Окрім факторів процесу, інші фактори процесу зварювання, такі як розмір канавки та розмір зазору, кут нахилу електрода та заготовки та просторове положення з’єднання, також можуть впливати на формування зварного шва та розмір зварного шва.
Зварювальне обладнання Xinfa має характеристики високої якості та низької ціни. Для отримання додаткової інформації відвідайте:Виробники зварювання та різання - Китайська фабрика та постачальники зварювання та різання (xinfatools.com)
1. Вплив зварювального струму на формування зварювального шва
За деяких інших умов із збільшенням струму дугового зварювання глибина проплавлення та залишкова висота зварного шва збільшуються, а ширина проплавлення трохи збільшується. Причини такі:
У міру збільшення струму дугового зварювання сила дуги, що діє на зварний виріб, збільшується, підведення тепла дуги до зварювального виробу збільшується, а положення джерела тепла переміщується вниз, що сприяє передачі тепла вглиб ванни розплаву та збільшує глибина проникнення. Глибина провару приблизно пропорційна зварювальному струму, тобто глибина провару H приблизно дорівнює Km×I.
2) Швидкість плавлення дугового зварювального сердечника або зварювального дроту пропорційна зварювальному струму. Зі збільшенням зварювального струму дугового зварювання швидкість плавлення зварювального дроту збільшується, і приблизно пропорційно збільшується кількість розплавленого зварювального дроту, тоді як ширина плавлення збільшується менше, тому посилення зварного шва збільшується.
3) Після збільшення зварювального струму діаметр стовпа дуги збільшується, але глибина дуги, що проникає в заготовку, збільшується, а діапазон переміщення плями дуги обмежений, тому збільшення ширини плавлення невелике.
Під час дугового зварювання в захисних газах збільшується зварювальний струм і збільшується глибина проплавлення шва. Якщо зварювальний струм занадто великий і щільність струму занадто висока, ймовірно, виникне пальцеподібне проникнення, особливо під час зварювання алюмінію.
2. Вплив напруги дуги на формування зварювального шва
При певних інших умовах збільшення напруги дуги відповідно збільшить потужність дуги, а підведення тепла до зварного виробу збільшиться. Однак підвищення напруги дуги досягається збільшенням довжини дуги. Збільшення довжини дуги збільшує радіус джерела тепла дуги, збільшує розсіювання тепла дуги та зменшує щільність енергії вхідного зварного виробу. Таким чином, глибина проникнення трохи зменшується, а глибина проникнення збільшується. У той же час, оскільки зварювальний струм залишається незмінним, ступінь плавлення зварювального дроту залишається в основному незмінним, що призводить до зменшення зміцнення зварного шва.
Різні способи дугового зварювання використовуються для отримання відповідного формування зварювального шва, тобто для підтримки відповідного коефіцієнта формування зварювального шва φ і для відповідного збільшення напруги дуги при збільшенні зварювального струму. Необхідно, щоб напруга дуги та зварювальний струм мали відповідне співвідношення. . Це найчастіше зустрічається при дуговому зварюванні металу.
3. Вплив швидкості зварювання на формування шва
За певних інших умов збільшення швидкості зварювання призведе до зменшення підведення тепла при зварюванні, таким чином зменшуючи як ширину зварного шва, так і глибину проплавлення. Оскільки кількість осадження металу дроту на одиницю довжини зварного шва обернено пропорційна швидкості зварювання, посилення зварного шва також зменшується.
Важливим показником для оцінки продуктивності зварювання є швидкість зварювання. Для підвищення продуктивності зварювання необхідно збільшити швидкість зварювання. Однак, щоб забезпечити необхідний розмір зварювального шва в конструктивному проекті, зварювальний струм і напруга дуги повинні бути відповідно збільшені при збільшенні швидкості зварювання. Ці три величини взаємопов'язані. При цьому слід також враховувати, що при збільшенні зварювального струму, напруги дуги і швидкості зварювання (тобто при використанні зварювальної дуги великої потужності і швидкісного зварювання) можливі дефекти зварювання при утворенні розплаву. басейн і процес затвердіння розплавленого басейну, такого як укус. Краї, тріщини тощо, тому є обмеження щодо збільшення швидкості зварювання.
4. Вплив типу та полярності зварювального струму та розміру електрода на формування шва
1. Вид і полярність зварювального струму
Види зварювального струму поділяють на постійний і змінний. Серед них дугове зварювання постійним струмом поділяється на постійний постійний і імпульсний постійний струм за наявністю або відсутністю імпульсів струму; за полярністю поділяється на пряме з’єднання постійного струму (зварний виріб під’єднується до плюса) і зворотне з’єднання постійного струму (зварювальний виріб під’єднується до мінуса). Дугове зварювання змінним струмом поділяється на синусоїдний змінний струм і прямокутний змінний струм відповідно до різних форм струму. Тип і полярність зварювального струму впливають на кількість тепла, що підводиться дугою до зварного виробу, що впливає на формування зварного шва. Це також може впливати на процес перенесення крапель і видалення оксидної плівки на поверхні основного металу.
Коли вольфрамове дугове зварювання використовується для зварювання сталі, титану та інших металевих матеріалів, глибина проплавлення зварного шва є найбільшою при підключенні постійного струму, проплавлення є найменшим при приєднанні постійного струму, а змінний струм знаходиться між два. Оскільки при зварюванні постійним струмом проплавлення є найбільшим, а втрати при горінні вольфрамового електрода найменшими, при зварюванні сталі, титану та інших металевих матеріалів аргонодуговим зварюванням вольфрамовим електродом слід використовувати з’єднання постійного струму. Коли вольфрамово-аргонодугове зварювання використовує імпульсне зварювання постійним струмом, параметри імпульсу можна регулювати, тому розмір формування зварювального шва можна контролювати за потреби. При зварюванні алюмінію, магнію та їх сплавів дуговим зварюванням вольфрамом необхідно використовувати ефект катодного очищення дуги для очищення оксидної плівки на поверхні основного матеріалу. Краще використовувати AC. Оскільки параметри форми прямокутної хвилі змінного струму регулюються, ефект зварювання кращий. .
Під час зварювання металевою дугою глибина провару та ширина зварного шва при зворотному з’єднанні постійного струму більші, ніж при з’єднанні постійного струму, а глибина провару та ширина при зварюванні змінним струмом знаходяться між ними. Тому під час зварювання під флюсом використовується зворотне підключення постійного струму для отримання більшого проплавлення; у той час як під час зварювання під флюсом, пряме з’єднання постійного струму використовується для зменшення проплавлення. Під час дугового зварювання в захисному газі глибина проплавлення не тільки більша під час зворотного з’єднання постійного струму, але також процеси зварювальної дуги та перенесення крапель більш стабільні, ніж під час з’єднання постійного струму та змінного струму, а також має ефект очищення катода, тому широко використовується, тоді як пряме з’єднання постійного струму та зв’язок зазвичай не використовуються.
2. Вплив форми кінчика вольфрамового наконечника, діаметра дроту та довжини розширення
Кут і форма переднього кінця вольфрамового електрода мають великий вплив на концентрацію дуги та тиск дуги, і їх слід вибирати відповідно до величини зварювального струму та товщини зварного шва. Як правило, чим концентрованіша дуга і чим більший тиск дуги, тим більша глибина проплавлення та відповідне зменшення ширини проплавлення.
Під час газового дугового зварювання, коли зварювальний струм постійний, чим тонший зварювальний дріт, тим більш концентрований нагрів дуги, глибина провару збільшиться, а ширина проплавлення зменшиться. Однак, вибираючи діаметр зварювального дроту в реальних зварювальних проектах, також слід враховувати поточний розмір і форму розплавленої ванни, щоб уникнути поганого формування зварного шва.
Коли довжина подовження зварювального дроту при дуговому зварюванні газовим металом збільшується, тепло опору, що утворюється зварювальним струмом через подовжену частину зварювального дроту, збільшується, що збільшує швидкість плавлення зварювального дроту, тому посилення зварного шва збільшується, а глибина проникнення зменшується. Оскільки питомий опір сталевого зварювального дроту відносно великий, вплив подовженої довжини зварювального дроту на формування зварювального шва більш очевидний при зварюванні сталі та тонкого дроту. Питомий опір алюмінієвого зварювального дроту відносно малий і його вплив незначний. Хоча збільшення довжини подовження зварювального дроту може покращити коефіцієнт плавлення зварювального дроту, враховуючи стабільність плавлення зварювального дроту та формування зварного шва, існує допустимий діапазон зміни довжини подовження зварювального дроту. зварювальний дріт.
5. Вплив інших факторів процесу на фактори формування зварювального шва
На додаток до вищезазначених факторів процесу, інші фактори процесу зварювання, такі як розмір канавки та розмір зазору, кут нахилу електрода та заготовки та просторове положення з’єднання, також можуть впливати на формування зварного шва та розмір зварного шва.
1. Пази і зазори
Якщо дугове зварювання використовується для зварювання стикових з'єднань, то чи потрібно залишати зазор, розмір зазору і форму канавки зазвичай визначають виходячи з товщини зварюваної пластини. Коли інші умови постійні, чим більше розмір канавки або зазору, тим менше посилення зварного шва, що еквівалентно зменшенню положення зварного шва, і в цей час коефіцієнт плавлення зменшується. Таким чином, можна використовувати залишення зазорів або відкритих канавок для контролю розміру армування та регулювання коефіцієнта зварювання. У порівнянні зі зняттям фаски без зазору, умови розсіювання тепла в обох дещо відрізняються. Загалом умови кристалізації фаски є більш сприятливими.
