Modeller av metallöverföring: 5 typer

Dessa överföringsmetoder klassificeras enligt tabell 6.1:

Det framgår av tabell 6.1 att det i grunden finns fyra sätt att överföra metall, dvs kortslutning, globulär, sprut och slagg omslagen med var och en med en eller flera variant (er).

Typ # 1. Kortslutningsöverföring:

Vid kortslutningsöverföring sker periodisk överbryggning av klyftan mellan elektroden och arbetsstycket vilket resulterar i att bågen blir släckt. Följaktligen uppstår ett stort strömflöde som resulterar i ökad uppvärmning av bron. Minskad viskositet och ytspänning, ökade elektromotoriska och hydrodynamiska krafter resulterar i överföring av smält metall från elektroden till svetsbassängen. Med överföringen av metall bryts bryggan och spänningen tenderar att hoppa till det öppna kretsvärdet och bågen är reignited.

Denna typ av kortslutning är vanligtvis förknippad med lågströmslängd och kort båglängdsvetsning med belagda elektroder, även om liknande överföringsläge också kan uppstå vid MIG-svetsning, men det är inte mycket föredraget, förutom i vissa fall såsom positionssvetsning.

Dip Transfer:

Detta är också ett kortslutningsmetod för metallöverföring, men i detta fall matas elektroden in i svetsbassängen i snabb takt så att tråden faller in i poolen innan droppen lossnar. Som vid den normala kortslutningsöverföringen stiger strömmen vid kortslutningen, vilket resulterar i överdriven uppvärmning och därmed vid kortslutning av kortslutningsbroen med överföring av metall från elektroden till matrissvetspoolen. Denna typ av överföring är associerad med GMAW, särskilt dess CO ₂ -variant.

Typ # 2. Globalt Transfer:

I det globulära sättet för metallöverföring avlägsnas smältmetalldroppen från elektrodspetsen tack vare tyngdkraften och andra krafter som verkar på den som vid kortslutningsöverföring. Den frilagda bollen strömmar under tyngdkrafts- och hydrodynamiska krafternas verkan direkt mot svetsbassängen och kallas "droppöverföring". Det finns knappast någon chans att bågen blir släckt.

Denna typ av överföring uppstår där ljusbågens längd är medellång till längd, dvs den största storleken av dråpen som produceras är inte stor nog för att orsaka kortslutning. På grund av en lång retentionstid vid elektrodlipen är droppdiametern normalt större än elektroddiametern. Dropptemperaturen är också högre än vid kortslutningsöverföring.

Byt överföring:

I det globala sättet för metallöverföring om droppen efter det att den lossnar från elektroden inte rör sig direkt mot svetsbassängen och faktiskt avvisas bort från den under verkan av vissa krafter, exempelvis omvänd plasmastråle, hänvisas det till som avstängt läge för överföring.

Denna typ av överföring anses vara otillfredsställande eftersom den resulterar i dålig överföringseffektivitet på grund av otillbörlig fördröjning av droppavlägsnande och eftersom den åtföljs av överdriven sprutning. Detta sätt för metallöverföring uppträder generellt vid CO _2- svetsning av stål med medium till lång båge längd och låg till medelstark svetsström.

Typ # 3. Spray Transfer:

Spridningsmetod för metallöverföring är normalt förknippad med hög strömdensiteter. Den höga strömtätheten leder till mycket hög temperatur hos den smälta droppen med följd sänkning av ytspänningen. När strömtätheten höjs ökar dropptillväxten proportionellt till ökningen i temperatur och elektromagnetiska krafter i form av nypeffekt blir signifikanta och uppväger ytspänningen.

Med höga nypskrämningar är elektrodens ände kramad vid alla tider. Droppar är klämda av innan de når den storlek som tillåts av ytspänningen, och det resulterar i vad som kallas sprutläge för metallöverföring. Beroende på aktuell densitet har sprayläget tre olika steg, nämligen projicerade, strömmande och roterande överföringar.

I det globala området för metallöverföring är strömmen för låg för att bilda de nödvändiga strålnings- och klämkrafterna för avlägsnande av droppen. När strömmen ökas sker övergången från globulär till projicerad spray, där dropparna avlägsnar sig från elektrodens spets när de är mycket mindre än i droppöverföring.

