Sukelkaarkeevitus sobib peamiselt tasapinnalise keevitusasendiga keevitamiseks. Teatud abivahendite kasutamisel saab teostada ka filee- ja horisontaalkeevituse asendikeevitust. Peamised tegurid, mis mõjutavad keevisõmbluse kuju ja jõudlust sukelkaarkeevitusel, on keevitusprotsessi parameetrid ja protsessi tingimused. Allpool käsitleme peamiselt tasase keevitusasendi olukorda.
Keevitusparameetrite mõju
Keevitusprotsessi parameetrid, mis mõjutavad veealuse kaarkeevitusõmbluse kuju ja suurust, hõlmavad keevitusvoolu, kaare pinget, keevituskiirust ja traadi läbimõõtu.
(1) Keevitusvool
Kui muud tingimused jäävad muutumatuks, on keevitusvoolu suurendamise mõju keevisõmbluse läbivusele (nagu näidatud joonisel 1), olgu see siis Y-kujuline või I-kujuline soon, tavalistes keevitustingimustes on läbitung võrdeline keevitusvoolu muutus ehk efekt on näidatud joonisel 2. Vool on väike, läbitungimissügavus madal ning liigne kõrgus ja laius on ebapiisavad; vool on liiga suur, läbitungimissügavus on suur ja liigne kõrgus on liiga suur, mistõttu on lihtne tekitada kõrge temperatuuriga pragusid.
a) I-liigend b) Y-liigend
(2) Kaare pinge
Kaare pinge on võrdeline kaare pikkusega. Sama kaarepinge ja keevitusvoolu korral, kui valitud voog on erinev ja elektrivälja tugevus kaareruumis on erinev, on kaare pikkus erinev. Kui muud tingimused jäävad muutumatuks, on kaarepinge muutmise mõju keevisõmbluse kujule näidatud joonisel 3.
Kaarepinge on madal, läbitung on suur, keevisõmbluse laius on kitsas ja kuumad praod on kerged tekkima: kui kaare pinge on kõrge, suureneb keevisõmbluse laius ja ülemäärasest kõrgusest ei piisa. Sukelkaare keevitamise ajal reguleeritakse kaare pinget vastavalt keevitusvoolule, st teatud keevitusvool peab säilitama teatud kaare pikkuse, et tagada keevituskaare stabiilne põlemine, seega on kaare pinge varieeruvus piiratud.
a) I-liigend b) Y-liigend
(3) Keevituskiirus
Keevituskiirus mõjutab läbitungimissügavust ja -laiust. Tavaliselt on keevituskiirus väike, keevitusbassein on suur ning keevisõmbluse läbitungimine ja laius on mõlemad suuremad. See tähendab, et läbitungimissügavus ja läbitungimislaius on pöördvõrdelised keevituskiirusega, nagu on näidatud joonisel 4. Keevituskiiruse mõju keevisõmbluse kujule on näidatud joonisel 5.
Keevituskiirus on liiga väike, sulametalli kogus on suur ja keevitusõmblus on halvasti moodustunud: kui keevituskiirus on suur, on sulametalli kogus ebapiisav ja allalõige on lihtne. Tegeliku keevitamise puhul tuleb tootlikkuse parandamiseks suurendada kaare võimsust, suurendades samal ajal keevituskiirust, et tagada keevisõmbluse kvaliteet.
H - läbitungimissügavus B - läbitungimislaius
Joonis 5 Keevituskiiruse mõju keevisõmbluse kujule
a) I-liigend b) Y-liigend
(4) Keevitustraadi läbimõõt
Kui keevitusvool, kaarepinge ja keevituskiirus on konstantsed, muutub keevisõmbluse kuju keevistraadi erineva läbimõõdu tõttu.
Voolutiheduse mõju tabelis 1 näidatud keevisõmbluse kujule ja suurusele on näha tabelist, muud tingimused jäävad muutumatuks, läbitungimissügavus on pöördvõrdeline keevistraadi läbimõõduga, kuid see seos nõrgeneb voolutiheduse suurenemine. Voolutiheduse suurenemisega suureneb sulametalli kogus sulamisbasseinis jätkuvalt ja sulametallil on raske tagasi liikuda ning läbitungimissügavus suureneb aeglaselt. Keevitusõmbluse kvaliteedi tagamiseks tuleks keevitusvooluga samaaegselt tõsta kaare pinget.
