01 Gravità della goccia fusa
Qualsiasi oggetto avrà la tendenza ad abbassarsi a causa della propria gravità. Nella saldatura piana, la gravità della goccia di metallo fuso favorisce la transizione della goccia fusa. Tuttavia, nella saldatura verticale e nella saldatura sopratesta, la gravità della goccia fusa ostacola la transizione della goccia fusa al bagno di fusione e diventa un ostacolo.
02 Tensione superficiale
Come altri liquidi, il metallo liquido ha una tensione superficiale, cioè quando non c'è forza esterna, la superficie del liquido sarà ridotta al minimo e ristretta in un cerchio. Per il metallo liquido, la tensione superficiale rende il metallo fuso sferico.
Dopo che il metallo dell'elettrodo si è sciolto, il suo metallo liquido non cade immediatamente, ma forma una goccia sferica sospesa all'estremità dell'elettrodo sotto l'azione della tensione superficiale. Mentre l'elettrodo continua a fondersi, il volume della goccia fusa continua ad aumentare fino a quando la forza che agisce sulla goccia fusa supera la tensione tra l'interfaccia della goccia fusa e l'anima di saldatura e la goccia fusa si stacca dall'anima di saldatura e transizione al pool fuso. Pertanto, la tensione superficiale non favorisce la transizione delle goccioline fuse nella saldatura piana.
Tuttavia, la tensione superficiale è vantaggiosa per il trasferimento delle goccioline fuse durante la saldatura in altre posizioni, ad esempio la saldatura sopratesta. Innanzitutto, il metallo fuso pende capovolto sulla saldatura sotto l'azione della tensione superficiale e non gocciola facilmente;
In secondo luogo, quando la gocciolina fusa all'estremità dell'elettrodo entra in contatto con il metallo della pozza fusa, la gocciolina fusa verrà trascinata nella pozza fusa a causa dell'azione della tensione superficiale della pozza fusa.
Maggiore è la tensione superficiale, maggiore è la dimensione della goccia fusa all'estremità del nucleo di saldatura. La dimensione della tensione superficiale è correlata a molti fattori. Ad esempio, maggiore è il diametro dell'elettrodo, maggiore è la tensione superficiale della goccia fusa all'estremità dell'elettrodo;
Maggiore è la temperatura del metallo liquido, minore è la sua tensione superficiale. L'aggiunta di gas ossidante (Ar-O2 Ar-CO2) al gas di protezione può ridurre significativamente la tensione superficiale del metallo liquido, il che favorisce la formazione di goccioline fuse di particelle fini da trasferire nel bagno fuso.
03 Forza elettromagnetica (forza di contrazione elettromagnetica)
Gli opposti si attraggono, quindi i due conduttori si attraggono. La forza che attrae i due conduttori si chiama forza elettromagnetica. La direzione è dall'esterno verso l'interno. L'entità della forza elettromagnetica è proporzionale al prodotto delle correnti dei due conduttori, ovvero maggiore è la corrente che passa attraverso il conduttore, maggiore è la forza elettromagnetica.
Durante la saldatura, possiamo considerare il filo di saldatura carico e la goccia di liquido all'estremità del filo di saldatura come composti da molti conduttori che trasportano corrente.
In questo modo, secondo il principio dell'effetto elettromagnetico sopra menzionato, non è difficile capire che il filo di saldatura e la goccia sono soggetti anche a forze di contrazione radiale da tutti i lati verso il centro, per questo si chiama forza di compressione elettromagnetica.
La forza di compressione elettromagnetica fa sì che la sezione trasversale del filo di saldatura tenda a restringersi. La forza di compressione elettromagnetica non ha alcun effetto sulla parte solida del filo di saldatura, ma ha una grande influenza sul metallo liquido all'estremità del filo di saldatura, provocando la rapida formazione della goccia.
Sulla gocciolina metallica sferica la forza elettromagnetica agisce verticalmente sulla sua superficie. Il luogo con la maggiore densità di corrente sarà la parte dal diametro sottile della gocciolina, che sarà anche il luogo in cui agisce maggiormente la forza di compressione elettromagnetica.
Pertanto, man mano che il collo diventa gradualmente più sottile, la densità di corrente aumenta e aumenta anche la forza di compressione elettromagnetica, il che spinge la gocciolina fusa a staccarsi rapidamente dall'estremità dell'elettrodo e a passare al bagno di fusione. Ciò garantisce che la gocciolina fusa possa passare agevolmente alla fusione in qualsiasi posizione spaziale.
