Еще в 1920 г. О. Эшхольц из энергетических соображении пришел к выводу, что 85—90% металла в дуге переходит в жидкой фазе и только до 10—15% —в виде паров [149].
Д. Доан и Д. Вид исследовали характер переноса металла с помощью полированного металлического зеркала, перемещав
шегося под дугой со скоростью 4,2 см/сек [146] (диаметр электрода 4 мм, ток 150 а, напряжение дуги 20 в). Металл формировался в виде отдельных капель, многие из которых имели газовые пустоты. Диаметр капель составлял 1,3—5 мм. Часть паров металла осаждалась на поверхности в виде Fe304, образующейся в результате окисления паров и мелких брызг Опыты показали, что в виде паров и мелких брызг переносилось не более 10% общего количества металла, и таким образом главная форма переноса металла — это капли.
Эта точка зрения в общем не претерпела изменений. Сделанные в работе [179] уточнения для дуг с плотностью тока до 45 а/мм2 показывают, что количество испаряющегося металла составляет не более 4 —5%.
На рис. 80 приведены данные из работы [165] о числе и весе капель, полученные при скоростной киносъемке дуг, горящих при разной плотности тока. При плотности тока примерно до
130 а/мм2 во всех случаях наблюдается крупнокапельпый перенос металла, хотя размеры капель с ростом тока несколько уменьшаются. Затем по мере увеличения тока при определенной плотности тока происходит внезапное изменение характера переноса. Размеры капель резко уменьшаются, а количество их увеличивается, так что образуется непрерывная струя мелких капель, стекающих с электрода. Этот тип переноса, характерный для высоких плотностей тока, получил название струпного, а ток, при котором наблюдается образование струи, — критическим.
А. В. Петров назвал критическим ток, при котором отношение минимального диаметра струи к диаметру электрода равно 2/3 [86]. Дальнейшее увеличение тока приводит к вращению струн вокруг электрода [165]. Ток, при котором начинает наблюдаться такой струйно-вращательный перенос металла, называют вторым критическим током.
Исследования показали, что критический ток, при котором перенос металла становится струйным, тем больше, чем больше диаметр электрода н меньше вылет электродной проволоки из мундштука [165]. Критический ток увеличивается при возрастании поверхностного натяжения расплавленной капли на конце
электрода [14]. На величину критического тока влияет полярность.
Возможность перехода к струйному переносу зависит также от атмосферы дуги. Например, сварка в углекислом га іе проволокой диаметром 2 мм не позволяет получить струйного переноса металла даже при токе 1000 а [191].
Причина перехода от капельного переноса металла к струйному до сих пор пс ясна. В работе [14] указывается, что при токах выше критических основную роль в переносе металла начинают играть силы пинч-эффекта. Такая же точка зрения высказывается в работе [168], где сообщается о результатах исследования с помощью скоростной киносъемки сварки низких гле — роднетой проволокой диаметром 1,6 мм в среде аргона. Для гоков 440, 415 и 245 а силы, действующие па капли, вычисленные по их траектории и скорости, оказались равными соответственно 8,85 ДО-3, 6,55 ДО3 и 4,1-10 3 н. Сжимающее действие тока на проводник может вызывать появление сил такой величины. В то же время капли ускорялись в дуговом промежутке. Это свидетельствует о том, что на капли продолжают действовать силы уже после их отрыва от электрода. Природа этих сил неясна.
Интересную работу но изучению образования капель в дуге выполнил В. Конн [143]. По мнению В. Конна, при сварке проволокой на ее конце образуется цилиндр расплавленного ме талла. Он становится неустойчивым при определенном отношении длины к диаметру. Неустойчивость зависит также от материала электрода и давления газа. Неустойчивость проявляется в том, что цилиндр приобретает форму ожерелья, которое распадается на отдельные капельки. Размеры капелек зависят от сил поверхностного натяжения. Такая же неустойчивость наблюдается, например, при электрическом взрыве тонких проволочек. Наблюдаемый при сварке струйный перенос мелких капель представляет собой, по мнению В. Копна, результат потери устойчивости торцом электрода.
