Oprócz czynników procesowych na formowanie się i rozmiar spoiny mogą mieć również wpływ inne czynniki procesu spawania, takie jak rozmiar rowka i wielkość szczeliny, kąt nachylenia elektrody i przedmiotu obrabianego oraz położenie przestrzenne złącza.
Sprzęt spawalniczy Xinfa charakteryzuje się wysoką jakością i niską ceną. Aby uzyskać szczegółowe informacje, odwiedź:Producenci spawania i cięcia - chińska fabryka spawania i cięcia oraz dostawcy (xinfatools.com)
1. Wpływ prądu spawania na powstawanie szwu spawalniczego
W pewnych innych warunkach, wraz ze wzrostem prądu spawania łukowego, wzrasta głębokość wtopienia i wysokość resztkowa spoiny, a szerokość wtopienia nieznacznie wzrasta. Powody są następujące:
Wraz ze wzrostem prądu spawania łukowego wzrasta siła łuku działająca na spoinę, zwiększa się dopływ ciepła łuku do spawu, a położenie źródła ciepła przesuwa się w dół, co sprzyja przewodzeniu ciepła w kierunku głębokości jeziorka stopionego i zwiększa się głębokość penetracji. Głębokość wtopienia jest w przybliżeniu proporcjonalna do prądu spawania, to znaczy głębokość wtopienia H jest w przybliżeniu równa Km×I.
2) Prędkość topienia rdzenia spawalniczego lub drutu spawalniczego jest proporcjonalna do prądu spawania. Wraz ze wzrostem prądu spawania podczas spawania łukowego wzrasta prędkość topienia drutu spawalniczego, a ilość stopionego drutu spawalniczego wzrasta w przybliżeniu proporcjonalnie, podczas gdy szerokość topienia rośnie mniej, więc zwiększa się wzmocnienie spoiny.
3) Po wzroście prądu spawania zwiększa się średnica kolumny łuku, ale zwiększa się głębokość wnikania łuku w przedmiot obrabiany, a zakres ruchu plamki łuku jest ograniczony, więc wzrost szerokości topienia jest niewielki.
Podczas spawania łukowego w osłonie gazu wzrasta prąd spawania i zwiększa się głębokość wtopienia spoiny. Jeśli prąd spawania jest zbyt duży i gęstość prądu jest zbyt duża, może wystąpić penetracja palca, zwłaszcza podczas spawania aluminium.
2. Wpływ napięcia łuku na powstawanie szwu spawalniczego
Gdy spełnione są inne warunki, zwiększenie napięcia łuku spowoduje odpowiedni wzrost mocy łuku i zwiększenie ciepła doprowadzonego do konstrukcji spawanej. Jednakże wzrost napięcia łuku osiąga się poprzez zwiększenie długości łuku. Wzrost długości łuku zwiększa promień źródła ciepła łuku, zwiększa rozpraszanie ciepła łuku i zmniejsza gęstość energii wejściowej konstrukcji spawanej. Dlatego głębokość penetracji nieznacznie maleje, podczas gdy głębokość penetracji wzrasta. Jednocześnie, ponieważ prąd spawania pozostaje niezmienny, ilość stopionego drutu spawalniczego pozostaje w zasadzie niezmieniona, co powoduje zmniejszenie zbrojenia spoiny.
Aby uzyskać odpowiednie ukształtowanie szwu spawalniczego, czyli utrzymać odpowiedni współczynnik formowania szwu spawalniczego φ, a także odpowiednio zwiększyć napięcie łuku przy jednoczesnym zwiększeniu prądu spawania, stosuje się różne metody spawania łukowego. Wymagane jest, aby napięcie łuku i prąd spawania miały odpowiednią zależność dopasowania. . Dzieje się tak najczęściej podczas spawania łukowego metali.
3. Wpływ prędkości spawania na powstawanie spoiny
W pewnych innych warunkach zwiększenie prędkości spawania doprowadzi do zmniejszenia dopływu ciepła spawania, zmniejszając w ten sposób zarówno szerokość spoiny, jak i głębokość wtopienia. Ponieważ ilość osadzania drutu na jednostkę długości spoiny jest odwrotnie proporcjonalna do prędkości spawania, zmniejsza się również wzmocnienie spoiny.
