Tryby przenoszenia metalu: 5 rodzajów

Te tryby przenoszenia metalu są klasyfikowane zgodnie z tabelą 6.1:

Z tablicy 6.1 jasno wynika, że ​​zasadniczo istnieją cztery tryby przenoszenia metalu, a mianowicie zwarcie, globular, rozpylanie i żużel, przy czym każdy z nich ma jeden lub większą liczbę wariantów.

Typ nr 1. Przesyłanie zwarciowe:

Przy transferze zwarciowym następuje okresowe wypełnianie szczeliny między elektrodą a obrabianym przedmiotem, co powoduje wygaszanie łuku. W konsekwencji występuje duży przepływ prądu, który powoduje zwiększone nagrzewanie mostu. Zmniejszona lepkość i napięcie powierzchniowe, zwiększone siły elektromotoryczne i hydrodynamiczne powodują przeniesienie stopionego metalu z elektrody do jeziorka spawalniczego. Przy przenoszeniu metalu mostek zostaje przerwany, a napięcie ma tendencję do przeskakiwania do wartości otwartego obwodu, a łuk jest ponownie uruchamiany.

Ten rodzaj zwarcia jest zwykle związany ze spawaniem o niskim prądzie i krótkim spawania łukowym z elektrodami powlekanymi, chociaż podobny sposób przenoszenia może również występować podczas spawania MIG, ale nie jest on zbyt korzystny, z wyjątkiem niektórych przypadków, takich jak spawanie pozycyjne.

Przesyłanie Dip:

Jest to również tryb zwarciowy transferu metalu, ale w tym przypadku elektroda jest dostarczana do puli spawalniczej w szybkim tempie, tak że drut zanurza się w basenie przed odłączeniem kropelki. Tak jak przy normalnym przesyle zwarciowym, prąd wzrasta w momencie zwarcia, co powoduje nadmierne nagrzewanie, a tym samym przerwanie mostka zwarciowego z przeniesieniem metalu z elektrody do puli spawalniczej. Ten rodzaj transferu jest związany z GMAW, w szczególności z jego wariantem CO2.

Typ # 2. Transfer globularny:

W globularnym trybie przenoszenia metalu kropla stopionego metalu jest odłączana od końcówki elektrody z powodu działania siły grawitacji i innych sił działających na nią, jak przy przenoszeniu zwarciowym. Odłączona globula przemieszcza się pod działaniem grawitacji i sił hydrodynamicznych bezpośrednio w kierunku jeziorka spawalniczego i jest określana jako "przenoszenie kropli". Nie ma praktycznie żadnej szansy na wygaszenie łuku.

Ten rodzaj transferu napotykany jest tam, gdzie długość łuku jest średnia do długa, tj. Największa wielkość wyprodukowanej kropelki nie jest wystarczająco duża, aby spowodować zwarcie. Ze względu na długi czas zatrzymania na wardze elektrody średnica kropelek jest zwykle większa niż średnica elektrody. Temperatura kropel jest również wyższa niż w przypadku przenoszenia zwarciowego.

Odrzucony transfer:

W kulistym trybie przenoszenia metalu, jeżeli kropla, po oderwaniu od elektrody, nie przemieszcza się bezpośrednio w kierunku jeziorka spawalniczego i w rzeczywistości jest odpychana od niej pod działaniem określonych sił, na przykład odrzutowego strumienia plazmy, to jest odniesione do jako odrzucony tryb transferu.

Ten rodzaj transferu uważa się za niezadowalający, ponieważ skutkuje słabą wydajnością transferu metalu z powodu nieuzasadnionego opóźnienia oderwania kropelek i ponieważ towarzyszy temu nadmierny rozprysk. Ten rodzaj przenoszenia metalu jest zwykle spotykany w spawaniu CO2 stali o średniej do długiej długości łuku i niskim lub średnim natężeniu prądu spawania.

Typ nr 3. Transfer rozpylania:

Tryb natryskiwania przenoszenia metalu jest zwykle związany z gęstością prądu. Wysoka gęstość prądu prowadzi do bardzo wysokiej temperatury stopionej kropli z wynikającym z tego obniżeniem napięcia powierzchniowego. Wraz ze wzrostem gęstości prądu tempo wzrostu kropel wzrasta proporcjonalnie do wzrostu temperatury, a siły elektromagnetyczne w postaci efektu szczypta stają się znaczące i przeważają nad napięciem powierzchniowym.

Przy wysokich siłach zaciskowych koniec elektrody jest cały czas ograniczony. Kropelki są ściskane, zanim osiągną rozmiar dopuszczalny przez napięcie powierzchniowe, a to powoduje, że jest to tak zwany tryb rozpylania przenoszenia metalu. W zależności od gęstości prądu, tryb natryskiwania ma trzy różne etapy, mianowicie: rzutowane, strumieniowe i obrotowe transfery.

W globularnym zakresie przenoszenia metalu prąd jest zbyt mały, aby utworzyć niezbędne siły odrzutowe i ściskające dla oderwania kropli. Wraz ze wzrostem natężenia prądu następuje przejście od kulistego do rzutowego rozpylania, w którym kropelki odrywają się od wierzchołka elektrody, gdy są znacznie mniejsze niż w kropli.