При ручной дуговой сварке плотности тока обычно нс превышают 20 а/мм2. Поэтому критические значения тока и струйный перенос металла обычно не достигаются. Это подтверждается исследованием переноса металла при ручной дуговой сварке с помощью скоростной киносъемки, осциллографирова — ния и кинорентгеносъемки.
А. Хплперт произвел фотографирование дуги со скоростью 2000 кадров в секунду [160]. Эти фотографии впервые показали, что капли периодически замыкают дугу. В другой работе А Хилперт [161] опубликовал результаты дополнительных исследований, в которых скоростная киносъемка дуги была синхронизована с осциллографпрованием. Испытывались покрытые электроды и проволоки. Число коротких замыканий у покрытых
электродов оказалось меньше, чем у проволок. Автор утверждает, что весь металл при ручной дуговой сварке переносится при коротких замыканиях.
В работе [175] для анализа числа коротких замыкании при ручной дуговой сварке применили электронный счетчик. Исследовались электроды с целлюлозным, рутиловым и рудно-кислым покрытиями диаметром 4,76 мм. Счетчик фиксировал короткие замыкания различной продолжительности у целлюлозных и рутиловых электродов и не отмечал замыканий у руднокислых электродов.
С увеличением длины дуги ЧИСЛО замыканий снижалось (рис. 81).
А. А. Алов осниллографнровал дугу при сварке проволоками диаметром 5,2 мм при токе 220 а. На прямой полярности число замыканий составляло 13- 14 в 1 сек. При удлинении дуги количество замыканий снижалось. Изменение пространственного положения при сварке не изменяло числа замыканий.
И. И. Фрумнн, обобщая ряд работ по переносу металла при сварке открытой дугой и под флюсом, обработал данные Пацкевича II. Р., Петрова А. В., Рабкпиа Д. М. в предположении, что плотность жидкой стали в дуге составляет 7 г/см3, и получил зависимость размера капель от тока [128]. Несмотря на различные условия опытов, во всех случаях наблюдалась одинаковая закономерность—размер капель уменьшался с увеличением тока. В работе [128] также приведены данные о переносе металла под флюсом АН348-А и АН20 при сварке различными проволоками на массивный вращающийся графитовый диск. При токе около 410 и установлено, что металл в основном переносится в виде капель. Лишь очень небольшая доля металла испаряется и конденсируется в виде капель размером в несколько микрон. Отмечено сильное дробление капель в результате образования окиси углерода при сварке проволокой из стали 70.
Некоторые исследователи изучали характер переноса металла в дуге по размерам частиц, вылетающих из дуги или улавливаемых в дуге с помощью вводимых зондов [29. 84. 85, 146, 167, 190]. На основе этих исследований были сделаны выводы о возможности переноса металла мелкими капельками без коротких замыканий.
Перенос металла без коротких замыканий обычно наблю —
г
дается при плотностях тока, больших 10—15 а/мм2. Перенос без замыканий при сварке под флюсом наблюдал Б. Е. Па — тон [81]- Сварка выполнялась проволокой диаметром 2 мм под флюсом АП 348 при токах ПО 370 а. Г. М. Тиходеев, применяя рентгеносъемку, нашел, что при сварке под флюсом All 348 проволокой 2,4 мм па токе в 330 а могут появляться короткие замыкания [120]. Замыкания наблюдались при прямой полярности тока при длине дуги 4 мм. При обратной полярности они исчезали уже при длине дуги более 2 мм. Увеличение тока также приводило к исчезновению коротких замыканий.
Отсутствие замыканий можно наблюдать при сварке на высоких плотностях тока в аргоне алюминия и некоторых других металлов.
При сварке низкоеглеродистыми проволоками и тонкопокрытыми электродами при плотности тока до 20 а/мм2 перенос металла в виде «дождя» мелких капель вообще не наблюдается. Образование мелких капель носит случайный характер и их движение не имеет определенного направления. В случае нанесения толстых покрытий втулочка из нерасплавленного покрытия должна несколько изменять характер переноса металла. При высокой мощности приэлектродиого источника тепла капля металла внутри втулочки под действием тепла может раздробляться газами и парами. Движение таких капель в сторону ванны будет направляться втулочкой, и сварка будет происходить без замыканий. Такой процесс при сварке покрытыми электродами руднокислого типа отмечен в работе [175]. На возможность такого характера переноса при сварке рутиловыми электродами указывается в работе [98].
