Parametre som påvirker metalloverføring

Parametrene som kan påvirke metoden for metalloverføring betydelig kan inkludere følgende: 1. Sveisekraftkilde 2. Elektrodepolaritet 3. Skjermgass 4. Emissiv belegg 5. Sveiseposisjon.

Parameter # 1. Sveisekraftkilde:

En DC-sveisekilde er den enkleste med hensyn til dens effekt på veksten og løsningen av dråpen fra elektrodespissen. Etter hver frigjøring begynner smeltet metall å vokse igjen på spissen for å danne en ny dråpe. Avhengig av lengden, sveisestrømmen og elektrodens størrelse, plasserer metalloverføringsvannene kortsiktig, globulær eller sprøytemodus, og prosessen gjentas mange ganger i sekundet.

Prosessen med metalloverføring kan studeres i betydelig grad ved å registrere spenningen og strømtransittientene under sveising. For DC-kilden er den åpne kretsen eller ikke-spenning forbigående en enkel rett linje som endres med endringen i dråpestørrelse og den nåværende forbigående har den tilsvarende motsatte effekt på den som vist i figur 6.3.

Ved sveising med DC likestrømkilde har spenningsforløpet en inneboende, men liten svingning i dens verdi som forblir overlappende på hoved-dc-komponenten. Sveisestrømforløpet har også de tilsvarende krusninger som viser den vanlige, men små variasjonen i størrelsen, som vist i figur 6.4.

Denne svake svingningen kan ha en effekt på dråpens vekst ved elektrodespissen, dvs. det kan føre til litt lavere frekvens av dråpevekst enn indikert ved størrelsen på toppstrømmen.

I tilfelle av sveisekraftkilde er buespennings- og strømtransittiene vanlige sinusbølger og påvirker dermed dråpens vekst og løsrivelse som vist i figur 6.5. På grunn av at 50 prosent går tapt som kjølesyklus, er det åpenbart at for å ha samme frekvens av dråpevekst som i DC-sveising, må bue spenningen og strøminnstillingen settes til høyere verdier enn for DC-strømkilden.

For sveising med pulserende strøm sveisekilde blir dråpens vekst bestemt av bakgrunnsstrømmen mens frigjøring lettes av den plutselige økning i strøm i form av en puls som ikke bare akselererer veksthastigheten til dråpen, men gir også forbedret elektro - magnetisk klemmeffekt og kraftigere plasmastråle med høyere hastighet for å forårsake løsningen i det ønskede øyeblikk.

Parameter # 2. Elektrodepolaritet:

Mer varme genereres ved anoden på grunn av bombardementet av elektronene som sendes ut fra katoden. Smeltehastigheten er derfor høyere hvis elektroden blir gjort positiv. Denne effekten utnyttes ved å gjøre forbrukselektroden, som i GMAW, positiv mens ikke-forbrukbar elektrode, som i GTAW, PAW og Carbon Arc Welding, blir gjort negativ for å unngå for høy oppvarming og fordamping.

Med elektrodepositiv og lang bue samvirker anodeoverflaten vanligvis til elektrodenes nedre ende og anodeoppvarming blir konsentrert på dette punktet. Dette fører til ekstremt høy lokal oppvarming og følgelig en svært høy gjennomsnittstemperatur i metalldråper.

Når lysbuen blir kortere, sprer plasmaet seg langs elektroden, og anoden opptar en stor overflate som resulterer i mer jevn oppvarming av elektroden. Denne jevne og moderate oppvarmingen av elektrodeoverflaten øker den spesifikke smeltehastigheten, men smelten er mindre overopphetet. Metalloverføringsfrekvensen økes således.

Når forbrukselektroden blir gjort negativ, fører det vanligvis til utilfredsstillende metalloverføring. Dette skyldes hovedsakelig dannelsen av mobil katodepunkt som kan føre til regelmessig flimring av buen som fører til økt spatter og lavere smeltehastighet.

Mengden sprut, størrelse på dråpene og ustabilitet for overføring er generelt større når elektroden er negativ. Dette skyldes at katoden må formes på nytt etter hver avstand. Det skal også huskes på at katodepunktet har en stor tendens til å følge riper eller diskontinuiteter, hvis det finnes noen på elektrodeoverflaten.

