ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние поверхностных сил на перенос электродного материала при различных способах сварки из "Поверхностные явления в сварочных процессах " ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СИЛ НА ПЕРЕНОС ЭЛЕКТРОДНОГО МАТЕРИАЛА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ СВАРКИ. . [c.32] С изменением условий и режимов сварки изменяются не только поверхностные, но и другие силы, действующие на электродные капли. Это обусловливает определенную взаимосвязь между всеми силами, участвующими в переносе металла, которая зачастую бывает весьма сложной. Обособленное рассмотрение влияния лишь поверхностных сил может привести к неправильному выво. [c.32] Большое влияние на величину критических токов оказывают примеси, добавляемые к аргону. Заметно снижают Ом-г и /кр добавки кислорода. Углекислый газ наряду с уменьшением поверхностного натяжения повышает реактивные силы, поэтому его результирующее влияние на /кр не велико и зачастую приводит к повышению критического тока [12]. Добавки к аргону 3— 5% кислорода или 10% углекислого газа широко применяются на практике, тем более что они положительно влияют также на формирование швов и снижение их пористости. [c.33] Азот повышает поверхностное натяжение хромоникелевых аустенитных сталей [26], поэтому его добавки к аргону при сварке таких сталей увеличивают /кр [9]. Добавки водорода повышают /кр не только вследствие увеличения в некоторых случаях Ом-г (например, сталей Св-08Х20Н10Г6 и У8А [20]), но и в результате сильного охлаждающего действия на дугу, приводящего к возрастанию плотности тока в активных пятнах и увеличению по-этому реактивных сил. [c.33] Величина критического тока на прямой полярности обычно выше, чем на обратной [9]. Это объясняется большей величиной на прямой полярности реактивных сил и несколько меньшей температурой капель. Введение в состав электрода или нанесение на его поверхность небольшого количества щелочных и щелочноземельных элементов способствует значительному снижению плотности тока в катодном пятне и эффективного катодного падения напряжения, а также некоторому повышению температуры капель. Это приводит к уменьшению реактивных сил и сил поверхностного натяжения, что в свою очередь приводит к снижению критического тока, особенно значительному на прямой полярности. [c.34] Более высокая по сравнению с аргоном теплопроводность гелия (при 0°С примерно в 9 раз) вызывает сильное сжатие столба дуги, повышение плотности тока в активном пятне и реактивных сил, что обусловливает значительное увеличение критического тока. [c.34] Для сварки в среде углекислого газа характерно весьма большое влияние на перенос электродного металла реактивных сил. В. И. Дятлов объясняет это более высокой степенью сжатия дуги в углекислом газе, обусловленной усиленным ее охлаждением за счет теплопроводности и диссоциации молекул газа [8]. Реактивные силы, несмотря на сравнительно низкое поверхностное натяжение металла в углекислом газе, обусловливают крупнокапельный перенос, особенно на прямой полярности. Струйный перенос не удается получить даже при нереально больших, с точки зрений практического применения, токах. [c.34] Как уже отмечалось, при большой величине сил, препятствующих отрыву капель, изменение поверхностного или межфазного натяжения мало влияет на размеры электродных капель. Вероятно, поэтому добавки кислорода до 20—30% от расхода смеси СО2+О2, хотя и уменьшают размеры капель, не меняют, однако, общего характера переноса. [c.34] Высокая теплопроводность паров воды и водорода, затраты тепла на процессы диссоциации, низкая поверхностная активность водорода обусловливают весьма крупнокапельный перенос электродного металла при сварке в среде водяного пара. [c.35] Дуговая сварка толстопокрытыми электродами и под флюсом. В этих случаях капли покрыты достаточно толстым слоем шлака, а дуговые газы содержат большое количество продуктов диссоциации и испарения компонентов покрытия или флюса. Так как эффективный потенциал ионизации газа сравнительно невелик, реактивные силы играют значительно меньшую роль, чем при сварке в активных защитных средах. Существенно возрастает влияние на размеры капель межфазного натяжения, величина которого, как уже отмечалось, зависит от состава металла и шлака. Этой зависимостью в значительной мере объясняются различные размеры капель при использовании различных электродов, электродных проволок и флюсов. [c.35] При определенных составах металла и шлака заметное влияние оказывают электрокапиллярные явления. Ряд параметров, например длина дуги и толщина электродного покрытия, влияет на размеры капель через содержание кислорода в металле капель и шлаке. С увеличением длины дуги защита металла от кислорода воздуха, как правило, ухудшается, что приводит к снижению межфазного натяжения и размеров капель. Зависимость содержания кислорода от толщины покрытия имеет более сложный характер. [c.35] Естественно, роль сил, связанных с выделением окиси углерода и других газов внутри капель, должна уменьшаться с уменьшением в каплях содержания кислорода и углерода. В частности, она должна быть значительно меньшей при сварке электродами с фтористо-кальциевыми покрытиями (например, УОНИ-13/45), чем с руднокислыми и рутиловыми покрытиями. Следует, однако, заметить, что высказанные соображения о роли сил давления газа внутри капель базируются в основном на теоретических предпосылках и экспериментах косвенного характера. Их точная прямая экспериментальная оценка с применением даже таких методов, как скоростная рентгенокиносъемка, весьма затруднена. [c.36] При таких обстоятельствах размеры капель зависят также от состава электродного металла, шлака и температуры шлаковой ванны. В работе [31] показано, например, что повышение температуры шлака в результате увеличения напряжения на шлаковой ванне приводит к уменьшению размеров капель. [c.38] Медовар отмечает заметное влияние на межфазное натяжение при электрошлаковом переплаве электрокапиллярных явлений. Приводятся экспериментальные данные о влиянии внешнего электрического поля на размеры капель, полученные с помощью ртутной модели [32]. Вместе с тем следует учитывать, что с изменением полярности тока межфазное натяжение и размеры капель могут изменяться не только в связи с электрокапил-лярными явлениями, но и в результате изменения состава шлака, обусловленного особенностями металлургических процессов при различной полярности тока. [c.38] Влияние поверхностных сил на перенос электродного материала не ограничивается рассмотренными случаями. Кроме того, значительный практический интерес представляют влияние поверхностных явлений на плавление и перенос присадочных материалов (например, при газовой сварке, аргонодуговой сварке и сварке сжатой дугой, при плазменной наплавке порошковыми присадочными материалами и других способах). Изучение этого влияния будет способствовать более эффективному регулированию переноса электродного и присадочного материалов. [c.38] Вернуться к основной статье