Prędkość spawania jest ważnym wskaźnikiem oceny wydajności spawania. Aby poprawić wydajność spawania, należy zwiększyć prędkość spawania. Aby jednak w projektowaniu konstrukcyjnym zapewnić wymaganą wielkość spoiny, należy odpowiednio zwiększyć prąd spawania i napięcie łuku, jednocześnie zwiększając prędkość spawania. Te trzy wielkości są ze sobą powiązane. Jednocześnie należy wziąć pod uwagę, że przy zwiększaniu prądu spawania, napięcia łuku i prędkości spawania (czyli przy stosowaniu łuku spawalniczego o dużej mocy i spawania z dużą prędkością spawania) podczas tworzenia się roztopionego materiału mogą wystąpić wady spawalnicze. jeziorko i proces krzepnięcia stopionego jeziorka, taki jak ugryzienie. Krawędzie, pęknięcia itp., więc istnieje granica zwiększenia prędkości spawania.
4. Wpływ rodzaju i polaryzacji prądu spawania oraz wielkości elektrody na powstawanie spoiny
1. Rodzaj i polaryzacja prądu spawania
Rodzaje prądu spawania dzielą się na prąd stały i przemienny. Wśród nich spawanie łukiem prądu stałego dzieli się na stały prąd stały i pulsacyjny prąd stały, w zależności od obecności lub braku impulsów prądu; zgodnie z polaryzacją dzieli się je na połączenie do przodu DC (spawana jest podłączona do dodatniego) i połączenie odwrotne DC (spawana jest podłączona do ujemnego). Spawanie łukowe AC dzieli się na falę sinusoidalną AC i falę prostokątną AC zgodnie z różnymi przebiegami prądu. Rodzaj i polaryzacja prądu spawania wpływają na ilość ciepła wprowadzanego przez łuk do złącza spawanego, wpływając w ten sposób na powstawanie spoiny. Może również wpływać na proces przenoszenia kropel i usuwanie warstwy tlenku na powierzchni metalu nieszlachetnego.
Kiedy spawanie łukiem wolframowym jest stosowane do spawania stali, tytanu i innych materiałów metalowych, głębokość wtopienia utworzonej spoiny jest największa, gdy podłączony jest prąd stały, penetracja jest najmniejsza, gdy prąd stały jest podłączony odwrotnie, a prąd przemienny znajduje się pomiędzy dwa. Ponieważ penetracja spoiny jest największa podczas spawania prądem stałym, a straty przy spalaniu elektrody wolframowej są najmniejsze, podczas spawania stali, tytanu i innych materiałów metalowych elektrodą wolframową łukiem argonowym należy stosować połączenie prądem stałym. Kiedy spawanie łukiem wolframowo-argonowym wykorzystuje spawanie pulsacyjne prądem stałym, parametry impulsu można regulować, dzięki czemu można w razie potrzeby kontrolować wielkość formowanego szwu spawalniczego. Podczas spawania aluminium, magnezu i ich stopów metodą spawania łukowego wolframem konieczne jest wykorzystanie efektu czyszczenia katodowego łuku w celu oczyszczenia warstwy tlenku na powierzchni materiału podstawowego. Lepiej używać prądu przemiennego. Ponieważ parametry kształtu fali prostokątnej AC są regulowane, efekt spawania jest lepszy. .
Podczas spawania łukiem metalowym głębokość i szerokość wtopienia spoiny przy odwróconym połączeniu prądu stałego są większe niż przy połączeniu prądu stałego, a głębokość i szerokość wtopienia przy spawaniu prądem przemiennym mieszczą się pomiędzy nimi. Dlatego podczas spawania łukiem krytym stosuje się odwrotne połączenie prądu stałego, aby uzyskać większą penetrację; podczas spawania napawanego łukiem krytym, w celu ograniczenia penetracji stosowane jest połączenie przewodowe prądu stałego. Podczas spawania łukowego w osłonie gazu głębokość wtopienia jest nie tylko większa przy odwróconym podłączeniu prądu stałego, ale także procesy łuku spawalniczego i przenoszenia kropli są stabilniejsze niż przy podłączeniu prądu stałego i prądu przemiennego, a także ma działanie czyszczące katodę, dzięki czemu jest powszechnie stosowane, natomiast połączenie przewodzenia prądu stałego i komunikacja nie są na ogół używane.
2. Wpływ kształtu końcówki końcówki wolframowej, średnicy drutu i długości przedłużenia
Kąt i kształt czoła elektrody wolframowej mają duży wpływ na koncentrację łuku i ciśnienie łuku i powinny być dobrane w zależności od wielkości prądu spawania i grubości spawu. Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej skoncentrowany łuk i większe ciśnienie łuku, tym większa głębokość penetracji i odpowiadające jej zmniejszenie szerokości penetracji.
