Металл электрода в виде капель переходит в сварочную ванну.Схематично перенос металла электрода можно представить в следующем виде.
В начальный момент металл на конце электрода подплавляется и образуется слой расплавленного металла.Затем под действием сил поверхностного натяжения и силы тяжести этот слой металла принимает форму капли с образованием у основания тонкой шейки.Поперечное сечение шейки капли с течением времени уменьшается что приводит к значительному увеличению плотности тока у шейки капли.Удлинение шейки продолжается до момента касания капли поверхности сварочной ванны.В этот момент происходит короткое замыкание сварочной цепи.Резкое возрастание тока приводит к разрыву шейки и в следующее мгновение вновь возникает но уже между торцом электрода и каплей.Под давлением паров и газов зоны дуги капля с ускорением внедряется в жидкий металл сварочной ванны.При этом часть металла в виде брызг выбрасывается из зоны сварки.Затем процесс каплеобразования повторяется.
Время горения дуги и короткого замыкания составляет примерно 0,02-0,05 секунды.Частота и продолжительность короткого замыкания в значительной степени зависит от длинны сварочной дуги.Чем меньше длинна дуги тем больше коротких замыканий и тем они продолжительнее.Форма и размеры капель металла зависят от сварочного тока состава и толщины электродного покрытия положения шва в пространстве.Перенос металла крупными каплями происходит на малых токах электродами с тонким покрытием.При больших плотностях сварочного тока и при использовании электродов с толстым покрытием перенос металла происходит в виде потока мельчайших капель.Электродное покрытие снижает поверхностное натяжение металла.Кроме того газообразующие компоненты выделяя большое количество газов создают в зоне дуги повышенное давление которое способствует размельчение капель жидкого металла.
На процесс переноса капель металла в дуге действует газовое дутье представляющее собой поток газов направленный вдоль дуги в сторону сварочной ванны.При сварке электродом с толстым покрытием стержень электрода плавится быстрее и торец его оказывается немного прикрыт чехольчиком покрытия.Интенсивное газообразование в небольшом объеме чехольчика приводит к явлению газового дутья ускоряющего переход капель металла в сварочную ванну.
Влияние силы тяжести особенно сказывается при сварке нижних швов(способствует отрыву капель)и потолочных швов(препятствует переносу металла в шов).
Важным фактором влияющим на перенос металла в дуге являются электромагнитные силы.Плотность тока проходящего через жидкую каплю велика поэтому сжимающее действие магнитного поля оказывается заметным.Магнитное поле ускоряет образование и сужение шейки капли а следовательно и отрыв ее от торца электрода.Электрическое поле напряженность которого направлена вдоль дуги в сторону сварочной ванны действует на жидкую каплю ускоряя процесс отрыва капель от торца электрода и переход ее в сварочную ванну металла.Перенос капель электродного металла на свариваемый шов при потолочной сварке обеспечивается в основном действием магнитных и электрических полей а так же явлением газового дутья в дуге.
Капли металла проходящие через дугу имеют шлаковую оболочку которая образуется от плавления веществ входящих в покрытие электрода.Эта оболочка защищает металл капли от окисления и азотирования обеспечивая хорошее качество металла шва.
Доля электродного металла в составе металла шва различна и зависит от способа и режима сварки а так же от вида сварочного шва.При ручной дуговой сварке доля электродного металла колеблется в широких пределах(30-80%) при автоматической сварке она составляет 30-40%.
Производительность сварки в значительной степени зависит от скорости расплавления электродного металла которая оценивается коэффициентом расплавления.Коэффициент расплавления численно равен массе электродного металла расплавленного в течении одного часа приходящегося на один ампер сварочного тока.
Коэффициент расплавления зависит от ряда факторов влияющих на процесс плавки электродного металла.При обратной полярности коэффициент расплавления больше чем при прямой полярности так как на аноде выделяется больше теплоты и температура анода выше чем у катода.Состав покрытия и его толщина влияют на коэффициент расплавления.Это объясняется во-первых значением эффективного потенциала ионизации газов;во-вторых изменением баланса теплоты дугового промежутка. Коэффициент расплавления при ручной дуговой сварке составляет 6,5-14,5 грамм(А.Ч).
Меньшие значение имеют электроды с тонким покрытием а большие электроды с толстым покрытием.
Для оценки скорости сварки шва пользуются коэффициентом наплавки. Этим коэффициентом оценивают количество электродного металла введенного в свариваемый шов.
Комментариев нет:
Отправить комментарий