Pe lângă factorii de proces, alți factori ai procesului de sudare, cum ar fi dimensiunea canelurii și dimensiunea golului, unghiul de înclinare al electrodului și piesei de prelucrat, poziția spațială a îmbinării etc., pot afecta, de asemenea, formarea sudurii și dimensiunea sudurii.
1. Influența curentului de sudare asupra formării sudurii
În anumite alte condiții, odată cu creșterea curentului de sudare cu arc, adâncimea de penetrare și înălțimea reziduală a sudurii cresc, iar lățimea de penetrare crește ușor. Motivele pentru aceasta sunt următoarele:
1) Pe măsură ce curentul de sudare al sudării cu arc crește, forța arcului care acționează asupra sudurii crește, aportul de căldură al arcului la sudarea crește și poziția sursei de căldură se mișcă în jos, ceea ce conduce la conducerea căldurii către adâncimea bazinului topit și crește adâncimea de penetrare. Adâncimea de pătrundere este aproximativ proporțională cu curentul de sudare, adică adâncimea de pătrundere a sudurii H este aproximativ egală cu Km×I. În formulă, Km este coeficientul de penetrare (numărul de milimetri pe care curentul de sudare îi crește cu 100A pentru a crește penetrarea sudurii), care este legat de metoda de sudare cu arc, diametrul firului, tipul de curent etc. Vezi tabelul {{2 }}.
2) Viteza de topire a miezului sau a firului de sudare cu arc este proporțională cu curentul de sudare. Pe măsură ce curentul de sudare al sudării cu arc crește, viteza de topire a sârmei de sudură crește, iar cantitatea de topire a sârmei de sudură crește aproximativ proporțional, în timp ce creșterea lățimii de topire este mai mică, astfel încât înălțimea cusăturii de sudură crește.
3) Când curentul de sudare crește, diametrul coloanei arcului crește, dar adâncimea arcului în piesa de prelucrat crește, iar domeniul de mișcare a punctului arcului este limitat, astfel încât creșterea lățimii de topire este mică.
În timpul sudării cu arc metalic protejat cu gaz, curentul de sudare crește, iar penetrarea sudurii crește. Dacă curentul de sudare este prea mare și densitatea curentului este prea mare, este posibil să apară pătrunderea în formă de deget, mai ales la sudarea aluminiului.
2. Influența tensiunii arcului asupra formării sudurii
În anumite alte condiții, atunci când tensiunea arcului este crescută, puterea arcului crește în mod corespunzător, iar aportul de căldură de către sudura crește. Cu toate acestea, creșterea tensiunii arcului se realizează prin creșterea lungimii arcului. Creșterea lungimii arcului crește raza sursei de căldură a arcului, disiparea căldurii a arcului crește, iar densitatea de energie a sudurii de intrare scade, astfel încât adâncimea de penetrare scade ușor și adâncimea de penetrare crește. În același timp, deoarece curentul de sudare rămâne neschimbat, cantitatea de topire a sârmei de sudură este practic neschimbată, ceea ce reduce înălțimea sudurii.
Pentru diferite metode de sudare cu arc, Rusia și Japonia trebuie să obțină o formare adecvată a sudurii, adică să mențină un coeficient adecvat de formare a sudurii φ, să crească în mod corespunzător tensiunea arcului în timp ce crește curentul de sudare și să necesite o relație de potrivire adecvată între tensiunea arcului și curent de sudare. . Acest lucru este cel mai frecvent la sudarea cu arc cu electrod topit.
3. Efectul vitezei de sudare asupra formării sudurii
În anumite alte condiții, creșterea vitezei de sudare va duce la reducerea aportului de căldură de sudare, reducând astfel lățimea sudurii și adâncimea de penetrare. Deoarece cantitatea de depunere de metal de sârmă pe o unitate de lungime a sudurii este invers proporțională cu viteza de sudare, aceasta duce, de asemenea, la o reducere a înălțimii sudurii.
