I tillegg til prosessfaktorer kan andre sveiseprosessfaktorer, som sporstørrelse og gapstørrelse, helningsvinkel på elektrode og arbeidsstykke, og romlig plassering av skjøten, også påvirke sveisedannelse og sveisestørrelse.
Innflytelse av sveisestrøm på sveisedannelse
Under visse forhold, når buesveisestrømmen øker, øker inntrengningsdybden og forsterkningen av sveisesømmen, og sveisebredden øker litt. Årsakene er som følger:
1) Etter hvert som sveisestrømmen ved lysbuesveising øker, øker lysbuekraften som virker på sveisematerialet, varmetilførselen fra lysbuen til sveisematerialet øker, og varmekildens posisjon beveger seg nedover, noe som bidrar til varmeledning i smeltebadets dybderetning og øker inntrengningsdybden. Inntrengningsdybden er omtrent proporsjonal med sveisestrømmen. Sveiseinntrengningsdybden H er omtrent lik Km × I. I formelen er Km inntrengningskoeffisienten (antall millimeter som sveiseinntrengningsdybden øker med når sveisestrømmen økes med 100 A), som er relatert til lysbuesveisemetoden, tråddiameteren, strømtype osv. som vist i tabell 1-1.
| buesveisingsmetoder | elektrodediameter/mm | sveisestrøm/A | spenning/V | sveisehastighet/mh-1 | penetrasjonskoeffisient/m m-100A-1 |
| | 3.2 | 100~350 | 10~16 | 6~18 | 0,8~1,8 |
| | 1,6 dyseåpning | 50~100 | 20~26 | 10~60 | 1,2~2 |
| 3,4 dyseåpning | 220~300 | 28~36 | 18~30 | 1,5~2,4 |
| | 2 | 200~700 | 32~40 | 15~100 | 1,0~1,7 |
| 5 | 450~1200 | 34~44 | 30~60 | 0,7~1,3 |
fusjonselektrode argonbuesveising | 1,2~2,4 | 210~550 | 24~42 | 40~120 | 1,5~1,8 |
| CO2-sveising | 0,8~1,6 | 70~300 | 16~23 | 30~150 | 0,8~1,2 |
| 2~4 | 500~900 | 35~45 | 40~80 | |
Tabell 1-1 Smeltedybdekoeffisient Km for ulike lysbuesveisemetoder og parametere (sveising av stål)
2) Smeltehastigheten til sveisekjernen eller sveisetråden ved lysbuesveising er proporsjonal med sveisestrømmen. Siden økningen i sveisestrøm ved lysbuesveising fører til en økning i smeltehastigheten til sveisetråden, øker mengden smeltet sveisetråd omtrent proporsjonalt, mens sveisebredden øker mindre, slik at sveiseforsterkning øker.
3) Etter at sveisestrømmen øker, øker diameteren på buesøylen. Imidlertid øker dybden som buen trenger inn i arbeidsstykket, og bevegelsesområdet til buepunktet er begrenset. Derfor er økningen i sveisebredde relativt liten.
Ved inertgassveising med gassbeskyttet metall (MIG) øker sveiseinntrengningsdybden når sveisestrømmen øker. Hvis sveisestrømmen er for stor og strømtettheten er for høy, er det sannsynlig at fingerlignende inntrengning oppstår, spesielt ved sveising av aluminium.
Innflytelse av buespenning på sveisedannelse
Under visse forhold, når buespenningen økes, øker bueeffekten, og varmetilførselen til sveisematerialet øker også. Økningen i buespenning oppnås imidlertid ved å øke buelengden. Økningen i buelengde fører til en økning i radiusen til buevarmekilden og en økning i buevarmespredningen. Som et resultat reduseres energitettheten som tilføres sveisematerialet, slik at inntrengningsdybden reduseres litt mens bredden på sveisestrengen øker. Samtidig, siden sveisestrømmen forblir uendret og smeltemengden av sveisetråden er uendret, reduseres forsterkning av sveisetråden.
For ulike buesveisemetoder, for å oppnå riktig sveiseformasjon, det vil si å opprettholde en passende sveiseformasjonskoeffisient φ. Når sveisestrømmen økes, bør buespenningen økes tilsvarende. Det er nødvendig at buespenningen og sveisestrømmen har et passende samsvarsforhold. Dette er mest vanlig ved buesveising med forbrukselektroder.
Innflytelse av sveisehastighet på sveisedannelse
Under visse forhold vil økning av sveisehastigheten føre til en reduksjon i sveisevarmetilførselen, og dermed redusere både sveisestrengens bredde og penetrasjon. Siden mengden avsatt trådmetall per lengdeenhet av sveisen er omvendt proporsjonal med sveisehastigheten, fører det også til en reduksjon i sveisestrengforsterkning.