Protsessi tingimuste mõju keevisõmbluse vormimisele
(1) Põkksoone kuju ja kliirensi mõju
Kui muud tingimused on samad, suurendades soone sügavust ja laiust, suureneb keevisõmbluse läbitungimine, sulamislaius väheneb veidi ja liigne kõrgus väheneb oluliselt, nagu on näidatud joonisel 6. Põkkõmbluses, kui vahe suurust muudetakse, ka keevisõmbluse kuju saab reguleerida. Samal ajal mõjutavad keevisõmbluse laiust ja ülemäärast kõrgust oluliselt ka plaadi paksus ja soojuse hajumise tingimused, nagu on näidatud tabelis 2.
(2) Traadi kalde ja tooriku kalde mõju
Keevitustraadi kaldesuund on jagatud kahte tüüpi: ettepoole ja tahapoole kaldu, nagu on näidatud joonisel 7. Kalde suund ja suurus on erinevad, kaare mõju puhumisjõule ja sulabasseini kuumusele. on erinev ja ka mõju keevitusõmbluse moodustumisele on erinev. Joonisel fig 7a on kujutatud keevistraadi ettepoole kallet ja joonisel fig 7b on näidatud keevistraadi tahapoole kallet. Kui keevitustraat on teatud kaldenurga piires tagasi kallutatud, nõrgeneb kaarejõu mõju sulavanni metallile ja sulavanni põhjas olev vedel metall pakseneb, mistõttu läbitungimissügavus väheneb. Küll aga tugevneb kaare eelsoojendusefekt mitteväärismetallile sulabasseini ees, mistõttu sulamislaius suureneb. Joonisel fig 7c on näidatud selja kalde mõju läbitungimissügavusele ja läbitungimislaiusele. Tegelikus töös kasutatakse keevistraadi ettepoole kallutamist vaid mõnel erijuhul, näiteks väikese läbimõõduga silindriliste detailide ringikujulise õmbluse keevitamisel.
Kaldkeevitusel on kaks tõusu- ja laskumiskeevituse juhtumit ning nende mõju keevisõmbluse moodustumisele on ilmselgelt erinev, nagu on näidatud joonisel 8. Ülesmäge keevitamise ajal (joonis 8a, b), kui kaldenurk on suurem kui 6 kraadi kuni 12 kraadi, on keevisõmbluse liigne kõrgus liiga suur, mõlemal küljel tekivad sisselõiked ja vormimine on oluliselt halvenenud. Praktikas tuleks ülesmäge keevitamist vältida. Allamäge keevitamise mõju on vastupidine ülesmäge keevitamise omale, vt joonis 8c, d.
a) Ettepoole kalle b) Tagasi kalle c) Traadi tagasikaldenurga mõju keevisõmbluse moodustumisele
(3) Voolu kogunemise mõju
Sukelkaarkeevitusvoo kõrgus on üldiselt 25-40mm ja kaar peaks olema hõõgniidi ümber mattunud. Seotud räbusti või paagutatud räbusti kasutamisel on räbustivirna kõrgus 20–50% kõrgem kui sulatatud räbusti madala tiheduse tõttu. Mida suurem on voo kogunemiskõrgus, seda suurem on keevisõmbluse kõrgus ja madalam läbitungimissügavus.
Keevitusprotsessi tingimuste mõju keevismetalli omadustele
Keevitustingimuste muutumisel muutuvad mitteväärismetalli lahjendusaste ja räbusti sulamissuhe (räbusti sulamiskogus/keevitustraadi sulamiskogus), mis mõjutab keevismetalli omadusi, mille hulgas on keevitusvool ja kaarepinge. suurem mõju. Joonistel 9 kuni 11 on kujutatud keevitusvoolu, kaarepinge ja keevituskiiruse mõju voo sulamissuhtele.
Seoses räbusti sulamissuhte muutumisega muutuvad keevismetalli keemiline koostis ja mehaanilised omadused, eriti kõige enam mõjutab keevismetalli keemilist koostist legeerelementide lisamine paagutatud räbusti. Joonistel 12 kuni 14 on kujutatud erinevate keevitustingimuste mõju keevismetalli Mn ja Si sisaldusele.
,