Однако характер переноса металла при сварке покрытыми электродами зависит не только от типа покрытия, но и от режима сварки. В работе [189] отмечается, что при сварке покрытыми электродами перенос металла может быть капельным, взрывообразным и с разбрызгиванием. Капельный перенос с замыканиями характерен для электродов с основным покрытием и может наблюдаться у электродов других типов при умеренных токах. Перенос взрывного типа наблюдался у целлюлозных электродов, а перенос с разбрызгиванием — у электродов с руднокислым покрытием. Независимо от типа электродов с увеличением тока от 100 до 200 а имеется тенденция перехода от капельного переноса к взрывному и затем к переносу с разбрызгиванием. Высказывается предположение, что существует одновременно несколько типов переноса металла. Взрывообразному переносу металла способствует введение в зону сварки кислорода. Например, введение кислорода в зону дуги электродов основного типа изменило характер переноса металла. Перенос вместо капельного с короткими замыканиями стал взрывообразным. Данные работы [189] хорошо согласуются с представде —
пиями о кумулятивных процессах б лриэлектродных областях и их усилении при увеличении мощности лриэлектродных источников.
Краткий обзор литературы показывает, что характер переноса металла зависит от плотности тока, защитной газовой атмосферы, сварочных материалов и т. п. Наблюдаемые отличия вызываются различным проявлением сил в дуге, рассмотренных в предыдущем параграфе.
Так как имеющиеся данные не позволяют сделать определенных выводов об особенностях переноса металла для различных электродов п проволок, был поставлен ряд опытов.
У проволок и тонкопокрытых электродов характер переноса металла изучали при помощи скоростной киносъемки теневым методом, совмещенной с осциллографированием. Во всех случаях при нормальной длине дуги перенос металла происходил с короткими замыканиями дугового промежутка. Иногда из крупной капли на конце электрода или из ванны выбрасывались мелкие капли в различных направлениях. Выбрасывание мелких капель и наблюдающийся при очень длинной дуге отрыв крупных капель без коротких замыканий практически невозможно отметить на осциллограммах в связи с тем, что колебания тока и напряжения соизмеримы с колебаниями от других возмущений в дуге. Короткие замыкания дуги фиксировались па осциллограммах весьма четко, и во всех случаях имело место полное совпадение числа коротких замыканий па осциллограммах и кинопленках. Число коротких замыкании при сварке проволоками диаметром 4 мм различного состава с разной обработкой поверхности при сварке па обратной полярности и токе 180 200 а приведено ниже:
Проволока |
Сп-0йА |
||||
никели рованная |
омеднен ная |
протрав ленная |
вороне ная |
цементо- рапная |
|
Число коротких замыканий в секунду………………… |
ч |
9 |
8 |
8 |
40 |
ИЗ |
При сварке проволоками число замыканий изменяется от 2 до 40 в секунду в зависимости от состава и обработки проволоки. В среднем число замыканий составляет 12—17 в 1 сек. Нанесение на проволок} Св-08А одной плавки диаметром 4 мм тонких однокомпонентних покрытий существенно повлияло на число замыканий (табл. 33).
Для более подробной характеристики переноса металла с электрода на изделие целесообразно рассмотреть поведение капли между двумя последовательными короткими замыканиями, а также различные случаи выбрасывания мелких капель.
При изучении перемещения конца капли к ванне по осп электрода и при выбрасывании мелких капель из ванны вверх к электроду за базу отсчета выбиралась поверхность основного металла. Выбор такой базы отсчета оказался возможным благодаря установке оси кинокамеры параллельно поверхности основного металла, так что на кинокадрах она проектировалась в прямую линию. При выбрасывании капель в сторону от электрода за базы отсчета выбирались два перпендикулярных обреза кинокадра. Время во всех случаях отсчитывалось по следам вспышек неоновой лампочки на перфорации кинопленки.
