Режим сварки: Выбор режима сварки

Прежде чем приступить к работе, необходимо получить все данные по свариваемым деталям. После этого можно сделать правильный выбор режима сварки. Рекомендуем грамотно настраивать аппарат, выбирать электроды и вести сварку с нужной скоростью. Если примените советы из статьи, соединения будут прочными и надежными.

Определение режима сварки — Cварочные работы

Определение режима сварки

Основными параметрами нормального режима сварки являются величина и полярность тока, диаметр электрода, скорость сварки и напряжение на дуге.

Существуют и дополнительные параметры — толщина покрытия элекрода и его состав, положение электрода и положение изделия.

Полярность тока и его вид (постоянный или переменный) оказывают влияние на размеры шва и его форму. Если свар, ка ведется при постоянном токе, имеющем обратную полярность, то глубина провара на 50% больше, чем при постоянном токе прямой полярности. Это объясняется тем, что на аноде и катоде выделяется разное количество теплоты. Глубина провара при сварке переменным током на 15% меньше той, которая получается при сварке постоянным током прямой полярности.

На диаметр электрода влияют толщина свариваемого металла, вид соединения и форма подготовленных кромок под сварку. Если ведется сварка стыков металла, толщина которых достигает 4 мм, то используются электроды того же диаметра, что и толщина кромок.

Если свариваемый металл имеет большую толщину, то задействуются электроды диаметром 4-8 мм. При этом должны соблюдаться условия провара основного металла. Если стыковые швы имеют несколько слоев, то желательно первый шов выполнить электродом диаметром 3-4 мм, с обязательной сваркой последующих слоев электродами большего диаметра.

Читать далее:
Сварочные флюсы
Сварочные электроды
Общие сведения о сварке арматуры
Противопожарные мероприятия при сварке
Безопасность труда при сварке технологических трубопроводов
Безопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкций
Защита от поражения электрическим током при сварке
Техника безопасности и производственная санитария при сварке
Управление качеством сварки
Статистический метод контроля

Режимы сварки при использовании инвертора: основные параметры сварочного процесса

Режим работы сварочного аппарата представляет собой совокупность основных и второстепенных характеристик сварки, позволяющих получить качественный шов того или иного сплава.

Так как марок сталей и сплавов цветных металлов множество, и они имеют свою специфику, то выбор режима сварки становится непростой задачей. Но есть основные параметры, которые нужно учитывать независимо от типа сплава.

Важные параметры

Прежде чем начинать работу, надо понимать, с какими величинами предстоит иметь дело. Основные параметры, влияющие на режим сварки:

• сила, вид и полярность в случае применения постоянного тока;
• напряжение электрической дуги;
• толщина сварочной проволоки;
• количество проходов;
• скорость сварки.

Второстепенными факторами, влияющими на характеристики соединения, можно назвать состояние свариваемых деталей, форму кромок, марку, тип и толщину обмазки электрода. Определенное влияние оказывает выбор вида сварочного шва.

Самым ответственным является расчет режимов при автоматической сварке. Часть характеристик выставляют по готовым таблицам, а часть приходится определять по формулам, заложенным в инструкциях на аппаратуру. Каждому оборудованию соответствуют свои таблицы, отработанные опытным путем.

Влияние тока

Выставляя режим, подбор силы тока делают по таблицам. Ток зависит от толщины свариваемых изделий и сварочной проволоки.

Точную юстировку делают по виду дуги и шва. Необходимо понимать, чем сильнее ток, тем температура под основанием дуги будет выше и это скажется на быстроте сварки.

Режим сварки при сильном токе и чрезмерно тонком сварочном проводе вызовет перегрев и разбрызгивание металла. Если заготовки тонкие, то часто при таком режиме происходит их прожигание.

При слабом токе дуга становится неустойчивой или вовсе обрывается. Шов получается некачественный, появляются непроваренные участки. Такой режим не стоит выбирать.

Необходимо учитывать, что глубина сварочной ванны зависит от вида тока. Если используется аппарат на постоянном токе, то глубина провара у него будет на 15 % больше, чем у переменного.

Сварка в режиме постоянного тока тоже имеет свои особенности. Так, при прямой полярности глубина кратера получается на 40% меньше, чем при использовании обратной полярности.

Прямая полярность – это когда электрод подсоединен к клемме инвертора со знаком «-», а соединяемые изделия к клемме со знаком «+». При обратной полярности все подключается наоборот.

При прямой полярности может применяться электрод с кальциево-фтористой обмазкой, позволяет варить низко и среднеуглеродистую сталь, чугун.

Инверторный режим (обратная полярность) используется, когда необходимо варить низкоуглеродистые и низколегированные стали, тонколистовые детали.

От положения свариваемого стыка в пространстве изменяется и ток. Так, при горизонтальном шве табличные значения рекомендуют уменьшать на 15-20%.

Характеристики электрода

Габариты электрода взаимосвязаны с размерами изделий, видом кромок. Если толщина свариваемого сплава равна 3-5 мм, то сварочная проволока должна быть 3-4 мм.

При сваривании толстостенных заготовок требуется делать много проходов. В первый раз проходят электродом диаметром не более 4 мм. При производстве потолочного шва тоже рекомендуют использовать проволоку толщиной не больше 4 мм.

Обычно на упаковке электродов имеется таблица, в которой указывают наиболее предпочтительные режимы. При диаметре 1,5-2 мм рекомендуемый ток сварки 30…45 А, 3 мм – 65…100 А, для 3-4 мм – 100…160 А, и так далее. Разброс связан с видом сварки и толщиной сплава.

При толщинах свариваемого сплава 1-2 мм рекомендуется использование сварочной проволоки диаметром 2-3 мм, при толщине 3-5 мм – 3-4 мм, толщина 4-10 мм – диаметр 4-5 мм, если толщина 12-24 мм, то используют 5-6 мм электрод. Выбирая режим, необходимо учитывать положение детали или шва в пространстве, также на выбор влияет количество проходов.

Длина дуги и качество шва

Длина дуги влияет на качество соединения. Важно, чтобы она была одинаковой на всем протяжении шва, расстояние между концом сварочной проволоки и гранью детали должно равняться ее толщине.

Режим сварки при слишком короткой дуге приводит к прожигу или прилипанию электрода. Режим при длинной дуге вызывает ее гашение и непровары. Контроль длины дуги можно осуществлять по издаваемому ею звуку.

Оптимальной считается ширина сварного шва равная 1,5-2 диаметрам проволоки. При этом должен образовываться небольшой валик по линии соединения без наплывов от расплавленного электрода. Оптимальный шов зависит от скорости сварки, толщины изделия и ширины шва.

Режим сварки, при котором держак с электродом движется очень медленно, приводит к чрезмерному накоплению в сварочной ванне жидкого металла, который будет расплескиваться и препятствовать нормальному провару стыка.

Слишком быстрое перемещение держака вдоль шва приведет к непровару, он может потрескаться или деформироваться после остывания.

