1000

Дополнительный материал Перенос металла в сварочных дугах

Предпросмотр материала:

Перенос металла в сварочных дугах

При сварке перенос металла осуществляется, в основном, двумя формами.

1. перенос с короткими замыканиями (капля касается поверхности сварочной ванны до отделения от торца электрода, образуя короткое замыкание и погасание дуги). Обычно имеет место при низких режимах сварки (малом токе сварки и низком напряжении дуги (короткая дуга гарантирует касание капли поверхности ванны раньше своего отделения)).

В начале короткого замыкания, напряжение дуги резко падает (до уровня напряжения короткого замыкания) и остаётся низким до его окончания, в то время как ток короткого замыкания быстро повышается. Разогрев перемычки жидкого металла между торцом электрода и сварочной ванной (вызываемый проходящим высоким током короткого замыкания) способствует её разрыву. 

2. перенос без коротких замыканий (капля отделяется от торца электрода, без касания поверхности сварочной ванны). Подразделяется на 6 отдельных типов согласно особенностям формирования и отделения капель электродного металла от торца электрода.

Перенос наблюдают обычно прн помощи скоростной кино­съемки или съемки в рентгеновских лучах синхронно с осциллографированием.

Характер переноса металла оказывает значительное влияние на устойчивость процесса, разбрызгивание металла, формирова­ние шва. В большинстве случаев предпочтителен струйный перенос (лучшее формирование шва).

На расплавленный металл в дуге действуют следующие силы: силы тяжести; поверхностного натяжения; элект­родинамические в жидком проводнике; реактивные; электростатические; давления плазменных потоков и др.

-силы тяжести способствуют переносу металла при сварке в нижнем положении и препятствуют при сварке в потолочном. Они оказывают наибольшее влияние на перенос электродного металла при сварке на малых токах, когда электродинамические силы еще сравнительно невелики.

-силы поверхностного натяжения придают каплям жидкости сфероидальную форму, удерживают капли на «потолке», втягивают капли металла в жидкую сварочную ванну. Создают внутри капли жид­кости радиуса R избыточное давление: P = 2σ/R, где σ - коэффициент поверхностного натяжения, который равен отношению силы F, действующей на границу поверхностной пленки жидкости, к длине этой границы (σ = F/l).

Чем меньше σ, тем мельче капли жидкости и вероятнее пере­ход к мелкокапельному и струйному переносу металла.

Соприкосновение жидкого металла с газами и шлаками мо­жет изменить его поверхностное натяжение.

При сварке на обрат­ной полярности анодное пятно стабильно на торце жидкой капли и с увеличением тока его плотность остается постоянной, а раз­мер пятна растет. Поэтому перегрев капли и ее кипение насту­пают при меньших токах, чем на прямой полярности, когда ка­тодное пятно беспорядочно перемещается. При увеличении плотности тока мо­жет наблюдаться электрокапиллярный эффект, сопровождающийся по­нижением σ и способ­ствующий струйному переносу металла.

-электродинамические силы сильно влияют на перенос металла, осо­бенно при больших то­ках, когда они способ­ствуют появлению плазменных потоков от мест сужения столба. Поэтому где эти силы малы, преобладает крупнокапельный перенос, в сильноточных - струйный. Появлению струйного переноса способствует также перегрев капель, который достаточно велик при сварке, особенно на обратной полярности.

Струйный перенос особенно характерен для газоэлектриче­ской сварки. Он сопровождается образованием конуса жидкого металла на конце электрода. При этом средний размер капель монотонно уменьшается с увеличением тока. При некотором значении тока (критическом), которое при сварке на обратной полярности ниже, чем на прямой, капельный перенос металла переходит практиче­ски в струйный. Охват дугой конца электрода способствует струйному переносу с анода.

-реактивные силы, вызываемые давлением паров, обычно противодействуют начальному обрыву капли. Если реактивные силы имеют взрывной характер, то они могут сильно затруднить переход к струйному переносу.

При сварке на обратной полярности реактивное давление паров меньше, чем на прямой, н струйный перенос металла возникает при меньших силах тока.

Подпись: Рис. 2.44. Схемы перехода крупнопанельного переноса металла в струйный: -электростатические силы возникают вследствие большой напряженности поля в переходных об­ластях дуги, особенно у катода (Е 104-106 В/мм).

В столбе дуги соз­дается разность давлений и течение газа от катода (или анода) в столб дуги становится подобным «электрическому ветру» с заряженного острия. Давление достигает нескольких десятков паскалей. Электрическое поле высокой напряженности может деформиро­вать металл ванны, вытягивая его в виде конуса от катода к ано­ду при обратной полярности.

При сварке в среде молекулярных газов (N, CO2) практически получить струйный перенос металла очень трудно. Это можно объяснить «стягиванием» пятна на поверх­ности капли (рис. а) и увеличением степени сжатия сварочной дуги из-за охлаждения ее при образовании стержня диссоциации, который в этих газах появляется при сравнительно низких температурах. Плазменные потоки также могут сильно влиять на перенос металла в дуге. В некоторых случаях мощный катодный поток от электрода к изделию вызывает отра­женный анодный поток, который может концентрически охватывать катодную струю (рис. б). Такой анодный по­ток затрудняет перенос металла, вызывая сдвиг капли металла в сторону или даже подъем ее над уровнем торца электрода.

Для того чтобы сделать перенос металла мелкокапельным или струйным, обычно требуются большие токи, особенно при сварке на прямой полярности. Электро­динамические силы пропорциональны квадрату тока, поэтому, подавая перио­дически кратковременные импульсы уве­личенного тока (рис.), можно обеспечить мелкокапельный перенос металла порциями с частотой воздействия импульсов. При этом Подпись: Рис. 2.45. Осциллограммы тока и напряжения дуги при импульсном управлении переносом электродного металла в несколько раз уменьшается нижний допустимый предел сварочного тока.

Принудительный на­правленный перенос металла упрощает технику наложения швов (особенно применимо для полуавтоматической свар­ки в вертикальном и потолочном поло­жениях). Импульсное управление позволяет влиять и на металлургию процесса, регулируя выгорание отдельных элементов.

 

 

0%

Краткое описание материала

Дополнительный материал Перенос металла в сварочных дугах

    DOCX

23.05.2018

1892

Файл будет скачан в формате:

    DOCX

Краткое описание материала

Автор материала

Дубовикова Алена Валериевна

Дубовикова Алена Валериевна

учитель информатики, математики, физики

  • На сайте: 9 лет и 10 месяцев
  • Всего просмотров: 146863
  • Подписчики: 0
  • Всего материалов: 89
  • 146863
    просмотров
  • 89
    материалов
  • 0
    подписчиков

Настоящий материал опубликован пользователем Дубовикова Алена Валериевна.
Инфоурок является информационным посредником. Всю ответственность за опубликованные материалы несут пользователи, загрузившие материал на сайт. Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете на материал.

ИИ для создания материалов

Создавайте материалы с ИИ

Если готовые материалы не подошли — помогут нейросети

Конспекты, тесты, презентации, рабочие листы и другие материалы по ФГОС — под ваш урок, класс и цели занятия за пару минут.

Попробовать бесплатно

Выберите инструмент

~150

Нейросети могут ошибаться. Обязательно проверяйте ответы.

Курсы по теме

Перейти в каталог курсов

Мини-курсы по теме

Перейти в каталог мини-курсов

Найдите подходящий для Вас курс

Найдите подходящий для Вас курс

В каталоге 7 450 курсов по разным направлениям

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы: