Եռակցման խորհուրդներ. Վատ եռակցում։ Ո՞րն է պատճառը։

Գործընթացային գործոններից բացի, եռակցման գործընթացի այլ գործոններ, ինչպիսիք են ակոսի չափը և ճեղքի չափը, էլեկտրոդի և աշխատանքային մասի թեքության անկյունը, ինչպես նաև միացման տարածական դիրքը, նույնպես կարող են ազդել եռակցման ձևավորման և եռակցման չափի վրա:

 

Եռակցման հոսանքի ազդեցությունը եռակցման ձևավորման վրա

 

Որոշակի պայմաններում, աղեղային եռակցման հոսանքի մեծացմանը զուգընթաց, եռակցման կարի ներթափանցման խորությունը և ամրացումը մեծանում են, իսկ եռակցման լայնությունը փոքր-ինչ մեծանում է։ Պատճառները հետևյալն են.

1) Աղեղային եռակցման եռակցման հոսանքի մեծացմանը զուգընթաց, եռակցման միացության վրա ազդող աղեղային ուժը մեծանում է, աղեղի ջերմային մուտքը եռակցման միացությանը մեծանում է, և ջերմային աղբյուրի դիրքը տեղաշարժվում է ներքև, ինչը նպաստում է ջերմության հաղորդմանը հալված ավազանի խորության ուղղությամբ և մեծացնում ներթափանցման խորությունը: Ներթափանցման խորությունը մոտավորապես համեմատական ​​է եռակցման հոսանքին: Եռակցման ներթափանցման խորությունը H մոտավորապես հավասար է Km × I-ին: Բանաձևում Km-ը ներթափանցման գործակիցն է (միլիմետրերի քանակը, որով եռակցման ներթափանցման խորությունը մեծանում է, երբ եռակցման հոսանքը մեծանում է 100 Ա-ով), որը կապված է աղեղային եռակցման մեթոդի, մետաղալարի տրամագծի, հոսանքի տեսակի և այլնի հետ, ինչպես ցույց է տրված աղյուսակ 1-1-ում:

աղեղային եռակցման մեթոդներ	էլեկտրոդի տրամագիծը/մմ	եռակցման հոսանք / Ա	լարում/Վ	եռակցման արագություն/մժ-1	ներթափանցման գործակից/մ մ-100Ա-1
վոլֆրամային արգոնային աղեղային եռակցում	3.2	100~350	10~16	6~18	0.8~1.8
պլազմային աղեղային եռակցում	1.6 ծայրակալի բացվածք	50~100	20~26	10~60	1.2~2
	3.4 ծայրակալի բացվածք	220~300	28~36	18~30	1.5~2.4
ընկղմված աղեղային եռակցում	2	200~700	32~40	15~100	1.0~1.7
	5	450~1200	34~44	30~60	0.7~1.3
միաձուլման էլեկտրոդային արգոնային աղեղային եռակցում	1.2~2.4	210~550	24~42	40~120	1.5~1.8
CO2 եռակցում	0.8~1.6	70~300	16~23	30~150	0.8~1.2
	2~4	500~900	35~45	40~80

Աղյուսակ 1-1 Հալման խորության գործակից Km տարբեր աղեղային եռակցման մեթոդների և պարամետրերի համար (եռակցման պողպատ)

 

2) Աղեղային եռակցման ժամանակ եռակցման միջուկի կամ եռակցման մետաղալարի հալման արագությունը համեմատական ​​է եռակցման հոսանքին։ Քանի որ աղեղային եռակցման ժամանակ եռակցման հոսանքի աճը հանգեցնում է եռակցման մետաղալարի հալման արագության աճի, հալված եռակցման մետաղալարի քանակը մոտավորապես համամասնորեն է աճում, մինչդեռ եռակցման լայնությունը ավելի քիչ է աճում, ուստի եռակցման ամրացումը մեծանում է։

 

3) Եռակցման հոսանքի մեծացումից հետո աղեղային սյան տրամագիծը մեծանում է։ Սակայն, աղեղի ներթափանցման խորությունը աշխատանքային մասի մեջ մեծանում է, և աղեղային կետի շարժման միջակայքը սահմանափակվում է։ Հետևաբար, եռակցման լայնության աճը համեմատաբար փոքր է։