Если будет образовываться ванночка шириной в 1,5-2 диаметра проволоки, глубиной до 6 мм и длиной 10-30 мм, то это говорит об оптимальной скорости сварки для данного конкретного материала и вида соединения.

Угол наклона электрода

К понятию режима сварки относится угол наклона электрода. Во время работы электрод относительно шва располагается с отклонением от нормали примерно на 10 градусов в любую сторону. От положения сварочной проволоки относительно стыка заготовок зависит глубина и ширина шва.

Если сварку производят углом вперед, то глубина уменьшается, а шов становится шире. Это связано с тем, что дуга как бы нагоняет волну расплава перед собой, через которую приходится расплавлять металл изделия.

Если выбран режим сварки углом назад, то расплав выгоняется в конец ванны. Электрическая дуга воздействует непосредственно на свариваемые изделия. Этот режим электродуговой сварки делает более глубокое проплавление стыка и одновременно уменьшает ширину соединения.

Длина рабочей части электрода тоже имеет значение. Чем он длиннее, тем сильнее он разогревается и расплавляется, что уменьшает ток, соответственно уменьшается глубина ванны. Особенно это проявляется при использовании тонкой сварочной проволоки.

Наклон заготовок

Когда держак ведут сверху вниз, то под дугой возникает утолщение расплава. Возникает ситуация, как при сварке в режиме углом вперед. Глубина провара уменьшается, а шов становится шире.

Если варить начинают снизу с последующим движением вверх, то слой расплава под дугой становится тоньше, глубина ванны возрастает, а шов сужается.

Если есть возможность свариваемые детали наклонять, то следует их расположить таким образом, чтобы стык находился под уклоном в 8-10 градусов.

Тогда будет формироваться нормальный шов. При большем уклоне и проведении сварки на спуск, из кратера вытечет расплав. При проведении сварки снизу вверх возникнут непровары.

Сварку на спуск обычно применяют при соединении труб и других подобных элементов. В этом режиме уменьшается вероятность прожогов, вытекания расплава из кратера, формируется качественный шов.

Кроме этих режимов на качество работы оказывает влияние технология сварки. Правильное движение электрода во многом определяет состояние сварного шва.

Методы и режимы сварки, классификация швов, род тока и полярность

Информация представленная в данном подразделе ограничена основными и общими сведениями по рассматриваемым здесь вопросам. За подробностями, необходимо обращаться к специальной литературе или другим источникам информации.

Классификация и обозначение швов по их положению в пространстве:

Сварку можно осуществлять в различных пространственных положениях (см.Классификация и обозначение швов по их пространственному положению). В процессе сварки сварщик совершает различные движения электродом для обеспечения качественной сварки. Колебательные движения обеспечивают равномерное прогревание основного свариваемого металла и способствуют формированию заданной формы сварного шва при определённом положении сварки и разделке сварочных кромок.
Для формирования сварного шва заданной геометрии, используются различные положения сварочного электрода. При совершении колебательных движений с амплитудой 2-3 мм. ( как бы «подгребая» расплавленный металл к кратеру дуги ) образуется красивый шов с лёгкими, едва заметными волнами наплавленного металла. Сплошной и надёжный!

Положение электрода при сварке:

Ориентировочный выбор режимов сварки:

Диаметр электродов  зависит от толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве. Примерное соотношение между толщиной металла s и диаметром электрода d при сварке шва в нижнем положении следующее:

Сила сварочного тока  зависит от выбранного диаметра электрода. При сварке швов в нижнем положении величину тока подсчитывают по эмпирическим формулам
Icв=Kd
где d — диаметр электрода,мм; K — коэффициент, зависящий от диаметра электрода и имеющий следующие значения:

Род тока и полярность  устанавливают в зависимости от типа покрытия электрода, состава свариваемого металла и его толщины. При сварке постоянным током обратной полярности на электроде выделяется больше теплоты. Исходя из этого, обратная полярность применяется при сварке электродами с покрытием основного типа, а также при сварке тонких деталей с целью предотвращения прожога, алюминиевых сплавов для разрушения оксидной плёнки и легированных сталей во избежании их перегрева.
Род тока и полярность указаны в паспорте электрода.

Напряжение дуги  при ММА изменяется в пределах 20…36В и пропорционально длине дуги. В процессе сварки необходимо поддерживать постоянную длину дуги, которая зависит от марки и диаметра электрода. Ориентировочно нормальная длина дуги должна быть в пределах Lд = (0,5…1,1)dэ, где Lд — длина дуги,мм.

Выбор режима переноса

Существует четыре основных режима переноса в процессе сварки: короткое замыкание, шаровое, распыление и импульсное распыление.

Выбор правильного режима переноса зависит от процесса сварки, источника сварочного тока и используемых расходных материалов. Каждый режим передачи имеет свои отличительные характеристики и области применения, для которых он лучше всего подходит.

Передача короткого замыкания
Передача короткого замыкания получила свое название от провода, который фактически «замыкает накоротко» или касается основного металла много раз в секунду при электрическом контакте.Несмотря на то, что образуется некоторое количество брызг, этот способ переноса можно использовать во всех положениях сварки и на стали любой толщины. Режим передачи короткого замыкания обычно встречается в сплошной MIG или проволоке с металлическим сердечником, когда доля аргона в защитном газе составляет от 75 до 85% аргона и сварочное напряжение низкое.

Шаровидный перенос
В режиме шарового переноса металл сварного шва перемещается по дуге под действием силы тяжести. Капли на дуге обычно больше диаметра электрода.Шаровидный перенос не дает очень гладкого внешнего вида сварного шва, и могут возникать брызги. Использование шарового переноса обычно ограничивается пластинами большей толщины и ограничивается плоским и горизонтальным положениями. Шаровидный перенос обычно встречается в сплошной проволоке MIG, металлической порошковой проволоке в газовой среде и порошковой проволоке с защитным газом, когда применяется 100% защитный газ CO2.

Распылительная передача
Распылительная передача названа в честь распыления крошечных расплавленных капель поперек дуги, что очень похоже на распыление, выходящее из садового шланга, когда отверстие закрыто.Перенос распылением обычно меньше диаметра проволоки и использует относительно высокое напряжение и скорость подачи проволоки или силу тока. В отличие от передачи короткого замыкания, как только дуга возникает, дуга всегда «горит». В режиме струйного переноса очень мало брызг, и он обычно используется для толстых металлов в плоском и горизонтальном положениях. Распылительный перенос обычно наблюдается в сплошной проволоке MIG и проволоке с металлическим сердечником с высоким содержанием аргона в защитном газе, обычно более 90%.Частичный или полураспыленный перенос наблюдается в порошковой проволоке с защитным газом, когда используется защитный газ аргон CO2.

Импульсный перенос распылением
Для этого варианта переноса распылением сварочный аппарат «подает импульс» или циклически переключает выходной сигнал между высокими пиковыми токами и низкими фоновыми токами. Это позволяет сварочной ванне немного остыть в фоновом цикле, что немного отличается от истинного распыления. Это преимущество позволяет выполнять сварку в любом положении тонкого или толстого листового материала.Сплошная проволока MIG и проволока с металлическим сердечником в защитном газе показывают наибольшее преимущество при использовании импульсного режима передачи.

