Окрім факторів процесу, інші фактори процесу зварювання, такі як розмір канавки та розмір зазору, кут нахилу електрода та заготовки, просторове положення з’єднання тощо, також можуть впливати на формування зварного шва та розмір зварного шва.
1. Вплив зварювального струму на формування шва
За деяких інших умов із збільшенням струму дугового зварювання глибина проплавлення і залишкова висота шва збільшуються, а ширина проплавлення трохи збільшується. Причини цього такі:
1) У міру збільшення зварювального струму дугового зварювання сила дуги, що діє на зварний виріб, збільшується, надходження тепла дуги до зварного виробу збільшується, а положення джерела тепла переміщується вниз, що сприяє передачі тепла до глибину басейну розплаву і збільшує глибину проникнення. Глибина провару приблизно пропорційна зварювальному струму, тобто глибина провару H приблизно дорівнює Km×I. У формулі Km — це коефіцієнт проникнення (кількість міліметрів, на яку зварювальний струм збільшується на 100 А для збільшення проникнення шва), який пов’язаний із методом дугового зварювання, діаметром дроту, типом струму тощо. Див. таблицю {{2 }}.
2) Швидкість плавлення сердечника або дроту дугового зварювання пропорційна зварювальному струму. Зі збільшенням зварювального струму дугового зварювання швидкість плавлення зварювального дроту збільшується, і кількість плавлення зварювального дроту збільшується приблизно пропорційно, тоді як збільшення ширини плавлення менше, тому висота зварювального шва збільшується.
3) Коли зварювальний струм збільшується, діаметр стовпа дуги збільшується, але глибина дуги в заготовці збільшується, а діапазон переміщення плями дуги обмежений, тому збільшення ширини плавлення невелике.
При дуговому зварюванні металу в захисному газі збільшується зварювальний струм і збільшується 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 шва
За деяких інших умов, коли напруга дуги збільшується, потужність дуги відповідно збільшується, а надходження тепла зварним виробом збільшується. Однак підвищення напруги дуги досягається збільшенням довжини дуги. Збільшення довжини дуги збільшує радіус джерела тепла дуги, розсіювання тепла дуги збільшується, а щільність енергії вхідного зварного виробу зменшується, тому глибина проплавлення трохи зменшується, а глибина проплавлення збільшується. У той же час, оскільки зварювальний струм залишається незмінним, ступінь плавлення зварювального дроту в основному не змінюється, що зменшує висоту зварного шва.
Для різних методів дугового зварювання Росія та Японія повинні отримати відповідне утворення зварного шва, тобто підтримувати відповідний коефіцієнт утворення зварного шва φ, відповідним чином збільшити напругу дуги, збільшуючи зварювальний струм, і вимагати відповідного співвідношення між напругою дуги та зварювальний струм. . Це найчастіше зустрічається при дуговому зварюванні розплавленим електродом.
3. Вплив швидкості зварювання на формування шва
За деяких інших умов збільшення швидкості зварювання призведе до зменшення підведення тепла зварювання, таким чином зменшуючи ширину зварного шва та глибину проплавлення. Оскільки кількість наплавленого металевого дроту на одиницю довжини зварного шва обернено пропорційна швидкості зварювання, це також призводить до зменшення висоти зварного шва.
Важливим показником для оцінки продуктивності зварювання є швидкість зварювання. Щоб підвищити продуктивність зварювання, необхідно збільшити швидкість зварювання. Однак, щоб забезпечити розмір зварного шва, необхідний конструкцією конструкції, зварювальний струм і напруга дуги повинні бути відповідно збільшені при збільшенні швидкості зварювання. Ці три величини пов’язані одна з одною. У той же час слід також враховувати, що при підвищенні зварювального струму, напруги дуги і швидкості зварювання (тобто зварювальної дуги великої потужності, зварювання на високій швидкості зварювання) можуть виникнути зварювальні дефекти в процесі формування розплаву. і під час процесу затвердіння розплавленої ванни, такого як шліфування. 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 струм і імпульсний постійний струм відповідно до наявності або відсутності імпульсу струму; відповідно до полярності він поділяється на DC позитивне з'єднання (зварювальна частина підключена до плюса) і DC зворотне з'єднання (зварювальна частина з'єднана з мінусом). Дугове зварювання змінним струмом поділяється на змінний струм із синусоїдальною та прямокутною хвилями відповідно до різних форм струму. Тип і полярність зварювального струму впливають на кількість тепла, що підводиться дугою до зварного виробу, тому це може впливати на формування зварного шва, а також впливати на процес перенесення крапель і видалення оксидної плівки на поверхні основного металу.
