Анализ и совершенствование технологии ручной дуговой сварки неповоротных кольцевых стыков магистраль...
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
?о тока будет колебаться в обе стороны от положения равновесия с частотой поля. Эффект перемещения дуги в поперечном магнитном поле используется для ее вращения на конической или цилиндрической поверхности, и на нем основано несколько способов сварки. В частности, в трубопроводном строительстве применяется сварка вращающейся бегущей дугой.
Воздействие магнитогидродинамических явлений на ванну расплавленного металла можно использовать не только для регулирования глубины проплавления, но и для управления положением ванны в зазоре стыка. Для этого необходимо создать в металле вертикальные объемные силы, что вполне осуществимо. Поперечное поле позволит также управлять формированием шва в разных пространственных положениях.
1.3.1.8 Перенос металла в сварочной дуге
В зависимости от условий сварки (силы, плотности, формы, кривой тока и т.д.), можно назвать пять основных видов переноса электродного металла в дуге с плавящимся электродом (табл. 4).
Таблица 4
Основные виды переноса металла при дуговой сварке
Виды переносаТиповые примерыКрупнокапельный с замыканиями дугового промежуткаРучная дуговая сварка при плотности тока j1000 А/мм2Парами металлаПри всех видах сварки как дополнение к другим видам переноса
Характер переноса металла оказывает значительное влияние на устойчивость процесса сварки, разбрызгивание металла, формирование шва и интенсивность металлургических процессов в дуге и ванне. В большинстве случаев, особенно при автоматизированных процессах сварки, предпочтителен струйный перенос, обеспечивающий лучшее формирование и качество шва.
На расплавленный металл в дуге действуют следующие главные силы:
1)силы тяжести;
2)силы поверхностного натяжения;
3)электродинамические силы в жидком проводнике;
4)реактивные силы,
5)электростатические силы;
6)силы давления плазменных потоков и др.
Силы тяжести способствуют переносу металла при сварке в нижнем положении и препятствуют при сварке в потолочном. Они оказывают наибольшее влияние на перенос электродного металла при сварке на малых токах, когда электродинамические силы еще сравнительно невелики.
Силы поверхностного натяжения придают каплям жидкости сфероидальную форму, удерживают капли на потолке, втягивают капли металла в жидкую сварочную ванну. Оценить величину этих сил можно коэффициентом поверхностного натяжения ?, равным отношению силы, действующей на границу поверхностной пленки жидкости к длине этой границы. Чем он меньше для данного металла, тем мельче капли материала и тем более вероятен переход к струйному или мелкокапельному переносу. Соприкосновение жидкого металла с газами и шлаками может изменить его поверхностное натяжение. Например, кислород снижает поверхностное натяжение стали, поэтому при сварке в инертных газах в смесь добавляют до 5% кислорода.
При сварке на обратной полярности анодное пятно стабильно на торце жидкой капли, и с увеличением тока его плотность остается постоянной, а размер пятна растет. Поэтому перегрев капли и ее кипение наступают при меньших токах, чем на прямой полярности, когда катодное пятно беспорядочно перемещается. При увеличении плотности тока, например, при j>20А/мм2 может наблюдаться электрокапиллярный эффект, сопровождающийся понижением ? и способствующий струйному переносу металла.
Электродинамические силы пинч-эффекта сильно влияют на перенос металла, особенно при больших токах, когда они способствуют появлению плазменных потоков от мест сужения столба. Поэтому в слаботочных дугах, где эти силы малы, преобладает крупнокапельный перенос, а в сильноточных дугах струйный. Появлению струйного переноса также способствует перегрев капель, который достаточно велик, особенно при сварке на обратной полярности.
Струйный перенос особенно характерен для газоэлектрической сварки (дуговой сварки в среде защитных газов). Он сопровождается образованием конуса жидкого металла на конце электрода. При этом средний размер капель монотонно уменьшается с увеличением тока примерно по гиперболической кривой. При некотором значении тока, называемом критическим (при сварке на обратной полярности оно меньше, чем при сварке на прямой) капельный перенос переходит практически в струйный (рис. 15). Охват дугой конца электрода способствует струйному переносу с анода.
Реактивные силы, вызываемые давлением паров, обычно противодействуют начальному обрыву капли. Если эти силы имеют взрывной характер, то они могут сильно затруднить переход к струйному переносу. При сварке на обратной полярности реактивное давление меньше, чем при сварке на прямой, соответственно, условия для струйного переноса создаются при более низких токах.
Электростатические силы возникают вследствие большого градиента потенциала (напряженности поля) в переходных областях дуги, а особенно у катода. В столбе дуги напряженность в тысячи раз меньше, поэтому создается разность давлений, и течение газа от анода (катода) становится подобным электрическому ветру с заряженного острия. Разность давлений может достигать десятков паскалей. Следствием этого может быть, например, деформация металла ванны в ви