Parameter # 3. Skjerming Gass:

I GMAW kan skjermgass betraktelig påvirke metoden for metalloverføring. Argon gir aksial spraymodus som ved høye strømmer kan føre til fingerinntrengning eller "puckering".

Helium, men inert som argon, produserer ikke aksial spray, men forårsaker i stedet kuleoverføring. Dette fører til en større bredere penetrasjon. Sprayoverføring med heliumskjerming kan imidlertid oppnås ved å blande argon med det. Helium med 20 til 25% argon gir sprayoverføring som fører til ønskelig perleform.

Aktive gasser som CO 2 og nitrogen kan heller ikke oppnå sprøyteoverføring, med mindre andre metoder er vedtatt for å gjøre det. Ved CO 2- sveising er metalloverføringen vanligvis svært utilfredsstillende med lang eller til og med mediumbue lengde.

Den overdrevne sprut som oppstår på grunn av den såkalte avstengte overføringsmodusen, tas kun i bruk ved å begrave buen i sveisepunktet ved å vedta dipoverføring. Lignende behandling er nødvendig for sveising av kobber med nitrogenskjerming og Ar-N 2 blandinger for aluminiumlegeringer.

Parameter # 4. Emissive Coatings:

De emissive beleggene begrenser katodebuerotten til elektrodspissen og setter opp symmetriske varmestrømningsforhold langs elektrodens akse. Metalloverføringen er da av den projiserte sprøytetypen.

Emissive belegg brukes til å forbedre modusen for metalloverføring når elektrod-negativpolaritet brukes. For eksempel kan vasket belegg av blandinger av oksyd av kalsium og titan på ståltråder forbedre metalloverføringen i den grad som kan oppnås med elektrod-positiv. Metalloverføring forbedres betraktelig ved å avsette små mengder cesium og rubidiumforbindelser på trådoverflaten. Disse forbindelsene er også funnet å stabilisere akbuen.

Metalloverføring med CO 2- sveising forbedres betraktelig ved tilsetning av alkalimetallforbindelser, som cesium og natrium, til sveisetråden.

Elektrodeforbrenningshastigheten observeres imidlertid å falle ved bruk av emissive belegg. Dette har blitt tilskrevet det faktum at katodedråpet i tilfelle av ikke-ildfaste metaller vanligvis anses som en funksjon av ionisasjonspotensialet til metalldampen i kontakt med katodeoverflaten, og de emitterende metaller har lavere ioniseringspotensiale enn jern.

Et belegg av kalium- og cesiumkarbonater gir sprayoverføring med mildt stål i CO 2- sveising med elektrod-negativ, fordi det resulterer i termisk utstråling og derved reduserer katodedråpet. For at dette skal skje, klatrer lysbuen opp elektroden for å oppnå den nødvendige lavstrømsdensiteten for utslipp og dermed oppnås bue geometrien for plasmastråleforming.

Parameter # 5. Sveiseposisjon:

Sveiseposisjonen kan påvirke modusen for metalloverføring, spesielt den kuleformede overføringen, på grunn av den forandrede rolle tyngdekraften med hver posisjon. Mens i overhead sveising er tyngdekraften helt reversert og motsetter løsningen og fremspringet av dråpen mot sveisebassenget; i vertikale og horisontale posisjoner bidrar tyngdekraften til å få dråpen til å dryppe ned. Den kuleformede overføringen påvirkes derfor sinuøst når sveiseposisjonen endres fra nedre stilling til en annen sveiseposisjon.

Ved sprøyteoverføring blir de fine metaldroppene svevet mot sveisebassenget i tråd med elektrodeaksen, tyngdekraften er mindre overveiende, så vellykket overføring oppnås. På samme måte, i kortslutningsmodus suges metallet inn av sveisebassenget på tidspunktet for brodannelse, og dermed gjør det en vellykket overføringsmodus, selv i overhead sveising, spesielt med små diameter elektroder.

Samlet sett kan det sies at ønsket metalloverføring er vanskelig å oppnå ved sveising på grunn av den forandrede rolle tyngdekraften, og dette kan føre til lavere avsetningseffektivitet med følgelig høyere tap i form av spatter.