Podczas spawania łukiem gazowym, gdy prąd spawania jest stały, im cieńszy drut spawalniczy, tym bardziej skoncentrowane będzie nagrzewanie łuku, głębokość wtopienia wzrośnie, a szerokość wtopienia zmniejszy się. Jednakże przy wyborze średnicy drutu spawalniczego w rzeczywistych projektach spawalniczych należy również wziąć pod uwagę rozmiar bieżącego i kształt jeziorka stopionego, aby uniknąć nieprawidłowego tworzenia się spoiny.
Gdy wzrasta długość drutu spawalniczego podczas spawania łukiem gazowym, zwiększa się ciepło oporowe generowane przez prąd spawania przez wysuniętą część drutu spawalniczego, co zwiększa prędkość topienia drutu spawalniczego, a zatem zwiększa się wzmocnienie spoiny i głębokość penetracji maleje. Ponieważ rezystywność stalowego drutu spawalniczego jest stosunkowo duża, wpływ długości wydłużenia drutu spawalniczego na powstawanie szwu spawalniczego jest bardziej oczywisty w przypadku spawania stali i drutu cienkowarstwowego. Rezystywność aluminiowego drutu spawalniczego jest stosunkowo niewielka i jej wpływ nie jest znaczący. Chociaż zwiększenie długości wydłużenia drutu spawalniczego może poprawić współczynnik topienia drutu spawalniczego, biorąc pod uwagę stabilność topienia drutu spawalniczego i tworzenie się szwu spawalniczego, istnieje dopuszczalny zakres zmienności długości wydłużenia drutu spawalniczego drut spawalniczy.
5. Wpływ innych czynników procesu na czynniki formujące spoinę spawalniczą
Oprócz wyżej wymienionych czynników procesu, inne czynniki procesu spawania, takie jak rozmiar rowka i wielkość szczeliny, kąt nachylenia elektrody i przedmiotu obrabianego oraz położenie przestrzenne złącza, mogą również wpływać na powstawanie i rozmiar spoiny.
1. Rowki i szczeliny
Kiedy do spawania połączeń doczołowych stosuje się spawanie łukowe, czy zachować szczelinę, wielkość szczeliny i kształt rowka są zwykle określane na podstawie grubości spawanej płyty. Gdy inne warunki są stałe, im większy jest rozmiar rowka lub szczeliny, tym mniejsze jest wzmocnienie szwu spawanego, co jest równoznaczne ze zmniejszeniem położenia szwu spawalniczego i w tym momencie zmniejsza się stopień wtopienia. Dlatego też pozostawienie szczelin lub rowków otwierających można wykorzystać do kontrolowania wielkości zbrojenia i dostosowania stopnia wtopienia. W porównaniu z fazowaniem bez pozostawiania szczeliny, warunki odprowadzania ciepła w obu przypadkach są nieco inne. Ogólnie rzecz biorąc, warunki krystalizacji ukosowania są korzystniejsze.
2. Kąt nachylenia elektrody (drutu spawalniczego).
Podczas spawania łukowego, zgodnie z zależnością pomiędzy kierunkiem pochylenia elektrody a kierunkiem spawania, dzieli się je na dwa typy: nachylenie elektrody do przodu i nachylenie elektrody do tyłu. Kiedy drut spawalniczy przechyla się, oś łuku również odpowiednio się przechyla. Kiedy drut spawalniczy przechyla się do przodu, wpływ siły łuku na wyładowanie wsteczne stopionego metalu jeziorka jest osłabiony, warstwa ciekłego metalu na dnie stopionego jeziorka staje się grubsza, głębokość wnikania maleje, głębokość wnikania łuku w spoinę maleje, zakres ruchu plamki łuku rozszerza się, szerokość stopu wzrasta, a wysokość maleje. Im mniejszy jest kąt przedni α drutu spawalniczego, tym bardziej widoczny jest ten efekt. Gdy drut spawalniczy jest odchylony do tyłu, sytuacja jest odwrotna. Podczas spawania łukowego często stosuje się metodę odchylenia elektrody do tyłu, a kąt nachylenia α wynosi od 65° do 80°.