Сначала было рассмотрено поведение конца капли при сварке проволокой Св-08Л на прямой и обратной полярностях в нижнем положении при токе 160а. На рис. 82,/ и /// представлены графики движения конца капли. Сначала капля удалялась от ванны под действием сил, взрывающих перемычку при коротком замыкании, и затем приближалась к ней. Как на прямой, так и на обратной полярностях имела место значительная вибрация конца капли.
При прямой полярности ванна несколько приподнималась навстречу капле н поэтому средняя скорость движения конца капли имела отрицательную величину — 0,0014 м/сек. В этом
случае ванна как бы снимала каплю с электрода. Аналогичное подтягивание ванны к капле на прямой полярности наблюдалось при повторных опытах на большом токе 192 а (рис. 82,//). Скорость движения капли составляла также отрицательную величину— 0,003 м/сек.
Наблюдавшийся в этом случае перегрев ванны при прямой по ляриостн усиливал се кипение и вызывал подъем по напрапле-
мм |
I |
II |
ш |
IV |
V |
|
Полярность |
Прямая |
Прямая |
Обрат ная |
Обрат ная |
Обрат ная |
Подол енне |
Нижнє-г |
Н ІІЖІЮО |
Ниж ні’? |
Пото лочное |
Ниж ние |
Ток в а |
1 GO |
ны |
160 |
200 |
200 |
Рис. «2 Графики зниження конца капли между короткими замыканиями, I IV проволока Си-ОЬЛ; V проволока Св 08А с меловым покрытием: I — положение конца капли сразу после замыкания; 2 — условное обозначение короткого замыкания |
нию к электроду за счет образующихся внутри ванны газов.
На рис. 82, IV показан случай сварки в потолочном положении. Сварка производилась проволокой Св-08Л при токе 200 а на обратной полярности. Средняя скорость переноса металла между двумя замыканиями оказалась в этом случае даже выше, чем при сварке в нижем положении, и составляла 0.013 м/сек. В потолочном положении также наблюдалась вибрация конца капли.
В ряде случаев отмечалось выбрасывание капель из ванны но направлению к электроду. Для таких двух случаев сделаны
расчеты движения капель в плоскости кинокадра (рис. 83, а по). Рассматривая полученные результаты, можно отметить, что начальная скорость полета капель несколько больше конечной, однако замедление в пределах кинокадра незначительно. Средине скорости выбрасывания капель из ванны в плоскости киио-
Рис. 83. График движении мелких капель,
выбрасываемых из ванни и с конца элек-
трода (сварка в нижнем положении на
обратной полярности, ток 200 «):
а ■ Сн-08Л. капля.2 0.72 мм выбрасывается ш ванны ч попадает па электрод; 6 — Св-08Л. капля 0 0,91 мм выбрасывается и t ванны и летит вверх параллельно электроду: а Св-08Л. капля у’1.75 мм выбрасывается с конца электрода и сторону; г Св-ІОГС. капля s 1 0.74 мм выбрасывается с конца электрода в сторону; <1 Св-ЮГС. капля 01,09 мм выбрасывается конца электрода в стороне кадри (0,46 и 0,9 м/сек) оказались во много раз большими, чем средние скорости перемещения концов капель от электрода к изделию.
При скоростной киносъемке было проанализировано также выбрасывание мелких капель с конца электрода (рис. 83, в, г, д). Средине скорости полета мелких капель в плоскости кадра составляют 0,5 1 м/сек при сравнительно небольшом замедлении
в пределах кинокадра. Эти скорости также значительно выше средних скоростей перемещения конца капли с электрода в ванну. На кинокадрах хорошо видно, что выбрасывание капель из ванны и из электрода производится газами и парами, выделяющимися при сварке.