Коли дугове аргоновольфрамове зварювання використовується для зварювання сталі, титану та інших металевих матеріалів, глибина проплавлення зварного шва, утвореного при підключенні постійного струму, є найбільшою, а проплавлення є найменшим, коли постійний струм змінюється, а змінний струм знаходиться між два. Оскільки проплавлення зварного шва є найбільшим під час зварювання постійним струмом, а втрати вольфрамового електроду найменші, зварювання постійним струмом слід використовувати при зварюванні сталі, титану та інших металевих матеріалів. Коли зварювання TIG використовує імпульсне зварювання постійним струмом, оскільки параметри імпульсу можна регулювати, розмір формування зварювального шва можна контролювати за потреби. При зварюванні алюмінію, магнію та їх сплавів аргонно-вольфрамовою дугою необхідно використовувати ефект катодного очищення дуги для очищення оксидної плівки на поверхні основного металу. Краще використовувати AC. Оскільки параметри форми прямокутної хвилі змінного струму регулюються, ефект зварювання кращий. .
При дуговому зварюванні плавленням електродом глибина проплавлення та ширина зварювання зворотного з’єднання постійного струму більші, ніж у позитивного з’єднання постійного струму, а глибина провару та ширина зварювання змінним струмом знаходяться між ними. Тому при зварюванні під флюсом використовується зворотне підключення постійного струму для отримання більшої глибини проплавлення; у той час як при зварюванні під флюсом, пряме з’єднання постійного струму використовується для зменшення глибини проплавлення. У дуговому зварюванні в захисному газі він широко використовується, оскільки зворотне з’єднання постійного струму не тільки має велику глибину провару, але також процес зварювання дуги та краплинного перенесення є більш стабільними, ніж позитивне з’єднання постійного струму та змінного струму, і мають катод миючий ефект, тому широко використовується. Зв'язок взагалі не використовується.
2). Вплив форми наконечника вольфрамового електрода, 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 більша концентрація дуги і чим вищий тиск дуги, тим більша глибина проплавлення та відповідне зменшення ширини проплавлення.
При дуговому зварюванні газовим металом, коли зварювальний струм постійний, чим тонший зварювальний дріт, тим більш концентрований нагрів дуги, збільшується глибина проплавлення і зменшується ширина проплавлення. Однак, вибираючи діаметр дроту в реальному зварювальному проекті, також слід враховувати поточний розмір і форму ванни розплаву, щоб уникнути поганого формування зварного шва.
Коли довжина подовження зварювального дроту при дуговому зварюванні MIGAW збільшується, тепло опору, що утворюється зварювальним струмом через подовжену частину зварювального дроту, збільшується, так що швидкість плавлення зварювального дроту збільшується, тому залишкова висота зварювання шов збільшується, а глибина проплавлення зменшується. Через відносно великий питомий опір сталевого дроту вплив довжини подовженого дроту на формування зварного шва очевидний при зварюванні сталі та тонкого дроту. Питомий опір алюмінієвого зварювального дроту відносно малий, і його вплив не великий. Хоча збільшення довжини подовження зварювального дроту може покращити коефіцієнт плавлення зварювального дроту, існує допустимий діапазон зміни довжини подовження зварювального дроту з урахуванням стабільності плавлення зварювального дроту та формування зварювального шва.
5. Вплив інших факторів процесу на фактори формування зварного шва
На додаток до вищезгаданих 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). Паз і зазор
При зварюванні стикових з'єднань дуговим зварюванням зазвичай визначають наявність зазору, величину зазору і форму канавки відповідно до товщини зварюваної пластини. За деяких інших умов, чим більший розмір канавки або зазору, тим менша залишкова висота зварного шва, що еквівалентно зменшенню положення зварювального шва, і в цей час коефіцієнт плавлення зменшується. Таким чином, зазор або скіс можна використовувати для контролю розміру звису та регулювання коефіцієнта зварювання. Порівняно з фаскою з зазором і без зазору, умови тепловіддачі обох дещо відрізняються. Загалом умови кристалізації фаски є більш сприятливими.
