Metallöverföring i GMAW

Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om processen med metallöverföring i Gas Metal Arc Welding (GMAW).

De efterföljande metoderna för metallöverföring som sker med ökande ström i GMAW visas i figur 6.7. Med elektroder med en diameter av 1, 6 mm och mindre dominerar knippseffekten för strömmar upp till ca 200 A. Steget mellan globulära och spraymoder kännetecknas av den initiala accelerationen av droppen. Om denna acceleration är lägre än tyngdkraften så är den globell överföring annars kommer det att vara sprayöverföring.

För elektrodkabel med 1, 2 mm diameter resulterar svetsströmmen över 200 A i bildandet av droppar vid spetsen av en konisk region. Konen uppnår ett kvasi-stationärt tillstånd med den flytande metallen som strömmar in i konens bas och strömmar ut vid sin spets. Det har visat sig experimentellt att vid en elektrod med 1, 2 mm diameter bildar pennpunktspetsen för ström högre än vid vilken elektrodspetsen fullständigt uppslukas av den synliga bågrotten.

Den geometriska formen av droppen vid elektrodspetsen beror bland annat på elektrodpolariteten. Elektroden är som regel den polaritet som används för GMAW. Med denna polaritet bildar anodpunkten nästan symmetriskt runt elektrodspetsen som visas i figur 6.8 och formen av dropp eller smält region vid elektrodspetsen är motsvarande axi-symmetrisk.

Fig. 6.8 Elektroddiameter, dropp- och bågkonfigurationer för GMAW med elektrodpositiv (förstoring 9.64): ström 220 A

Vissa kommersiella GMAW-ståltrådar behandlas emellertid adekvat och kan därför användas med elektrod-negativ. Vid höga strömmar vandrar katodplatsen symmetriskt över elektrodens nedre del och producerar strömmande överföring. Vid lägre strömmar beter sig katodfläcken fortfarande på ett symmetriskt sätt, men endast elektrodens spets smälter och metallöverföringarna sänks i droppar.

Merparten av ovanstående diskussion är i samband med solid wire GMAW. Emellertid visar höghastighetsfilmer av metallöverföring i fluxkärnad bågsvetsning att överförandets karaktär varierar beroende på flödet. Till exempel med rutilflödeskärna uppträder en fin sprayliknande överföring medan en basisk flödeskärna är överföringen i relativt stora droppar som bildar asymmetriskt.

Flödet framträder delvis för överföring som ett fast material som förmodligen smälter vid överföring till svetsbassängen. Sammantaget verkar det som att med SMAW är den dominerande faktorn, både för metallöverföring och droppöverföringsfrekvens, fluxens sammansättning.

Introduktionen av pulserad GMAW på 1960-talet gav möjlighet att erhålla spridningsöverföring vid lägre medelströmmar genom att införa strömpulser för att lossa droppar med kontrollerade intervaller mot en lägre bakgrundsström som bibehöll bågen och tillät smälta droppar att bilda. Detta har gjort det möjligt att använda sprutöverföring för tunnare material och även i olika svetspositioner.

Liksom metallöverföring i konstant ström GMAW, i pulserad GMAW kan den också klassificeras i projicerat eller droppe spray och strömmande spray. Alla funktioner hos de två överföringsprocesserna är desamma både för konstant ström och pulserad GMAW. Den första droppen som överförs i pulsströmssvetsning är i droppspray-läget, men efterföljande droppar som överförs under samma strömpuls kommer att vara i strömmande spraymodus.

Tiden för bildandet och avlägsnandet av en droppe är omvänd proportionell mot toppströmens storlek men är oberoende av dess varaktighet. När nackprocessen har påbörjat droppar lossnar efter en viss tid som är Karakteristisk för tråddiametern och toppströmmen, och är oberoende av den aktuella nivån vid tidpunkten för dess frigöring.