3848093875

2.2.    Przepływ spoiwa

Przepływ stopionej kropli metalu elektrody do spawanego przedmiotu możliwy jest w wyniku następujących w czasie jarzenia się łuku zjawisk fizycznych związanych z:

a)    napięciem powierzchniowym stopionego metalu;

b)    siłami ciężkości działającymi na kroplę spoiwa;

c)    siłami hydrodynamicznymi;

d)    siłami elektromagnetycznymi.

Pole magnetyczne, wytworzone przez prąd wokół elektrody, wyciska metal topiony wzdłuż jej osi w kierunku jeziorka. Siły magnetyczne starają się zmniejszyć przekrój elektrody. Zwężenie może nastąpić jednak tylko na jej końcu, gdzie metal ulega zmiękczeniu pod wpływem ciepła łuku. W przekroju zwężonym natężenie jednostkowe prądu jest największe i tu występują największe siły ściskające, proporcjonalne do kwadratu natężenia.

Ponieważ w przedmiocie spawanym gęstość prądu jest bardzo mała, wielkość sił magnetycznych na powierzchni kropli od strony jeziorka maleje do zera, dzięki czemu są one wyrzucane tylko w jednym kierunku, od elektrody ku jeziorku na przedmiocie. Jak wykazały badania, przy średnicy elektrody 5 mm i natężeniu prądu 200 A, siły wyciskające krople są znacznie większe niż przeciętny ciężar kropli. Ponadto w wysokiej temperaturze łuku niektóre składniki metalu i otuliny parują; tworzą się również dość obficie gazy, które rozprężając się gwałtownie pod wpływem ciepła wyrzucają wiszące na końcu elektrody kropelki w kierunku osi elektrody. Siły te umożliwiają przenoszenie metalu z elektrody na przedmiot we wszystkich kierunkach, również z dołu do góry przy spawaniu nad głową spawacza. W podtrzymaniu ciekłego metalu dużą rolę odgrywa również napięcie powierzchniowe. Nie wszystkie krople wyrzucane z końca elektrody trafiają do jeziorka. Nadmierne rozpryskiwanie się kropel topiącej się elektrody jest powodem strat metalu i wywołuje jego utlenianie. Zjawisko takie świadczy najczęściej o zbyt długim łuku lub o tym, że metal elektrody zawiera niepożądane zanieczyszczenia.

Napór strumienia metalu z elektrody w kierunku jeziorka (podmuch łuku) widoczny jest przy spawaniu poziomym; gdy nagle oderwie się elektrodę do góry, zastygające jeziorko metalu ma wyraźne wgłębienie, zwane kraterem.

2.3.    Budowa i struktura złącza spawanego

Złącze spawane obejmuje następujące elementy: spoinę, strefę wpływu cieplnego (SWC) i materiał rodzimy.

Spoina jest fragmentem złącza spawanego, w którym bezpośrednio odbywa się proces topienia podłoża oraz tworzenie stopu zawierającego spoiwo i materiał rodzimy. Wyróżnić w niej można:

a)    lico spoiny, czyli powierzchnię nadlewu powstałego z nadmiaru spoiwa;

b)    grań spoiny, czyli powierzchnię powstałą z wypływu stopionego spoiwa przez szczelinę złącza;

c)    strefę wtopienia, czyli tzw. wtop.

4