Den projicerade sprayen har också kallats "droppspray" och det aktuella intervallet över vilket det är operativt, i strömkällor med konstant ström, har rapporterats vara smal. Men droppspray har visat sig ge minst sprut och röka med högre depositionseffektivitet än andra varianter av sprutläge.

Vid ännu högre strömmar blir elektrodens ände avsmalnande och en fin spray av droppar strömmar av. Denna typ av överföring är associerad med välutvecklad plasmastråle, vilket framgår av ångströmmen. Denna typ av överföring kallas ibland "puckering transfer" och resulterar i pärla med "finger" penetration. Detta orsakas av bildandet av en joniseringskärna i bågkolonnen och bågkolonnens temperaturprofil avbildas av den smälta regionen på plattan.

Vid mycket höga strömmar (över 750 A) blir svetsbågen oregelbunden eftersom matningstråden börjar vibrera och bågen går i en rotationsform. Denna mekanism är mer övervägande med vissa svetsmaterial än andra. Orsaken till detta beteende kan hänföras till det faktum att den höga strömmen som strömmar i matningstråden får den att bli plast på grund av joule eller PR-uppvärmning av ledningen.

Reaktionskraften från plasmastrålen vid trådens ände skapar krafter på svetstråden som liknar dem som upplevs av ett plastslangrör, fri i ena änden, som bär högt tryckvatten. Sålunda kommer trådänden att oscillera och när tråden smälter tillbaka kommer de droppar som kommer in i plasmastrålen att matas ut vid olika vinklar i enlighet med strålningsriktningen vid den tiden.

Spridningsmetoder för metallöverföring, som beskrivs ovan, är associerade med GMAW med medel till långa båglängder. Det är ingen fråga om ljusbågsdöd vid tidpunkten för metallöverföring i dessa överföringsmetoder.

Explosiv överföring:

Ibland observeras det genom cinefotografering att dråpen är splittrad, antingen när den fortfarande ligger vid elektrodspetsen eller strax efter det att den lossnar. Denna typ av metallöverföring är känd som explosiv överföring och tillskrivs bildandet av gasbubblor i vätskedroppen vid elektrodspetsen. Bubblorna kan bildas på grund av bildandet av CO i fallet med stål och några absorberade gaser vid icke-järnmetaller.

Dessa bubblor växer och så småningom spränger och sprider små droppar bort från elektroden. Sådana sprängdroppar har observerats vid svetsning med belagda elektroder (SMAW) och med inertgasskärmad metallbågsvetsning (GMAW). Explosiv typ av metallöverföring kan leda till överdriven stänk och svetsar med dåligt utseende.

Typ # 4. Slagskyddad överföring:

Röntgenkinematografi har visat att metallöverföringen i nedsänkt bågsvetsning liknar den som observerats med nakna trådelektroder som i GMAW. Droppen efter avskiljning antingen projiceras direkt in i svetsbassängen eller kastas i sidled.

I det senare fallet berörs droppen av flusshålighetens vägg som omger bågen och glider längs den till svetsbassängen, som visas i figur 6.2. Detta resulterar i långsammare metallöverföring. Det är känt som "fluxväggenomvandlad överföring" och av de uppenbara skälen resulterar det i förbättrade reaktioner i metallslaggen.

Slagskyddad överföring sker också i fallet med elektroslagsvetsning, där det inte finns någon fast väggflödeshålighet, men elektroden smälter kontinuerligt i en pool med smält slagg med hög temperatur.

Vid fluxkärnad bågsvetsning omsluter droppar också av smält slagg, men däremot är överföringen lik den som observerats i GMAW.

Typ # 5. Metallöverföring från extra fyllnadsdir:

Metallöverföring från extra fylltråd sker när en sådan tråd eller stav används som vid gaswolframbågsvetsning, plasmabågsvetsning och gasbränsle med oxyfbränsle. Vid dessa processer smältes fyllnadsviran genom applicering av värme utan att bilda en del av den elektriska kretsen.

De krafter som verkar på den smälta droppen liknar dem i SMAW och GMAW, men den elektromagnetiska nypeffekten spelar inte någon roll genom att vara frånvarande. Överföringen kan därför inte närma sig sprutläget. Oftast används kortslutning (eller överbryggning) av metallöverföring för att maximalt utnyttja värme, men droppöverföring kan också användas, om så krävs. Globulär eller droppöverföring, vid användning, resulterar i lägre avsättningseffektivitet på grund av fördröjd avlägsnande av droppen från påfyllningstråden.