Режим переноса сварки является важной важной переменной для GMAW

Существенная переменная режима переноса сварки в первую очередь связана с процессом газовой дуговой сварки (GMAW). Этот процесс сварки также называют процессом металлического инертного газа (MIG) или металлоактивного газа (MAG), в зависимости от того, используется ли для защиты инертный или активный газ.

Некоторые коды также включают в себя процесс дуговой сварки порошковой проволокой (FCAW), но в случае FCAW все не так ясно. Мы обсудим это позже в этой статье.

По сути, режим переноса — это описание того, как расплавленный металл из электрода переносится в сварочную ванну.

В этой статье мы рассмотрим различные режимы переноса при сварке и их характеристики, какие параметры на них влияют, и как различные коды рассматривают их как важную переменную.

The WelderDestiny Compass: еженедельная подписка на электронный журнал

Вы можете посмотреть прошлые выпуски «The WelderDestiny Compass», щелкнув здесь.

Различные режимы переноса сварки

Существует три основных режима переноса сварки для процесса GMAW. Это:

• Перенос погружением (также называемый переносом с коротким замыканием).
• Шаровидный перенос
• Распылительный перенос

Существует еще один режим переноса, который встречается только в несколько экстремальных условиях, поэтому мы не будем обсуждать его в дальнейшем статья.

У нас также есть импульсный перенос распылением, но это не совсем другой режим переноса. Это комбинация погружения и распыления. Мы также обсудим это ниже.

Перенос погружением:

При переносе погружением параметры сварки устанавливаются таким образом, что проволока подается быстрее, чем может выгореть при дуге. Как следствие, проволока погружается в сварочную ванну, создавая кратковременное «короткое замыкание», мгновенно гаснув сварочную дугу.

Короткое замыкание приводит к резистивному нагреву проволоки плавящегося электрода. Как только температура проволоки становится достаточно высокой, объединенное тепло проволоки и сварочной ванны расплавляет небольшую часть конца проволоки.

Магнитные поля в области сварочной дуги затем имеют тенденцию сжимать этот небольшой участок расплава, оставляя его в сварочной ванне, при этом снова зажигая сварочную дугу, вновь создавая дуговый зазор.

Затем эта последовательность повторяется несколько раз в секунду.

Важно отметить, что расплавленный металл переносится в сварочную ванну во время фазы короткого замыкания.

Перенос погружения обычно достигается за счет параметров сварки с низким энергопотреблением. Это означает, что сварочная ванна относительно небольшая и менее текучая. Это помогает сварщику при сварке в нерабочем положении, так как сварочная ванна может удерживаться на месте за счет поверхностного натяжения расплавленного металла. Перенос погружением — это более низкая скорость наплавки и режим сварки с низким проплавлением.

Из-за низкой характеристики проплавления очень часто возникают дефекты плавления при выполнении GMAW с переносом погружением. По этой причине некоторые правила сварки допускают лишь очень небольшое увеличение толщины основного металла (обычно в 1,1 раза больше толщины квалификационного купона WPS) при сварке с переносом погружением.

Перенос распылением:

При переносе распылением параметры сварки устанавливаются таким образом, что дуговый зазор постоянно поддерживается на достаточно большом значении.Это означает, что расплавленный металл сварного шва должен перемещаться через дуговый промежуток небольшими каплями, поскольку не возникает эффекта короткого замыкания.

В режиме струйного переноса (также называемого осевым струйным переносом) плавление плавящейся электродной проволоки происходит в основном за счет тепла сварочной дуги. Магнитные поля внутри сварочной дуги затем стремятся отщипнуть расплавленный металл сварного шва и направить его поперек дуги в сварочную ванну очень прямым «осевым» потоком.

За счет этого эффекта распыления каждую секунду переносится множество мелких капель.Эти капли обычно намного меньше диаметра, чем сварочная проволока.

Распыление обычно достигается за счет параметров сварки с высокими энергиями. Это означает, что сварочная ванна является относительно большой и текучей, что делает практически невозможным манипуляцию со смещением. Основным исключением из этого правила является то, что при сварке алюминиевых сплавов возможен перенос распылением. Распылительный перенос — это режим сварки с высокой производительностью наплавки и большим проплавлением.

Когда возможно, сварные детали переводятся в положение, позволяющее переносить распылением по плоскости или по горизонтали, так как это максимизирует эффективность.

Шаровидный перенос:

При шаровом переносе параметры сварки устанавливаются таким образом, что относительно большие глобулы расплавленного металла шва переносятся по дуге. Обычно шарики сварочного металла имеют больший диаметр, чем используемая сварочная проволока.

Важно отметить, что в режиме шарового переноса дуга поддерживается постоянно, и эффект короткого замыкания не возникает.

Шаровидный перенос — это режим сварки от средней до высокой энергии.В основном его можно использовать для сварки в нерабочем положении.

Основным недостатком шарового переноса является большее разбрызгивание сварочного шва. Это не только снижает скорость наплавки, но и значительно увеличивает расходы на очистку после сварки, поскольку обычно необходимо удалять брызги.

Импульсный перенос распылением:

При импульсном переносе распылением сварочное напряжение и сила тока «пульсируют» таким образом, что режим переноса имеет тенденцию колебаться между переносом погружением и переносом распылением.

Это сделано для того, чтобы сварщик мог испытать преимущества режимов переноса погружением и распылением. Это позволяет сварщику выполнять сварные швы с большим проплавлением, чем перенос погружением, но также позволяет выполнять сварку вне позиции.

Параметры, влияющие на режим передачи

Параметры сварки, которые влияют на режим переноса сварки, следующие:

• Источник питания
• Сварочное напряжение
• Сварочный ток
• Защитный газ

Источник питания:

Как правило, GMAW выполняется с источником питания постоянного напряжения (CV).(Щелкните здесь, чтобы узнать больше о различных источниках питания …)

Можно выполнить GMAW с источником питания постоянного тока (CC), но тогда необходимо использовать механизм подачи проволоки, чувствительный к напряжению. Поскольку большинство современных инверторных источников питания могут легко переключаться между CV и CC, использование механизмов подачи проволоки, чувствительных к напряжению, больше не является обычным явлением. По этой причине мы не будем обсуждать это далее в этой статье.

Источник питания постоянного тока необходим для переключения по провалу, поскольку он приводит к значительному увеличению силы тока при снижении напряжения из-за эффекта короткого замыкания.Этот очень большой всплеск сварочного тока необходим для обеспечения резистивного нагрева за очень короткий промежуток времени. Другими словами, даже с устройством подачи проволоки с датчиком подачи проволоки источник питания CC не может использоваться для сварки в режиме переноса погружением.

