skanuj0026

60    2. Spawanie metodą MIG/MAG

"    - r

prądu, gdy charakterystyka źródła stromo opada, oraz duża zmiana natężenia prądu, gdy charakterystyka źródła jest wznosząca.

Przy zmechanizowanym spawaniu w osłonie gazów duże znaczenie dla poprawnego przebiegu procesu ma dynamiczna charakterystyka źródła prądu, a szczególnie prędkość narastania prądu zwarcia. Decyduje ona m.in.

0    stabilności procesu, ilości rozprysków i wyglądzie lica spoiny (rys. 2.8).

Prędkością narastania prąd\£ zwarcia można sterować przez zmianę indukcyjności obwodu spawania lub. w pewnym zakresie, przez zmianę nachylenia charakterystyki źródła zasilania. Optymalna wartość indukcyjności zależy od takich czynników, jak materiał i średnica drutu elektrodowego, natężenie prądu spawania i napięcie luku oraz rodzaj gazu osłonowego.

2.2.3. Formowanie się kropli metalu elektrodowego

Podczas spawania, w wyniku miejscowego przekroczenia temperatury topnienia, na końcu elektrody zaczyna tworzyć się kropla ciekłego metalu, stopniowo powiększająca swoją masę i objętość. Na kroplę ciekłego metalu działają siły, które zarówno mogą sprzyjać, jak i przeszkadzać oddzielaniu kropli od elektrody. Oddzielenie kropli następuje, gdy sumaryczne oddziaływanie sił odrywających przewyższy sumaryczny efekt sil utrzymujących ją na końcu elektrody. Podstawowymi siłami działającymi na kroplę są: siła napięcia powierzchniowego, siła ciążenia, siły elektromagnetyczne, siły aerodynamiczne, siła reakcji par metalu z powierzchni kropli, a także, w przypadku spawania z biegunowością ujemną, siła ciśnienia jonów.

Siła napięcia powierzchniowego (F„_v) stara się utrzymać na końcu elektrody kroplę ciekłego metalu w formie z minimalną możliwą swobodną powierzchnią, która znajduje się w kontakcie z osłoną gazową. Siła ta zależy od wszystkich tych czynników, które oddziałują na energię swobodną kropli, takich jak kształt i wymiary kropli, skład chemiczny metalu kropli, temperatura i gradient temperatur na powierzchni kropli, a także skład gazu osłonowego. Jest ona proporcjonalna do średnicy drutu elektrodowego oraz napięcia powierzchniowego ciekłego metalu na granicy niclal-gaz

1    wynosi = 2nm, gdzie: r- promień kropli, o - współczynnik napięcia powierzchniowego. Jeśli nie występowały inne siły, to oderwanie kropli nastąpiłoby dopiero wówczas, gdy jej ciężar przekroczyłby silę napięcia powierzchniowego.

Siła napięcia powierzchniowego maleje przy powstawaniu tlenków na powierzchni kropli, np. podczas spawania w osłonie gazowej z dodatkami gazów aktywnych (0₂ i COj). Wskutek tego wielkość tej siły ulega istotnym zmianom w czasie formowania i oddzielania kropli.

Dzięki temu, że swobodna energia powierzchni jeziorka spawalniczego jest mała (małe pole swobodnej powierzchni w stosunku do objętości jeziorka), po nastąpieniu kontaktu kropli z powierzchnią jeziorka siła napięcia powierzchniowego dąży do wciągnięcia kropli w głąb jeziorka. Tym samym siła napięcia powierzchniowego przeszkadza oddzielaniu kropli od końca elektrody, dopóki nic nastąpi jej kontakt ż powierzchnią jeziorka, i jest siła sprzyjającą przejściu kropli po nastąpieniu takiego kontaktu.

Rysunfk 2.9. Schemat odrywania się swobodnie wiszącej kropli w polo grawitacyjnym

Siła ciążenia (F_g) jest spowodowana działaniem grawitacji i zależy od masy kropli. Określona jest zależnością: F_s = m_tg, gdzie: m* - masa kropli, g - składowa pionowa przyśpieszenia ziemskiego.

Oddziaływanie siły ciążenia jest uzależnione od wzajemnego położenia w przestrzeni elektrody oraz kropli. Podczas spawania w pozycji podoincj. gdy kropla jest zawieszona na końcu elektrody, siła ciążenia po przezwyciężeniu siły napięcia powierzchniowego powoduje oderwanie kropli (rys. 2.9). Podczas spawania w pozycji pułapowej ciężar kropli przeciwdziała jej odrywaniu.

Siły elektromagnetyczne są wywołane wzajemnym oddziaływaniem pól elektrycznego i magnetycznego, powstających w wyniku przepływu prądu elektrycznego. W przewodniku elektrycznym o zmiennym przekroju w trakcie przepływu prądu występuje siła Lorentza - osiowa składowa siły elektromagnetycznej Działa ona zgodnie z kierunkiem przepływu prądu, gdy ten płynie od przekroju mniejszego do większego, oraz niezgodnie z kierunkiem prądu, gdy płynie on od przekroju większego do mniejszego. Wielkość siły Lorentza jest proporcjonalna do natężenia prądu oraz do stosunku przekrojów przewodnika i może oddziaływać na kroplę w zróżnicowany sposób. Gdy średnica plamki elektrodowej jest mniejsza od średnicy drutu (przy małych natężeniach prądu), wówczas siła Lorentza przeciwdziała odrywaniu się kropli (rys. 2.l0a). Jeśli średnica plamki jest