В 1. Перенос расплавленного металла в сварочной дуге. Силы, действующие в дуге на расплавленный металл, общая характеристика

Сварочный электрод или проволока под действием тепла, выде­ляющегося в дуге, расплавляются При этом образуются капли расплавленного металла, которые переносятся от электрода к свариваемому изделию Характер процесса отрыва капель от электрода и переноса к изделию зависит от ряда факторов электромагнит­ных сил, действующих в дуге, сил тяжести, сил поверхностного натяжения жидкого металла, градиента напряженности электриче­ского поля, давленияобразующихся газов внутри капли.

Обычно различают четыре вида переноса электродного метал­ла: перенос короткими замыканиями, крупнокапельный перенос, мелкокапельный и струйный.

Схема процесса переноса короткими замыканиями:

Этот вид переноса характерен для малых плотностей сварочного тока. Его реализация происхо­дит в несколько стадии: 1 -я стадия — рост капли вследствие плав­ления электрода теплом дуги; 2-я стадия - касание капли свароч­ной ванны; 3-я стадия - сужение перемычки, соединяющей каплю с электродом; 4-я стадия — отрыв капли под действием указанных выше сил; 5-я стадия — переход капли в сварочную ванну и начало роста новой капли.

При увеличении силы тока электромагнитные силы возрастают и капля отрывается раньше, чем касается сварочной ванны. Происхо­дит переход к крупнокапельному переносу. При дальнейшем уве­личении силы тока размер капли уменьшается и перенос становится мелкокапельным. В ряде случаев возможно достижение струйного переноса, когда отдельные очень мелкие капли сливаются в общую струю электродного металла. При этом дуга охватывает боковую поверхность электрода, хорошо его разогревает, вследствие чего он заостряется.

Электромагнитные силы возникают в результате появления магнитного поля вокруг проводника, по которому протекает элект­рический ток Они оказывают сжимающее действие на проводник и в том числе на каплю металла, образующуюся на торце электрода Магнитное поле способствует образованию «шейки» и тем самым облегчает отрыв капли от электрода и переход ее на свариваемое изделие.

Сила тяжести проявляется в стремлении капли перемещаться по вертикали сверху вниз Она способствует переносу капли через дугу при сварке в нижнем положении, но противодействует переносу капли при потолочном положении

Сила поверхностного натяжения, обусловленная действием межмолекулярного притяжения, стремится придать расплавленно­му металлу на конце электрода сферическую форму и способствует слиянию капли с жидким металлом ванны Сила поверхностного натяжения связана прямой зависимостью с размером капли чем больше сила поверхностного натяжения, тем больше размер капли Введением в атмосферу дуги элементов, снижающих поверхност­ное натяжение металла (например, кислорода), можно уменьшить размер капель Сила поверхностного натяжения способствует так­же удержанию жидкого металла ванны от вытекания при сварке в потолочном и вертикальном положениях.

Градиент напряженности электрического поля возникает вследствие того, что плотность тока в электроде значительно выше плотности тока в изделии, в связи с чем и напряженность электри­ческого поля зоны электрода больше напряженности электрического поля зоны сварочной ванны В результате создается продольная сила, которая направлена от высокой напряженности к низкой, т е от электрода к сварочной ванне Эта сила способствует переносу капли от электрода к изделию.

Сила внутреннего давления газов возникает в результате про­текания металлургических процессов в расплавленном металле «шейки» и капли, сопровождающихся образованием газообразной окиси углерода, объем которой во много раз превышает объем рас­плавленного металла. Вследствие этого мгновенно выделяющийся из металла газ способствует отрыву, дроблению и переходу капли на изделие.

Поиск по сайту: