Free Press

Skjoldet metalbuesvejsning eller SMAW er en af de mest almindelige svejsemetoder. Det er også blandt de tidligste svejseteknikker, der nogensinde er blevet udviklet.

Da der anvendes simpelt udstyr til lysbuesvejsning med beskyttet metal, er det forholdsvis ukompliceret. I modsætning til TIG-svejsning og andre avancerede svejsemetoder er SMAW-svejsning ikke for svær at lære, hvilket gør den til et godt udgangspunkt for begyndere.

Her vil du lære om forskellige tips og tricks til at mestre kunsten at svejse med SMAW-svejsning.

Skjoldet metalbuesvejsning går også under forskellige navne som manuel metalbuesvejsning (MMAW), fluxafskærmet lysbuesvejsning og stiksvejsning.

Hvad er Shielded Metal Arc Welding?

SMAW-svejsning er en svejseteknik, hvor en fluxdækket elektrode hjælper med at skabe en svejset forbindelse. Enkelt sagt smelter fyldstofmaterialet for at danne et svejsebad, som størkner for at forbinde tidligere adskilte metalsektioner.

Fyldstofmaterialet smeltes ved hjælp af en elektrisk lysbue. Lysbuen skabes mellem et metalarbejdsstykke og den forbrugsbare elektrode ved hjælp af stavsvejseapparatet, som er tilsluttet en stikkontakt for at generere jævn- eller vekselstrøm. Den veksel- eller jævnstrøm, der genereres af svejsemaskinen, opstår i form af en lysbue mellem elektrode og grundmetal. Ofte giver jævnstrømmen de bedste svejseegenskaber.

Buen smelter både den forbrugsbare elektrode og det grundmetal, der svejses. Det således dannede svejsebad består af smeltet metal. Det meste af det smeltede tilsatsmateriale leveres af elektroden.

Når du bevæger elektroden støt langs overfladen af grundmetallet, dannes der et ensartet lag af metalaflejring kaldet en perle.

Den varme, der genereres af lysbuen, omdanner flusmaterialet til et beskyttende gaslag, som beskytter svejsebadet mod korrosion og forurening fra atmosfæren. Dette beskyttende gaslag er nødvendigt, da det sikrer en fejlfri svejsefuge, der er stærk og pålidelig. Som følge heraf er det ikke nødvendigt med en separat gastank til at levere beskyttelsesgas til at beskytte svejsebadet. I mangel af et passende gaslag har svejsninger tendens til at være svage, defekte og skøre.

Det smeltede svejsebad størkner langsomt for at skabe en solid svejsefuge, der fast forbinder separate metalsektioner med hinanden. Der udvikles også et slaggelag under denne svejseproces. Dette lag skal flækkes af, når det størkner. På grund af dette krav om flisning er SMAW-svejsning mere tidskrævende sammenlignet med andre typer svejseprocedurer. Du kan dog fremskynde denne proces ved at vælge en egnet elektrode.

SMAW-svejsning anvendes oftest til jern- og ståldele. Det anvendes dog også i et vist omfang til aluminium og forskellige metaller.

Stiksvejsning Fordele

• Fungerer godt i blæsende og regnfulde forhold.
• Skærmetalbuesvejseudstyr er billigt.
• Der kræves ingen ekstern beskyttelsesgas, da fluxen sørger for det beskyttende gaslag – dette gør stiksvejsning omkostningseffektivt.
• Sammenlignet med andre svejseteknikker påvirkes stavsvejsning mindre alvorligt af snavs, korrosion og maling – dette kan spare tid til rengøring før svejsning.
• Du kan nemt skifte stave til forskellige metaller.
• Du kan fastgøre jordklemmen i en betydelig afstand fra svejseområdet.

Stiksvejsning ulemper

• Stiksvejsning kan være langsommere end andre teknikker.
• Det er ikke så let som MIG-svejsning – der kræves operatører med et højere niveau af færdigheder og færdigheder for at opnå tilfredsstillende stiksvejsningskvalitet.
• Det er tidskrævende og nedsætter produktiviteten at fjerne slaggen ved slutningen af svejsningen.
• Stiksvejsning er uegnet til meget tynde sektioner.
• I sammenligning med andre svejsemetoder skal den forbrugsbare elektrode udskiftes oftere.
• Stiksvejsning kan give overdreven porøsitet, ru overflader og stænk.