 

Գազային պաշտպանությամբ մետաղի իներտ գազային եռակցման (MIG) դեպքում, երբ եռակցման հոսանքը մեծանում է, եռակցման ներթափանցման խորությունը մեծանում է: Եթե եռակցման հոսանքը չափազանց մեծ է, իսկ հոսանքի խտությունը՝ չափազանց բարձր, մատանման ներթափանցում առաջանալու հավանականություն կա, հատկապես ալյումին եռակցելիս:

 

Արկի լարման ազդեցությունը եռակցման ձևավորման վրա

 

Որոշակի պայմաններում, երբ աղեղի լարումը մեծանում է, աղեղի հզորությունը մեծանում է, և եռակցման միացությանը մուտքագրվող ջերմությունը նույնպես մեծանում է: Այնուամենայնիվ, աղեղի լարման աճը ձեռք է բերվում աղեղի երկարությունը մեծացնելով: Աղեղի երկարության մեծացումը հանգեցնում է աղեղի ջերմային աղբյուրի շառավղի մեծացմանը և աղեղի ջերմության ցրման աճին: Արդյունքում, եռակցման միացությանը մուտքագրվող էներգիայի խտությունը նվազում է, ուստի ներթափանցման խորությունը փոքր-ինչ նվազում է, մինչդեռ եռակցման ուլունքի լայնությունը մեծանում է: Միևնույն ժամանակ, քանի որ եռակցման հոսանքը մնում է անփոփոխ, և եռակցման մետաղալարի հալման քանակը անփոփոխ է, եռակցման ուլունքի ամրացումը նվազում է:

 

Տարբեր աղեղային եռակցման մեթոդների դեպքում՝ պատշաճ եռակցման ձևավորում ստանալու համար, այսինքն՝ համապատասխան եռակցման ձևավորման գործակից φ պահպանելու համար։ Եռակցման հոսանքը մեծացնելիս աղեղային լարումը պետք է համապատասխանաբար մեծացվի։ Պահանջվում է, որ աղեղային լարումը և եռակցման հոսանքը համապատասխան համապատասխանություն ունենան։ Սա ամենատարածվածն է սպառվող էլեկտրոդային աղեղային եռակցման դեպքում։

 

Եռակցման արագության ազդեցությունը եռակցման ձևավորման վրա

 

Որոշակի պայմաններում եռակցման արագության մեծացումը կհանգեցնի եռակցման ջերմության ներմուծման նվազմանը, դրանով իսկ նվազեցնելով ինչպես եռակցման ուլունքի լայնությունը, այնպես էլ ներթափանցումը: Քանի որ եռակցման միավոր երկարության վրա նստեցված մետաղալարի քանակը հակադարձ համեմատական ​​է եռակցման արագությանը, այն նաև հանգեցնում է եռակցման ուլունքի ամրացման նվազմանը:

Եռակցման արագությունը կարևոր ցուցանիշ է եռակցման արտադրողականության գնահատման համար: Եռակցման արտադրողականությունը բարելավելու համար պետք է մեծացնել եռակցման արագությունը: Այնուամենայնիվ, կառուցվածքային նախագծման մեջ պահանջվող եռակցման չափն ապահովելու համար, եռակցման արագությունը մեծացնելիս, եռակցման հոսանքը և աղեղային լարումը պետք է համապատասխանաբար մեծացվեն: Այս երեք մեծությունները փոխկապակցված են: Միևնույն ժամանակ, պետք է նաև հաշվի առնել, որ եռակցման հոսանքը, աղեղային լարումը և եռակցման արագությունը մեծացնելիս (այսինքն՝ բարձր հզորության եռակցման աղեղային և բարձր արագության եռակցման միջոցով), հալված ավազանի ձևավորման և պնդացման գործընթացում կարող են առաջանալ եռակցման թերություններ, ինչպիսիք են կտրվածքները և ճաքերը: Հետևաբար, եռակցման արագության աճը սահմանափակ է:

 

Եռակցման հոսանքի տեսակի, բևեռականության և էլեկտրոդի չափի ազդեցությունը եռակցման ձևավորման վրա

 

1. Եռակցման հոսանքի տեսակները և բևեռականությունները

 

Եռակցման հոսանքի տեսակները բաժանվում են հաստատուն հոսանքի և փոփոխական հոսանքի: Դրանցից ուղիղ հոսանքի աղեղային եռակցումը, կախված հոսանքի իմպուլսից, բաժանվում է հաստատուն ուղիղ հոսանքի և իմպուլսային ուղիղ հոսանքի՝ կախված բևեռայնությունից, այն բաժանվում է դրական միացման ուղիղ հոսանքի (եռակցված միացումը միացված է դրականին) և հակադարձ միացման ուղիղ հոսանքի (եռակցված միացումը միացված է բացասականին)՝ կախված բևեռայնությունից: Տարբեր հոսանքի ալիքաձևերի համաձայն, փոփոխական հոսանքի աղեղային եռակցումը բաժանվում է սինուսոիդալ փոփոխական հոսանքի և քառակուսի ալիքային փոփոխական հոսանքի: Եռակցման հոսանքի տեսակը և բևեռայնությունը կարող են ազդել աղեղից եռակցված միացմանը փոխանցվող ջերմության քանակի վրա, ուստի այն կարող է ազդել եռակցման ձևավորման վրա: Միևնույն ժամանակ, այն կարող է նաև ազդել կաթիլների փոխանցման գործընթացի և հիմնական մետաղի մակերեսին օքսիդային թաղանթի հեռացման վրա:

 

Երբ վոլֆրամե իներտ գազային աղեղային եռակցումն օգտագործվում է մետաղական նյութեր, ինչպիսիք են պողպատը և տիտանի եռակցման համար, եռակցման ներթափանցումը ամենամեծն է, երբ ուղիղ հոսանքը միացված է դրական ուղղությամբ, ներթափանցումը ամենամակերեսայինն է, երբ ուղիղ հոսանքը միացված է հակառակ ուղղությամբ, իսկ փոփոխական հոսանքը՝ երկուսի միջև։ Քանի որ եռակցման ներթափանցումը ամենամեծն է, երբ ուղիղ հոսանքը միացված է դրական ուղղությամբ, և վոլֆրամե էլեկտրոդն ունի ամենաքիչ այրման կորուստը, վոլֆրամե իներտ գազային աղեղային եռակցման դեպքում պետք է օգտագործվի ուղիղ հոսանքի դրական միացում։ Երբ վոլֆրամե իներտ գազային աղեղային եռակցման դեպքում օգտագործվում է իմպուլսային ուղիղ հոսանքային եռակցում, քանի որ իմպուլսային պարամետրերը կարող են կարգավորվել, եռակցման ձևավորման չափը կարող է կարգավորվել անհրաժեշտության դեպքում։ Երբ վոլֆրամե իներտ գազային աղեղային եռակցումն օգտագործվում է ալյումինի, մագնեզիումի և դրանց համաձուլվածքների եռակցման համար, անհրաժեշտ է օգտագործել աղեղի կաթոդային մաքրման ազդեցությունը՝ հիմնական մետաղի մակերեսին օքսիդային թաղանթը մաքրելու համար։ Փոփոխական հոսանքն ավելի լավն է։ Քանի որ քառակուսի ալիքային փոփոխական հոսանքի ալիքային պարամետրերը կարող են կարգավորվել, եռակցման ազդեցությունն ավելի լավն է։

 

Գազային մետաղական աղեղային եռակցման դեպքում, երբ ուղիղ հոսանքը հակադարձ միացված է, եռակցման ներթափանցումը և եռակցման լայնությունը երկուսն էլ ավելի մեծ են, քան ուղիղ հոսանքի դրական միացման դեպքում: Փոփոխական հոսանքի եռակցման ներթափանցումը և լայնությունը երկուսի միջև են: Հետևաբար, ընկղմված աղեղային եռակցման դեպքում, ավելի մեծ ներթափանցում ստանալու համար, որպես կանոն, օգտագործվում է ուղիղ հոսանքի հակադարձ միացում. մինչդեռ ընկղմված աղեղային մակերևույթային եռակցման դեպքում, ուղիղ հոսանքի դրական միացումն օգտագործվում է ներթափանցումը նվազեցնելու համար: Պաշտպանիչ գազով գազային մետաղական աղեղային եռակցման դեպքում, քանի որ հակադարձ ուղիղ հոսանքի միացումը ոչ միայն ունի մեծ ներթափանցման խորություն, այլև եռակցման աղեղը և կաթիլների փոխանցման գործընթացն ավելի կայուն են, քան ուղիղ հոսանքի դրական միացման և փոփոխական հոսանքի դեպքում, և այն ունի կաթոդի մաքրման ազդեցություն, այն լայնորեն օգտագործվում է: Ուղղակի հոսանքի դրական միացումը և փոփոխական հոսանքը, որպես կանոն, չեն օգտագործվում:

 

2. Վոլֆրամի էլեկտրոդի ծայրի ձևի, եռակցման մետաղալարի տրամագծի և երկարության ազդեցությունը

 

Թունի առջևի մասի անկյունը և ձևը, gsten էլեկտրոդը ավելի մեծ ազդեցություն ունեն աղեղի կոնցենտրացիայի և աղեղի ճնշման վրա: Դրանք պետք է ընտրվեն եռակցման հոսանքի և աշխատանքային մասի հաստության համաձայն: Ընդհանուր առմամբ, որքան ավելի կենտրոնացված է աղեղը և որքան մեծ է աղեղի ճնշումը, այնքան մեծ է ձևավորված ներթափանցման խորությունը, մինչդեռ եռակցման լայնությունը համապատասխանաբար նվազում է:

 

Գազային մետաղական աղեղային եռակցման դեպքում, երբ եռակցման հոսանքը հաստատուն է, որքան բարակ է եռակցման մետաղալարը, այնքան ավելի կենտրոնացված է աղեղային տաքացումը, ներթափանցման խորությունը մեծանում է, իսկ եռակցման լայնությունը փոքրանում է: Այնուամենայնիվ, իրական եռակցման նախագծերում եռակցման մետաղալարի տրամագիծը ընտրելիս պետք է հաշվի առնել նաև հոսանքի մեծությունը և եռակցման լողավազանի ձևաբանությունը՝ վատ եռակցման առաջացումից խուսափելու համար:

 

Երբ գազային մետաղական աղեղային եռակցման ժամանակ մետաղալարի երկարության երկարությունը մեծանում է, մետաղալարի երկարացված մասով անցնող եռակցման հոսանքի կողմից առաջացող դիմադրության ջերմությունը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է մետաղալարի հալման արագության աճի: Հետևաբար, եռակցման ամրացումը մեծանում է, մինչդեռ ներթափանցման խորությունը որոշ չափով նվազում է: Պողպատե եռակցման մետաղալարերի համեմատաբար մեծ դիմադրության պատճառով, պողպատե և բարակ մետաղալարերով եռակցման ժամանակ մետաղալարի երկարության ազդեցությունը եռակցման ձևավորման վրա համեմատաբար ակնհայտ է: Ալյումինե եռակցման մետաղալարերի դիմադրությունը համեմատաբար փոքր է, ուստի դրա ազդեցությունը էական չէ: Չնայած մետաղալարի երկարության երկարության մեծացումը կարող է բարելավել մետաղալարի հալման գործակիցը, հաշվի առնելով մետաղալարի հալման կայունության և եռակցման ձևավորման ասպեկտները, մետաղալարի երկարության թույլատրելի տատանումների միջակայք կա:

 

Այլ գործընթացային գործոնների ազդեցությունը եռակցման ձևավորման գործոնների վրա

 

Բացի վերը նշված գործընթացային գործոններից, եռակցման գործընթացի այլ գործոններ, ինչպիսիք են ակոսի չափը և ճեղքի չափը, էլեկտրոդի և աշխատանքային մասի թեքության անկյունը, ինչպես նաև միացման տարածական դիրքը, նույնպես կարող են ազդել եռակցման ձևավորման և եռակցման չափի վրա:

 

1. Ակոս և ճեղք

 

