МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНЖЕНЕР-СВАРЩИК

Перенос металла с короткими замыканиями

При этом типе переноса металла торец электрода с находящейся на нём каплей расплавленного электродного металла периодически касается поверх­ности сварочной ванны, вызывая корот­кие замыкания и погасания дуги. Обыч­но, перенос металла с короткими замы­каниями имеет месте при низких режи­мах сварки, т. е., малом токе сварки и низком напряжении дуги (короткая дуга гарантирует, что капля коснётся поверх­ности ванны раньше своего отделения от торца электрода). Этот тип переноса ме­талла имеет место как при сварке MIG (Рис. 1.8.10 и 1.8.11), так и при сварке MAG (Рис. 1.8.12). Рисунки 1.8.10 и 1.8.12 показывают этот тип переноса вместе с соответствующими осцилло­граммами напряжения дуги и тока свар­ки. 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.

В момент окончания короткого замыкания образуется характерная шейка жидкого металла, вызы­вающая повышение осевой со­ставляющей электромагнитной си­лы (пинч-эффект). Ток короткого замыкания сильно разогревает ме­талл шейки. Благодаря, в основ­ном, пинч-эффекту и силе поверх­ностного натяжения капля перехо­дит (всасывается) в сварочную ванну.

Разрыв шейки жидкого ме­талла может происходить с мень­шей или большей силой в зависи­мости от значения тока короткого замыкания. Ток короткого замыкания должен быть, с одной стороны, достаточно вы­соким, чтобы обеспечить переход капли, а, с другой, желательно более низким для уменьшения разбрызгивания металла.

Кроме этого, если скорость нарастания тока короткого замыкания слишком ма­ла, короткое замыкание может продолжаться долгое время, и, в этом случае, торец электрода, не расплавившись, может погрузиться в сварочную ванну, приводя к не­обходимости остановки процесса сварки.

Для осуществления регулировки скорости нарастания тока короткого замыка­ния, источники питания с жесткой ВВАХ, обычно, имеют возможность выбора тре­буемой индуктивности сварочной цепи. Индуктивность определяет динамические характеристики цепи, и, таким образом, скорость изменения тока в цепи может быть управляема.

После окончания короткого замыкания дуга зажигается вновь. При этом, в мо­мент разрыва жидкой перемычки напряжение резко повышается, образуя на кривой напряжения характерный пик зажигания (совпадающий с моментом зажигания дуги). Хотя сразу же после окончания короткого замыкания ток начинает резко падать, его повышенное значение способствует быстрому оплавлению торца электродной про­волоки. Другими словами, сразу же после окончания короткого замыкания новая ка ми (или времени горения дуги), а также в нерегулярной форме кривых напряжения дуги и тока сварки.

В этих условиях наблюдается много случайных коротких замыканий типа преж­девременных (то есть коротких замыканий с очень малой длительностью, которые имеют место перед нормальными короткими замыканиями). Природа случайных преждевременных коротких замыканий связана как с действием сил управляющих переносом металла (сила поверхностного натяжения, электродинамическая сила, сила тяжести), а также с испарением металла в месте случайного контакта капли с поверхностью ванны и с хаотичным перемещением капли и поверхности сварочной ванны. В случае, если условия в момент контакта капли и поверхности ванны небла­гоприятны для перехода капли, капля будет оттолкнута от ванны и данное короткое замыкание окажется случайного (преждевременного) типа. Ясно, что такие короткие замыкания практически не сопровождаются переносом электродного металла, но могут вызывать разбрызгивание. Следует указать, что в некоторых условиях корот­кие замыкания типа случайных могут являться индикаторами перехода капель элек­тродного металла.