Svejsekredsens effekt

Den effekt, der leveres af svejsekredsen, udtrykkes oftest i form af strøm og spænding. Spændingsværdien afhænger af lysbuelængden, som igen er bestemt af elektrodens diameter og type. Svejsekredsens effekt angives normalt i form af ampere. Svejsestrømmen afhænger af svejsepositionen, tykkelsen af de metalsektioner, der svejses, og elektrodediameteren. Tykke metalsektioner kræver større strøm end tyndere metalsektioner. Tykkere elektroder har brug for større strøm sammenlignet med tyndere elektroder.

SMAW-svejsning Beskyttelse

Hvor du påbegynder SMAW-svejsning, skal du tage sikkerhedsudstyr på for at beskytte dig mod svejsefarer. Det er vigtigt at anskaffe sig beskyttelsesudstyr som en svejsehjelm og beskyttelsesbeklædning som forklæder, jakker, handsker og støvler. Den ultraviolette stråling, der genereres af den elektriske lysbue, er skadelig for både øjne og hud. Længerevarende udsættelse for disse farlige stråler kan forårsage forskellige medicinske tilstande, herunder hudkræft og permanente øjenskader. SMAW-svejsning producerer også høj varme, varm slagge og stænk i store mængder, som kan forårsage alvorlige kvæstelser. Handsker, forklæder og andet beskyttelsesbeklædning kan anvendes til beskyttelse mod disse farer.

Du skal sikre dig, at overfladen af det metal, der skal svejses, er ren, før du påbegynder pæresvejsning. Sammenlignet med andre svejseteknikker er lysbuesvejsning med afskærmet metal mindre påvirket af overfladeforureninger. Der er dog stadig en mulighed for, at disse urenheder kan føre til alvorlige defekter i svejsesamlingen. Derfor er det nødvendigt at rense overfladen før svejsning.

Når overfladerne er renset, skal du montere den mest hensigtsmæssige elektrode i svejseapparatet. Konfigurer strømindstillingerne i henhold til de retningslinjer, der er nævnt i svejsemaskinens brugermanual. Du er nu klar til at udføre SMAW-svejsning.

Initiering af den elektriske lysbue

Du kan initiere lysbuen med en af de to metoder: scratch start og tapping.

For at udvikle en stabil svejsebue ved hjælp af scratch start-metoden skal du først ridse arbejdsemnets overflade med elektroden og bevæge den væk. Du skal trække elektroden hen over metaloverfladen på samme måde, som du slår en tændstik. Hvis denne bevægelse udføres korrekt, vil der blive startet en lysbue, og du kan udføre dit svejsearbejde. Udviklingen af denne svejsebue kan være ret vanskelig og vil kræve en del øvelse at perfektionere.

Hvis buen forsvandt efter at have slået elektroden på emnet, så indebærer det, at du løftede elektroden for langt væk fra overfladen. Prøv at holde elektroden så tæt som muligt på metaloverfladen uden at skabe kontakt. Hvis der er langvarig kontakt, kan elektroden klæbe fast til grundmetallet på grund af strømgennemstrømningen. Hvis dette sker, er et hurtigt vrid nok til at frigøre elektroden.

I det væsentlige adskiller tapping-metoden sig ikke alt for meget fra scratch-start-metoden. Ved tapping-metoden skal du føre elektroden direkte ned på grundmetallet, mens du holder den i 90 grader i forhold til overfladen. Så snart elektroden berører overfladen, skal du løfte den lidt. En lysbue vil blive initieret, når elektroden stiger op. Hvis lysbuen afbrydes, må du have løftet elektroden for højt op. Hvis du ikke er hurtig nok, og der er langvarig kontakt mellem elektroden og overfladen, kan elektroden klæbe fast til metalstykket. Giv elektroden et hurtigt vrid for at trække den fri.

Udover kendskab til den rigtige teknik – som ikke er alt for vanskelig – kræver det at initiere en lysbue behændighed, hvilket kan opnås ved øvelse. Du kan øve dig på skrot af flade metalstykker for at lære at opretholde en lysbue i ét hug. Når du mestrer denne proces, kan du også øve dig i at flytte elektroden langs metaloverfladen med en konstant hastighed for at påføre svejseperlen jævnt.

Mens du øver dig i at lave svejseperler, skal du huske, at elektroden skal være næsten vinkelret i forhold til metaloverfladen. Det er bedst at vippe elektroden 10 til 30 grader i svejseretningen for at opnå de mest ensartede resultater.

Differentierede svejsepositioner

Hvor du indtager en hvilken som helst svejseposition, skal du tænke på tyngdekraftens virkning på det smeltede svejsebad. Da der er tale om en pulje af flydende metal, vil den opføre sig på samme måde som andre væsker. Under hensyntagen til denne effekt skal du vedtage den mest hensigtsmæssige position for at svejse effektivt og sikkert.

