Metal Transfer w GMAW

Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o procesie przenoszenia metalu w Spawaniu Metali Gazowych (GMAW).

Kolejne tryby przenoszenia metalu, które zachodzą wraz ze wzrostem prądu w GMAW, pokazano na rys. 6.7. Przy elektrodach o średnicy 1, 6 mm i mniejszych, efekt szczypania dominuje dla prądów do około 200 A. Stopień pomiędzy trybem kulistym a trybem rozpylania wyróżnia się początkowym przyspieszeniem kropli. Jeśli to przyspieszenie jest niższe niż grawitacja, to jest to transfer globularny, inaczej będzie to transfer rozpylania.

Dla drutu elektrodowego o średnicy 1, 2 mm prąd spawania powyżej 200 A powoduje powstawanie kropel na końcu stożkowego obszaru. Stożek osiąga stan quasi-stacjonarny, a ciekły metal wpływa do podstawy stożka i wypływa na jego wierzchołek. Eksperymentalnie wykazano, że dla elektrody stalowej o średnicy 1, 2 mm końcówka z ołówkiem tworzy prąd większy niż przy którym końcówka elektrody jest całkowicie pochłonięta przez korzeń łuku widocznego.

Geometryczna forma kropli na wierzchołku elektrody zależy, między innymi, od polaryzacji elektrody. Z reguły elektroda dodatnia to polaryzacja użyta w GMAW. Przy tej polarności punkt anodowy tworzy prawie symetrycznie wokół wierzchołka elektrody, jak pokazano na fig. 6.8, a kształt kropli lub stopionego obszaru na wierzchołku elektrody jest odpowiednio osiowo-symetryczny.

Rys. 6.8 Druty elektrod, konfiguracja kropel i łuków dla GMAW z elektrodą dodatnią (Powiększenie 9, 64): prąd 220 A

Jednak niektóre dostępne na rynku stalowe druty z GMAW są odpowiednio obrabiane i dlatego można je stosować z ujemnym elektrodą. Przy dużych prądach punkt katodowy wędruje symetrycznie po dolnej części elektrody i wytwarza przepływ strumienia. Przy niższych prądach punkt katodowy nadal zachowuje się symetrycznie, jednak tylko wierzchołek elektrody topi się, a metal ulega spadkowi.

Większość powyższej dyskusji dotyczy połączenia z drutem pełnym GMAW. Jednakże szybkie przenoszenie metalu w procesie spawania łukowego z rdzeniem proszkowym wskazuje, że charakter przenoszenia zmienia się w zależności od strumienia. Na przykład, w rdzeniu z rutylu pojawia się drobny rozpryskopodobny transfer, podczas gdy z podstawowym rdzeniem topnikowym przenoszenie odbywa się we względnie dużych kroplach, które tworzą się asymetrycznie.

Topnik pojawia się częściowo w celu przeniesienia jako stały materiał, który prawdopodobnie topi się po przeniesieniu do jeziorka spawalniczego. Ogólnie wydaje się, że podobnie jak w przypadku SMAW, dominującym czynnikiem, zarówno dla transferu metalu, jak i częstotliwości przenoszenia kropel, jest skład strumienia.

Wprowadzenie pulsacyjnej GMAW w 1960 roku umożliwiło uzyskanie transferu natryskowego przy niższych średnich prądach poprzez wprowadzenie impulsów prądu w celu odłączenia kropelek w kontrolowanych odstępach czasu, w warunkach niższego prądu tła, który utrzymywał łuk i pozwalał na tworzenie stopionych kropel. Umożliwiło to zastosowanie transferu natryskowego dla cieńszych materiałów, a także w różnych pozycjach spawania.

Podobnie jak przenoszenie metalu w GMAW o stałym prądzie, w pulsacyjnej GMAW można go również sklasyfikować jako rzutowe lub kropelkowe i natryskiwanie strumieniowe. Wszystkie cechy dwóch procesów przenoszenia są takie same zarówno dla prądu stałego, jak i impulsowego GMAW. Pierwsza kropla przekazana w procesie spawania prądem pulsacyjnym jest w trybie rozpylania kropelkowego, ale kolejne kropelki przenoszone podczas tego samego impulsu prądowego będą w trybie natryskiwania strumieniowego.

Czas tworzenia się i odrywania kropli jest odwrotnie proporcjonalny do wielkości prądu szczytowego, ale jest niezależny od czasu jego trwania. Po rozpoczęciu procesu przewężania kropla odłącza się po określonym czasie, który jest charakterystyczny dla średnicy drutu i prądu szczytowego, i jest niezależny od aktualnego poziomu w chwili jego odłączenia.