Mens kun én del af et meget større system, spiller kontaktspidsen i både robot- og semiautomatiske gasmetalbuesvejsning (GMAW) pistoler en afgørende rolle for at give en god svejsekvalitet. Det kan også medvirke målbart til produktiviteten og rentabiliteten af din svejseoperation – nedetid ved overdreven omstilling kan være skadelig for gennemløbet og omkostningerne til arbejdskraft og lagerbeholdning.
En kontaktspidss hovedfunktioner er at styre svejsetråden og overføre svejsestrømmen til tråden, når den passerer gennem boringen. Målet er at få tråden fremført gennem kontaktspidsen jævnt, samtidig med at maksimal kontakt bevares. For at få de bedste resultater er det vigtigt at bruge den rigtige kontaktspidsstørrelse — eller indvendig diameter (ID) — til applikationen. Svejsetråden og svejseprocessen påvirker begge valget (figur 1).
Indvirkning af svejsetråd på kontaktspidsstørrelse
Tre svejsetrådsegenskaber påvirker direkte valg af kontaktspids til en bestemt applikation:
▪ Ledningstype
▪ Trådstøbning
▪ Ledningskvalitet
Type-Producenter af kontaktspidser anbefaler normalt kontaktspidser i standardstørrelse (standard) til de tilsvarende ledninger, såsom en xxx-xx-45 kontaktspids til 0,045-tommer ledning. I nogle tilfælde kan det dog være at foretrække enten at underdimensionere eller overdimensionere kontaktspidsen til tråddiameteren.
Standardtolerancerne for svejsetråde varierer alt efter typen. For eksempel tillader American Welding Society (AWS) kode 5.18 ± 0.001-in. tolerance for 0,045-in. solide ledninger og ± 0,002-in. tolerance for 0,045-in. rørformede ledninger. Rør- og aluminiumstråde, som er bløde, fungerer bedst med standard- eller overdimensionerede kontaktspidser, der tillader dem at føres igennem med minimal fremføringskraft og uden at bøje eller knække inde i føderen eller svejsepistolen.
Massive ledninger er omvendt meget mere stive, hvilket betyder færre fodringsproblemer, hvilket gør det muligt at parre dem med underdimensionerede kontaktspidser.
Cast-Årsagen til over- og underdimensionering af kontaktspidsen relaterer sig ikke kun til ledningens type, men også dens støbning og helix. Afstøbningen refererer til diameteren af trådløkken, når en længde af tråd er blevet dispenseret fra pakken og placeret på en flad overflade - i det væsentlige trådens krumning. Den typiske tærskel for rollebesætningen er 40 til 45 tommer; hvis trådstøbningen er mindre end dette, må du ikke bruge en underdimensioneret kontaktspids.
Helixen refererer til, hvor meget tråden stiger op fra den flade overflade, og den bør ikke være større end 1 in. på noget sted.
AWS stiller krav til trådstøbning og helix som kvalitetskontrol for at sikre, at tilgængelige trådfremføringer på en måde, der er befordrende for god svejseydelse.
En omtrentlig måde at opnå bulknummeret på trådstøbningen på er ved pakkens størrelse. Tråd pakket i bulkpakker, såsom en tromle eller rulle, kan opretholde en større støbt eller mere lige kontur end tråd pakket i spole eller spole.
"Lige tråd" er et almindeligt salgsargument for bulkpakkede tråde, da det er nemmere at fremføre lige tråd end buet tråd. Nogle producenter vrider også tråden, mens den pakkes ind i tromlen, hvilket resulterer i, at tråden danner en sinusbølge i stedet for en løkke, når den dispenseres ud af pakken. Disse ledninger har en meget stor støbning (100 tommer eller mere) og kan parres med underdimensionerede kontaktspidser.
Tråd tilført fra en mindre spole har dog en tendens til at have en mere udtalt støbt - cirka 30 tommer. eller mindre diameter - og kræver typisk en standard eller større kontaktspidsstørrelse for at give de passende fodringsegenskaber.
Figur 1
For at få de bedste svejseresultater er det vigtigt at have den rigtige kontaktspidsstørrelse til applikationen. Svejsetråden og svejseprocessen påvirker begge valget.
Kvalitet-Kvaliteten af ledningen påvirker også valg af kontaktspids. Forbedringer i kvalitetskontrol har gjort den udvendige diameter (OD) af svejsetråde mere nøjagtige end tidligere år, så de fremføres mere jævnt. Massiv tråd af høj kvalitet giver for eksempel ensartet diameter og støbning samt en ensartet kobberbelægning på overfladen; denne ledning kan bruges sammen med en kontaktspids, der har et mindre ID, fordi der er mindre bekymring for, at ledningen knækker eller knækker. Rørformet wire af høj kvalitet giver de samme fordele sammen med glatte, sikre sømme, der forhindrer wiren i at åbne sig under fodring.
Tråd af dårlig kvalitet, der ikke er fremstillet efter strenge standarder, kan være tilbøjelige til dårlig trådfremføring og uregelmæssig bue. Underdimensionerede kontaktspidser anbefales ikke til brug med ledninger, der har store OD-variationer.
Som en sikkerhedsforanstaltning, når du skifter til en anden type eller mærke ledning, er det vigtigt at revurdere kontaktspidsstørrelsen for at sikre, at du opnår de ønskede resultater.