Lodrette og vandrette svejsninger kan få støtte fra skrå kanter og bagplader. For begge typer svejsninger skal elektroden orienteres i en vinkel på 90 grader i forhold til grundmetalets overflade.

Overhovedsvejsning kan være betydeligt vanskelig på grund af den fare, der udgøres af sprøjt, der regner ned. En bagplade kan være nyttig i denne situation. Ved flad svejsning skal elektroden være orienteret i en 90-graders vinkel i forhold til metaloverfladen. Hvor det er muligt, bør du også forsøge at vippe elektroden en smule, så der ikke falder dråber ned på noget udstyr.

Svejsning med riller

Til de tyndere metaller kan du regne med en svejsning med firkantede riller. Men for metalsektioner, der er tykkere end 3/16 tommer, skal du bruge en slibemaskine eller plasmaskærer til at skære fasede kanter.

For både v-rille-svejsninger og svejsninger med firkantede riller skal du placere elektroden i 90 grader i forhold til grundmetalsektionen. For at opnå bedre resultater skal du læne den lidt i svejseretningen. Hvis du hælder i andre retninger, kan det gøre svejsningerne ineffektive.

T-svejsning

Ved udførelse af filetfittings skal du orientere elektroden i 45 grader i forhold til svejsningen. På den anden side kan du reducere vinklen, når du arbejder med overlapforbindelser. For at øge styrken af den således dannede samling skal du give elektroden cirkulære bevægelser. For begge typer samlinger er det bedst at svejse begge sider for at sikre maksimal holdbarhed og styrke.

Troubleshooting Tips og tricks

Du kan støde på en række problemer, mens du lærer det grundlæggende i lysbuesvejsning med afskærmet metal. Du vil blive meget bedre til svejsning ved at øve dig konsekvent og prøve nye ting for at forbedre dig. Hvis du støder på problemer, kan du anvende følgende tricks til fejlfinding for at løse disse problemer.

Det kan være en udfordring at starte lysbuen, især for begyndere. Når du ridser på overfladen for at udvikle lysbuen, kan elektroden sidde fast på metaloverfladen. Du skal ikke blive bekymret. Det eneste, du skal gøre, er at dreje elektroden skarpt. Dette vil løsne elektroden fra overfladen. Du kan derefter genoptage arbejdet med elektroden.

Når du begynder at svejse, skal du bevæge din hånd jævnt og støt for at opretholde lysbuen. Hvis du bevæger elektroden for langt væk fra overfladen, kan lysbuen forsvinde. Du skal blot genoptage svejsningen fra den samme position på grundmetallet, hvor svejsningen blev afbrudt. Du skal blot sørge for, at den korrekte afstand mellem overfladen og elektroden opretholdes.

Det kan være nyttigt at forstå den mest hensigtsmæssige bueafstand. Gennemse industriproducentens instruktioner for at finde ud af mere. En buelængde på 1/8 tomme er normalt egnet til elektroder, der har en diameter på 1/8 tomme. Tyndere elektroder vil fungere godt med en buelængde på 1/16 tommer.

Hvis der er utilstrækkelig indtrængning, skal du overveje flere mulige faktorer for at bestemme den egentlige årsag. En af disse faktorer er rejsehastigheden. Hvis elektroden bevæger sig for hurtigt, vil svejsetykkelsen være for inkonsekvent og smal. Hvis elektroden bevæger sig for langsomt, vil der ophobes for meget smeltet metal, hvilket er unødvendigt og spildt.

Med øvelse kan du bevæge elektroden med den rigtige hastighed. Du opnår de bedste resultater i en vandret eller flad stilling. Men hvis du skal svejse i en overliggende eller lodret stilling, skal strømmen være mindre end i den vandrette stilling. Den bedste svejsesamling dannes ved at holde korte buelængder og bevæge elektroden med en konstant hastighed.

Hvis du finder, at svejsningerne er for svage og knækker, bør du teste dem med en hammer, før du lægger svejseudstyret væk. Du behøver ikke at slå direkte på svejsningerne. Hammerslaget skal være 2 til 3 tommer væk fra svejsningen.

Hvor du fortsætter svejsningen eller gennemfører flere svejsegange, skal du flække slaggen af for at få en glat overflade.

Best Practices for Shielded Metal Arc Welding

Du kan også tage følgende skridt for at sikre den bedste kvalitet af svejsninger fra shielded metal arc welding-teknikken.

Vælg stål fra det normale område

Vælg stål fra det normale område for at opnå gode stick-svejseresultater. Dette omfatter stål, der ligger mellem AISI-SAE 1015 og 1025. For disse ståls vedkommende er svovlindholdet mindre end 0,035 procent, og siliciumindholdet har en maksimal værdi på 0,1 procent. Sticksvejsningsprocessen med disse ståltyper er nemmere og mere bekvem, da de tillader højere svejsehastigheder. Tendensen til revner er også minimeret på grund af disse ståls ønskelige metallurgiske egenskaber.