Сварочное напряжение:

Во многих источниках упоминается переход между различными режимами передачи с точки зрения силы тока. Я считаю, что гораздо проще думать о напряжении как о главном двигателе различных режимов переноса при сварке.(Щелкните здесь, чтобы увидеть более подробное обсуждение сварочного напряжения …)

Очевидно, что для того, чтобы произошел перенос провала, необходимо установить достаточно низкое напряжение, чтобы сварочная дуга была очень короткой, что позволяло бы ее легко закоротить. . По мере увеличения напряжения дуговой промежуток становится слишком большим для возникновения эффекта короткого замыкания. В этот момент режим передачи начинает переходить в глобальный. Когда напряжение становится достаточно высоким в сочетании с высоким сварочным током, магнитные поля становятся достаточно большими, чтобы вызвать пинч-эффект, который вызывает режим распыления.

Точные диапазоны напряжений для различных режимов передачи, очевидно, также зависят от других параметров, но следующие хорошие практические правила:

• Переход от падения напряжения в основном ниже 19 В, но до 24 В.
• Шаровидный переход между 19 В и 28 В.
• Распылительная передача от 26 В и выше, но обязательно выше 30 В.

Сварочная сила тока:

Как указывалось ранее, во многих источниках сила тока используется в качестве основного драйвера для режима передачи.Как правило, с увеличением силы тока диапазон передачи перемещается от провала к шаровому краю к распылению. (Щелкните здесь, чтобы увидеть более подробное обсуждение сварочного тока …)

Не существует простого практического правила, позволяющего связать режим переноса при сварке только с током. Скорее, нам нужно также знать диаметр сварочной проволоки и используемый газ. Затем мы можем найти его в таблицах или графиках. В рамках обсуждения сварочного газа мы рассмотрим некоторые кривые, чтобы получить полную картину.

Защитный газ:

Тип сварочного защитного газа оказывает важное влияние на все сварочные процессы, даже при использовании флюсов, а не газа из баллона.Это связано с тем, что характеристики сварочной плазмы, создаваемой сварочной дугой, напрямую связаны с газами, присутствующими в плазме.

В случае процесса сварки под флюсом, такого как SMAW, (прилипание) флюс выделяет газы, такие как углекислый газ и водород, которые обеспечивают этот защитный газ, что приводит к отличительным свойствам дуговой плазмы.

В случае GMAW разные газовые смеси приводят к разным энергиям и магнитным эффектам в плазме дуги, которые могут существенно повлиять на режим переноса.Можно использовать следующие практические правила:

• Для истинного режима распыления требуется не менее 80% аргона.
• Для глобулярного переноса и переноса погружением в углеродистых сталях можно использовать 100% CO ₂ , но это действительно приводит к большему разбрызгиванию при сварке.

Чтобы увидеть влияние различных параметров сварки, посмотрите на различные графики ниже:

Допустимые диапазоны для режима передачи

Есть два основных способа, которыми сварочные коды работают с переменной режима переноса сварки. Некоторые коды специально добавляют режим передачи в качестве важной переменной, в то время как другие коды устанавливают жесткие ограничения на силу тока, напряжение и состав защитного газа. Таким образом они гарантируют, что один и тот же режим переноса сварки поддерживается для диапазонов сварочных процедур.

Из-за отсутствия проблем с плавлением, связанных со сваркой с переносом погружением, некоторые нормы устанавливают более жесткие ограничения на некоторые важные диапазоны значений переменных для переноса погружением, чем другие режимы переноса. Обычно это допустимый диапазон толщины материала.

Также стоит отметить, что некоторые коды не трактуют GMAW и FCAW по-разному в отношении режима переноса сварки. Это немного странная ситуация, потому что, когда присутствуют потоки, режимы переноса становится намного сложнее установить.На самом деле, насколько мне известно, режим передачи FCAW почти всегда глобален. Я не верю, что истинный перенос погружением или распылением возможен в присутствии флюсов.

Основным американским стандартом сварки систем давления является ASME IX. Сварочные нормы ASME IX не допускают перехода от шарового, распыленного или импульсного распыления к передаче с коротким замыканием и наоборот.

Австралийский код сварки оборудования, работающего под давлением, — AS 3992. Режим переноса при сварке в нем рассматривается практически так же, как и в ASME IX, путем прямого ограничения перехода от переноса погружением к другим режимам переноса или наоборот.

Австралийский кодекс по сварке трубопроводов по пересеченной местности — AS 2885.2. Он не позволяет изменять режим переноса, кроме того, который использовался во время квалификационной сварки WPS.

Широко используемый код подводных трубопроводов — DNV-OS-F101. Он имеет дело с режимом переноса при сварке почти так же, как и в ASME IX, путем прямого ограничения перехода от переноса по падению к другим режимам переноса или наоборот.

В Европе ISO 15614-1 является общей спецификацией, используемой для многих различных типов продуктов.Он имеет дело с режимом переноса при сварке почти так же, как и в ASME IX, путем прямого ограничения перехода от переноса по падению к другим режимам переноса или наоборот.

Американский кодекс по сварке конструкционной стали — AWS D1.1. Он похож на код DNV-OS-F101 в том, что он не допускает никаких изменений режима передачи, используемого при сварке квалификационного купона WPS.

Австралийский стандарт сварки конструкционной стали — AS1554.1. Он похож на код DNV-OS-F101 в том, что он не допускает никаких изменений режима передачи, используемого при сварке квалификационного купона WPS.

The WelderDestiny Compass: еженедельная подписка на электронный журнал

Вы можете посмотреть прошлые выпуски «The WelderDestiny Compass», щелкнув здесь.

MIG — режимы переноса

Режим провала или короткого замыкания

При провале или коротком замыкании проволока (электрод) касается заготовки и возникает короткое замыкание. Провод закорачивает основной металл от 90 до 200 раз в секунду.Преимущество этого метода заключается в создании небольшой сварочной ванны, которая быстро затвердевает.

Скорость наплавки, скорость подачи проволоки и напряжения обычно ниже, чем в других режимах передачи, а низкое тепловложение делает этот режим гибким как для толстых, так и для тонких металлов во всех положениях.

A — Подача расходной проволоки к заготовке и возникновение короткого замыкания

B — Проволока начинает плавиться из-за тока короткого замыкания C — Обрыв провода D — Длина дуги открывается из-за перегорания

E — Проволока продвигается к заготовке F — Короткое замыкание проволоки и повторные циклы процесса

Некоторыми недостатками этого метода являются ограниченная скорость подачи проволоки и, следовательно, скорость наплавки.

На более толстых материалах также может возникнуть опасность «холодной притирки». Это происходит, когда в сварочной ванне недостаточно энергии для правильного плавления. Другой недостаток заключается в том, что этот режим вызывает повышенное количество брызг из-за коротких замыканий, особенно по сравнению с другими методами передачи.

Индуктивность используется для управления скачком тока, когда проволока опускается в сварочную ванну. Современные электронные источники питания могут автоматически устанавливать индуктивность, чтобы обеспечить плавный перенос дуги и металла.

Режим шарового переноса

Метод шарового переноса, по сути, представляет собой неконтролируемое короткое замыкание, которое происходит, когда напряжение и провод превышают диапазон падения, но слишком низки для распыления. Большие неровные шарики металла перемещаются между резаком и заготовкой под действием силы тяжести.

