Исследование кинетики плавления и переноса электродного металла при механизированной сварке плавящимся электродом с импульсной подачей электродной проволоки сплошного сечения

В основу процесса дуговой сварки с импульсной подачей электродной проволоки, положено использование силы инерции, действующей в период торможения электрода на каплю электродного металла, находящуюся на торце подаваемого электрода, вследствие силы поверхностного натяжения. При этом на этапе торможения подаваемого электрода, капля расплавленного металла стремится сохранить перемещение в направлении сварочной ванны и закорачивает дуговой промежуток.

Реализация процесса сварки осуществляется с использованием механизма подачи электродной проволоки, представленного на рис.7.

Рис. 7. Схема работы механизма, где 1,2 – захваты электродной проволоки.

На первом этапе происходит формирование капли за счет плавления электродной проволоки. Продолжительность этого этапа зависит от времени

прохождения штоком угла подъема и определяется конструктивными особенностями кулачка и частотой его вращения.

Шток, перемещаясь по профилю кулачка, воздействует на проволоку, изгибая ее на расстоянии между захватами. От величины перемещения штока зависит форма изгиба электродной проволоки и, следовательно, величина упругих сил возникающих в ней (рис. 7). Время первого этапа составляет 0,011с. Этап формирования капли представлен на рис. 8.

Рис. 8. Этап формирование капли, t=0,011c.

На втором этапе микроцикла при попадании штока на спад кулачка, с проволоки снимается изгибающее усилие. Это приводит к тому, что под действием упругих сил, возникших в проволоке при изгибе, и сил действующих со стороны деформированной пружины проволока выпрямляется. При этом захват 2 (рис. 7) открывается и происходит перемещение электродной проволоки с находящейся на ее торце жидкой каплей в направлении металлической ванны. Захват 1 в это время закрыт и препятствует перемещению проволоки обратно в кассету. В течение первого этапа капля имеет нулевую скорость движения относительно электрода. Поэтому начало второго этапа сопровождается возникновением силы инерции, действующей на каплю и направленную противоположно движению электрода. Это способствует оттеснению капли на боковую поверхность электрода (см. рис. 9).

	Рис. 9. Этап движения электродной проволоки, t=0,002c.

На третьем этапе, когда шток достигает конца угла опускания, происходит его торможение. При этом, в силу определенной инерционности жидкого металла, капля, находящаяся на торце электрода продолжает движение. Сила инерции, возникающая при этом, направлена от электрода к сварочной ванне и затрачивается на перемещение капли через дуговой промежуток. Величина силы инерции зависит от кинетической энергии движения, полученной каплей на втором этапе, и времени торможения проволоки (рис. 10).

Рис. 10 Этап торможение капли, t=0,004c.

На четвертом этапе происходит соприкосновение жидкой капли, находящейся на торце электрода и металлической ванны, образование перемычки и переход металла капли в сварочную ванну. Минимальное значение кинетической энергии движения капли в момент ее соприкосновения с жидкой ванной, исключает их упругое соударение. Но в тоже время способствует ускорению втягивания капли объемом металла сварочной ванны (рис. 11).

Рис. 11. Этап короткого замыкания, утончения и разрыва перемычки, t=0,004c. Согласно вышесказанному кинетика переноса металла зависит от конструктивных особенностей механизма импульсной подачи электродной проволоки и определяется формой и размерами кулачка и расстоянием между захватами. 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | Поиск по сайту: