МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНЖЕНЕР-СВАРЩИК

Другие силы действующие на каплю

Одна из таких сил была только что упомянута выше, а именно, сила от избы­точного давления в зоне активного пятна, вызываемого диссоциацией много­атомных газов (например, N? или COg). Эта сила способствует отклонению капли от соосного с электродом положения и поддержанию её в таком положении.

Другой силой является также описанная выше сила плазменного потока от­ражённого от основного металла. Этот отражённый поток не воздействует на кап­лю. находящуюся соосно с дугой, но только на каплю уже отклонённую (см. Рис.

1.8.7).

С другой стороны, плазменный поток оказывает решающее воздействие на ка­плю отделившуюся от торца электрода и находящуюся в полёте по оси дуги в сторо­ну сварочной ванны. Благодаря своей высокой скорости плазменный поток может ускорять её до значительных скоростей: от 1 до 3 м/с при обычной сварке MIG/MAG и от 6 до 8 м/с при ИДС. Капля в момент отделения от торца электрода может быть отклонена от оси прямого плазменного потока и попасть под действие потока отра­жённого от основного металла и даже начать движение в обратную сторону от ван­ны. При этом необходимо учитывать, что капля может получить импульс движения в противоположную сторону от ванны только в экстремальных условиях, так как ско­рость, которую получает капля под действием отражённого потока в 5 ... 10 раз меньше, чем под действием прямого ппазменного потока (например. 0,5 м/с и 2.8 м/с, соответственно. Тем не менее, в условиях ИДС феномен движения капли в об­ратном от ванны направлении и даже её возвращения на торец электрода вскоре после первоначального отделения наблюдается довольно часто (Рис. 1.8.8). Воз­вращение капли на торец электрода имеет место исключительно на фазе базы, ко­гда ток импульса уже не создаёт мощного плазменного потока и капля оказывается подверженной воздействию других сил, как, например, давлению отражённого пото Капля также может получить обратный импульс движения благодаря «пружин­ному» эффекту силы поверхностного натяжения, который создает момент инерции капли в сторону обратную от ванны в последний момент перед разрывом перемыч­ки. связывавшей каплю и торец электрода.

Таким образом, сила инерции капли (FUH), является ещё одной силой, воздейст­вующей на каплю жидкого металла. Эта сила возникает при изменении ускорения капли. Сила инерции капли F^ зависит от изменения момента движения капли (Мк), который, в свою очередь, определяется её массой (тк) и скоростью (V*) согласно Формул

MK-mKxVK,

Foh = ДМ« /At = [пік х (VK1 - VK2)] /At = ткх ак,

где: At - интервал времени, в течение которого скорость капли изменилась от VK1 до V* и, тем самым, определила соответствующее изменение момента движения капли АМК.

В случае, если рассматривать торец электрода неподвижным, то изменения момента движения капли могут вызываться воздействием электромагнитной силы и силы поверхностного натяжения. Например, при импульсном переносе электродного металла (см. этот Раздел далее), электромагнитная сила ускоряет каплю пока пода­ётся импульс тока. После окончания импульса тока и при условии, что отделения ка­пли не произошло, сила поверхностного натяжения притянет каплю обратно к торцу электрода, придав ей ускорение с обратным знаком.

Вектор силы инерции капли совпадает с направлением перемещения капли в случае её равнозамедленного движения. Например, сила Fuw стремится отделить ка­плю от торца электрода даже после окончания импульса тока, когда она. продолжая вытягиваться в направлении сварочной ванны, оказывается подверженной замед­ляющему воздействию силы поверхностного натяжения.

и после разрыва перемычки (происшедшего под действием сипы поверхностного на­тяжения). Вероятнее всего, именно этот феномен имел место в случаях показанных на рис.

Алюминиевая проволока AWS ER 4043 (AlSi5,0) диаметром 1,0 мм; защитный газ - ком­мерчески чистый аргон.

Особую роль играет сила инерции при импупьсной подаче эпектродной прово­локи. При увеличении скорости перемещения эпектрода сипа Fии прижимает каплю к торцу электрода, а при уменьшении скорости перемещения эпектрода сипа F^ стремится оторвать каплю от торца эпектрода. Ускорение электрода с каплей опре - депяется амппитудой и максимапьной скоростью перемещения торца эпектрода. Сипа Fuh обеспечивает принудитепьный отрыв каппи с электрода при сварке с виб­рацией ипи пупьсацией эпектрода в таких защитных атмосферах как Аг, Ar+СОг и Аг+02+С02 (до 15%), когда сипа давпения дуги, препятствующая отрыву каппи, невепика.

Типы переноса металла при сварке MIG/MAG

При сварке MIG/MAG перенос металла осуществляется, в основном, двумя формами. При первой форме капля касается поверхности сварочной ванны ещё до отделения от торца электрода, образуя короткое замыкание, отчего этот тип перено­са получил название переноса с короткими замыканиями. При второй форме капля отделяется от торца электрода без касания поверхности сварочной ванны и. поэто­му, этот тип переноса называется переносом без коротких замыканий. Последняя форма переноса металла подразделяется на 6 отдельных типов согласно особенно­стям формирования и отделения капель электродного металла от торца электрода. Таким образом, согласно классификации предложенной Международным Институ­том Сварки, существует 7 основных типов переноса металла, проиллюстрированных (условия этих сварок приведены в Табл). Ниже дана краткая ха­рактеристика этих типов переноса.