Недостатки этого метода переноса в том, что он производит большое количество брызг, а также большое количество тепла. Кроме того, глобулярный перенос ограничен плоскими и горизонтальными угловыми швами более 3 мм.Отсутствие плавления часто случается из-за того, что брызги разрушают сварочную ванну. Кроме того, поскольку глобальная передача использует больше проводов, она обычно считается менее эффективной.

Преимущества шарового переноса заключаются в том, что он работает при высоких скоростях подачи проволоки и силе тока для хорошего проплавления толстых металлов. Кроме того, когда внешний вид сварного шва не критичен, его можно использовать с недорогим защитным газом CO2.

Режим струйной дуги

Режим струйной дуги используется при высоком напряжении и токе.Металл выбрасывается в виде мелких брызг расплавленных капель электрода, которые перемещаются по дуге к заготовке под действием электромагнитной силы без соприкосновения проволоки со сварочной ванной. Его преимущества включают в себя высокую скорость наплавки, хорошее проплавление, прочное плавление, отличный внешний вид сварного шва с небольшим разбрызгиванием, поскольку не происходит коротких замыканий. Недостатки режима струйной дуги в основном связаны с большим тепловложением, которое может вызвать проблемы с более тонким материалом, и ограниченным диапазоном сварочных положений, в которых можно использовать этот режим.Обычно минимальная свариваемая толщина составляет около 6 мм.

Импульсный режим дуги

Импульсная сварка MIG — это усовершенствованная форма сварки, в которой используются лучшие из всех других форм переноса при минимизации или устранении их недостатков. В отличие от короткого замыкания, импульсная сварка MIG не создает брызг и не создает опасности притирки. Позиции сварки в импульсной сварке

MIG не ограничены, как при сварке шаровидной или распылительной сваркой и ее проволокой. использование определенно более эффективно.Путем охлаждения процесса струйной дуги Импульсная сварка MIG может расширить диапазон сварки, а меньшая погонная энергия не встречает проблемы с более тонкими материалами. В общих чертах, импульсная MIG — это метод переноса, при котором материал переносится между электродом и сварочной ванной в форме контролируемых капель. Это достигается за счет управления электрической мощностью сварочного аппарата с использованием новейших технологий управления. Импульсный процесс MIG работает путем образования одной капли расплавленного металла на конце проволочного электрода за импульс.Когда все будет готово, импульс тока используется для продвижения этой капли через дугу в лужу.

Режимы переноса металла: короткое замыкание

Режимы переноса металла относятся к различным способам переноса присадочного металла (электрода) через сварочную дугу в сварочную ванну. Мы можем написать книгу по этой теме, но мы постараемся упростить ее, чтобы дать представление о различных способах передачи, их потребностях и их преимуществах и ограничениях.

Переменные, которые определяют режим переноса металла, включают: диаметр проволоки, силу тока, напряжение и состав защитного газа.

Основные режимы переноса металла:

1. Короткое замыкание переключения (короткая дуга)
2. Шаровидный
3. Спрей
4. Импульсный спрей

Существуют вариации, которые создают подкатегории внутри этих четырех, но нет необходимости усложнять вещи по большей части теоретической дифференциацией.

Эта статья будет посвящена передаче короткого замыкания, а остальные три режима мы рассмотрим в следующих статьях.

Короткое замыкание переключения

Короткое замыкание, обычно называемое «короткой дугой» и формально называемое GMAW-S, представляет собой режим передачи металла с низким тепловложением, при котором перенос металла от электрода к сварочной ванне происходит в результате серии коротких замыканий. По мере подачи сварочной проволоки она вступает в физический контакт с основным материалом и создает короткое замыкание.Когда происходит короткое замыкание, напряжение сразу падает до нуля. Однако сварочные аппараты MIG являются источниками питания постоянного напряжения, и их основная задача — поддерживать постоянное напряжение. Для того, чтобы сделать это при коротком замыкании, которое стремится довести напряжение до нуля, источник питания увеличит силу тока, чтобы разорвать короткое замыкание.

Короткое замыкание по существу сносится скачком силы тока, вызывая своего рода взрыв. Этот взрыв производит брызги и треск, который мы слышим.Некоторые люди сравнивают звук при коротком замыкании со звуком жарки бекона. Каждый раз, когда проволока замыкается на основной металл, сварочная дуга гаснет. Сварочный аппарат мгновенно отреагирует всплеском силы тока, чтобы устранить короткое замыкание и снова зажгнуть дугу. Это происходит много раз в секунду (до 200 раз в секунду!), Поэтому мы никогда не видим, чтобы дуга погасла.

Этот график зависимости силы тока и напряжения от времени показывает, как короткое замыкание доводит напряжение до нуля, и в то же время источники питания увеличивают силу тока, чтобы разорвать короткое замыкание .

Передача короткого замыкания генерирует низкое тепловложение из-за низкой силы тока и низкого напряжения. Из-за этого ограничивается тонкими материалами. Американское общество сварщиков запрещает использование передачи короткого замыкания в процедурах сварки, прошедших предварительную квалификацию, из-за высокой вероятности отсутствия плавления.

Типичные защитные газы для переноса короткого замыкания включают 100% диоксид углерода и смеси, содержащие до 75% аргона, остальное — диоксид углерода.

Преимущества короткого замыкания

• Подходит для более тонких материалов (1/8 дюйма и ниже) — низкое тепловложение предотвращает продувку основного материала, а при соответствующей скорости движения также предотвращает деформацию.
• Сварка во всех положениях — благодаря низкому тепловложению сварочная ванна быстро затвердевает, что позволяет выполнять сварку во всех положениях.
• Отлично подходит для зазоров и плохой подгонки — короткое замыкание хорошо подходит для плохой подгонки, включая зазоры. По этой причине короткое замыкание широко используется для выполнения корневого прохода на трубе.
• Низкая стоимость — низкие требования к силе тока при передаче короткого замыкания означают, что можно использовать базовые источники питания низкого уровня. Двуокись углерода также относительно недорога по сравнению со смесями с высоким содержанием аргона.

Ограничение переключения при коротком замыкании

• Ограничивается листовым металлом — как упоминалось выше, низкое тепловложение приводит к потере плавления на более толстых секциях.
• Брызги — короткое замыкание дуги и последующее подрыв дуги из-за всплеска силы тока образуют брызги, которые увеличивают время очистки и снижают эффективность электрода.
• Не допускается для использования в процедурах сварки, прошедших предварительную квалификацию (из-за подверженности отсутствию плавления).

Самая большая проблема с переносом короткого замыкания заключается в том, что мы можем сделать очень красивый сварной шов, который создает иллюзию качества. Ежедневно выполняются одно- и многопроходные переходные швы короткого замыкания на рамах прицепов, стальных зданиях и других несущих конструкциях. Вот почему так важно иметь квалифицированные сварочные процедуры. Следующие нормы, такие как AWS D1.1 «Правила сварки конструкций (сталь)», следует рассматривать не как неудобство, а как возможность повысить качество, следуя проверенным рекомендациям.

