Kimpalan arka tenggelam terutamanya sesuai untuk kimpalan kedudukan kimpalan rata. Jika alat bantu tertentu digunakan, kimpalan fillet dan kimpalan kedudukan kimpalan mendatar juga boleh direalisasikan. Faktor utama yang mempengaruhi bentuk dan prestasi kimpalan dalam kimpalan arka tenggelam ialah parameter proses kimpalan dan keadaan proses. Di bawah ini kita membincangkan keadaan kedudukan kimpalan rata.
Pengaruh parameter kimpalan
Parameter proses kimpalan yang mempengaruhi bentuk dan saiz jahitan kimpalan arka tenggelam termasuk arus kimpalan, voltan arka, kelajuan kimpalan dan diameter wayar.
(1) Arus kimpalan
Apabila keadaan lain kekal tidak berubah, kesan peningkatan arus kimpalan pada penembusan kimpalan (seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1), sama ada ia adalah alur berbentuk Y atau alur berbentuk I, dalam keadaan kimpalan biasa, penembusan adalah berkadar dengan perubahan arus kimpalan, iaitu, kesannya ditunjukkan dalam Rajah 2. Arusnya kecil, kedalaman penembusan adalah cetek, dan ketinggian dan lebar yang berlebihan tidak mencukupi; arus terlalu besar, kedalaman penembusan adalah besar, dan ketinggian berlebihan terlalu besar, yang mudah untuk menghasilkan keretakan suhu tinggi.
a) I-sendi b) Y-sendi
(2) Voltan arka
Voltan arka adalah berkadar dengan panjang arka. Di bawah voltan arka dan arus kimpalan yang sama, jika fluks yang dipilih adalah berbeza dan kekuatan medan elektrik dalam ruang arka adalah berbeza, panjang arka akan berbeza. Jika keadaan lain kekal tidak berubah, kesan menukar voltan arka pada bentuk kimpalan ditunjukkan dalam Rajah 3.
Voltan arka rendah, penembusan besar, lebar kimpalan sempit, dan retak panas mudah berlaku: apabila voltan arka tinggi, lebar kimpalan meningkat, dan ketinggian berlebihan tidak mencukupi. Semasa kimpalan arka terendam, voltan arka diselaraskan mengikut arus kimpalan, iaitu, arus kimpalan tertentu mesti mengekalkan panjang arka tertentu untuk memastikan pembakaran arka kimpalan yang stabil, jadi julat variasi voltan arka adalah terhad.
a) I-sendi b) Y-sendi
(3) Kelajuan kimpalan
Kelajuan kimpalan mempunyai kesan pada kedalaman dan lebar penembusan. Biasanya, kelajuan kimpalan kecil, kolam kimpalan besar, dan penembusan dan lebar kimpalan kedua-duanya lebih besar. Iaitu, kedalaman penembusan dan lebar penembusan adalah berkadar songsang dengan kelajuan kimpalan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4. Kesan kelajuan kimpalan pada bentuk bahagian kimpalan ditunjukkan dalam Rajah 5.
Kelajuan kimpalan terlalu kecil, jumlah logam cair adalah besar, dan jahitan kimpalan kurang terbentuk: apabila kelajuan kimpalan tinggi, jumlah logam cair tidak mencukupi, dan pemotongan mudah berlaku. Dalam kimpalan sebenar, untuk meningkatkan produktiviti, kuasa arka mesti ditingkatkan sambil meningkatkan kelajuan kimpalan untuk memastikan kualiti kimpalan.
H - kedalaman penembusan B - lebar penembusan
Rajah 5 Pengaruh kelajuan kimpalan ke atas bentuk bahagian kimpalan
a) I-sendi b) Y-sendi
(4) Diameter dawai kimpalan
Apabila arus kimpalan, voltan arka dan kelajuan kimpalan adalah malar, bentuk jahitan kimpalan akan berubah kerana diameter dawai kimpalan yang berbeza.
Pengaruh ketumpatan arus pada bentuk dan saiz kimpalan yang ditunjukkan dalam Jadual 1 boleh dilihat dari jadual, keadaan lain kekal tidak berubah, kedalaman penembusan adalah berkadar songsang dengan diameter dawai kimpalan, tetapi hubungan ini lemah dengan peningkatan ketumpatan arus. Dengan peningkatan ketumpatan arus, jumlah logam cair dalam kolam lebur terus meningkat, dan sukar bagi logam cair untuk bergerak ke belakang, dan kedalaman penembusan meningkat dengan perlahan. Voltan arka hendaklah dinaikkan pada masa yang sama dengan arus kimpalan untuk memastikan kualiti jahitan kimpalan.
Pengaruh Keadaan Proses Terhadap Pembentukan Kimpalan
(1) Pengaruh bentuk alur punggung dan kelegaan
Apabila keadaan lain adalah sama, meningkatkan kedalaman dan lebar alur, penembusan kimpalan meningkat, lebar gabungan berkurangan sedikit, dan ketinggian berlebihan berkurangan dengan ketara, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6. Dalam kimpalan punggung, jika saiz jurang diubah, bentuk kimpalan juga boleh diselaraskan. Pada masa yang sama, ketebalan plat dan keadaan pelesapan haba juga mempunyai kesan yang ketara ke atas lebar kimpalan dan ketinggian berlebihan, seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 2.
(2) Pengaruh kecondongan wayar dan kecondongan bahan kerja
Arah condong wayar kimpalan dibahagikan kepada dua jenis: condong ke hadapan dan condong ke belakang, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7. Arah dan saiz kecenderungan adalah berbeza, kesan arka pada daya tiupan dan haba kolam lebur. adalah berbeza, dan pengaruh pada pembentukan jahitan kimpalan juga berbeza. Rajah 7a menunjukkan kecondongan ke hadapan wayar kimpalan, dan Rajah 7b menunjukkan kecondongan ke belakang wayar kimpalan. Apabila wayar kimpalan dicondongkan ke belakang dalam sudut kecondongan tertentu, kesan daya arka pada logam kolam lebur menjadi lemah, dan logam cecair di bahagian bawah kolam lebur menebal, jadi kedalaman penembusan berkurangan. Walau bagaimanapun, kesan prapemanasan arka pada logam asas di hadapan kolam lebur diperkukuh, jadi lebar lebur meningkat. Rajah 7c menunjukkan kesan condong belakang terhadap kedalaman penembusan dan lebar penembusan. Dalam kerja sebenar, kecondongan ke hadapan wayar kimpalan hanya digunakan dalam beberapa kes khas, seperti mengimpal jahitan bulat bahan kerja silinder diameter kecil.
Terdapat dua kes kimpalan atas dan kimpalan cerun bawah apabila bahan kerja adalah kimpalan condong, dan pengaruhnya terhadap pembentukan kimpalan jelas berbeza, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8. Semasa kimpalan menaik bukit (Rajah 8a, b), jika sudut kecondongan adalah lebih daripada 6 darjah hingga 12 darjah, ketinggian lebihan kimpalan adalah terlalu besar, potongan terkecil muncul di kedua-dua belah, dan pembentukannya merosot dengan ketara. Dalam amalan, kimpalan menanjak harus dielakkan. Kesan kimpalan menurun bukit adalah bertentangan dengan kimpalan menaik bukit, lihat Rajah 8c, d.
a) Kecondongan ke hadapan b) Kecondongan ke belakang c) Pengaruh sudut kecondongan belakang wayar pada pembentukan kimpalan
(3) Pengaruh pembentukan fluks
Ketinggian fluks kimpalan arka terendam secara amnya ialah 25-40mm, dan arka harus ditanam di sekeliling filamen. Apabila menggunakan fluks terikat atau fluks tersinter, ketinggian tindanan fluks adalah 20% hingga 50% lebih tinggi daripada fluks terlebur kerana ketumpatannya yang rendah. Semakin tinggi ketinggian binaan fluks, semakin tinggi ketinggian kimpalan dan semakin cetek kedalaman penembusan.
Pengaruh Keadaan Proses Kimpalan Terhadap Sifat Logam Kimpalan
Apabila keadaan kimpalan berubah, kadar pencairan logam asas dan nisbah lebur fluks (jumlah lebur fluks/jumlah lebur dawai kimpalan) semuanya berubah, yang menjejaskan sifat logam kimpalan, antaranya arus kimpalan dan voltan arka mempunyai impak yang lebih besar. Rajah 9 hingga 11 menunjukkan kesan arus kimpalan, voltan arka dan kelajuan kimpalan ke atas nisbah lebur fluks.
Disebabkan oleh perubahan nisbah lebur fluks, komposisi kimia dan sifat mekanikal logam kimpalan berubah, terutamanya penambahan unsur mengaloi dalam fluks tersinter mempunyai kesan yang paling besar terhadap komposisi kimia logam kimpalan. Rajah 12 hingga 14 menunjukkan kesan pelbagai keadaan kimpalan ke atas kandungan Mn dan Si logam kimpalan.
,