При сварке толстопокрытыми электродами втулочка из покрытия закрывает значительную часть дуги. Наблюдению за переносом металла мешают также стекающие капли шлака. В связи с этим при киносъемке приходится искусственно удлинять дугу, что нарушает нормальный перенос металла. Наглядное определение характера переноса металла при покрытых электродах возможно при применении скоростной рентгеновской съемки, методика которой разработана И. К — Походней [97]
Некоторые особенности переноса металла при сварке покрытыми электродами можно изучать по осциллограммам напряжения н тока дуги. Осцнллографирование в связи с его малой инерционностью может рассматриваться как рациональный
метод оценки поведения капель при сварке различными электродами, хотя и не может дать исчерпывающей характеристики переноса металла.
Осциллографическому исследованию подвергались электроды для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей следующих марок: У ОНИ 13/45, УП2/45, СМИ, ОММ5, ЦМ7, ЦНИИЛС-Э42, ЦЦ1, ВН48 и Флитвелд 5. Сварка производилась на специально приспособленном автомате АДС1000-1, обеспечивающем автоматическое поддержание дуги и перемещение электродов. В основном опыты производились с питанием дуги от сварочной машины постоянного тока ГІС300.
При рассмотрении осциллограмм оказалось возможным достаточно четко оценить характер коротких замыканий дугового промежутка.
То, что при сварке покрытыми электродами замыкания на осциллограммах соответствуют касанию капель и ванны, а не являются результатом шунтирования дуги электропроводным шлаком или покрытием, показывают результаты киносъемки, совмещенной с осциллографирова — нием. Во многих случаях при сварке наблюдалось касание покрытием поверхности металла (козырек, сварка опиранием), а также стекание с покрытия электрода в шов непрерывной струи шлака. Во всех этих случаях на осциллограммах напряжения не отмечалось каких-либо существенных изменений по сравнению с горением дуги без шунтирования.
При сварке наблюдались осциллограммы двух основных типов. Первый тип характеризовался сравнительно редкими равномерными короткими замыканиями (рис. 84). Результаты обработки осциллограммы этого типа при сварке электродами УОНИ13/45
диаметром 4 мм на постоянном токе обратной полярности, приведенные в табл. 34, позволили сделать следующие заключения.
Таблица 34
|
В секунду наблюдается два — четыре коротких замыкания. Пре должителыюсть замыкания составляет 0,005— 0,015 сек. Напряжение при коротком замыкании не остается постоянным. Оно постепенно увеличивается (рис. 85). Увеличение напряжения свидетельствует о возрастании омического сопротивления капли в процессе короткого замыкания. Между короткими замыканиями происходит постепенное увеличение тока, вызываемое при ближением капли расплавленного металла к сварочной ванне (мгновенный ток увеличивается в среднем с 115,7 до 152,2 а). Соответственно увеличению тока снижается напряжение дуги (мгновенное напряжение уменьшается в среднем с 25,5 до 19,3 «). Когда капля близко подходит к сварочной ванне, она испытывает усиленные колебания, что видно из кривой напряжения (рис. 84). В этот момент возможны касания каплей поверхности ванны, вызывающие весьма кратковременные короткие замыкания (рис. 86).
Наблюдается еще одна особенность. Иногда вместо одного короткого замыкания одно за другим происходит два или три коротких замыкания (рис. 87), т. е. капля переносится в сва-
— — Л Рис. 85. Момент короткого замыкания на осциллограмме |
ровную ванну несколькими частями. По-видимому, при переносе большой капли разрыв перемычки происходит с оставлением значительного количества металла на конце электрода. Разрыв приводит к колебанию оставшейся капли и повторному замыканию. Это явление наблюдается сравнительно редко.
Второй тип осциллограмм характеризуется примерно в 7 10 раз более частными замыканиями дугового промежутка; причем наблюдаются частые замыкания дугового промежутка с относительно равномерным расположением пиков и одинаковой их величиной (рис. 88) и частые короткие замыкания с весьма неравномерным расположением пиков и различной их величиной (рис. 89).
Обработка осциллограмм показала, что электроды УОНИ13/45, УП2/45, B1I48 и СМИ имеют перенос металла первого типа, а электроды ЦЦ1, Флитвелд 5, ЦМ7 и ОММ5 — второго типа; причем электроды ЦЦ1 и Флитвелд 5 имеют сравнительно равномерные пики замыканий, а ЦМ7 и ОММ5 — хаотический перепое металла. Электроды ЦНИИЛС-Э42 по числу и характеру коротких замыканий занимают промежуточное
|
|
![]() |
|
|
положение между электродами е первым и вторым типом ос циллограмм.