Effekt af svejseprocessen
I de senere år har ændringer i fremstillings- og fremstillingsindustrien drevet ændringer i svejseprocessen, såvel som størrelsen på kontaktspidsen, der skal bruges. For eksempel i bilindustrien, hvor OEM'er bruger tyndere (og stærkere) materialer til at reducere køretøjets vægt og forbedre brændstofeffektiviteten, bruger producenter ofte strømkilder med avancerede bølgeformer, såsom pulserende eller modificeret kortslutning. Disse avancerede bølgeformer hjælper med at reducere sprøjt og øge svejsehastigheder. Denne type svejsning, der typisk anvendes i robotsvejseapplikationer, er mindre tolerant over for afvigelser i processen og kræver kontaktspidser, der præcist og pålideligt kan levere bølgeformen til svejsetråden.
I en typisk pulssvejseproces med 0,045-in. solid ledning, kan spidsstrømmen være større end 550 ampere, og den aktuelle rampehastighed kan være mere end 1 ´ 106 ampere/sek. Som et resultat fungerer kontaktspids-til-ledning-grænsefladen som en switch ved pulsfrekvensen, som er 150 til 200 Hz.
Kontaktspidsens levetid ved pulssvejsning er typisk en brøkdel af den ved GMAW eller konstantspændingssvejsning (CV). Det anbefales at vælge en kontaktspids med et lidt mindre ID for den ledning, der bruges, for at sikre, at modstanden mellem spidsen og ledningsgrænsefladen er lav nok til, at der ikke opstår drastisk buedannelse. For eksempel ville en massiv ledning med en diameter på 0,045 tommer passe godt til en kontaktspids med en ID på 0,049 til 0,050 tommer.
Manuelle eller semiautomatiske svejseapplikationer kræver forskellige overvejelser, når det kommer til at vælge den rigtige kontaktspidsstørrelse. Halvautomatiske svejsepistoler er normalt meget længere og har mere komplicerede konturer end robotpistoler. Ofte er der også en større bøjning i nakken, som gør det muligt for svejseoperatøren at komme komfortabelt ind i svejsesamlingen. En hals med en stor bøjningsvinkel skaber et strammere støb på wiren, når den føres igennem. Derfor er det en god idé at vælge en kontaktspids med lidt større ID for at muliggøre en jævn trådfremføring. Dette er faktisk den traditionelle klassificering af kontaktspidsstørrelser. De fleste svejsepistolproducenter indstiller deres standard kontaktspidsstørrelse i henhold til den semiautomatiske applikation. For eksempel en 0,045-in. massiv tråd med diameter ville matche en kontaktspids med en ID på 0,052 til 0,055 in.
Konsekvenser af forkert kontaktspidsstørrelse
Forkert kontaktspidsstørrelse, uanset om den er for stor eller for lille til typen, støbningen og kvaliteten af den anvendte ledning, kan forårsage uregelmæssig trådfremføring eller dårlig lysbueydelse. Mere specifikt kan kontaktspidser med ID'er, der er for små, få ledningen til at hænge fast i boringen, hvilket fører til tilbagebrænding (Figur 2). Det kan også forårsage fuglnesting, som er et virvar af tråd i trådfremførerens drivruller.
Figur 2
Burnback (tråd fastklemt) er en af de mest almindelige fejltilstande for kontaktspidser. Det er væsentligt påvirket af kontaktspidsens indvendige diameter (ID).
Omvendt kan kontaktspidser med et ID, der er for stort til ledningsdiameteren, tillade ledningen at vandre, mens den strømmer igennem. Denne vandring resulterer i dårlig buestabilitet, kraftige sprøjt, ufuldstændig sammensmeltning og fejljustering af svejsningen i samlingen. Disse hændelser er især vigtige ved aggressiv pulssvejsning; nøglehullets (figur 3) hastighed (slidhastighed) for en overdimensioneret kontaktspids kan være dobbelt så stor som en underdimensioneret kontaktspids.
Andre overvejelser
Det er vigtigt at forstå svejseprocessen fuldt ud, før du vælger kontaktspidsstørrelsen til jobbet. Husk på, at kontaktspidsens tredje funktion er at fungere som sikring af svejsesystemet. Eventuelle problemer i svejsesløjfens drivlinje vises (og bør vises) som kontaktspidsfejl først. Hvis kontaktspidsen fejler anderledes eller for tidligt i en celle sammenlignet med resten af planten, skal den celle sandsynligvis finjusteres.
Det er også en god idé at vurdere din operations tolerance over for risikoen; altså hvor meget det koster, når et kontakttip fejler. I en semiautomatisk applikation er det for eksempel sandsynligt, at svejseoperatøren hurtigt kan identificere eventuelle problemer og erstatte en defekt kontaktspids økonomisk. Omkostningerne ved uventet kontaktspidsfejl i en robotsvejseoperation er dog meget højere end ved manuel svejsning. I dette tilfælde har du brug for kontakttip, der fungerer pålideligt gennem perioden mellem planlagte kontakttipskift, for eksempel et skift. Det er normalt rigtigt, at i de fleste robotsvejseoperationer er ensartetheden af kvaliteten leveret af en kontaktspids vigtigere end hvor længe den holder.
Husk, at dette kun er generelle regler for valg af kontaktspidsstørrelse. For at bestemme den korrekte størrelse er det vigtigt at inspicere mislykkede kontaktspidser i planten. Hvis de fleste af de fejlbehæftede kontaktspidser har ledning fastklemt indeni, er kontaktspids-id'et for lille.
Hvis de fleste mislykkede kontaktspidser er fri for ledninger, men der er observeret en ru bue og dårlig svejsekvalitet, kan det være en fordel at vælge underdimensionerede kontaktspidser.
Figur 3
Overdreven nøglehul er også en af de mest almindelige fejltilstande for kontaktspidser. Det er også væsentligt påvirket af kontaktspidsens indvendige diameter (ID).
Indlægstid: Jan-02-2023