Hvis du skal svejse kulstofstål og lavlegerede ståltyper, hvis kemi er uden for det normale område, vil der være større sandsynlighed for svejsefejl. Disse ståltyper er mere tilbøjelige til at revne ved stiksvejsning. Risikoen for denne type defekter øges yderligere ved stiksvejsning af stive konstruktioner og tunge plader, der er fremstillet af disse ståltyper.

I forbindelse med disse problemer skal du træffe visse modforanstaltninger. Især stål med et højt fosfor- og svovlindhold er ikke ideelt til pindsvitsning. Hvis du skal stiksvejse disse ståltyper, skal du sikre dig, at du anvender elektroder med lavt hydrogenindhold og smal diameter. Det er bedre at svejse med en langsommere hastighed, så svejsebadet forbliver smeltet i længere tid. Dermed vil der være tid nok til, at gasboblerne kan koge ud. Disse bobler ville ellers blive fanget i svejsebadet, hvis det størkner for hurtigt, hvilket ville forårsage porøsitet.

Vælg den bedste svejseposition

Den færdige svejsekvalitet påvirkes i høj grad af svejsepositionen. For stålplader med en tykkelse på mellem 10 og 18 gauge vil du kunne opnå den hurtigste svejsehastighed ved en nedadgående vinkel på mellem 45 og 75 grader. Der er ingen grund til at oversvejse eller lægge en svejsning, der er større end det, der er nødvendigt. Dette vil producere for meget smeltet metal, som kan føre til gennembrænding.

For lavtlegerede og højt kulstofholdige stålplader skal du udføre pæresvejsning ved at holde stykkerne i en vandret position.

Vælg den mest hensigtsmæssige elektrode størrelse

Større elektroder transporterer større strømme og afsætter fyldmetal med en højere hastighed. For at opnå høj svejsekvalitet bør du bruge den største elektrode, der er praktisk mulig. Det kan dog være nødvendigt at holde elektrode-størrelsen lille i forbindelse med rodpassager og metalplader for at undgå gennembrændinger. Elektrodediameteren kan også være begrænset af samlingens dimensioner.

Shielded Metal Arc Welding Defects and Their Remedies

Her er nogle af de mest almindelige stick welding defekter, sammen med deres mulige løsninger.

Cracking

Cracking er et indviklet emne, da der kan opstå mange forskellige slags revner forskellige steder langs svejsningen. Alle revner udgør en alvorlig risiko, da der altid er en mulighed for, at de vil vokse i størrelse og blive til brud. Legering, højt svovl- eller højt kulstofindhold i uædle metaller er oftest skyld i revner.

For at minimere risikoen for revner bør du følge disse trin under pæresvejsning:

• Brug elektroder med lavt hydrogenindhold.
• Til stive samlinger og tunge plader skal du anvende høje forvarmninger.
• Gør brug af elektroder med lille diameter og lave strømme for at reducere indtrængningen. Dette vil reducere antallet af legeringer, der indgår i svejsebadet fra grundmetallet.
• Til svejsninger med fyldstof eller svejsninger i flere omgange skal du sikre dig, at svejseperlen har den rette størrelse og form for at forhindre revner. Du kan tilføje yderligere lag, hvis du er sikker på dette. Du kan øge størrelsen af svejseperlen ved at svejse 5 grader opad med en kort lysbue og langsom kørehastighed. Udfør svejsning, mens emnet er varmt.

Stive dele har en større tendens til at revne. Svejse i retning af den ikke fastspændte ende, hvis dette er muligt. Der skal være et mellemrum på mindst 1/32 tomme mellem pladerne for at tillade krympning, mens svejsningen køler af. Du kan også peene svejseperlerne, mens de er varme, for at reducere spændingen.

Grund gennemtrængning

Den gennemtrængning er den dybde, som svejsningen går til i grundmetallet. Dette er normalt ikke let synligt. For svejsninger med høj styrke er det nødvendigt med fuld indtrængning til det laveste punkt i samlingen. Hvis du bemærker et problem med lav indtrængning, skal du prøve langsommere kørehastigheder og højere strømme. Små elektroder er mere tilbøjelige til at gå helt igennem i smalle dybe riller.

Husk at opretholde en vis afstand i leddets nederste del.