Для того чтобы утверждать, что выявленные закономерно стн присущи не только данным испытанным партиям электродов, а характерны для исследованных марок электродов, было проведено осциллографирование при сварке электродами типа УОНИ13 и ЦМ7, полученными от разных поставщиков (табл. 35).
Электрод |
Способ изготовления и поставщик |
/ Р0 |
ufl В в |
Число коротких замыканий в секунду |
УОНИ 13/45 |
Опрессовка, ЛЗМЗ |
125 |
23 |
4 |
УОНИ 13/45 |
Окунание, ВНИИСТ |
125 |
22 |
5,35 |
УОНИ 13/45 |
Окунание, Таганрогский завод «Красный котельщик» |
1.30 |
22 |
2,84 |
У ОНИ 13/55 |
Опрессовка, Ленинградский завод |
1.30 |
22 |
5, 12 |
ЦМ7 |
Опрессовка. ЛЗМЗ |
125 |
27 |
23,8 |
ЦМ7 |
Опрессовка, Ц11ИИТМАШ |
125 |
27 |
20 |
Таблица 35 |
Примечания: 1. Опрессовка электродов на ЛЗМЗ производилась на прессах «Оргметалл» с низким давлением. Опрессовка остальных электродов выполнялась на прессах высокого давления. 2. Скорость сварки 0.3 см/сек. ток постоянный обратной полярности. |
Из табл. 35 видно, что разброс результатов по числу коротких замыканий в секунду для электрода одной марки, изготовленного разными заводами по разной технологии, намного меньше, чем отличия между электродами УОНИ13 и ЦМ7, характеризуемыми различной частотой коротких замыкании.
Приведенные результаты получены при сварке на автомате. Для оценки влияния возможных колебаний длины дуги при ручной сварке на характер замыканий было проведено оецилло — графирование ручного способа сварки электродами УОНИ13/45
и ЦМ7. Из табл. 36 видно, что характер замыканий при сварке вручную остается таким же, как при автоматическом способе подачи электрода, и, следовательно, колебания руки сварщика при электродах диаметром 4 мм недостаточны для воздействия на перенос металла в дуге.
Может быть установлена определенная связь между видом осциллограмм и составом покрытия. Так, электроды, характеризуемые редкими замыканиями дугового промежутка.
в отличие от электродов, имеющих частые замыкания, содержат в покрытиях в больших количествах СаИг, СаСОз и некоторое количество кремния. Все покрытия электродов, характеризуемые частыми замыканиями, содержат органические вещества, значительные количества углерода, марганца и глинозема. Электроды ЦНИИЛС-Э42 с промежуточным числом коротких замыканий имеют также среднее между указанными группами электродов содержание в покрытии органических составляющих и СаС03.
Па характер переноса металла оказывает влияние не только состав покрытия, но и различные технологические факторы. Поскольку процесс сварки во многих случаях протекает с короткими замыканиями, следует ожидать некоторого влияния на перенос металла динамических свойств источника тока. От скорости нарастания тока короткого замыкания зависит сила взрыва при разрушении перемычки и, следовательно, интенсивность разбрызгивания и отбрасывания к электроду оставшейся на нем части капли. Влияние динамических свойств источника тока на интенсивность разбрызгивания при ручной сварке установлено, например, в работах [50, 101].
![]() |
![]() |
Влияние увеличения тока на число замыканий при сварке проволокой Св-08А диаметром 4 мм иллюстрируется табл. 37.
Влияние тока при сварке электродами УОНИ 13/45 и ЦМ7 на обратной полярности на число замыканий в нижнем и потолочном положениях показано в табл. 38
Из табл. 37 и 38 следует, что чрезмерное увеличение сварочного тока снижает число коротких замыканий. Это наблюдаются для проволоки, когда ток больше 200 230 а, и для покрытых
электродов в потолочном положении при токе 160 а.
