Плавлення електродного та основного металу

Зварений шов утворюється в результаті кристалізації металу зварювальної ванни. При зварюванні без додаткового металу розплавляється тільки основний метал. Метал, призначений для введення в зварювальну ванну на додаток до розплавленого основного металу, називається присадним металом.

Розплавлені основний і присадний метали, зливаючись, утворюють загальну зварювальну ванну. Кордонами зварювальної ванни служать оплавлені ділянки основного металу і раніше утворився шва.

Плавлення і перенесення електродного металу. Електродний метал при дугового зварювання плавиться за рахунок тепла, що виділяється на кінці електрода в приелектродному області дуги, тепла, що потрапляє з стовпа дуги, нагріву вильоту електрода при проходженні зварювального струму від струмопроводу і до дуги. Чим більше виліт електрода, тим більше його опір, і тим більше виділяється тепла.

Кінець електрода нагрівається до температур 2300-2500 ° С, що і забезпечує його плавлення. На кінці електрода утворюються краплі розплавленого металу, які переносяться через дуговое простір в зварювальну ванну.

Краплі формуються на кінці електрода і переносяться під впливом сил поверхневого натягу, тяжкості, тиску газів, що утворюються всередині розплавленого металу, тиску газового потоку, електростатичних і електродинамічних сил, реактивного тиску парів металу.



Мал. 1. Схема зварного з'єднання:
а - при зварюванні плавленням, б - при зварюванні тиском; 1 - зварений шов, 2 - зона сплаву (зчеплення), 3 - зона впливу, 4 - основний метал:

Залежно від співвідношення сил, що діють на краплю, характер переносу електродного металу може бути різним: - крупнокрапельне (характерний для ручного дугового зварювання покритим електродом) або дрібнокраплинного (спостерігається при зварюванні під флюсом і в захисних газах - аргоні, вуглекислому газі і ін .; - струменевим; - за рахунок коротких замикань.

Головними силами, що формують і утримують краплю на кінці електрода, є сили поверхневого натягу, що виникають на поверхні краплі і спрямовані всередину її.

відрив краплі і її перенесення забезпечується електродинамічними силами і тиском газових потоків. Ці сили збільшуються з ростом зварювального струму, збільшення струму призводить до подрібнення крапель. Сила тяжіння краплі має істотне значення при малих щільності струму і сприяє відриву і переносу крапель металу тільки при зварюванні в нижньому положенні.

Перенесення електродного металу в дузі супроводжується викидом частини металу за межі зварювальної ванни - розбризкуванням. Розбризкування пов'язано головним чином з електричним вибухом перемички між відділяється краплею і торцем електрода під дією електромагнітних сил.

Плавлення основного металу. Основний метал плавиться в результаті виділення тепла в активному плямі (в приелектродному області) на поверхні виробу і тепла стовпа дуги.

Форма проплавления (глибина і ширина) визначається концентрацією теплового і силового впливу дуги.

Основні компоненти силового впливу дуги; поверхневі сили - тиск, що викликається гальмуванням струменя плазми дуги об поверхню металу, реактивне тиск струменя пара з поверхні зварювальної ванни; об'ємна електродинамічна сила в рідкому металі. Тиск осьового плазмового потоку викликається електромагнітними силами, його величина пропорційна квадрату струму. Дуга з плавиться надає більший силовий вплив на зварювальну ванну, ніж дуга з плавиться. Сила тиску від газового потоку невелика і складає близько 1% сили тиску потоку, що викликається електромагнітними силами.



Мал. 2. Схеми розплавлення і перенесення електродного металу:
а - короткими замиканнями, б - крапельний, в - струменевий

Процес проплав льон і я металу визначається тепловим і силовим впливом дуги.

Продуктивність процесів плавлення. Найбільшою мірою теплову потужність дуги, продуктивність процесу плавлення і глибину проплавлення визначає величина зварювального струму.