Mangelfuld fusion

Der er tale om korrekt fusion, når der er dannet en fast perle gennem hele leddets længde, og svejsebadet er størknet til at binde begge sider af leddet stærkt sammen. Dårlig fusion er let synlig og bør afhjælpes for at opnå stærke samlinger. Du kan anvende stringer perle-metoden og højere strømme til at behandle dårlig fusion. Sørg for, at fugekanterne er fri for snavs. Du kan også bruge 11-elektrode eller AWS E6010, som kan skære i urenhederne. Hvis der er for meget spalte, skal du anvende væveteknikken for at lukke spalten.

Porøsitet

Porøsitet er normalt ikke synlig, hvilket er uheldigt i betragtning af hvor almindeligt og alvorligt det er. For at minimere risikoen for porøsitet skal du rense grundmetaloverfladen inden stick-svejsning. Sørg for, at svejsebadet forbliver smeltet i længere tid. Dette vil give gasbobler nok tid til at slippe ud. Disse bobler kan blive fanget, hvis svejsebadet størkner for hurtigt. Disse bobler skaber huller i den faste struktur, hvilket giver anledning til porøsitet.

Brug en elektrode med lavt hydrogenindhold til stål med fosfor, svovl, mangan eller lavt kulstofindhold. Stål til fri bearbejdning kan have for meget svovl, hvilket forhindrer korrekt stick-svejsning. I sådanne tilfælde skal du forsøge at minimere mængden af grundmetal, der smelter ind i svejsebadet, ved at bruge høje kørehastigheder og lav strømstyrke. Du kan også anvende en kortere lysbuelængde.

Ved brug af elektroder med lavt hydrogenindhold er det tilrådeligt at anvende metoden med let træk. Du kan også anvende de samme modforanstaltninger til overfladehuller.

Vandrende lysbue

Hvis du udfører jævnstrømssvejsning med pinde, kan lysbuen begynde at vandre fra sit tilsigtede forløb på grund af forstyrrelser fra omstrejfende magnetfelter. Dette problem er mere sandsynligt i komplicerede samlinger og ved højere strømme. Den bedste måde at kontrollere problemet med vandrende lysbuer på er at skifte til vekselstrøm. Hvis denne metode ikke virker, skal du bruge mindre elektroder, kortere lysbuelængde og lavere strøm.

Du kan også ændre strømvejen ved at overføre arbejdsforbindelsen til en anden sektion i emnet. Du kan også prøve at lave forbindelser på forskellige steder. Du kan også prøve med udløbsfaner, svejsning mod færdige samlinger og placering af stålblokke for at ændre den elektriske vej. Du kan også fastgøre små plader langs sømmen i enderne af svejsningen.

Våde elektroder

Hvis strømmen og polariteten er i overensstemmelse med producentens retningslinjer, men lysbuen stadig er ustabil, kan det være et tilfælde af våde elektroder. Åbn en ny beholder til tørre elektroder. Hvis problemet gentager sig ofte, bør du placere åbne elektrodebeholdere i opvarmede kabinetter.

Underskæringer

Underskæringer synes måske kun at være et udseendeproblem, men det kan forringe svejsestyrken, hvis svejsningen udsættes for træthed eller en spændingskraft. Du kan minimere muligheden for underskæringer ved at sænke kørehastigheden og sænke strømmen. Du kan også anvende en mindre elektrode for at opnå en svejsepoolstørrelse, som du kan håndtere. Prøv også at variere elektrodevinklen. Undgå for meget vævning, og bevæg elektroden med en ensartet kørehastighed.

Sprøjt

Sprøjt har ikke den store indflydelse på svejsestyrken. Det fører dog til dårlig overfladefinish og dermed højere rengøringsomkostninger. Du kan kontrollere overdreven stænk på en række forskellige måder.

Den første metode er at holde strømmen relativt lav. Sørg dog for, at denne reducerede strøm ligger inden for området for den givne elektrode størrelse og type. Strømmen skal have den rigtige polaritet.

Du kan også reducere stænk ved at reducere lysbuelængden. Hvis svejsebadet breder sig foran svejsebogen, skal du justere elektrodens vinkel en smule. Vær forsigtig med lysbueblæsningsbetingelser. Dette kaldes en vandrende lysbue. Elektroden skal være helt tør.

Konklusion

Nu har du ikke blot lært det grundlæggende om pæresvejsning og teknikker, men du har også lært om fejl ved pæresvejsning og deres afhjælpning. Dette vil hjælpe dig med at skabe svejsninger af høj kvalitet, der er fri for fejl.

Sammenlignende indlæg:

• Hvad er MMA-svejsning?
• Hvad er forskellen mellem AC- og DC-svejsning?
• Hvad er svejseelektroder (og hvad du bør vide)?