Рассмотрение кинофильмов при сварке проволоками Показало. что чрезмерное увеличение тока приводит к более і интенсивному кипению капли, усилению отталкивания от ваннщ (в результате чего растет длина дуги) и снижению числа замыканий. Это происходит в связи е увеличением МОЩНОСТИ при’здек — тродного источника. В то же время, если величина тока не выходит за пределы его оптимальных значений, некоторое его повышение может увеличить число замыканий, как это видно при сварке проволокой на обратной полярности и сварке УОНИ13/45 в нижнем и потолочном положениях, а для ЦД7 в нижнем положении. Возрастание числа .замыканий, вероятно, связано с более интенсивным расширением газов внутри капель.
Осциллографирование сварки в нижнем положении электродами УОНИ13/55, ЦМ7, MP3, ОК-44Р, ВСЦ1, Флитвелд 5 и Шилдарк 85 диаметром 1 мм при токе 220—250 а показало, что отталкивающие силы увеличиваются настолько, что короткие ымыкания исчезают. Перепое металла в этом случае должен происходить летящими капельками, образующимися Прц раздроблении капли, растущей внутри втулочки из покрытия.
Из табл. 37 видно, что при сварке проволокой Св-08Д на прямой и обратной полярностях при близких значениях Длины дуги и тока число замыканий отличается незначительно, влияние рода тока на число коротких замыканий для ряда покрытых электродов видно из табл. 39. В этом случае также отме-
Таблица S9
|
чается незначительное влияние рода сварочного тока на ‘шело замыканий. Малое влияние полярности на число замываний объясняется относительно небольшой разницей в мощности катодного и анодного источников тепла при одинаковом токе
Изменение пространственного положения при близких значениях длины дуги и токе 170- 180 а практически не изменило числа коротких замыкании при сварке различными проволоками диаметром 4 мм (табл. 40).
Таблица 40
|
Скоростная киносъемка в потолочном положении показывает, что для эффективного переноса металла с электродной проволоки па изделие необходимы два основных условия: короткая дуга, обеспечивающая захват капли свисающей ванной, н достаточно интенсивное кипение капли, препятствующее ее стеканию по стержню.
В табл. 41 показано влияние пространственного положения на число коротких замыканий при сварке покрытыми электродами. Электроды, горящие с частыми короткими замыканиями дуги, в вертикальном п потолочном положениях снижают число замыканий в 1,5—2 раза по сравнению с нижним положением (главным образом за счет уменьшения числа мгновенных касаний колеблющихся капель и поверхности ванны). Электроды, характеризуемые редкими замыканиями дуги, почти нс меняют числа замыканий при изменении пространственного положения сварки.
Эксперименты по определению числа коротких замыканий характеризуются значительным разбросом данных. Это в значительной мере объясняется тем, что длина дуги (контролировать которую при сварке плавящимся электродом трудно) оказывает на размер капель и, следовательно, на число коротких замыканий большее влияние, чем другие рассмотренные технологические факторы. Это видно из рис. 90, где показано число замыканий при разной длине дуги для проволоки Св-08А при сварке в нижнем положении. Длина дуги при этих опытах определялась как среднее расстояние между концом капли и поверхностью ванны из большого числа замеров па кинокадрах.
При сварке покрытыми электродами изменение длины дуги для электрода одной и той же марки может быть оценено по изменению напряжения дуги. Результаты опытов с электродами
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
УОПИ13/45 и ЦЛ7 при сварке в нижнем положении приведены в табл. 42.
Из табл 42 видно, что при электродах одной и той же марки увеличение длины дуги (напряжения дуги) приводит к сильному уменьшению числа коротких замыканий при сварке.
Исследование влияния номинального напряжения дуги для 11 тонких однокомпонентних покрытий показало, что по мере увеличения номинального напряжения усиливается отталкивание капли от ванны и снижается 07J число коротких замыканий (рис. 91).
В этом случае основное значение имеет перегрев капель при высоком поминальном напряжении, увеличивающий реактивное действие выбрасываемых паров и газов.