Երբ էլեկտրական աղեղային եռակցման միջոցով եռակցվում են ետնամասային միացումներ, սովորաբար որոշվում է բացվածքի պահպանումը, բացվածքի չափը և բացված ակոսի ձևը՝ հիմնվելով եռակցման թիթեղի հաստության վրա: Որոշակի այլ պայմաններում, որքան մեծ է ակոսի կամ բացվածքի չափը, այնքան փոքր է եռակցված եռակցման ամրացումը, ինչը համարժեք է եռակցման դիրքի անկմանը: Այս դեպքում միաձուլման հարաբերակցությունը նվազում է: Հետևաբար, բացվածք թողնելը կամ ակոս բացելը կարող է օգտագործվել ամրացման չափը կառավարելու և միաձուլման հարաբերակցությունը կարգավորելու համար: Համեմատած բացվածք թողնելու, բացվածք չթողնելու և ակոս բացելու հետ, երկուսի ջերմափոխանակման պայմանները որոշ չափով տարբեր են: Ընդհանուր առմամբ, ակոս բացելու բյուրեղացման պայմաններն ավելի բարենպաստ են:

 

2. Էլեկտրոդի (եռակցման մետաղալարի) թեքություն

 

Աղեղային եռակցման ժամանակ, էլեկտրոդի թեքության ուղղության և եռակցման ուղղության միջև եղած կապի համաձայն, այն բաժանվում է երկու տեսակի՝ էլեկտրոդի առաջ թեքություն և էլեկտրոդի հետ թեքություն: Երբ եռակցման մետաղալարը թեքված է, համապատասխանաբար թեքվում է նաև աղեղի առանցքը: Երբ եռակցման մետաղալարը թեքված է առաջ, աղեղի ուժի ազդեցությունը հալված լողավազանի մետաղը հետ մղելու վրա թուլանում է: Հալված լողավազանի հատակին գտնվող հեղուկ մետաղական շերտը դառնում է ավելի հաստ, ներթափանցման խորությունը նվազում է, այն խորությունը, որով աղեղը թափանցում է եռակցման միացում, աղեղի կետի շարժման միջակայքը լայնանում է, եռակցման լայնությունը մեծանում է, և ամրացումը նվազում է: Որքան փոքր է եռակցման մետաղալարի առաջ թեքության անկյունը α, այնքան ավելի ակնհայտ է այս ազդեցությունը: Երբ եռակցման մետաղալարը թեքված է հետ, իրավիճակը հակառակն է: Պաշտպանված մետաղի աղեղային եռակցման դեպքում հիմնականում կիրառվում է էլեկտրոդի հետ թեքության մեթոդը, և համեմատաբար տեղին է 65°-ից 80° թեքության անկյուն α-ն:

 

3. Եռակցման կտորի թեքություն

 

Եռակցման թեքությունը հաճախ հանդիպում է իրական արտադրության մեջ և կարելի է բաժանել վերելքով և վայրէջքով եռակցման։ Այս պահին, ձգողականության ազդեցության տակ, հալված լողավազանի մետաղը հակված է հոսել ներքև թեքության երկայնքով։ Վերելքով եռակցման ժամանակ ձգողականությունը նպաստում է հալված լողավազանի մետաղի արտանետմանը հալված լողավազանի պոչ, ուստի ներթափանցումը խորն է, եռակցման լայնությունը՝ նեղ, իսկ ամրացումը՝ բարձր։ Երբ վերելքի անկյունը α է 6°-ից 12°, ամրացումը չափազանց մեծ է, և երկու կողմերում հեշտությամբ առաջանում են կտրվածքներ։ Վայրէջքով եռակցման ժամանակ այս ազդեցությունը կանխում է հալված լողավազանի մետաղի արտանետումը հալված լողավազանի պոչ։ Աղեղը չի կարող խորը տաքացնել մետաղը հալված լողավազանի հատակում, ներթափանցումը նվազում է, աղեղի կետի շարժման միջակայքը լայնանում է, եռակցման լայնությունը մեծանում է, և ամրացումը նվազում է։ Եթե եռակցման թեքության անկյունը չափազանց մեծ է, դա կհանգեցնի անբավարար ներթափանցման և հալված լողավազանի հեղուկ մետաղի արտահոսքի։

 

4. Եռակցման նյութ և հաստություն

 