Чтобы проиллюстрировать, что может означать использование передачи короткого замыкания в элементах конструкции, взгляните на изображения ниже. Первый сварной шов (слева) был выполнен с использованием передачи короткого замыкания. Сварка справа была выполнена методом распыления.

Сварочный шов слева был получен с помощью короткого замыкания, и за счет изменения движения электрода образуются отчетливые ряби. Сварной шов справа был стрингером (без каких-либо манипуляций), выполненным методом распыления. Оба шва были выполнены на пластине толщиной 3/8 дюйма.

Глядя на внешний вид этих сварных швов, мы можем предположить, что оба шва являются хорошими.Некоторые люди предпочитают сварной шов слева, потому что им нравится вид ряби. Но что находится под этими сварными швами? Давайте взглянем.

На протравленном поперечном сечении шва короткого замыкания (слева) видно отсутствие плавления. На изображении справа показано глубокое проникновение, связанное с переносом распылением.

Хотя оба сварных шва имеют одинаковый размер, сварной шов справа (перенос распылением) почти вдвое превышает нагрузочную способность из-за его глубокого проплавления корня.Передаточный шов короткого замыкания справа показывает значительное отсутствие плавления. Эти сварные швы были выполнены на материале толщиной 3/8 дюйма, чтобы показать, что перенос короткого замыкания не следует использовать на толстых секциях. Для получения дополнительной информации по этой теме прочтите «Как определить прочность на сдвиг углового сварного шва».

Пришло время подумать о качестве сварных швов?

Ссылка: Руководство по процедуре дуговой сварки, 14-е издание

MIG / MAG — Разработка режимов теплопередачи с низким тепловложением

Введение

С момента своего первоначального развития в конце 1940-х годов процесс MIG / MAG претерпел несколько итераций в разработке оборудования; которые включают в себя контроль переноса металла от проволоки в сварочную ванну.Этот режим определяет рабочие особенности процесса. Исторически считается, что существует три основных режима переноса металла:

• Короткое замыкание / провал
• Капли / спрей
• Импульсный

Перенос погружением сочетает в себе низкий ток / подвод тепла и небольшой диаметр проволоки с многократным коротким замыканием между проволокой и сварочной ванной ⁽¹⁾ , что делает процесс пригодным для соединения тонких листов и / или позиционной сварки, где точное управление сварочной ванны.Последние разработки оборудования, связанные с достижениями в инверторной технологии и электронном управлении, привели к большим усовершенствованиям процесса, включая улучшение контроля и стабильности короткого замыкания или передачи провала.

Погружной перенос

Также известен как перенос металла при коротком замыкании, он обеспечивает наименьшее тепловложение из всех режимов передачи. Перенос металла происходит, когда проволока контактирует со сварочной ванной во время короткого замыкания ⁽²⁾ .Ток, подаваемый источником питания, нагревает провод до тех пор, пока он не начнет плавиться, в течение этого времени электромагнитное поле, окружающее провод, увеличивается в силе и создает силу (эффект сжатия), которая отделяет расплавленную часть от остальной части электрода (рис. 1). После этого проволока плавится в сварочной ванне, и цикл начинается снова.

Шаги в последовательности для обычного переноса погружением показаны на рис. 2. Когда электрод касается сварочной ванны (A), возникает короткое замыкание, дуга гаснет, напряжение уменьшается, а ток увеличивается, вызывая короткое замыкание.Это вызывает выпуск капли (B). Дуга снова зажигается, когда контакт между проволокой и сварочной ванной нарушается (C). Затем цикл начинается снова с повторного зажигания дуги (D) и повторного плавления и контакта проволоки (E). Частота цикла обычно составляет от 50 до 150 Гц.

Перенос погружением сочетает в себе низкий ток / подвод тепла и малый диаметр проволоки с повторяющимся коротким замыканием между проволокой и сварочной ванной ⁽²⁾ , что делает процесс пригодным для соединения тонких листов и / или позиционной сварки, где точное управление сварочной ванны.Основным недостатком обычного переноса по провалу является высокий уровень разбрызгивания, связанный с колебаниями цикла тока и напряжения. Чтобы улучшить качество сварного шва и эффективность процесса, необходимо усилить контроль над применяемым текущим циклом. Это улучшение произошло с появлением новейших источников энергии.

Разработки оборудования

Производители сварочного оборудования разработали большое количество разработок, направленных на повышение стабильности процесса и уменьшение разбрызгивания, что дает большой выбор потенциальных систем, которые производители могут использовать.

Брызги связаны с сжатием расплавленного металла под действием пинч-силы во время фаз подъема тока и отрыва капли технологического цикла. Скорость нарастания тока имеет решающее значение, чтобы уравновесить поддержание расплавленной проволоки для переноса металла с избыточным током / силой сжатия и последующим разбрызгиванием. С этой целью разные производители оборудования предложили ряд решений; все это связано с улучшением контроля и стабильности текущего профиля с целью уменьшения разбрызгивания и улучшения контроля подводимого тепла.Для этого все системы полагаются на разработку источников питания с цифровым управлением и более точный контроль формы сигнала. К таким системам относятся Fronius Cold Metal Transfer (CMT), EWM ColdArc®, Lincoln Electric Surface Tension Transfer (STT), Miller Regulated Metal Deposition (RMD ™), Kemppi FastROOT, Jetline Controlled Short Circuit (CSC ™) MIG, Daihen Corp. Процессы Controlled Bridge Transfer (CBT), Merkle ColdMIG и ESAB QSet ™.

Большинство этих систем управляют процессом посредством электронного регулирования в блоке питания.Хотя каждый из них имеет свои собственные характеристики профиля тока, все они полагаются на быстрое снижение сварочного тока непосредственно перед повторным зажиганием дуги ^(4-8) , которое может происходить более контролируемым образом по сравнению с традиционным переносом погружения (см. Рисунок 3). В результате производители заявляют о значительном сокращении разбрызгивания с уменьшением тепловложения на 5-30%, что позволяет соединять материалы толщиной всего 0,3 мм ^(4,5) и обеспечивать высокую способность перекрытия зазоров (до 4.8мм, ⁽⁹⁾ ).

Единственное существенное различие между большинством систем связано с тем, регулируются ли они программным или аппаратным обеспечением. Исключением является система Fronius CMT, которая объединяет управление движением проволоки в управление процессом сварки для поддержки образования и отделения капель ^(10,11) ; см. Рисунок 4. Подача проволоки к заготовке (A) меняется на противоположную, когда происходит короткое замыкание (B), и в этот момент проволока втягивается (C). Перенос металла, поддерживаемый поверхностным натяжением в расплаве, означает, что ток может поддерживаться на очень низком уровне; с пониженным тепловложением и разбрызгиванием ⁽¹²⁾ .После размыкания короткого замыкания скорость подачи проволоки возвращается в сварочную ванну (D). В этом случае технологический цикл является случайным, а частота колебаний изменяется со временем; но обычно около 70 Гц ⁽⁵⁾ . Помимо источника питания, дополнительно требуются специальный механизм подачи проволоки и горелка. Хотя сообщалось, что система может быть адаптирована для ручной сварки ⁽⁵⁾ , большинство применений механизированы или автоматизированы, отчасти из-за необходимости манипулировать более крупной и тяжелой горелкой ⁽⁴⁾ .

