01 Гравитация расплавленной капли
Любой объект имеет тенденцию провисать под действием собственной гравитации. При плоской сварке сила тяжести капли расплавленного металла способствует переходу расплавленной капли. Однако при вертикальной и потолочной сварке сила тяжести капли расплава препятствует переходу капли расплава в ванну расплава и становится препятствием.
02 Поверхностное натяжение
Как и другие жидкости, жидкий металл обладает поверхностным натяжением, то есть при отсутствии внешней силы площадь поверхности жидкости будет минимизирована и сожмется в круг. В жидком металле поверхностное натяжение придает расплавленному металлу сферическую форму.
После плавления электродного металла его жидкий металл не опадает сразу, а образует сферическую каплю, висящую на конце электрода под действием поверхностного натяжения. Поскольку электрод продолжает плавиться, объем расплавленной капли продолжает увеличиваться до тех пор, пока сила, действующая на расплавленную каплю, не превысит напряжение между границей раздела расплавленной капли и сварочного сердечника, и расплавленная капля не оторвется от сварочного сердечника. и переход в ванну расплава. Поэтому поверхностное натяжение не способствует переходу капель расплава в плоскую сварку.
Однако поверхностное натяжение способствует переносу капель расплава при сварке в других положениях, например, при сварке над головой. Во-первых, расплавленный металл ванны под действием поверхностного натяжения висит на сварном шве вверх дном и с него нелегко капать;
Во-вторых, когда капля расплава на конце электрода контактирует с металлом ванны расплава, капля расплава будет втянута в ванну расплава под действием поверхностного натяжения ванны расплава.
Чем больше поверхностное натяжение, тем больше капля расплава на конце сварочного сердечника. Величина поверхностного натяжения связана со многими факторами. Например, чем больше диаметр электрода, тем больше поверхностное натяжение расплавленной капли на конце электрода;
Чем выше температура жидкого металла, тем меньше его поверхностное натяжение. Добавление окислительного газа (Ar-O2 Ar-CO2) к защитному газу позволяет значительно снизить поверхностное натяжение жидкого металла, что способствует образованию мелких частиц расплавленных капель для переноса в ванну расплава.
03 Электромагнитная сила (сила электромагнитного сжатия)
Противоположности притягиваются, поэтому два проводника притягиваются друг к другу. Сила, которая притягивает два проводника, называется электромагнитной силой. Направление – снаружи внутрь. Величина электромагнитной силы пропорциональна произведению токов двух проводников, то есть чем больше ток, проходящий через проводник, тем больше электромагнитная сила.
При сварке мы можем рассматривать заряженную сварочную проволоку и каплю жидкости на конце сварочной проволоки как состоящие из множества проводников с током.
Таким образом, согласно вышеупомянутому принципу электромагнитного эффекта, нетрудно понять, что сварочная проволока и капля также подвергаются радиальным силам сжатия со всех сторон к центру, поэтому это называется силой электромагнитного сжатия.
Электромагнитная сила сжатия заставляет поперечное сечение сварочного стержня сжиматься. Сила электромагнитного сжатия не оказывает воздействия на твердую часть сварочного стержня, но оказывает большое влияние на жидкий металл на конце сварочного стержня, вызывая быстрое образование капель.
На сферическую каплю металла электромагнитная сила действует вертикально на ее поверхность. Местом с наибольшей плотностью тока будет тонкая часть капли, которая также будет местом, где сила электромагнитного сжатия действует больше всего.
Поэтому по мере того, как шейка постепенно становится тоньше, плотность тока увеличивается, а также увеличивается сила электромагнитного сжатия, что побуждает расплавленную каплю быстро отрываться от конца электрода и переходить в ванну расплава. Это обеспечивает плавный переход расплавленной капли к плавлению в любом пространственном положении.