Viteza de sudare este un indice important pentru evaluarea productivității sudurii. Pentru a îmbunătăți productivitatea sudării, viteza de sudare ar trebui mărită. Cu toate acestea, pentru a asigura dimensiunea sudurii cerută de proiectarea structurală, curentul de sudare și tensiunea arcului ar trebui să fie mărite în mod corespunzător în același timp cu creșterea vitezei de sudare. Aceste trei cantități sunt legate între ele. În același timp, trebuie luat în considerare, de asemenea, că atunci când curentul de sudare, tensiunea arcului și viteza de sudare sunt crescute (adică arc de sudare de mare putere, sudare cu viteză mare de sudare), pot apărea defecte de sudare în procesul de formare a topiturii. bazinului și în timpul procesului de solidificare a bazinului topit, cum ar fi uzura. Margini, fisuri etc., deci există o limită pentru creșterea vitezei de sudare.
4. Influența tipului de curent de sudare și a polarității și mărimea electrodului asupra formării sudurii
1). Tipul și polaritatea curentului de sudare
Tipurile de curent de sudare sunt împărțite în DC și AC. Printre acestea, sudarea cu arc DC este împărțită în DC constant și DC pulsat în funcție de prezența sau absența impulsului de curent; în funcție de polaritate, este împărțit în conexiune DC pozitivă (partea de sudare este conectată la pozitiv) și conexiune inversă DC (partea de sudare este conectată la negativ). Sudarea cu arc AC este împărțită în undă sinusoidală AC și undă pătrată AC în funcție de diferitele forme de undă curente. Tipul și polaritatea curentului de sudare afectează cantitatea de căldură introdusă de arc în sudură, astfel încât poate afecta formarea sudurii și, de asemenea, poate afecta procesul de transfer al picăturilor și îndepărtarea peliculei de oxid de pe suprafața metalului de bază.
Când sudarea cu arc de tungsten cu argon este utilizată pentru a suda oțel, titan și alte materiale metalice, adâncimea de penetrare a sudurii formate atunci când este conectat DC este cea mai mare, iar penetrarea este cea mai mică atunci când DC este inversat, iar AC este între cei doi. Deoarece penetrarea cordonului de sudură este cea mai mare în timpul sudării pozitive în curent continuu, iar pierderea de ardere a electrodului de tungsten este cea mai mică, sudarea pozitivă în curent continuu trebuie utilizată atunci când sudați oțel, titan și alte materiale metalice. Când sudarea TIG adoptă sudarea în impulsuri DC, deoarece parametrii pulsului pot fi ajustați, dimensiunea formării cusăturii de sudură poate fi controlată după cum este necesar. Când sudați aluminiu, magneziu și aliajele lor prin sudare cu arc cu argon tungsten, este necesar să folosiți efectul de curățare catodic al arcului pentru a curăța filmul de oxid de pe suprafața metalului de bază. Este mai bine să folosiți AC. Deoarece parametrii formei de undă ai undei pătrate AC sunt ajustabili, efectul de sudare este mai bun. .
În sudarea cu arc cu electrozi de fuziune, adâncimea de penetrare a sudurii și lățimea conexiunii inverse DC sunt mai mari decât cele ale conexiunii pozitive DC, iar adâncimea de penetrare și lățimea sudurii AC sunt între cele două. Prin urmare, în sudarea cu arc scufundat, conexiunea inversă DC este utilizată pentru a obține o adâncime de penetrare mai mare; în timp ce în sudarea suprafeței cu arc scufundat, conexiunea DC înainte este utilizată pentru a reduce adâncimea de penetrare. În sudarea cu arc protejat cu gaz protejat cu gaz, este utilizat pe scară largă deoarece conexiunea inversă DC nu numai că are o adâncime mare de penetrare, dar, de asemenea, arcul de sudare și procesul de transfer al picăturilor sunt mai stabile decât conexiunea pozitivă DC și AC și au un catod. efect de curățare, deci este utilizat pe scară largă. Comunicarea nu este utilizată în general.
