ВЛИЯНИЕ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕНОСА ЭЛЕКТРОДНОГО МЕТАЛЛА

С увеличением содержания кислорода в каплях при сварке электродами ЦМ-7 с различным коэффициентом веса покрытия отмечается снижение массы капли,  удерживаемой на торце электрода ( m_к ) как на прямой, так и на обратной полярности. При сварке электродами УОНИ-13/45, и в значительно меньшей мере АНО-4, увеличение толщины покрытия приводит к росту    m_к , причем этот показатель для электродов АНО-4 ниже, чем для УОНИ-13/45 в соответствии с общим содержанием кислорода в каплях. При сварке на прямой полярности величина у электродов АНО-4 несколько выше, чем на обратной полярности. Это свидетельствует о том, что масса капли, удерживаемой на торце электрода, зависит не только от силы поверхностного натяжения, но и от других сил, в частности, от электродинамической силы. Как показал Грин [ 2 ], последняя определяется не только током, но и формой и размерами капли, а также активного пятна, которое не может оставаться неизменным при увеличении толщины покрытия (относительной массы шлака).Определенное влияние может оказывать и повышение содержания паров фтористого кальция в атмосфере дуги, которое должно иметь место при увеличении К_в.п.. Фтор, образующийся при диссоциации Са F₂    имеет большое сродство к электрону. Последние, прилипая к атомам фтора, образуют фтор-ионы. При этом должно наблюдаться сжатие столба дуги и активного пятна на капле. Это обстоятельство может привести к уменьшению осевой составляющей электродинамической силы, способствующей отрыву капли, а при сильном сжатии активного пятна и столба дуги даже к изменению знака этой силы.

      Увеличению числа капель, имеющих низкое поверхностное натяжение, способствуют также силы, обусловленные потоком газов из покрытия. При увеличении К_в.п. увеличиваются размеры чашечки из нерасплавившегося покрытия, и поток газов приобретает более направленный характер. Это явление наиболее четко проявляется при сварке электродами АНО-4, когда увеличение силы поверхностного натяжения, связанное с уменьшением  содержания кислорода в каплях компенсируется увеличением  газового потока с ростом толщины покрытия, содержащего карбонат.

Р и с 

Влияние коэффициента веса покрытия на содержание кислорода в каплях, зафиксированных на торцах электрода: 1 – УОНИ-13/45; 2 – АНО-4;  3 – ЦМ-7 (постоянный ток обратной полярности)

Выводы

1. Показатели переноса электродного металла при сварке голыми стержнями существенно отличаются от таковых для покрытых электродов.
2. Величина массы капли, удерживаемой на торце электрода, зависит от соотношения сил, действующих на каплю. Уменьшение силы поверхностного натяжения путем увеличения содержания кислорода в каплях приводит к снижению  m_к.
3. Увеличение количества газов, выделяющихся при плавлении покрытия и способствующих отрыву капли, в некоторых случаях может компенсировать увеличение силы поверхностного натяжения при снижении содержания кислорода в каплях.
4. Изменение полярности или условий существования активного пятна на капле путем введения в покрытие фтористого кальция также изменяет соотношение сил, действующих на каплю, способствует удержанию больших количеств металла на торце электрода.

1. Походня И.К. Метод исследования процесса плавления и переноса электродного металла при сварке // Автоматическая сварка. – 1964. - № 2.
2. Green W.I. An analysis of transfer in gas-shielded welding arcs // Transact.  Of ALEE/ - 1960. - № 7.

Водород в сварных швах, выполненных электродами с рутиловым покрытием

Академику Борису Евгеньевичу Патону, Национальной Академии Наук Украины – 95 лет

Отделу исследований физико-химических процессов в сварочной дуге - 50

( часть1 - часть2 - часть3 )