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淺議電弧焊直接影響熔滴大小和過渡形式的六種作用力

日期:2019-11-19 瀏覽量:10

     一:重力。焊接時熔滴由于本身的重量而具有下垂的傾向,平焊時(F)金屬熔滴重力起促進熔滴過渡的作用。立焊(V)及仰焊(O)時,熔滴的重力阻礙熔滴向熔池過渡,成為阻力。也是仰焊熔池進行冶金反應的有害的作用力。

      二: 表面張力。表面張力是焊條(焊絲)端頭上保持熔滴的主要作用力。平焊(F)時,熔滴懸掛于焊條末端、在非短路的情況下,只有當其他力克服表面張力阻礙作用時,才能使熔滴過渡到熔池中去。所以平焊(F)時表面張力阻礙熔滴過渡,立焊(V)、橫焊(H)、仰焊(O)時,表面張力則有利于熔滴過渡。立焊(V)、仰焊(O)、橫焊(H)熔池的熔融金屬因表面張力的作用而停留在熔池中參加冶金反應,不會因本身重力脫離熔池。也可以這樣認為:熔滴和熔融金屬的表面張力完全克服了自身重力,在三種位置上都能正常的形成熔池而進行正常的冶金反應。表面張力的大小與熔滴的成份(焊絲、焊條的品質)、溫度和環境氣氛有關,與焊條、焊絲的直徑成正比。細條、細絲焊接時比粗條、粗絲焊接時熔滴過渡較為順利而穩定。在保護氣體中加入氧化性氣體(Ar-O2Ar-CO2),可以顯著的降低液體的表面張力,有利于形成細顆粒熔滴向熔池過渡。如果熔滴在沒有脫離焊條(焊絲)之前,就與熔池表面接觸(即短路過渡),這時表面張力的作用與上述恰恰相反,會促使熔滴向熔池過渡。表面張力托起和保護熔池,使之正常進行冶金反應。

     三:電磁壓縮力。當兩根平行于載流導體通過相同方向的電流時,會產生使導體相吸的電磁力。焊接時可以把焊條(焊絲)末端的液體熔滴看成由許多平行載流導體所組成,焊條(焊絲)及熔滴受到由四周向中心的電磁壓縮力,電磁壓縮力的大小和電流密度的平方成正比,無論是平焊(F)、立焊(V)、橫焊(H)、仰焊(O)電磁壓縮力的方向都是促使熔滴向熔池過渡。

     四:斑點壓力。當電極形成斑點時,由于斑點導電和導熱的特性,在斑點上產生斑點力,也稱斑點壓力。斑點壓力在一定條件下將阻礙熔滴向熔池過渡,由于陰極的斑點壓力比陽極大,所以正接極的熔滴過渡較反接極時困難。

     五: 等離子流力。在電弧中由于電弧推力引起高溫氣流運動形成的力稱為等離子流力,這種力有利于熔滴過渡。

     六:電弧氣體的吹力。焊條(藥芯焊絲)在焊接時末端的導管內形成大量的氣體、這些氣體在瞬間被電弧加熱至高溫時,體積急劇膨脹,并隨著導管方向以挺直而穩定的氣流把熔滴送入熔池中去,特別是仰焊(O)位置上,電弧吹力十分有利于熔滴向熔池過渡,同時也是仰焊熔池的托起力之一。

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     在上述的6種作用力中,有4種力特別有利于仰焊(O)、立焊(V)、橫焊(H)的熔滴過渡和熔池金屬的穩定進行冶金反應,特別要指出的是:SMAWFCAW-G藥皮的約束力也是仰焊的有利因素。仰焊是鋼結構工程中不可缺少的,在仰焊時,由于電弧產生的有效作用力托起熔池并且進行冶金反應,熔滴在有效作用力的作用下,以各種不同的方式進入熔池,這時以表面張力、電磁壓縮力、等離子流力、電弧氣體吹力、斑點壓力的共同作用下,克服了熔滴本身重力而形成熔池,藥皮在熔融金屬的最外面、它同時具有表面張力,當熔池向前移動,熔融金屬凝固將要進行時,藥皮因其熔點低凝固快的特點,提前凝固,形成托起液體金屬的封閉薄膜,除保護焊縫金屬外,還起到了成型外力作用,這時藥皮的約束力起到了十分有利成型的補充加固作用,其作用的好壞程度完全由藥皮本身的粘度和品質來決定。顯然熔滴的重力不是影響電弧焊的決定性因素,這就是電弧焊同鋁熱焊的本質區別,可以肯定地說:仰焊時熔滴本身重量不會從根本上影響仰焊技術,因此仰焊鐵水重力論是錯誤的,所以無論在理論和實踐上,仰焊技術完全應有一席之地。


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