Przewidziany rozprysk określany jest również jako "rozpryskiwanie kroplowe", a zakres prądu, w którym działa, w źródłach prądu stałego, został opisany jako wąski. Stwierdzono jednak, że kropla oprysku daje najmniejsze rozpryski i dym o większej wydajności osadzania niż inne warianty trybu natryskowego.

Przy jeszcze wyższych prądach koniec elektrody zwęża się, a drobny strumień kropli spływa. Ten rodzaj transferu wiąże się z dobrze rozwiniętym strumieniem plazmy, o czym świadczy strumień pary. Ten rodzaj transferu jest czasem nazywany "przeniesieniem zmarszczek" i skutkuje stopniem penetracji "palcem". Jest to spowodowane tworzeniem rdzenia jonizacyjnego w kolumnie łukowej, a profil temperatury kolumny łukowej jest obrazowany przez stopiony obszar na płytce.

Przy bardzo wysokich prądach (powyżej 750 A) łuk spawalniczy staje się nieregularny, ponieważ przewód zasilający zaczyna wibrować, a łuk przechodzi w obrót. Ten mechanizm jest bardziej dominujący w przypadku niektórych materiałów spawalniczych niż w innych. Przyczyną tego zachowania może być fakt, że duży prąd płynący w przewodzie zasilającym powoduje, że staje się on plastyczny z powodu nagrzewania się drutu lub PR drutu.

Siła reakcji od strumienia plazmy na końcu drutu wytwarza siły na drutu spawalniczym, które są podobne do tych, których doświadcza plastikowa rura z wężem, wolna na jednym końcu, niosąca wodę pod wysokim ciśnieniem. W ten sposób koniec drutu będzie oscylował, a gdy drut się rozpuści, krople wchodzące do strumienia plazmy będą wyrzucane pod różnymi kątami zgodnie z kierunkiem strumienia w tym czasie.

Tryby natryskiwania przenoszenia metalu, opisane powyżej, są powiązane z GMAW o średnich i długich długościach łuku. Nie ma kwestii wygaszania łuku w czasie transferu metalu w tych trybach transferu metalu.

Wybuchowy transfer:

Czasami obserwuje się, poprzez fotografię kinową, że kropelka jest roztrzaskana, gdy jest jeszcze na końcu elektrody lub wkrótce po oderwaniu. Ten rodzaj transferu metalu nazywany jest transportem wybuchowym i przypisywany jest tworzeniu się pęcherzyków gazu w kropli cieczy na wierzchołku elektrody. Pęcherzyki mogą powstawać z powodu tworzenia się CO w przypadku stali, a niektóre z absorbowanych gazów w przypadku metali nieżelaznych.

Bąbelki te rosną i ostatecznie pękają, odrywając małe krople od elektrody. Takie krople rozrywające obserwowano podczas spawania elektrodami otulonymi (SMAW) i spawania łukowego w osłonie gazu obojętnego (GMAW). Wybuchowe przenoszenie metalu może prowadzić do nadmiernych rozprysków i spoin o słabym wyglądzie.

Wpisz # 4. Transport zabezpieczony przed żużlem:

Zdjęcia rentgenowskie ujawniły, że przenoszenie metalu w procesie spawania łukiem krytym jest podobne do obserwowanego dla elektrod typu bare wire, jak w GMAW. Kropla po oderwaniu jest albo rzutowana bezpośrednio do jeziorka spawalniczego, albo spada na boki.

W tym drugim przypadku kropla dotyka ścianki wnęki strumienia, która otacza łuk i przesuwa się wzdłuż niej do jeziorka spawalniczego, jak pokazano na rys. 6.2. Powoduje to wolniejsze tempo przenoszenia metalu. Jest znany jako "transfer z napływem ściennym" i, z oczywistych powodów, prowadzi do nasilenia reakcji żużla metalicznego.

Transport zabezpieczony żużlem zachodzi również w przypadku spawania elektrożużlowego, w którym nie ma wgłębienia strumienia ścianek stałych, ale elektroda topi się w sposób ciągły w kałurze stopionego żużla o wysokiej temperaturze.

W przypadku spawania łukowego w rdzeniu topnikowym kropelki są otoczone stopionym żużlem, ale przenoszenie jest podobne do tego obserwowanego w GMAW.

Wpisz # 5. Metal Transfer z dodatkowego drutu wypełniającego:

Przenoszenie metalu z dodatkowego drutu wypełniającego ma miejsce, gdy taki drut lub pręt jest używany, jak w spawaniu łukiem elektrodowym wolframowym, spawania plazmowego i spawania gazowego. W tych procesach drut napełniający topi się pod wpływem ciepła, nie tworząc części obwodu elektrycznego.

Siły działające na stopioną kropelkę są podobne do sił w SMAW i GMAW, jednak efekt elektromagnetycznego uszczypnięcia nie odgrywa żadnej roli przez brak obecności. Przeniesienie nie może zatem przejść do trybu natryskiwania. Najczęściej stosuje się tryb zwarcia (lub mostkowania) transferu metalu w celu maksymalnego wykorzystania ciepła, jednak w razie potrzeby można również zastosować przenoszenie kropli. Przenikanie kuliste lub kropelkowe, gdy jest stosowane, skutkuje niższą wydajnością osadzania z powodu opóźnionego odłączania kropli od drutu spawalniczego.