Transfer metalu w Argonie

Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o procesie przenoszenia metalu w argonie z dodatnią i ujemną elektrodą.

Przenoszenie metalu w argonie z elektrodą Pozytywny:

Stal, aluminium, miedź, nikiel, tytan, molibden i wolfram wszystkie wykazują gładką charakterystykę przenoszenia z elektrodą dodatnią. We wszystkich tych metalach kropelki przenoszą się pod wpływem sił elektromagnetycznych, a wielkość kropel zmniejsza się wraz ze wzrostem prądu spawania. W przypadku aluminium, tytanu, molibdenu i wolframu zmniejsza się wielkość kropli przy obecnym prądzie, ale nie obserwuje się żadnej zmiany geometrii odrywania.

W przypadku ekranowania argonem i dodatniej elektrody okazuje się, że wraz ze zmniejszaniem się prądu istnieje próg, poniżej którego przenoszenie metalu staje się kuliste. Zastosowanie argonu zawierającego 1, 5% CO2 znacznie obniża ten limit i, jako całość, poprawia stabilność stali nierdzewnych i zwykłych stali. Wydaje się, że tlen zmniejsza napięcie powierzchniowe i lepkość płynnej puli, ułatwiając w ten sposób odrywanie kropli przez efekt zaciskania.

Miedź różni się nieco tym, że oderwaniu kropli towarzyszy szybki ruch boczny szyi. Stal i nikiel odbiegają od ogólnego wzoru przy wysokich prądach, ponieważ koniec elektrody staje się zwężony, a strumień z niego wypływa.

W przypadku molibdenu występuje drugi strumień pary z płyty, który oddziałuje z elektrodą, nie wpływając w żaden sposób na odrywanie kropelek.

Przenoszenie metalu w argonie z elektrodami Negatywne:

W przypadku GMAW z elektrodą ujemną często spawane metale można podzielić na dwie grupy:

(a) Stal, aluminium, miedź i nikiel:

W przypadku stali, aluminium, miedzi i niklu wielkość kropel zmniejsza się wraz ze wzrostem prądu, ale w mniejszym stopniu niż przy elektrodzie dodatniej. Siła odpychająca z płytki działa na kropelkę. To odpychanie jest związane z tworzeniem niezadowalającego punktu katodowego na końcówce elektrody. Efekt odpychania jest najmniejszy w przypadku aluminium, dzięki czemu można szybko obserwować szybko poruszające się plamki. Prowadzi to do marszczenia (powstawania zmarszczeń) powierzchni opadowej, ale bez zauważalnej zmiany w jej ogólnym konturze.

W przypadku stali o niskim prądzie łuk jest w większości rozproszony, a powstawanie kropli pozostaje nienaruszone. Niekiedy dochodzi do formowania plam katodowych, które modyfikują powierzchnię kropli i podnoszą ją. Wraz ze wzrostem prądu przenoszenie metalu ma tendencję do rozpylania typu rzutowego, z końcem elektrody zwężającym się, jak zaobserwowano z elektrodą dodatnią, jednak częstotliwość tworzenia plamek również wzrasta powodując chropowaty i nierównomierny transfer.

W przypadku niklu i szczególnie miedzi, tworzenie plam katod odbywa się w sposób ciągły, co skutecznie powoduje trwałe podnoszenie kropli, a wielkość kropel nie zmniejsza się z prądem w przeciwieństwie do prądu obserwowanego dla aluminium i stali.

Aluminium różni się od stali tym, że istnieje prąd progowy poniżej którego krople są małe i mają początkową prędkość i przyspieszenie. Na przykład, z drutem o średnicy 1 -6 mm, duże kropelki mają średnicę od 6 mm do 3 mm, a powyżej prądu progowego mają średnicę 2 mm lub mniejszą. Próg w tym przypadku wynosi nieco ponad 100A. Rys. 6.10 pokazuje prędkości przesyłu dla trzech różnych rozmiarów elektrod aluminiowych.

(b) tytan, wolfram i molibden:

W przypadku tytanu, wolframu i molibdenu transfer metalu charakteryzuje się dużo bardziej stabilnymi plamami katodowymi i kroplami o różnych rozmiarach. Przy niskich prądach powstają duże krople, które są odłączane bez żadnego dowodu siły oddzielającej działającej na nie. W przypadku tytanu punkt katodowy porusza się stosunkowo wolno nad powierzchnią kropelkową, a kropelka jest lekko odpychana od podstawy łuku.

Wraz ze wzrostem prądu elektroda zaczyna szybko topnieć i początkowo emitowany jest ciągły strumień małych kropelek. Stopiony metal nie jest usuwany tak szybko, jak się go tworzy, co prowadzi do powstawania dużego spadku na wierzchołku elektrody, co zapobiega przenoszeniu małych kropelek. Tak utworzona duża kropla jest wydłużona, a dno ma kształt końcówki. Ostatecznie kropelka rośnie do niestabilnego rozmiaru i zostaje odłączona, a cykl się powtarza.

Przy dalszym wzroście prądu proces transferu metalu pozostaje mniej lub bardziej niezmieniony, ale emisja małych kropel trwa przez cały czas. Zjawisko wolnego ruchu łuku wraz z odpychaniem dużej kropelki obserwuje się nawet przy wyższym zakresie prądu z tytanem iw ograniczonym zakresie z molibdenem, ale nie z wolframem.

Oprócz wyżej opisanych charakterystyk przenoszenia metalu w GMAW okazało się również, że prężność pary, przewodność cieplna, temperatura topnienia i natura gazu osłonowego również odgrywają istotną rolę.

W przypadku metali o niskiej prężności par z osłoną argonową i dodatnią elektrodą, globularny transfer zmienia się na transfer natryskowy wraz ze wzrostem prądu. Wynika to z powstawania strumienia plazmy przy wyższych prądach. Jeśli metal ma wysoką przewodność cieplną, na przykład aluminium i miedź, wielkość kropli maleje wraz z prądem bez jakiejkolwiek zmiany geometrii końcówki elektrody.

Ale jeśli przewodność cieplna jest niższa, np. Stal, końcówka elektrody staje się zwężona, a w wyniku działania siły elektromagnetycznej (siła Lorentza) emitowany jest drobny rozprysk, powodujący, że ciecz spływa po stożkowym końcu.

Jeśli metal ma wysokie ciśnienie pary, np. Magnez, cynk i kadm, krople są odpychane z jeziorka spawalniczego, niezależnie od polaryzacji elektrody. Jest to związane z ciągiem reakcji wstecznej emitowanego strumienia pary.

W przypadku ekranowania argonem i ujemnej elektrody, metale o niskiej temperaturze topnienia wykazują odpychany tryb przenoszenia. Wynika to przede wszystkim z mechanizmu emisji elektronów, chociaż siła Lortenza wewnątrz kropli i ciąg wsteczny strumienia pary również indukują odpychanie.

W dysocjujących gazach, takich jak CO2, przenoszenie metalu jest typu globularnego, ponieważ strumień plazmy konieczny do przeniesienia natrysku jest nieobecny. Jest to spowodowane wysokim zużyciem energii w kolumnie łukowej do dysocjacji gazu i zapobiega łukaniu się łuku w górę elektrody, która jest wymaganą konfiguracją do tworzenia strumienia plazmy. Jednak sytuację tę można naprawić przez zastosowanie powłok emisyjnych.