3.噴射過渡

噴射過渡的特點是在大的電流密度和一定弧長的條件下,液體金屬以很細的顆粒、很高的頻率沿著電弧的軸線,自焊絲射向熔池。噴射過渡有射滴過渡和射流過渡兩種形式。

射滴過渡時,過渡熔滴的直徑與焊絲直徑相近,並沿焊絲軸線方向過渡到熔池中,這時的電弧呈鍾罩形,焊絲端部熔滴大部分或全部被弧根所籠罩。射流過渡在一定條件下形成,其焊絲端部的液態金屬呈“鉛筆尖”狀,細小的熔滴從焊絲尖端一個接一個地向熔池過渡。射流過渡的速度極快,脫離焊絲端部的熔滴加速度可達到重力加速度的幾十倍。

噴射過渡具有電弧穩定,沒有飛濺,電弧熔深大,焊縫成形好,生產率高等優點,因此適用粗絲氣體保護焊。如果獲得噴射過渡以後繼續增加電流到某一值時,則熔滴做高速螺旋運動,叫做旋轉噴射過渡。

二、參與熔滴過渡的力

熔滴過渡是由作用於液體熔滴上的外力所引起,參與熔滴過渡的作用力如下:

(1)熔滴的重力。任何物體都會因為本身的重力而具有下垂傾向。平焊時,金屬熔滴的重力起促進熔滴過渡的作用,但是在立焊及仰焊時,熔滴的重力成為反向的力,阻礙了熔滴向熔池過渡。

(2)表麵張力。焊絲金屬熔化後,在表麵張力的作用下,形成球滴狀懸掛在焊條末端,隻有當其他力超過平麵張力時,才能促使熔滴過渡到熔池中去。平焊時,表麵張力不利於熔滴過渡,原因是熔池金屬不易滴落;另外當焊絲末端熔滴與熔池金屬接觸時,由於表麵張力的作用而將熔滴拉入熔池。

表麵張力的大小與多種因素有關,如焊絲直徑越大,焊條末端液滴的表麵張力也越大;液體金屬溫度越高,其表麵張力越小;在保護氣體中加入氧化性氣體,可以顯著降低液體金屬的表麵張力。

(3)電磁力。根據電磁效應原理,焊絲及熔滴上受有四周向中心的電磁力。在電磁壓縮力的作用下,促使熔滴很快脫離焊條末端並向熔池過渡。這樣,就保證了熔滴在任何空間位置都能順利過渡到熔池。

另外,由於焊絲金屬的電流密度大於焊件的電流密度,在焊絲上所產生的磁場強度大於焊件上所產生的磁場強度,因此產生一個沿焊條縱向的電場力。它們的作用方向是由磁場強度大的地方指向磁場強度小的地方,所以無論焊縫的空間位置如何,始終是有利於熔滴向熔池過渡的。

焊接時,一般焊絲上的電流密度比較大,所以電磁力是焊接過程中促使熔滴過渡的一個主要作用力。在氣體保護焊時,通過調節焊接電流密度來控製熔滴尺寸,是工藝上的一個主要手段。

(4)極點壓力。在焊接電弧中的帶電微粒主要是電子和陽離子。由於電場的作用,電子向陽極運動,陽離子向陰極運動。這些帶電質點撞擊在兩極的輝點上,便產生了機械壓力,這個力稱為極點壓力。它是阻礙熔滴過渡的力。

在直流正接時,阻礙熔滴過渡的是陽離子的壓力。反接時,阻礙熔滴過渡的是電子的壓力。由於陽離子比電子的質量大,所以陽離子流的壓力要比電子流的壓力大。因此反接時,容易產生細顆粒過渡,而正接時則不容易,這是由極點壓力不同而引起的。

三、熔滴過渡的影響因素

在焊接過程中,過渡熔滴的大小是不一樣的。焊絲的含碳量、焊條的塗藥成分及焊接電流等都能影響熔滴的大小。

(1)電流強度的影響。電流強度增大時,增強了焊條(或焊絲)端麵的加熱作用,提高了金屬的溫度,減小了熔滴的表麵張力,致使熔滴變小。

(2)焊絲成分的影響。焊絲中含碳量增加,在高溫時生成一氧化碳氣體,由於氧化的加強,氣體的壓力使較大的熔滴爆破成許多細小的熔滴。另外,隨著焊絲中含碳量的增加,金屬的熔點及黏性會降低,故增加過渡金屬的流動性,使熔滴分裂成細小的熔滴。

第三節 熔化極氬弧焊的焊接設備

一、半自動熔化極氬弧焊

半自動熔化極氬弧焊主要有主電路係統、供氣係統、水路係統、控製係統和焊槍等部分組成。

1.焊接電源

為使電弧穩定,減少飛濺,獲得良好的焊縫成形,熔化極氬弧焊機均采用直流電源。半自動熔化極氬弧焊時,采用的焊絲直徑小於2.5mm,這時的焊接電流密度大,電弧靜特性線是上升的,因此應選用具有平特性的電源配以等速送絲係統。

2.送絲係統

按使用焊絲直徑的不同,送絲係統可分為等速送絲和變速送絲兩種形式。焊絲直徑大於或等於3mm時采用變速送絲方式,焊絲直徑小於或等於2.4mm時采用等速送絲方式。

通常采用等速送絲係統,要求送絲速度均勻穩定;調速方便,結構牢固輕巧。

(1)送絲方式。送絲方式可分為推絲式送絲、拉絲式送絲和推拉式送絲三種方式。

①推絲式送絲。焊槍與送絲機構是分開的,焊絲經一段軟管送到焊槍中。這種焊槍的結構簡單,輕便,但焊絲通過軟管時受到的阻力大,因而軟管長度受到限製,通常隻能離送絲機3~5m的範圍內操作。

②拉絲式送絲。送絲機構與焊槍合為一體,設有軟管,送絲阻力小,速度均勻穩定,但焊槍結構複雜,重量大,焊工操作時的勞動強度大。