11. Кинетика плавления и переноса электродного металла при сварке порошковой проволокой в среде со2 без стабилизации переноса
На рис. 14 приведены кинокадры сварочного микроцикла плавления и переноса капли электродного металла при сварке порошковой проволокой в среде СО2. Анализ кинокадров показывает, что вследствие интенсивного охлаждения столба дуги защитным газом происходит его обжатие и увеличение плотности тока. Это обстоятельство, по-видимому, несколько повышает температуру в столбе дуги, что приводит к некоторому выравниванию скоростей плавления сердечника порошковой проволоки и ее оболочки.
В момент повторного возбуждения дуги происходит интенсивное плавление электрода. Формируемая при этом капля электродного металла вытесняется, вследствие действующих на нее комплекса сил, на боковую поверхность непрерывно подаваемого электрода. Столб дуги более концентрирован по оси. Это приводит к некоторой стабилизации действия давления дуги на сварочную ванну (фазы 4, 5, 6, рис.14).
По мере увеличения размеров капли электродного металла на торце электрода, скорость теплоотвода в сторону не расплавившейся части электрода падает, что сопровождается и некоторым уменьшением силы сварочного тока, и ослаблением давления дуги на сварочную ванну. Результатом этого является уменьшение размеров кратера под дугой и сокращение длины дугового промежутка, что далее приводит к случайному короткому замыканию (фазы 7, 8, 9, рис.14).
Рис. 14. Кинокадры сварочного микроцикла плавления и переноса капли электродного металла при сварке порошковой проволокой в среде СО2 без стабилизации.
На интервале короткого замыкания происходит перетекание капли расплавленного металла в сварочную ванну, и под действием силы поверхностного натяжения и электродинамической силы формируется уменьшающаяся в размерах перемычка.
Вследствие того, что скорости плавления оболочки порошковой проволоки и ее сердечника близки, затягивания длительности короткого замыкания не происходит. Пиковое значение, до которого успевает нарасти ток короткого замыкания, несколько ниже, чем в случаях сварки проволокой сплошного сечения, описанных в разделах 4.3.4. и 4.3.5. Тем не менее, в момент повторного возбуждения имеют место электрический взрыв и газодинамический удар, что приводит к разбрызгиванию металла и повышению нестабильности процесса. Далее сварочный процесс повторяется и аналогичен описанному выше.
12. Кинетика плавления и переноса электродного металла при сварке порошковой проволокой в среде со2 при увеличенном напряжении на дуге
На рисунке 15 приведены кинокадры сварочного микроцикла плавления и переноса капли электродного металла при сварке порошковой проволокой 48ПП-8Н в среде СО2 при увеличенном напряжении на дуге.
Рис. 15. Кинокадры сварочного микроцикла плавления и переноса капли электродного металла при сварке порошковой проволокой в среде СО2 длинной дугой.
В момент повторного возбуждения дуги (фаза 1, рис. 15) происходит интенсивное плавление электрода. Вследствие действия комплекса сил на каплю расплавленного металла она вытесняется на боковую поверхность электрода, занимая пространственно неустойчивое положение (фазы 2-3-4-5-6, рис. 15). Обращает на себя внимание тот факт, что скорость плавления сердечника порошковой проволоки отстает от скорости плавления ее оболочки. Это обстоятельство приводит к действию вращательного эффекта сварочной дуги, которая перемещает каплю расплавленного металла вокруг электрода, вызывая нестабильное поведение сварочной ванны. Вследствие высокого значения давления дуги капля электродного металла вырастает до значительных размеров (фазы 4-5-6-7-8, рис. 15). Далее, в основном за счет превалирующего значения веса капли над всеми остальными силами, происходит ее отрыв и перенос электродного металла в сварочную ванну без коротких замыканий дугового промежутка. В целом плавление электродного металла протекает нестабильно, перенос его в сварочную ванну носит случайный характер, что не позволяет классифицировать сварочно-технологические свойства процесса сварки проволоками в среде СО2 с переносом без коротких замыканий дугового промежутка как удовлетворительные.