2). Influența formei vârfului electrodului de tungsten, a diametrului firului și a lungimii extensiei
Unghiul și forma capătului frontal al electrodului de tungsten au o mare influență asupra concentrației arcului și a presiunii arcului și trebuie selectate în funcție de mărimea curentului de sudare și de grosimea sudurii. În general, cu cât arcul este mai concentrat și cu cât presiunea arcului este mai mare, cu atât adâncimea de penetrare este mai mare și reducerea corespunzătoare a lățimii de penetrare.
În sudarea cu arc de metal cu gaz, când curentul de sudare este constant, cu cât firul de sudură este mai subțire, cu atât încălzirea arcului este mai concentrată, adâncimea de penetrare crește, iar lățimea de fuziune scade. Cu toate acestea, atunci când se selectează diametrul sârmei în proiectul propriu-zis de sudare, dimensiunea curentă și forma bazinului de topire ar trebui, de asemenea, luate în considerare pentru a evita formarea slabă a sudurii.
Când lungimea de extensie a sârmei de sudare a sudării cu arc MIGAW crește, căldura de rezistență generată de curentul de sudare prin partea alungită a sârmei de sudură crește, astfel încât viteza de topire a sârmei de sudură crește, deci înălțimea reziduală a sudurii. cusătura crește, în timp ce adâncimea de penetrare scade. Datorită rezistivității relativ mari a firului de oțel, influența lungimii prelungirii firului asupra formării sudurii este evidentă în sudarea oțelului și a firelor subțiri. Rezistivitatea firului de sudură de aluminiu este relativ mică, iar influența sa nu este mare. Deși creșterea lungimii de extensie a sârmei de sudură poate îmbunătăți coeficientul de topire al sârmei de sudură, există o gamă admisă de variație a lungimii de prelungire a sârmei de sudură având în vedere stabilitatea topirii sârmei de sudură și formarea cordonului de sudură.
5. Influența altor factori de proces asupra factorilor de formare a cordonului de sudură
În plus față de factorii de proces menționați mai sus, alți factori de proces de sudare, cum ar fi dimensiunea canelurii și dimensiunea golului, unghiul de înclinare al electrodului și piesei de prelucrat și poziția spațială a îmbinării, pot afecta, de asemenea, formarea sudurii și dimensiunea sudurii.
1). Canelură și gol
La sudarea îmbinărilor cap la cap prin sudare cu arc, de obicei se stabilește dacă se rezervă un spațiu, dimensiunea golului și forma canelurii în funcție de grosimea plăcii sudate. În anumite alte condiții, cu cât dimensiunea canelurii sau a golului este mai mare, cu atât înălțimea reziduală a cusăturii sudate este mai mică, ceea ce este echivalent cu scăderea poziției cusăturii de sudură, iar raportul de fuziune este redus în acest moment. Prin urmare, golul sau teșirea pot fi utilizate pentru a controla dimensiunea consolului și pentru a regla raportul de fuziune. În comparație cu teșirea cu un spațiu și fără un spațiu, condițiile de disipare a căldurii ale celor două sunt oarecum diferite. În general, condițiile de cristalizare ale teșiturii sunt mai favorabile.
2). Înclinarea electrodului (sârmă de sudură).
În timpul sudării cu arc, în funcție de relația dintre direcția de înclinare a electrodului și direcția de sudare, acesta poate fi împărțit în două tipuri: înclinarea electrodului înainte și înclinarea electrodului înapoi. Când firul de sudură este înclinat, axa arcului este, de asemenea, înclinată corespunzător. Când sârma de sudură este înclinată înainte, efectul forței arcului asupra descărcării înapoi a metalului topit din bazin este slăbit, stratul de metal lichid de la fundul bazinului topit devine mai gros, adâncimea de penetrare scade, adâncimea arcului. în sudura scade, intervalul de mișcare al punctului arc se extinde, iar lățimea de topire scade. crește, înălțimea reziduală scade. Cu cât unghiul de înclinare înainte a firului este mai mic, cu atât efectul este mai evident. Când firul este înclinat înapoi, este adevărat opusul. În sudarea cu arc cu electrod, metoda de înclinare înapoi a electrodului este utilizată în principal, iar unghiul de înclinare este mai potrivit între 65 de grade și 80 de grade.
