1.10.3. Реактивное давление, обусловленное интенсивным
испарением металла в пятне нагрева
Реактивное давление паров обычно препятствует отрыву капли от эле-ктрода и переходу от крупнокапельного переноса к мелкокапельному и струйному (рис. 14).
Рис. 14. Действие реактивного давления на каплю электродного металла
Установлено,
что реактивное давление паров металла
в пятне нагрева пропорционально квадрату
тока и может быть определено по
формуле, предложенной В.И. Дятловым,
(1.43)
где к — коэффициент пропорциональности, характеризующий полярность сварочного тока.
1.10.4. Электростатические силы
Электростатические силы возникают вследствие большой напряженно-сти электрического поля в анодной и катодной областях. Поскольку напря-женность столба дуги в тысячи раз меньше напряженности в приэлектрод-ных областях, создается разность давлений и течение газа от катода (или анода) в столб дуги становится подобным "электрическому ветру" с заря-женного острия. Электрическое поле высокой напряженности может де-формировать расплавленный металл, например, вытягивать металл ванны в виде конуса от катода к аноду при сварке на обратной полярности.
1.10.5. Плазменные потоки
Рядом работ установлено существенное влияние плазменных потоков на перенос металла. Природа образования плазменных потоков в дуге еще полностью не выяснена. Однако, независимо от природы потоков их роль в переносе весьма значительна и при сварке без коротких замыканий дуго-вого промежутка силы, создаваемые плазменными потоками, могут оказы-вать на перенос металла большее влияние, чем электродинамические силы. Примером может служить мелкокапельный перенос металла.
При мелкокапельном переносе металла дуга охватывает значительную часть конца электрода, который приобретает форму конуса, (рис. 15).
Рис. 15. Действие плазменных потоков на каплю электродного металла
Плазменный поток с электрода увлекает за собой пары металла и окру-жающий газ, который втягивается в дугу. Поток газа оказывает давление на каплю и способствует ее отрыву от электрода. Кроме того, из плазмы на коническую поверхность электрода будут во все большем количестве по-падать электроны, создавая предпосылки для возникновения на всей по-верхности конуса активного пятна. При развитии этого процесса все боль-шая часть сварочного тока будет проходить непосредственно через плазму, минуя каплю жидкого металла. С возникновением проводимости плазмы фактически увеличивается сечение проводника и роль сил пинч-эффекта уменьшается.
1.10.6. Влияние напряжения дуги на перенос металла
При исследовании характера переноса электродного металла основное внимание уделялось току дуги. Однако опытами установлено, что переход от крупнокапельного к мелкокапельному переносу связан также и с изме-нением напряжения дуги при постоянстве сварочного тока (рис. 16). Пере-ход от крупнокапельного переноса к мелкокапельному осуществляется в определенном диапазоне изменения напряжения дуги, который для раз-личных режимов сварки остается примерно постоянным и составляет 1,8... 2,3 В.
Рис. 16. Влияние напряжения дуги на перенос электродного металла