Сварочное оборудование Xinfa отличается высоким качеством и низкой ценой. Для получения подробной информации посетите:Производители сварочных и режущих станков - Китайские фабрики и поставщики сварочных и режущих станков (xinfatools.com)
В двух случаях низкого сварочного тока и сварки влияние электромагнитной силы сжатия на переход капли различно. Когда сварочный ток низкий, электромагнитная сила мала. В это время на жидкий металл на конце сварочной проволоки в основном действуют две силы: поверхностное натяжение и сила тяжести.
Поэтому, поскольку сварочная проволока продолжает плавиться, объем капли жидкости, висящей на конце сварочной проволоки, продолжает увеличиваться. Когда объем увеличится до определенной степени и его сила тяжести станет достаточной для преодоления поверхностного натяжения, капля оторвется от сварочной проволоки и упадет в ванну расплава под действием силы тяжести.
При этом размер капли часто бывает большим. Когда такая крупная капля проходит через дуговой промежуток, дуга часто замыкается накоротко, что приводит к образованию больших брызг, а горение дуги очень нестабильно. Когда сварочный ток велик, сила электромагнитного сжатия относительно велика.
Напротив, роль гравитации очень мала. Капля жидкости в основном переходит в расплавленную ванну с более мелкими каплями под действием электромагнитной силы сжатия, и направленность сильная. Независимо от положения сварки в плоском или верхнем положении, капля металла всегда переходит из сварочной проволоки в расплавленную ванну вдоль оси дуги под действием силы сжатия магнитного поля.
Во время сварки плотность тока на электроде или проволоке обычно относительно велика, поэтому электромагнитная сила является основной силой, способствующей переходу расплавленной капли во время сварки. При использовании стержня газовой защиты размер расплавленной капли контролируется путем регулирования плотности сварочного тока, что является основным технологическим средством.
Сварка – это электромагнитная сила вокруг дуги. В дополнение к вышеупомянутым эффектам он также может создавать другую силу, которая представляет собой силу, создаваемую неравномерным распределением интенсивности магнитного поля.
Поскольку плотность тока электродного металла больше, чем плотность сварного изделия, напряженность магнитного поля, создаваемого на электроде, больше, чем напряженность магнитного поля, создаваемого на сварной детали, поэтому сила поля создается вдоль продольного направления электрода. .
Направление его действия – от места с высокой напряженностью магнитного поля (электрода) к месту с низкой напряженностью магнитного поля (сварного изделия), поэтому независимо от пространственного положения сварного шва оно всегда способствует переходу расплавленного капля в расплавленную ванну.
04 Давление на полюс (точечная сила)
Заряженные частицы в сварочной дуге представляют собой в основном электроны и положительные ионы. Под действием электрического поля линия электронов движется к аноду, а положительные ионы – к катоду. Эти заряженные частицы сталкиваются с яркими пятнами на двух полюсах и генерируются.
Когда постоянный ток подключен положительно, давление положительных ионов препятствует переходу расплавленной капли. При обратном подключении постоянного тока именно давление электронов препятствует переходу расплавленной капли. Поскольку масса положительных ионов больше массы электронов, давление потока положительных ионов больше давления потока электронов.
Таким образом, легко осуществить переход мелких частиц при подключении обратного соединения, но это непросто, когда подключено положительное соединение. Это происходит из-за разного давления на полюсах.
05 Сила выдува газа (сила потока плазмы)
При ручной дуговой сварке плавление покрытия электрода несколько отстает от плавления сварочного сердечника, образуя на конце покрытия небольшой участок «трубообразной» втулки, еще не расплавившейся.
Существует большое количество газа, образующегося при разложении покрытия газификатора, и газа CO, образующегося при окислении углеродных элементов в сварочном сердечнике в корпусе. Эти газы быстро расширяются из-за нагрева до высокой температуры и устремляются в направлении нерасплавленной оболочки прямым (прямым) и стабильным потоком воздуха, выдувая расплавленные капли в ванну расплава. Независимо от пространственного положения сварного шва, этот поток воздуха будет способствовать переходу расплавленного металла.
Время публикации: 20 августа 2024 г.
