GTAW가 뜨거울 수 있을까?

GTAW 핫 와이어(GTAW-HW)에서는 가열된 와이어(오른쪽)가 텅스텐 전극(왼쪽)의 아크에 의해 생성된 용융 용접 풀의 뒤쪽으로 공급됩니다.

자동화된 파이프 용접 애플리케이션을 고려해보세요. 루트 패스에는 GTAW(와이어 공급 가스 텅스텐 아크 용접) 프로세스를 사용한 다음 충전 및 캡에는 플럭스 코어 아크 용접(FCAW) 또는 서브머지드 아크 용접(SAW) 프로세스로 전환할 가능성이 높습니다. 통과합니다. 파이프를 별도의 용접 스테이션으로 이동하거나 전원과 토치 설정을 교체하면 됩니다.

확실히 일반적인 절차이지만 시간이 걸립니다. 문제는 루트 및 충전 패스에 대해 별도의 프로세스를 사용하는 대신 자동화된 GTAW 전원, 와이어 공급 및 토치를 유지하고 와이어를 가열하는 것이 어떻겠습니까? GTAW 핫와이어(GTAW-HW) 프로세스를 사용하면 안 되는 이유는 무엇입니까? 석유 및 가스 산업, 특히 클래딩 분야에서 GTAW-HW의 역사적 성공을 고려하면 이는 그리 놀라운 개념이 아닙니다.

물론 이는 특정 파이프 용접 응용 분야에는 적용되지 않으며 GTAW-HW는 트윈 또는 탠덤 SAW의 증착 속도를 능가할 수 없습니다. 그러나 한 용접 공정이 다른 용접 공정을 앞지른다는 것은 실제로 단순한 문제가 아닙니다. 파이프 용접의 모든 용접 패스에 대해 동일한 장비를 유지하면 전환이 제거되고 작업자 교육이 단순화되며 바닥 공간을 덜 차지합니다.

낮은 증착 속도와 느린 이동 속도는 GTAW의 아킬레스건이었습니다. 제조 전반에 걸쳐 공장이 로봇 공학 등을 통해 GTAW를 자동화한 경우 이는 엄격한 용접 품질 요구 사항이 필요하고 처리량 요구 사항이 수동 프로세스에 비해 너무 크기 때문일 가능성이 높습니다. 그러나 GTAW는 느릴 필요가 없으며 바로 여기에 GTAW-HW의 진정한 잠재력이 있습니다.

GTAW-HW는 두 개의 독립적인 전원 공급 장치를 사용합니다. 하나는 텅스텐 전극에 전원을 공급하여 용접 아크를 생성합니다. 다른 하나는 아크를 전혀 생성하지 않지만 대신 전기 저항을 사용하여 접촉 튜브(가스 금속 아크 용접의 접촉 팁과 유사)를 통해 용접 풀로 공급되는 와이어를 가열합니다.

텅스텐 전극의 아크는 단순히 모재를 녹여 용접 풀을 만듭니다. 별도의 메커니즘이 와이어를 접촉 튜브를 통해 용접 풀로 공급합니다. 접촉 튜브는 열선 전원 공급 장치에 의해 에너지가 공급되고 와이어가 텅스텐 전극 뒤(또는 때로는 측면)의 용접 풀에 들어갈 때 전기 저항을 통해 와이어를 녹는점 수준까지 예열합니다. 와이어가 녹는점까지 가열되기 때문에 용접 풀을 냉각시키지 않고 대신 와이어가 녹고 용융된 용접 풀을 가로질러 용접 가장자리로 흐를 때 좋은 습윤성을 촉진합니다.

와이어 가열은 접촉 튜브와 용접 풀 사이에서 발생합니다. 그리고 와이어 연장부가 토치의 실드 가스 컵 아래에 있는 한 열선 토치에는 별도의 가스 실드가 필요하지 않습니다.

와이어를 가열하면 증착 속도가 향상됩니다. 또한 용접 금속과 모재 사이의 희석을 낮출 수 있습니다. 이러한 설정은 평평한 위치에서 용접할 때 시간당 12파운드 이상, 2~8파운드의 용접 금속을 증착하는 것으로 알려져 있습니다. 2G(수평) 위치에서 시간당. 경우에 따라 GTAW-HW는 기존 GTAW보다 4배 빠른 속도로 용접할 수 있습니다.

GTAW-HW 공정은 기계 용접용으로 설계되었으며 수동 작업에는 실용적이지 않습니다. 그 이유는 와이어가 정의된 영역, 일반적으로 용접 풀의 뒤쪽 부분에 일정한 속도로 공급되어야 하기 때문입니다. 그곳이 용접 풀이 가장 큰 곳이며 와이어에 가장 큰 목표를 부여합니다. 이를 와이어 충돌 지점이라고 하며, 이를 공작물에 맞게 설정하는 것은 열선 설정의 중요한 부분입니다. 또한 와이어의 토치 높이와 팁과 작업 거리를 일정하게 유지하는 것도 필요합니다. 수동 조작을 위해서는 제어하기에는 변수가 너무 많습니다.

GTAW 토치 옆에 위치한 접촉 튜브는 GMAW 토치의 끝 부분과 매우 유사하지만 작동하는 것을 원하지는 않습니다. 즉, 별도의 호를 생성할 정도로 에너지가 공급되는 것을 원하지 않습니다. 이 아크는 텅스텐 전극에서 불과 0.125인치 떨어진 곳에 스패터를 생성하여 결국 전극을 오염시킵니다.