3). Unghiul de sudare
Înclinația sudurii este adesea întâlnită în producția reală, care poate fi împărțită în sudare în sus și sudare în jos. În acest moment, metalul topit din bazin tinde să curgă în jos pe pantă sub acțiunea gravitației. La sudarea în deal, gravitația ajută metalul topit să se descarce în coada bazinului topit, astfel încât adâncimea de penetrare este mare, lățimea de topire este îngustă și înălțimea în exces este mare. Când unghiul pantei în sus este de 6 grade -12 grade , înălțimea în exces este prea mare, iar decupările sunt ușor să apară pe ambele părți. În timpul sudării în jos, acest efect împiedică descărcarea metalului din bazin topit în coada bazinului topit, iar arcul nu poate încălzi profund metalul din fundul bazinului topit. Dacă unghiul de înclinare al sudurii este prea mare, va duce la pătrunderea insuficientă și la revărsarea metalului lichid în bazinul topit.
4). Material de sudura si grosime
Pătrunderea sudurii este legată de curentul de sudare, precum și de conductibilitatea termică și capacitatea termică volumetrică a materialului. Cu cât conductivitatea termică a materialului este mai bună și cu cât este mai mare capacitatea de căldură volumetrică, cu atât este necesară mai multă căldură pentru a topi metalul pe unitate de volum și pentru a crește aceeași temperatură. Prin urmare, în anumite condiții, cum ar fi curentul de sudare, adâncimea de penetrare și lățimea de penetrare sunt mai mici. Cu cât densitatea materialului sau vâscozitatea lichidului este mai mare, cu atât este mai dificil ca arcul să disloce metalul din bazinul de lichid topit și cu atât penetrarea este mai mică. Grosimea sudurii afectează conducția căldurii în interiorul sudurii. Când alte condiții sunt aceleași, grosimea sudurii crește, disiparea căldurii crește, iar lățimea de fuziune și adâncimea de penetrare scad.
5). Flux, acoperire cu electrozi și gaz de protecție
Compoziția fluxului sau a acoperirii electrodului este diferită, rezultând o cădere diferită a tensiunii arcului și un gradient de potențial al coloanei arcului, care va afecta inevitabil formarea sudurii. Când densitatea fluxului este mică, dimensiunea particulelor este mare sau înălțimea de stivuire este mică, presiunea în jurul arcului este scăzută, coloana arcului se extinde și intervalul de mișcare a punctului arcului este mare, astfel încât adâncimea de penetrare este mică, topirea lățimea este mare, iar înălțimea reziduală este mică. Când sudarea cu arc de mare putere este utilizată pentru a suda piese groase, utilizarea fluxului asemănător pietrei ponce poate reduce presiunea arcului, reduce adâncimea de penetrare și crește lățimea de fuziune. În plus, zgura de sudură trebuie să aibă o viscozitate și o temperatură de topire adecvate. Dacă vâscozitatea este prea mare sau temperatura de topire este prea mare, zgura va fi slab ventilată și este ușor să se formeze multe gropi de presiune pe suprafața sudurii, iar suprafața sudurii se va deteriora.
Compoziția gazului de protecție (cum ar fi Ar, He, N2, CO2) pentru sudarea cu arc este diferită, iar proprietățile sale fizice, cum ar fi conductivitatea termică, sunt diferite, ceea ce face ca scăderea presiunii la polul arcului și gradientul potențial al coloanei arcului să fie conductivă. secțiune transversală, forță de curgere a plasmei. , distribuția specifică a fluxului de căldură etc., care toate afectează formarea sudurii.
Pe scurt, există mulți factori care afectează formarea sudurii. Pentru a obține o bună formare a sudurii, este necesar să se selecteze în funcție de materialul și grosimea sudurii, poziția spațială a sudurii, forma îmbinării și cerințele condițiilor de lucru privind performanța îmbinării și dimensiunea sudurii. Pentru sudare se folosesc metode de sudare și condiții de sudare adecvate, iar cel mai important lucru este atitudinea sudorului față de sudare! În caz contrar, formarea sudurii și performanța acesteia pot să nu îndeplinească cerințele și pot apărea chiar diferite defecte de sudare.