Сводка

Когда их попросили указать свои потребности в дальнейших разработках процессов MIG / MAG, производители выразили следующие критические замечания: уменьшение разбрызгивания (при переносе погружением), улучшенная стабильность дуги, меньшее количество дефектов, не связанных с плавлением, повышенная устойчивость к широким зазорам и позиционной сварке. способность. Таким образом, они во многом являются основными преимуществами самых последних вариантов процесса сварки короткой дугой. В настоящее время доступно несколько конкретных вариантов сварки MIG / MAG для сварки короткой дугой, которые хорошо известны пользователям в промышленности, которые предлагают пользователям некоторые, если не все эти возможности.

Список литературы

1. Веб-сайт: http://www.twi.co.uk/content/arcwelding_index.html#, дата: 09.02.2010
2. Радж Б., Шанкар В., Бхадури А. К. «Сварочные технологии для инженеров», Alpha Science, Оксфорд, 2006 г.
3. Компания Lincoln Electric: «Руководство по сварке GMAW», Кливленд, сентябрь 2006 г.
4. Goecke S F,: «Процесс сварки дугой с низким энергопотреблением для материалов, чувствительных к нагреву»,
   EWM HIGHTEC WELDING GmbH, Мюндерсбах, 2005 г.
5. Rosado T, Almeida P, Pires I, Miranda R, Quintino L: «Инновации в дуговой сварке»,
   5º Congresso Luso-Moçambicano de Engenharia de Moçambique, Мапуту, сентябрь 2008 г.
6. Peters A: «Новая технология« RMD »[регулируемое осаждение металла] и« Accu-Pulse »обеспечивает превосходную свариваемость и улучшенные скорости наплавки при GMAW», African Fusion, Welding and Cutting, июнь 2004 г.
7. Era T, Ueyama T: «Уменьшение разбрызгивания при GMAW за счет контроля формы тока», Welding International, no.20 августа 2007 г.
8. Merkle Schweissanlagen-Technik GmbH: «Процесс Merkle ColdMIG», информация о продукте, Koetz, 2009 г.
9. Сайт: http://www.millerwelds.com, дата: 20.09.2010
10. Мерклер М: «CMT — Новая революция в цифровой сварке GMA», Fronius International GmbH, Wels 2004
11. Schmidt K-P, Fronius International GmbH, Вельс, Австрия (личное сообщение, 16 ноября 2010 г.)
12. Сайт: http://www.fronius.com, дата: 13.09.2010

Сварка в режиме кондукции и в режиме замочной скважины

Введение в режимы сварки

Сварочные аппараты с высокоэнергетическим пучком — электронно-лучевые или лазерные сварочные аппараты — могут выполнять сварку в различных режимах, в зависимости от настроек мощности, скорости подачи и фокусировки самого луча.В принципе, это два режима — проводимость и замочная скважина, и каждый дает очень разные сварные швы с разными характеристиками. Что лучше всего зависит от специфики приложения.

Сварка в режиме проводимости достигается с использованием более низкой мощности и относительно низкой плотности энергии. В результате сварной шов получается неглубокий и широкий, почти чашеобразный. Сварка в кондуктивном режиме просто нагревает детали до тех пор, пока материалы не расплавятся, не сольются и не затвердеют.

Сварка в режиме кондукции

При сварке в кондуктивном режиме энергия передается в заготовку исключительно за счет теплопроводности, а теплопроводность материалов ограничивает максимальную глубину сварного шва, которая обычно составляет от нескольких десятых миллиметра до 1 миллиметра.Ширина проводящего шва всегда больше, чем его глубина, поэтому этот процесс хорошо подходит для соединения тонкостенных материалов и точечной сварки.

Электропроводная сварка может использоваться в случаях, когда требуется эстетичный сварной шов — при лазерной кондуктивной сварке получается округлый гладкий валик, который часто не требует дополнительной шлифовки или чистовой обработки. Сварные швы в режиме проводимости используются для получения угловых сварных швов на видимых поверхностях электронных блоков. Другое распространенное применение сварки в режиме проводимости — герметизация батареи, когда могут возникнуть проблемы с твердыми частицами.

Если энергия, закачиваемая в сварной шов, не рассеивается достаточно быстро, температура обработки может превысить температуру испарения. По мере испарения материала глубина шва резко увеличивается, и начинается сварка проплавлением. Это называется «переходным» сварным швом и обычно имеет отношение ширины к глубине, равное единице. Сварочные швы в переходном режиме являются обычным явлением для импульсных лазеров Nd: YAG и используются во многих областях точечной и шовной сварки.

Сварка в режиме капельной скважины

Сварной шов, выполненный по типу «замочной скважины», имеет глубокий узкий профиль с соотношением сторон больше 1.5. «Замочная скважина» означает буквально отверстие в материале, вызванное его испарением, которое позволяет лучу энергии проникать еще глубже. Энергия очень эффективно передается в соединение, что увеличивает глубину сварного шва и минимизирует зону термического влияния, что, в свою очередь, ограничивает деформацию детали.

«Замочная скважина» окружена расплавленным металлом, который течет и заполняет пустоты, когда луч проходит через материал, герметизируя сварной шов. Многие факторы должны контролироваться и уравновешиваться, чтобы не дать замочной скважине обрушиться таким образом, чтобы остановить процесс сварки или вызвать пористость, которая представляет собой газовые карманы в сварном шве, которые ослабляют его.

Сварные швы, выполненные в режиме «замочная скважина», невероятно прочны и подходят для сварки с глубоким проплавлением и конструкционных швов. В EB Industries мы используем сварку в режиме «замочная скважина» для таких применений, как лопасти турбин, клапаны, идущие в космос, подшипники резервуаров и т.д.

режимов переноса металла: 5 типов

Эти режимы переноса металла классифицируются, как показано в таблице 6.1:

Это видно из таблицы 6.1 видно, что в основном существует четыре режима переноса металла, а именно: короткое замыкание, шаровидный, разбрызгиваемый и окутанный шлаком, каждый из которых имеет один или несколько вариантов.

При передаче короткого замыкания происходит периодическое перекрытие зазора между электродом и деталью, в результате чего дуга гаснет. Следовательно, возникает сильный ток, который приводит к повышенному нагреву моста. Пониженная вязкость и поверхностное натяжение, повышенные электродвижущие и гидродинамические силы приводят к переносу расплавленного металла от электрода в сварочную ванну.При переносе металла мост разрушается, и напряжение стремится к скачку до значения разомкнутой цепи, и дуга снова зажигается.

Этот тип короткого замыкания обычно связан со сваркой слаботочной и короткой дугой с покрытыми электродами, хотя аналогичный режим переноса может также встречаться при сварке MIG, но он не особенно предпочтителен, за исключением некоторых случаев, таких как позиционная сварка.

