Лекція.

Тема: Перенесення металу крізь дугу, види перенесення та їх характеристика.

Електрична дуга дає яскраве світло і виділяє значна кількість тепла, яке утворюється внаслідок перетворення енергії руху частинок ^теплову енергію при зіткненні їх з анодом, катодом і один з одним. Тепло, виділяючись на аноді і катоді, розплавляє зварюваний метал і кінець електрода. В катодній та анодній зоні виділяється основна кількість тепла дуги. У самій дузі виділяється менша частина тепла, витрачається на випаровування матеріалу електрода і частково втрачається в навколишнє середовище.

Виділяючи велика кількість тепла і маючи високу температуру, електрична дуга разом з тим забезпечує дуже зосереджений нагрів металу. Тому метал під час зварювання залишається порівняно мало нагрітим вже на відстані кількох сантиметрів від зварювальної дуги.

Під дією дуги метал розплавляється на деяку глибину, зазначену на рис. 19, а буквою h і звану глибиною проплавлення або проваром.

При зварюванні на постійному струмі вугільним електродом кількість виділяється на аноді тепла становить близько 42%, на катоді близько 38% від загальної кількості тепла дуги. Решта 20% тепла виділяється в стовпі дуги. Найбільша кількість заряджених частинок викидається катодом, тому анод піддається більш сильної бомбардування частками, завдяки чому на ньому завжди виділяється більша кількість тепла.

Температура дуги також різна і становить при використанні вугільних електродів для катода близько 3200е, для анода близько 3900", при використанні сталевих електродів-для катода близько 2400е, для анода близько 2600°.

Електродний метал стікає в зварювальну ванну у вигляді крапель; при ручному дуговому зварюванні таким чином переноситься до 90% електродного металу. Решта 10% являють собою бризки і пари, значна частина яких втрачається. Дуга розплавляє електрод з досить великою швидкістю, так, наприклад, електрод довжиною 450 мм розплавляється за 1,5 - 2 хв.

Крапля розплавленого металу збирається на кінці електрода і приймає грушовидну форму. Потім у підстави краплі утворюється тонка шийка, в якій щільність струму різко збільшується, метал розігрівається, шийка робиться тонше, довше, і, нарешті, крапля стосується зварювальної ванни, на мить замикаючи електрод і метал накоротко. Шийка рветься, а тиском парів і газів крапля відкидається вперед, у напрямку до кратера. Слідом за цим дуга виникає знову, і процес утворення краплі повторюється.

В секунду з електрода на метал переноситься від 20 до 50 крапель приблизно однакового розміру. Поряд з великими краплями електродний метал переноситься на виріб також у вигляді потоку дрібних крапель (струменевий процес перенесення металу). Чим більше зварювальний струм і чим товще шар покриття на електроді, тим велика частина металу переноситься у вигляді потоку дрібних крапель. В електродах з тонким покриттям і при зварюванні на малих струмах процес перенесення в переважно крупно-крапельний. Тиском газів дуги рідкий метал відкидається з дна ванни на її бічну поверхня, що викликає утворення поглибленого кратера. Це відбувається періодично, тому рідкий метал відкладається окремими порціями, внаслідок чого поверхня шва виходить лускатої. Чим товще покрытие1" електрода, тим більше буде шар шлаку над розплавленим металом шва і тим лусочки будуть тонше, а поверхня шва - більш рівною і чистою. Особливо чиста поверхня шва виходить при автоматичної зварюванні під флюсом.

Коефіцієнтом розплавлення K.v називається кількість розплавленого електродного металу в грамах протягом однієї години, що припадає на один ампер зварювального струму. Коефіцієнт розплавлення залежить від матеріалу електродного стрижня, складу покриття, а також від роду і полярності струму. Для сталевих електродів коефіцієнт розплавлення коливається в межах від 8 до 14 м/а - год.

При зварюванні внаслідок часткового окислення киснем повітря, випаровування і розбризкування спостерігаються втрати електродного рідкого металу. Тому в наплавлений метал шва переходить лише частина електродного металу. Для підрахунку кількості наплавленого металу потрібно в наведеній вище формулі коефіцієнт розплавлення замінити меншою величиною Кт званої коефіцієнтом наплавлення. Коефіцієнт наплавлення Ки менше коефіцієнта розплавлення Кр на величину втрат електродного металу при зварюванні, становлять від 1 до 3 г/а - год. При зварюванні на змінному струмі електродами з тонким крейдяним покриттям коефіцієнт наплавлення. Кв - 6 - 7 м/а - год, а при зварюванні електродами з товстими покриттями Ки = 6,5 - 12,5 г/а • год.

Література: http://bibliograph.com.ua/svarka-rezka-metalla/16.htm