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Nei due casi di bassa corrente di saldatura e di saldatura, l'influenza della forza di compressione elettromagnetica sulla transizione delle goccioline è diversa. Quando la corrente di saldatura è bassa, la forza elettromagnetica è piccola. In questo momento, il metallo liquido all'estremità del filo di saldatura è influenzato principalmente da due forze, una è la tensione superficiale e l'altra è la gravità.
Pertanto, man mano che il filo di saldatura continua a sciogliersi, il volume della goccia di liquido sospesa all'estremità del filo di saldatura continua ad aumentare. Quando il volume aumenta in una certa misura e la sua gravità è sufficiente a superare la tensione superficiale, la goccia si staccherà dal filo di saldatura e cadrà nel bagno fuso sotto l'azione della gravità.
In questo caso, la dimensione della goccia è spesso grande. Quando una goccia così grande passa attraverso l'intercapedine dell'arco, l'arco viene spesso cortocircuitato, provocando grandi spruzzi e la combustione dell'arco è molto instabile. Quando la corrente di saldatura è elevata, la forza di compressione elettromagnetica è relativamente elevata.
Al contrario, il ruolo della gravità è molto piccolo. La gocciolina liquida passa principalmente alla pozza fusa con goccioline più piccole sotto l'azione della forza di compressione elettromagnetica e la direzionalità è forte. Indipendentemente dalla posizione di saldatura piana o dalla posizione di saldatura sopra la testa, la goccia di metallo passa sempre dal filo di saldatura al bagno fuso lungo l'asse dell'arco sotto l'azione della forza di compressione del campo magnetico.
Durante la saldatura, la densità di corrente sull'elettrodo o sul filo è generalmente relativamente elevata, quindi la forza elettromagnetica è la forza principale che promuove la transizione della goccia fusa durante la saldatura. Quando viene utilizzata l'asta di gas di protezione, la dimensione della goccia fusa viene controllata regolando la densità della corrente di saldatura, che è uno dei principali mezzi tecnologici.
La saldatura è la forza elettromagnetica attorno all'arco. Oltre agli effetti sopra menzionati, può produrre anche un'altra forza, ovvero la forza generata dalla distribuzione non uniforme dell'intensità del campo magnetico.
Poiché la densità di corrente del metallo dell'elettrodo è maggiore della densità della saldatura, l'intensità del campo magnetico generato sull'elettrodo è maggiore dell'intensità del campo magnetico generato sulla saldatura, quindi viene generata una forza di campo lungo la direzione longitudinale dell'elettrodo .
La sua direzione d'azione va dal luogo con elevata intensità di campo magnetico (elettrodo) al luogo con bassa intensità di campo magnetico (saldatura), quindi non importa quale sia la posizione spaziale della saldatura, è sempre favorevole alla transizione del fuso gocciolina nella pozza fusa.
04 Pressione polare (forza puntuale)
Le particelle cariche nell'arco di saldatura sono principalmente elettroni e ioni positivi. A causa dell'azione del campo elettrico, la linea elettronica si muove verso l'anodo e gli ioni positivi si muovono verso il catodo. Queste particelle cariche si scontrano con i punti luminosi ai due poli e si generano.
Quando la corrente continua è collegata positivamente, la pressione degli ioni positivi ostacola la transizione della gocciolina fusa. Quando la corrente continua è collegata inversamente, è la pressione degli elettroni che ostacola la transizione della gocciolina fusa. Poiché la massa degli ioni positivi è maggiore di quella degli elettroni, la pressione del flusso di ioni positivi è maggiore di quella del flusso di elettroni.
Pertanto, è facile produrre una transizione di particelle fini quando è collegata la connessione inversa, ma non è facile quando è collegata la connessione positiva. Ciò è dovuto alle diverse pressioni dei poli.
05 Forza di soffiaggio del gas (forza del flusso di plasma)
Nella saldatura ad arco manuale, la fusione del rivestimento dell'elettrodo ritarda leggermente rispetto alla fusione dell'anima di saldatura, formando una piccola sezione del manicotto a forma di "tromba" che non si è ancora fusa all'estremità del rivestimento.
È presente una grande quantità di gas generato dalla decomposizione del gassificatore del rivestimento e di gas CO generato dall'ossidazione degli elementi di carbonio nel nucleo di saldatura dell'involucro. Questi gas si espandono rapidamente a causa del riscaldamento ad alta temperatura e corrono lungo la direzione dell'involucro non fuso in un flusso d'aria diritto (diritto) e stabile, soffiando le goccioline fuse nella pozza fusa. Indipendentemente dalla posizione spaziale della saldatura, questo flusso d'aria sarà vantaggioso per la transizione del metallo fuso.
Orario di pubblicazione: 20 agosto 2024
