Під час зварювання CO2 частки розплавленого металу та шлак часто розлітаються.
Форма бризок під час зварювання CO2 показана на малюнку.
Можна побачити, що існує приблизно три типи, один – бризки, викликані коротким замиканням; інший - сплеск, викликаний виділенням газу; третій — сплеск, викликаний вільним переходом.
Невеликий металевий місток утворюється на пізнішій стадії короткого замикання краплі, а сплеск, викликаний електричним вибухом, також називають звичайним сплеском короткого замикання. Цей тип бризок дуже малий за низького струму, і кількість бризок також невелика, як показано на малюнку a.
Коли сила струму велика, часто виникає миттєве коротке замикання, тобто на ранній стадії короткого замикання утворюється невеликий рідкий металевий міст, який часто викликає великий електричний вибух, як показано на малюнку b.
Коли струм великий, індуктивність петлі мала, і коли відбувається коротке замикання, легко спричинити сильне розбризкування розплавлених крапель і розплавлених басейнів, як показано на малюнку c.
В умовах сильного струму, товстого зварювального дроту та низької напруги часто використовують дугове зварювання під флюсом. Як тільки відбувається коротке замикання, розплавлена сталь у розплавленій ємності часто вимивається з утворенням бризок, як показано на малюнку d.
Внаслідок запалювання дуги або надто швидкої подачі дроту зварювальний дріт і розплавлена ванна будуть замикатися. У цей час зварювальний дріт може лопнути на частини, спричинивши розбризкування, як показано на малюнку e.
Через металургійні фактори під час зварювання розплавлена ванна та краплі заповнюються газом CO2 (або CO). Через надмірний внутрішній тиск газ виходить або вибухає, що часто супроводжується бризками, як показано на малюнках f і g.
Під час вільного переходу, завдяки скороченню дуги CO2, дуга концентрується на нижній частині краплі та змушує краплю відхилятися від осі зварювального дроту, так що, коли крапля впаде, вона відлетить у форма, що обертається, або тонка шийка між краплею та зварювальним дротом пройде. Вибухає потужний струм, у результаті чого утворюється бризок, показаний на малюнках h і k.
Причини та заходи зменшення бризок CO2 під час зварювання
Бризки є однією з основних проблем процесу зварювання CO2. Існує два основних способи утворення бризок, один – це бризки, викликані електричним вибухом моста короткого замикання; інший – бризки, викликані металургійними факторами.
Колишній радянський вчений Бінчук виявив, що коли через міст короткого замикання пропускають великий струм, міст короткого замикання перегріється і вибухне, що призведе до бризок. Його енергія накопичується за час від 100 до 150 мкс перед вибухом.
Такий вид електричного вибуху під час нормального короткого замикання (час короткого замикання > 2 мс) виникає міст короткого замикання між зварювальним дротом і розплавленою краплею (як показано на малюнку a). Коли міст руйнується, велика кількість рідини виштовхується до розплавленої ванни, і лише невелика кількість дрібних крапель стає бризками.
Зазвичай бризки невеликі, коли пікове значення струму короткого замикання невелике; навпаки, розбризкування більше, коли значення велике. У разі миттєвого короткого замикання (час короткого замикання < 2 мс) між розплавленою краплею та купою розплаву виникає міст короткого замикання (як показано на малюнку b). Бризки великих частинок, які легко прилипають до поверхні заготовки, важко видалити, і навіть пошкоджують поверхню заготовки.
Очевидно, що спосіб зменшити сплеск електричного вибуху полягає в тому, щоб спочатку уникнути миттєвого короткого замикання, тобто зменшити струм на ранній стадії короткого замикання (наприклад, придушити швидкість зростання струму короткого замикання). По-друге, зменшити піковий струм звичайного короткого замикання. Часто потрібно зменшити швидкість наростання струму короткого замикання та швидко зменшити струм короткого замикання на пізнішій стадії короткого замикання та покладатися на поверхневий натяг металу, щоб зламати невеликий міст, а потім перехід без бризок буде досягнуто.
Інший тип бризок, спричинений викидом газу або навіть вибухом, часто пов’язаний із характеристиками металургійного процесу зварювання. Заходом зниження є використання розкисленого зварювального дроту, який повинен містити достатню кількість елементів кремнію та марганцю. При високих вимогах також можна використовувати зварювальні дроти, що містять алюміній і титан. Вони пригнічують утворення газу СО.
Крім того, слід звернути увагу на очищення зварювального дроту і поверхні заготовки, а також на видалення іржі та знежирення.