2. Кут нахилу електрода (зварювального дроту).
Під час дугового зварювання, відповідно до співвідношення між напрямком нахилу електрода та напрямком зварювання, воно поділяється на два типи: нахил електрода вперед і нахил електрода назад. Коли зварювальний дріт нахиляється, вісь дуги також нахиляється відповідно. Коли зварювальний дріт нахиляється вперед, вплив сили дуги на зворотний розряд розплавленого металу ванни послаблюється, шар рідкого металу на дні розплавленої ванни стає товщі, глибина проплавлення зменшується, глибина проплавлення дуги в зварний виріб зменшується, діапазон руху плями дуги розширюється, а ширина розплаву збільшується, а співвисота зменшується. Чим менше передній кут α зварювального дроту, тим очевидніший цей ефект. Коли зварювальний дріт нахилений назад, ситуація протилежна. При зварюванні електродною дугою часто використовується метод нахилу електрода назад, а кут нахилу α становить від 65° до 80°.
3. Кут нахилу зварного шва
Нахил зварного виробу часто зустрічається під час фактичного виробництва, і його можна розділити на зварювання під ухилом і зварювання під ухилом. У цей час розплавлений метал басейну прагне текти вниз уздовж схилу під дією сили тяжіння. Під час зварювання вгору сила тяжіння допомагає розплавленому металу рухатися до задньої частини ванни, тому глибина проплавлення велика, ширина розплаву вузька, а висота, що залишилася, велика. Коли кут підйому α становить від 6° до 12°, посилення занадто велике, і можуть виникати підрізи з обох сторін. Під час зварювання під ухилом цей ефект запобігає скиданню металу з ванни розплаву в задню частину ванни розплаву. Дуга не може глибоко нагріти метал на дні розплавленої ванни. Зменшується глибина проплавлення, розширюється діапазон руху плями дуги, збільшується ширина розплаву і зменшується залишкова висота. Якщо кут нахилу зварювального виробу занадто великий, це призведе до недостатнього проплавлення та переливу рідкого металу в розплавлену ванну.
4. Матеріал і товщина зварного шва
Проплавлення шва залежить від зварювального струму, а також від теплопровідності та об'ємної теплоємності матеріалу. Чим краща теплопровідність матеріалу і чим більша об'ємна теплоємність, тим більше тепла потрібно для розплавлення одиниці об'єму металу і підвищення тієї ж температури. Тому за певних умов, таких як зварювальний струм та інші умови, глибина та ширина проплавлення будуть просто зменшуватися. Чим більша щільність матеріалу або в'язкість рідини, тим важче дузі витіснити рідкий розплавлений метал, і тим менше глибина проникнення. Товщина зварного шва впливає на теплопровідність всередині зварного шва. При однакових інших умовах товщина зварного шва збільшується, розсіювання тепла збільшується, а ширина проплавлення та глибина проплавлення зменшуються.
5. Флюс, покриття електродів і захисний газ
Різні склади флюсу або електродного покриття призводять до різних полярних перепадів напруги та градієнтів потенціалу стовпа дуги, що неминуче вплине на формування зварного шва. Коли щільність потоку невелика, розмір частинок великий або висота укладання мала, тиск навколо дуги низький, стовпчик дуги розширюється, а пляма дуги рухається у великому діапазоні, тому глибина проникнення мала, ширина плавлення велика, а залишкова висота мала. При зварюванні товстих деталей дуговим зварюванням високої потужності використання пемзоподібного флюсу може зменшити тиск дуги, зменшити глибину проплавлення та збільшити ширину проплавлення. Крім того, зварювальний шлак повинен мати відповідну в'язкість і температуру плавлення. Якщо в'язкість занадто висока або температура плавлення висока, шлак матиме погану повітропроникність, і на поверхні зварного шва легко утворювати багато ямок тиску, а поверхнева деформація зварного шва буде поганою.
Склад захисного газу (наприклад, Ar, He, N2, CO2), який використовується при дуговому зварюванні, відрізняється, і його фізичні властивості, такі як теплопровідність, відрізняються, що впливає на полярний перепад тиску дуги, градієнт потенціалу стовп дуги, провідний поперечний переріз стовпа дуги та сила потоку плазми. , питомий розподіл теплового потоку тощо, що впливає на формування зварного шва.
Коротше кажучи, існує багато факторів, які впливають на формування зварного шва. Щоб отримати якісне формування зварного шва, вам потрібно вибрати на основі матеріалу та товщини зварного шва, просторового положення зварного шва, форми з’єднання, умов роботи, вимог до продуктивності з’єднання та розміру зварного шва тощо. Відповідні методи зварювання та для зварювання використовуються умови зварювання, а головне ставлення зварника до зварювання! Інакше формування та продуктивність зварювального шва можуть не відповідати вимогам і навіть можуть виникнути різні зварювальні дефекти.
Час публікації: 27 лютого 2024 р