Եռակցման թափանցելիությունը կապված է եռակցման հոսանքի, ինչպես նաև նյութի ջերմահաղորդականության և ծավալային ջերմունակության հետ։ Որքան լավ է նյութի ջերմահաղորդականությունը և որքան մեծ է ծավալային ջերմունակությունը, այնքան ավելի շատ ջերմություն է պահանջվում մետաղի միավոր ծավալը հալեցնելու և ջերմաստիճանը նույն չափով բարձրացնելու համար։ Հետևաբար, որոշակի այլ պայմաններում, ինչպիսիք են եռակցման հոսանքը, թափանցման խորությունը և եռակցման լայնությունը կնվազեն։ Որքան մեծ է նյութի խտությունը կամ հեղուկի մածուցիկությունը, այնքան ավելի դժվար է աղեղի համար տեղաշարժել հեղուկ հալված մետաղի լողավազանը, և այնքան մակերեսային է եռակցման թափանցելիությունը։ Եռակցված մասի հաստությունը ազդում է եռակցված մասի ներսում ջերմահաղորդականության վրա։ Երբ այլ պայմանները նույնն են, եռակցված մասի հաստության մեծացմանը զուգընթաց ջերմության ցրումը մեծանում է, և նվազում են ինչպես եռակցման լայնությունը, այնպես էլ թափանցման խորությունը։

 

5. Հոսք, էլեկտրոդի ծածկույթ և պաշտպանիչ գազ

 

Հոսքերի կամ էլեկտրոդային ծածկույթների տարբեր կազմությունները հանգեցնում են աղեղի էլեկտրոդային շրջաններում տարբեր լարման անկումների և աղեղային սյան տարբեր պոտենցիալային գրադիենտների, ինչը անխուսափելիորեն կազդի եռակցման ձևավորման վրա: Երբ հոսքն ունի ցածր խտություն, մեծ մասնիկի չափս կամ փոքր կուտակման բարձրություն, աղեղի շուրջ ճնշումը ցածր է, աղեղային սյունը լայնանում է, և աղեղային կետն ունի մեծ շարժման միջակայք: Հետևաբար, ներթափանցումը փոքր է, եռակցման լայնությունը մեծ է, և ամրացումը փոքր է: Երբ հաստ աշխատանքային մասերը եռակցելու համար օգտագործվում է բարձր հզորության աղեղային եռակցում, պեմզանման հեղուկի օգտագործումը կարող է նվազեցնել աղեղի ճնշումը, նվազեցնել ներթափանցումը և մեծացնել եռակցման լայնությունը: Բացի այդ, եռակցման խարամը պետք է ունենա համապատասխան մածուցիկություն և հալման ջերմաստիճան: Եթե մածուցիկությունը չափազանց բարձր է կամ հալման ջերմաստիճանը համեմատաբար բարձր է, խարամը կունենա վատ օդափոխություն, և հեշտ է բազմաթիվ փոսիկներ առաջացնել եռակցման մակերեսի վրա, ինչը կհանգեցնի եռակցման մակերեսի վատ ձևավորման:

 

Աղեղային եռակցման համար պաշտպանիչ գազերի կազմը (օրինակ՝ Ar, He, N2, CO2) տարբեր է, և դրանց ֆիզիկական հատկությունները, ինչպիսիք են ջերմահաղորդականությունը, նույնպես տարբեր են։ Սա տարբեր է դարձնում աղեղի բևեռային շրջանի լարման անկումը և աղեղային սյան պոտենցիալի գրադիենտը, աղեղային սյան հաղորդիչ լայնական հատույթը, պլազմային հոսքի ուժը և տեսակարար ջերմային հոսքի բաշխումը։ Այս բոլոր գործոնները ազդում են եռակցման կարերի ձևավորման վրա։

 

Ամփոփելով՝ եռակցման ձևավորմանը ազդող բազմաթիվ գործոններ կան։ Լավ եռակցման ձևավորում ստանալու համար անհրաժեշտ է ընտրել համապատասխան եռակցման մեթոդներ և պայմաններ՝ հիմնվելով եռակցվող մասի նյութի և հաստության, եռակցման տարածական դիրքի, միացման ձևի, աշխատանքային պայմանների, միացման կատարողականության պահանջների և եռակցման չափի վրա։ Միևնույն ժամանակ, ամենակարևորը եռակցողի վերաբերմունքն է եռակցման նկատմամբ։ Հակառակ դեպքում, եռակցման ձևավորումը և դրա կատարողականությունը կարող են չհամապատասխանել պահանջներին, և նույնիսկ կարող են առաջանալ տարբեր եռակցման թերություններ։