2). Нахил електрода (зварювального дроту).
Під час дугового зварювання, відповідно до співвідношення між напрямком нахилу електрода та напрямком зварювання, його можна розділити на два типи: нахил електрода вперед і нахил електрода назад. При нахилі зварювального дроту вісь дуги також нахилена відповідно. При нахилі зварювального дроту вперед вплив сили дуги на зворотний розряд розплавленої ванни послаблюється, шар рідкого металу на дні розплавленої ванни стає товщі, глибина проплавлення зменшується, глибина дуги в зварний виріб зменшується, діапазон переміщення плями дуги розширюється, а ширина плавлення зменшується. збільшується, залишкова висота зменшується. Чим менший кут нахилу дроту вперед, тим очевидніший ефект. Коли дріт нахилена назад, все навпаки. У електродуговому зварюванні здебільшого використовується метод нахилу електрода назад, а кут нахилу більше підходить від 65 градусів до 80 градусів.
3). Зварювальний кутник
У фактичному виробництві часто зустрічається нахил зварювальних виробів, які можна розділити на зварювання під гору та зварювання вниз. У цей час розплавлений метал басейну прагне стікати вниз по схилу під дією сили тяжіння. Під час зварювання вгору сила тяжіння допомагає розплавленому металу ванни витікати в хвіст розплавленої ванни, тому глибина проплавлення велика, ширина плавлення вузька, а надлишкова висота велика. Коли кут підйому становить 6 градусів -12 градусів, надлишкова висота є занадто великою, і з обох боків легко виникають підрізи. Під час зварювання під ухилом цей ефект запобігає скиданню розплавленого металу ванни до хвостової частини ванни, і дуга не може глибоко нагріти метал на дні ванни розплаву. 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 краще теплопровідність матеріалу і чим більше об'ємна теплоємність, тим більше тепла потрібно для розплавлення металу на одиницю об'єму і підвищення тієї ж температури. Тому за певних умов, таких як зварювальний струм, глибина проплавлення та ширина проплавлення зменшуються. Чим більша щільність матеріалу або в’язкість рідини, тим важче дузі витіснити метал у ємності рідкого розплаву, і тим дрібнішим є 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
Склад флюсу або електродного покриття є різним, що призводить до різного падіння напруги на дузі та градієнта 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, стовп дуги розширюється, а діапазон переміщення плями дуги великий, тому глибина проникнення мала, плавлення ширина велика, а залишкова висота мала. Коли дугове зварювання високої потужності використовується для зварювання товстих деталей, використання пемзоподібного флюсу може зменшити тиск дуги, зменшити глибину проплавлення та збільшити ширину плавлення. Крім того, зварювальний шлак повинен мати відповідну в'язкість і температуру плавлення. Якщо в'язкість занадто висока або температура плавлення занадто висока, шлак буде погано вентилюватися, і на поверхні зварного шва легко утворювати багато ямок тиску, і поверхня зварного шва погіршиться.
Склад захисного газу (наприклад, Ar, He, N2, CO2) для дугового зварювання відрізняється, і його фізичні властивості, такі як теплопровідність, відрізняються, що робить падіння тиску на полюсі дуги та градієнт потенціалу стовпа дуги, стовп дуги є провідним. поперечний переріз, сила потоку плазми. , питомий розподіл теплового потоку тощо, що впливає на формування зварного шва.
Коротше кажучи, існує багато факторів, що впливають на формування зварного шва. Для того, щоб отримати хороше утворення зварного шва, необхідно вибрати відповідно до матеріалу та товщини зварного шва, просторового положення зварного шва, форми з’єднання та вимог до умов роботи щодо продуктивності з’єднання та розміру зварного шва. Для зварювання використовуються відповідні способи зварювання та умови зварювання, а головне – ставлення зварювальника до зварювання! В іншому випадку формування зварного шва і його характеристики можуть не відповідати вимогам і навіть можуть з'явитися різні дефекти зварювання.