Погружной перенос:

Это также режим переноса металла с коротким замыканием, но в этом случае электрод подается в сварочную ванну с большой скоростью, так что проволока погружается в ванну до отделения капли.Как и при обычном переносе короткого замыкания, ток увеличивается во время короткого замыкания, что приводит к чрезмерному нагреву и, таким образом, к разрыву замыкающего моста с переносом металла от электрода в сварочную ванну. Этот тип передачи связан с GMAW, в частности с его вариантом CO ₂ .

В глобулярном режиме переноса металла капля расплавленного металла отделяется от наконечника электрода под действием силы тяжести и других сил, действующих на него, как при передаче при коротком замыкании.Отделенная глобула перемещается под действием силы тяжести и гидродинамических сил непосредственно к сварочной ванне и называется «переносом капли». Вероятность того, что дуга погаснет, практически отсутствует.

Этот тип переноса встречается там, где длина дуги от средней до большой, то есть образующаяся капля самого большого размера недостаточно велика, чтобы вызвать короткое замыкание. Из-за длительного удерживания на кромке электрода диаметр капли обычно больше диаметра электрода.Температура капли также выше, чем в случае передачи короткого замыкания.

Отвергнутый перевод:

В глобулярном режиме переноса металла, если капля после отрыва от электрода не движется непосредственно в сторону сварочной ванны, а фактически отталкивается от нее под действием определенных сил, например, обратной плазменной струи, то ее называют как отталкивал режим передачи.

Этот тип переноса считается неудовлетворительным, поскольку он приводит к низкой эффективности переноса металла из-за чрезмерной задержки отделения капель и потому, что он сопровождается чрезмерным разбрызгиванием.Этот режим переноса металла обычно встречается при сварке стали CO ₂ со средней и большой длиной дуги и сварочным током от низкого до среднего.

Распылительный режим переноса металла обычно связан с высокой плотностью тока. Высокая плотность тока приводит к очень высокой температуре расплавленной капли и, как следствие, к снижению поверхностного натяжения. По мере увеличения плотности тока скорость роста капель увеличивается пропорционально повышению температуры, и электромагнитные силы в форме пинч-эффекта становятся значительными и перевешивают поверхностное натяжение.

При больших усилиях сжатия конец электрода все время сжимается. Капли сжимаются до того, как они достигнут размера, разрешенного поверхностным натяжением, и это приводит к так называемому режиму переноса металла распылением. В зависимости от плотности тока режим распыления имеет три различных этапа, а именно: проекцию, поток и вращение.

В глобулярном диапазоне переноса металла ток слишком мал, чтобы сформировать необходимую струю и силы сжатия для отрыва капли.По мере увеличения тока происходит переход от шаровидного распыления к распыляемому, когда капли отрываются от кончика электрода, когда они намного меньше, чем при переносе капель.

Спроецированная струя также упоминается как «капельная струя», и сообщается, что диапазон силы тока, в котором она работает, в источниках постоянного тока является узким. Но обнаружено, что капельное распыление дает меньше всего брызг и дыма при более высокой эффективности осаждения, чем другие варианты режима распыления.

При еще более высоких токах конец электрода сужается, и с него стекает мелкая струйка капель. Этот тип переноса связан с хорошо развитой плазменной струей, о чем свидетельствует поток пара. Этот тип переноса иногда называют «переносом сморщивания» и приводит к проникновению валика «пальцем». Это вызвано образованием ионизационного ядра в столбе дуги, а температурный профиль столба дуги отображается расплавленной областью на пластине.

При очень высоких токах (выше 750 А) сварочная дуга становится нестабильной, поскольку подающая проволока начинает вибрировать, и дуга переходит в форму вращения.Этот механизм более предпочтителен для некоторых сварочных материалов, чем для других. Причина такого поведения может быть отнесена к тому факту, что большой ток, протекающий по подающей проволоке, заставляет ее становиться пластичной из-за джоулевого или PR-нагрева проволоки.

Сила реакции плазменной струи на конце проволоки создает силы на сварочную проволоку, аналогичные тем, которые испытывает пластиковый шланг, свободный с одного конца, по которому проходит вода под высоким давлением. Таким образом, конец проволоки будет колебаться, и по мере того, как проволока снова плавится, капли, попадающие в плазменную струю, будут выбрасываться под разными углами в зависимости от направления струи в это время.

Распылительные режимы переноса металла, описанные выше, связаны с GMAW со средней и большой длиной дуги. В этих режимах переноса металла не возникает вопроса об угасании дуги во время переноса металла.

Взрывной перенос:

Иногда при киносъемке можно заметить, что капля разбивается либо на кончике электрода, либо вскоре после отделения. Этот тип переноса металла известен как взрывной перенос и связан с образованием пузырьков газа внутри капли жидкости на кончике электрода.Пузырьки могут образовываться из-за образования CO в случае стали и некоторых абсорбированных газов в случае цветных металлов.

Эти пузырьки растут и в конечном итоге лопаются, разбрасывая маленькие капельки от электрода. Такие разрывающиеся капли наблюдались при сварке покрытыми электродами (SMAW) и при дуговой сварке металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW). Взрывоопасный перенос металла может привести к чрезмерному разбрызгиванию и плохому внешнему виду сварных швов.

Рентгеновская кинематография показала, что перенос металла при сварке под флюсом аналогичен тому, который наблюдается с электродами с неизолированной проволокой, как при GMAW. После отделения капля либо выбрасывается прямо в сварочную ванну, либо отбрасывается в сторону.

В последнем случае капля касается стенки флюсовой полости, окружающей дугу, и скользит по ней в сварочную ванну, как показано на рис. 6.2. Это приводит к более медленной скорости переноса металла.Он известен как «перенос, управляемый флюсовой стенкой», и по очевидным причинам приводит к усилению реакции металл-шлак.

Перенос с защитой от шлака также имеет место в случае электрошлаковой сварки, когда нет полости для флюса со сплошными стенками, но электрод непрерывно плавится в ванне с расплавленным высокотемпературным шлаком.

В случае дуговой сварки порошковой проволокой капли также покрываются расплавленным шлаком, но в этом случае перенос аналогичен тому, который наблюдается при GMAW.

Перенос металла с дополнительной присадочной проволоки происходит, когда такая проволока или пруток используются, например, при газовой сварке вольфрамовым электродом, плазменной дуговой сварке и газовой кислородной сварке. В этих процессах присадочная проволока плавится под воздействием тепла без образования части электрической цепи.

Силы, действующие на расплавленную каплю, аналогичны силам в SMAW и GMAW, однако электромагнитный пинч-эффект не играет никакой роли, поскольку отсутствует.Следовательно, передача не может приблизиться к режиму распыления. Чаще всего используется режим передачи металла с коротким замыканием (или перемычка), чтобы максимально использовать тепло, однако при необходимости также может использоваться капельный перенос. При использовании шаровидного или капельного переноса снижается эффективность осаждения из-за замедленного отделения капли от присадочной проволоки.