Перенесення металу при зварюванні та його різновиді

Зміст:

Розповімо про перенесення металу під час зварювання, а також про його особливості та сили, які при цьому задіяні. Почнемо з найпростішого – з видів перенесення.

Перенесення електродного металу.

Однією з головних характеристик, які має перенесення металу під час зварювання, є перенесення металу на виріб з електрода. Цей процес є однією з найголовніших характеристик, які визначають технологічні характеристики зварювання в захисних газах, при використанні електрода, що плавить. Перенесення металу переважно відбувається як крапель різного розміру, і навіть парів.

На сьогодні до основних видів перенесення металу відносять:

1. Нестаціонарна дуга:

Перенесення середніми краплями без наявності коротких замикань;
Перенесення металу із виникненням примусових замикань.

2. Стаціонарна дуга:

Без коротких замикань крупнокраплинний;
З короткими замикання крупнокапельний;
Струменевий;
Краплями середнього розміру без короткого замикання.

Якщо перенесення виконується нестаціонарною дугою, перенесення металу відбувається примусовим способом. Здійснювати перенесення з короткими примусовими замиканнями можна за декількома схемами, а саме переміщенням краплі електродного металу, зміною швидкості плавлення електродного дроту і тиску дуги.

Які сили діють під час перенесення електродного металу.

Якщо зварювання виконується в захисних газах, то на краплю електродного металу діють сили: Fт – сила тяжіння, Fп – бомбардування зарядженими частинками та потоками плазми, Fр – реактивний тиск, Fед – електродинамічна сила, Fпн – сила поверхневого натягу, Fвз – сила вибуху яка виникає між металевою краплею та самимелектродім.

Ця сила має значний вплив виключно при великих розмірах краплі. Дія сили залежить багато в чому від розташування шва у просторі. Сила тяжіння може сприяти відриву краплі від електрода, якщо шов розташований у нижньому положенні; якщо шов у стельовому положенні, то сила тяжіння перешкоджає відриву; а якщо у вертикальному, то сила тяжіння відхиляє краплю від електрода.

Сила поверхневого натягу

Сила поверхневого натягу найчастіше є природною перешкодою для перенесення металевих крапель у ванну. Місцем застосування сили зазвичай приймають переріз у металевій краплі, в якому відзначається мінімальна дія цієї сили.

Електродинамічна сила

Електродинамічна сила виникає через взаємодію струму з його власним магнітним полем. Виникає ця сила під час проходження струму провідником. Якщо провідник має постійне переріз, то сила має прямий напрямок по радіусу до осі краплі і стискає її.

Реактивна сила

Розплавлений метал зазвичай знаходиться за температури, що досить близька до температури кипіння цього матеріалу. З цієї причини з поверхні активних плям найчастіше відбувається активне випаровування, а часто виділення різних газів. Пари випаровування мають перпендикулярний напрямок, але після іонізації їх напрямок визначається виключно напрямком магнітних полів.

Реактивна сила випаровування має формулу:

Характеристики основних видів перенесення металу.

Якщо перенесення металу при зварюванні здійснюється великими краплями, то вони утворюються на електроді і при цьому утримуються на ньому. Якщо металева крапля більша за розрядний проміжок, топеренесення краплі у ванну відбувається із замиканням проміжку, після чого дуга гасне. Якщо ж крапля має довжину менше розрядного проміжку, то перехід у ванну відбувається без короткого замикання.

Основні сили, які впливають на великокрапельне перенесення - це сила тяжіння, сила тиску в лузі та поверхневого натягу. Якщо зварювання здійснюється в азоті, вуглекислому газі або водні, то насамперед на перенесення впливають сили, які обумовлені дією на краплю плазмових потоків, а також сили випаровування. Ці сили впливають на краплю, піднімаючи її і починаючи її коливання. Якщо крапля виявилася нижче шийки, що вибухає, то вона переноситься в шов, а вище - викидається за межі ванни.

Процеси зварювання, при яких відбувається великокрапельне перенесення, можуть бути застосовні виключно при нижньому положенні шва.