Verständnis des Zusammenhangs zwischen Abscheidungsrate, Abscheidungseffizienz und Produktionsleistung

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Aug 31, 2023

Verständnis des Zusammenhangs zwischen Abscheidungsrate, Abscheidungseffizienz und Produktionsleistung

ads861 / iStock / Getty Images Plus Unsere Vertriebsprojektschätzer werfen häufig Fragen zu veröffentlichten Schweißzusatzwerkstoff-Datenblättern von Schweißherstellern auf. Es scheint, dass es einige Verwirrung gibt

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Unsere Vertriebsprojektkalkulatoren werfen häufig Fragen zu veröffentlichten Zusatzwerkstoff-Datenblättern von Schweißherstellern auf. Offenbar herrscht in der gesamten Branche eine gewisse Verwirrung über veröffentlichte Daten, in denen empfohlene Schweißparameter, Abschmelzraten, Abschmelzeffizienz und die Erfahrungen aus unseren Schweißproduktionsergebnissen aufgeführt sind. Könnten Sie bitte diese Begriffe erläutern und erklären, wie sie sich auf das beziehen, was wir erleben?

Absolut! Sehr oft werden diese Begriffe missverstanden und für die Schätzung des Schweißguts falsch verwendet. Nehmen wir uns zunächst einen Moment Zeit, um jeden dieser Begriffe zu definieren.

Die Ablagerungsrate ist das erwartete Schweißmetallgewicht, das pro Stunde auf der Schweißnaht abgeschieden wird, basierend auf veröffentlichten Schweißparametern und Schutzgasen, wenn der Lichtbogen zu 100 % eingeschaltet ist.

Bitte beachten Sie, dass Drahtschweißprozesse wie GMAW und FCAW (einschließlich Metallkern) in den meisten Fällen Konstantspannungsprozesse (CV) sind. Dies bedeutet, dass die Drahtvorschubgeschwindigkeit während des Schweißvorgangs konstant ist und daher auch der Drahtverbrauch (proportional zur Abschmelzleistung) konstant ist. SMAW oder SAW sind typischerweise Konstantstrom-Schweißverfahren (CC). Bei CC-Prozessen wird die Draht- oder Elektrodenvorschubgeschwindigkeit variiert, um einen stabilen Lichtbogen aufrechtzuerhalten, sodass die Abschmelzgeschwindigkeit etwas weniger vorhersehbar ist. Die Lichtbogenlänge oder der Kontaktspitze-zu-Werkstück-Abstand (CTTWD) haben einen erheblichen Einfluss auf die Menge des verbrauchten Schweißzusatzes bei der Verwendung von CC-Schweißverfahren.

Die Abscheidungseffizienz ist die Menge des abgeschiedenen Schweißguts dividiert durch die Menge des verbrauchten Schweißzusatzwerkstoffs. Die SAW- und GTAW-Abscheidungseffizienz (bei Verwendung eines Füllmetalls) liegt bei etwa 99 %; Der GMAW-Wert (Massiv- und Metalldrähte) liegt je nach Schutzgastyp und Drahtübertragungsmodus zwischen 92 % und 98 %. FCAW liegt im Durchschnitt bei etwa 87 %; und SMAW liegt im Durchschnitt bei etwa 65 %. Allerdings ist die Effizienz der SMAW-Abscheidung deutlich geringer, wenn der Schweißer beim Elektrodenwechsel einen langen Stumpf hinterlässt.

Auch wenn Verfahren mit hoher Abscheidungseffizienz attraktiv sind, ist die Abscheidungseffizienz nicht alles. SAW erfordert in den meisten Fällen ein hohes Maß an Automatisierung mit konsistenten Schweißverbindungen. Unter allen Verfahren ist GTAW das langsamste Schweißverfahren mit der geringsten Abschmelzleistung. Andererseits ist FCAW ein sehr robustes Verfahren, das bei Rost und Walzzunder gut funktioniert und bei hochwertigen Schweißablagerungen leicht außerhalb der Position eingesetzt werden kann. Kurz gesagt: Nutzen Sie die Abscheidungseffizienz nicht als alleinigen Faktor bei der Auswahl eines Schweißverfahrens, sondern nutzen Sie sie als Werkzeug zur Optimierung Ihrer Anwendung.

Die vom Hersteller veröffentlichten Schweißparameter gelten typischerweise für Prozesse wie GMAW, FCAW und SMAW. Diese Werte basieren auf dem Draht- oder Elektrodendurchmesser, der Art des Schutzgases (falls verwendet) und der CTTWD. Die Bereiche basieren auf Tests zur Erzielung wiederholbarer, akzeptabler Schweißergebnisse. Wenn Sie ein vorqualifiziertes Schweißverfahren anwenden, müssen Sie innerhalb des vom Hersteller empfohlenen Parameterbereichs bleiben.

Bei der Schätzung der Schweißzeit für einen Auftrag ist es wichtig, die Abschmelzleistung vollständig zu verstehen. Wie in der Definition angegeben, basieren diese Werte auf einer Einschaltdauer des Lichtbogens von 100 % (manchmal auch als Arbeitszyklus bezeichnet). Eine 100-prozentige Lichtbogen-Einschaltzeit wird jedoch nie tatsächlich erreicht.

Bei der Herstellung von Schweißnähten wird die Schweißproduktivität anhand des Betriebsfaktors gemessen. Dies ist die tatsächliche Lichtbogen-Einschaltzeit pro Arbeitsstunde pro Schweißer. Der Branchendurchschnitt liegt bei etwa 20 % oder 12 Minuten Lichtbogen-Einschaltzeit pro Stunde. Ein Großteil der Zeit des Tages wird mit dem Be- und Entladen von Teilen, dem Reinigen, dem Neupositionieren zwischen Schweißnähten usw. verbracht.

SAW ist der einzige Prozess, der in vollautomatischen Anwendungen problemlos eine Lichtbogen-Einschaltzeit von 100 % und einen Betriebsfaktor von 100 % erreicht. alle anderen Prozesse sind typischerweise viel niedriger. Wenn Sie beispielsweise mit einem Fülldraht mit großem Durchmesser und einer veröffentlichten Abschmelzleistung von 20 lbs./h schweißen, können Sie mit einer tatsächlichen Abschmelzleistung von 4,0 lbs./h rechnen. bei 20 % Betriebsfaktor. Der Betriebsfaktor kann für Ihre spezifische Anwendung drastisch variieren.

Ein häufiger Fehler bei Auftragsausschreibungen besteht darin, anzunehmen, dass das gesamte gekaufte Zusatzwerkstoff zu Schweißgut wird. Denken Sie daran, dass jeder Prozess eine Abscheidungseffizienz aufweist. Die zugekaufte Menge an Zusatzwerkstoff wird immer größer sein als die benötigte Menge an Schweißgut.

Wenn der Job beispielsweise 10.000 Pfund erfordert. Für die Menge an Schweißgut dividieren wir diese Zahl durch die Abscheidungseffizienz, um die Menge des benötigten Zusatzwerkstoffes zu bestimmen. Wenn Sie also Fülldraht mit einer Abscheidungseffizienz von 87 % verwenden, sind es 11.494 lbs. Fülldraht erforderlich.