3. Kąt nachylenia konstrukcji spawanej
W rzeczywistej produkcji często spotyka się przechylenie konstrukcji spawanej, które można podzielić na spawanie w górę i w dół. W tym czasie stopiony metal jeziorny ma tendencję do spływania w dół wzdłuż zbocza pod działaniem siły ciężkości. Podczas spawania pod górę grawitacja pomaga roztopionemu metalowi przemieszczać się w kierunku tyłu roztopionego jeziorka, więc głębokość wtopienia jest duża, szerokość stopionego materiału jest mała, a pozostała wysokość jest duża. Gdy kąt nachylenia α wynosi od 6° do 12°, zbrojenie jest zbyt duże i po obu stronach istnieje ryzyko wystąpienia podcięć. Podczas spawania w dół zbocza efekt ten zapobiega odprowadzaniu metalu z jeziorka do tyłu jeziorka. Łuk nie może głęboko nagrzać metalu na dnie roztopionego basenu. Zmniejsza się głębokość penetracji, zwiększa się zakres ruchu plamki łuku, zwiększa się szerokość stopionego materiału i zmniejsza się wysokość resztkowa. Jeżeli kąt nachylenia złącza spawanego będzie zbyt duży, będzie to prowadzić do niedostatecznej penetracji i przelewania się ciekłego metalu w jeziorku.
4. Materiał i grubość spoiny
Penetracja spoiny zależy od prądu spawania, przewodności cieplnej i objętościowej pojemności cieplnej materiału. Im lepsza przewodność cieplna materiału i im większa objętościowa pojemność cieplna, tym więcej ciepła potrzeba do stopienia jednostkowej objętości metalu i podniesienia tej samej temperatury. Dlatego w pewnych warunkach, takich jak prąd spawania i inne, głębokość i szerokość penetracji po prostu się zmniejszą. Im większa jest gęstość materiału lub lepkość cieczy, tym trudniej jest łukowi wyprzeć ciekły roztopiony metal jeziorny i tym płytsza jest głębokość wnikania. Grubość spawu wpływa na przewodzenie ciepła wewnątrz spawu. Gdy inne warunki są takie same, grubość spawu wzrasta, zwiększa się rozpraszanie ciepła, a szerokość i głębokość penetracji maleją.
5. Topnik, powłoka elektrodowa i gaz osłonowy
Różne składy topnika lub powłoki elektrody prowadzą do różnych spadków napięcia polarnego i gradientów potencjału kolumny łuku łuku, co nieuchronnie będzie miało wpływ na powstawanie spoiny. Gdy gęstość strumienia jest mała, rozmiar cząstek jest duży lub wysokość układania jest mała, ciśnienie wokół łuku jest niskie, kolumna łuku rozszerza się, a plamka łuku porusza się w dużym zakresie, więc głębokość penetracji jest mała, szerokość topnienia jest duża, a wysokość resztkowa jest mała. Podczas spawania grubych części za pomocą spawania łukowego o dużej mocy użycie topnika pumeksowego może zmniejszyć ciśnienie łuku, zmniejszyć głębokość wtopienia i zwiększyć szerokość wtopienia. Ponadto żużel spawalniczy powinien mieć odpowiednią lepkość i temperaturę topnienia. Jeśli lepkość jest zbyt wysoka lub temperatura topnienia jest wysoka, żużel będzie miał słabą przepuszczalność powietrza i łatwo będzie utworzyć wiele wżerów ciśnieniowych na powierzchni spoiny, a odkształcenie powierzchni spoiny będzie słabe.
Skład gazu osłonowego (takiego jak Ar, He, N2, CO2) stosowanego w spawaniu łukowym jest inny i jego właściwości fizyczne, takie jak przewodność cieplna, są różne, co wpływa na spadek ciśnienia polarnego łuku, gradient potencjału kolumna łukowa, przewodzący przekrój kolumny łukowej i siła przepływu plazmy. , właściwy rozkład przepływu ciepła itp., które wpływają na powstawanie spoiny.
Krótko mówiąc, istnieje wiele czynników wpływających na powstawanie spoiny. Aby uzyskać dobre uformowanie spoiny, należy wybrać materiał i grubość spoiny, położenie przestrzenne spoiny, kształt złącza, warunki pracy, wymagania dotyczące wydajności złącza i rozmiaru spoiny itp. Odpowiednie metody spawania i do spawania stosuje się warunki spawalnicze, a najważniejsze jest podejście spawacza do spawania! W przeciwnym razie formowanie i wydajność spoiny spawalniczej mogą nie spełniać wymagań, a nawet mogą wystąpić różne wady spawalnicze.
Czas publikacji: 27 lutego 2024 r