Sveisehastighet er en viktig indikator for å evaluere sveiseproduktiviteten. For å forbedre sveiseproduktiviteten bør sveisehastigheten økes. For å sikre den nødvendige sveisestørrelsen i konstruksjonsdesignet, bør sveisestrømmen og lysbuespenningen økes tilsvarende samtidig som sveisehastigheten økes. Disse tre størrelsene er sammenhengende. Samtidig bør det også tas i betraktning at når sveisestrømmen, lysbuespenningen og sveisehastigheten økes (det vil si ved bruk av høyeffektssveisebue og høy sveisehastighetssveising), kan det oppstå sveisefeil som underskjæring og sprekker under dannelsen av smeltebadet og størkningsprosessen til smeltebadet. Derfor er økningen i sveisehastighet begrenset.
Innflytelse av sveisestrømtype og polaritet og elektrodestørrelse på sveisedannelse
1. Typer og polariteter av sveisestrøm
Sveisestrømtypene er delt inn i likestrøm og vekselstrøm. Blant disse er likestrømsbuesveising videre delt inn i konstant likestrøm og pulset likestrøm, avhengig av om det er en puls i strømmen; den er delt inn i likestrøm med positiv kobling (sveisedelen er koblet til positiv) og likestrøm med revers kobling (sveisedelen er koblet til negativ) i henhold til polaritet. Vekselstrømsbuesveising er videre delt inn i sinusbølge-vekselstrøm og firkantbølge-vekselstrøm i henhold til forskjellige strømbølgeformer. Type og polaritet av sveisestrømmen kan påvirke mengden varmetilførsel fra buen til sveisedelen, slik at det kan påvirke sveisedannelsen. Samtidig kan det også påvirke dråpeoverføringsprosessen og fjerningen av oksidfilmen på overflaten av basismetallet.
Når wolfram-inertgassbuesveising brukes til å sveise metallmaterialer som stål og titan, er sveiseinntrengningen dypest når likestrøm kobles i positiv retning, inntrengningen er grunnest når likestrøm kobles i motsatt retning, og vekselstrøm er mellom de to. Siden sveiseinntrengningen er dypest når likestrøm kobles i positiv retning og wolframelektroden har minst brennetap, bør den positive likestrømskoblingen brukes når wolfram-inertgassbuesveising brukes til å sveise metallmaterialer som stål og titan. Når pulsert likestrømsveising brukes i wolfram-inertgassbuesveising, kan sveiseformasjonsstørrelsen kontrolleres etter behov siden pulsparametrene kan justeres. Når wolfram-inertgassbuesveising brukes til å sveise aluminium, magnesium og deres legeringer, er det nødvendig å bruke katoderengjøringseffekten til buen for å rengjøre oksidfilmen på overflaten av basismetallet. Vekselstrøm er bedre. Siden bølgeformparametrene til firkantbølge-vekselstrøm kan justeres, er sveiseeffekten bedre.
Ved gassmetallbuesveising, når likestrøm kobles til revers, er både sveiseinntrengningen og sveisebredden større enn ved positiv likestrømskobling. Inntrengningen og bredden ved vekselstrømsveising ligger mellom de to. Derfor brukes vanligvis revers likestrømskobling for å oppnå større inntrengning ved pulverbuesveising, mens positiv likestrømskobling brukes for å redusere inntrengning ved pulverbuesveising. Ved gassmetallbuesveising med dekkgass er revers likestrømskobling ikke bare en stor inntrengningsdybde, men også sveisebuen og dråpeoverføringsprosessen er mer stabil enn ved positiv likestrømskobling og vekselstrøm, og den har en katoderengjørende effekt, og den er mye brukt. Positiv likestrømskobling og vekselstrøm brukes vanligvis ikke.
2. Innflytelse av wolframelektrodespissform, sveisetråddiameter og forlengelseslengde
Vinkelen og formen på den fremre enden av tun- og gstenelektroden har større innflytelse på konsentrasjonen av lysbuen og lysbuetrykket. De bør velges i henhold til sveisestrømmen og tykkelsen på arbeidsstykket. Generelt sett, jo mer konsentrert lysbuen er og jo større lysbuetrykket er, desto større blir den dannede inntrengningsdybden, mens sveisebredden tilsvarende reduseres.
Ved gassmetallbuesveising, når sveisestrømmen er konstant, jo tynnere sveisetråden er, desto mer konsentrert er bueoppvarmingen, desto øker penetrasjonsdybden og desto mindre sveisebredde. Når man velger sveisetråddiameter i faktiske sveiseprosjekter, bør imidlertid også strømstyrken og smeltebadets morfologi tas i betraktning for å unngå dårlig sveisedannelse.
Når trådens forlengelseslengde ved gassmetallbuesveising øker, øker motstandsvarmen som genereres av sveisestrømmen som passerer gjennom den forlengede delen av tråden, noe som fører til at trådens smeltehastighet øker. Derfor øker sveiseforsterkning, mens inntrengningsdybden reduseres noe. På grunn av den relativt store resistiviteten til stålsveisetråder, er påvirkningen av trådens forlengelseslengde på sveisedannelsen relativt tydelig ved sveising med stål- og fintråd. Resistiviteten til aluminiumsveisetråder er relativt liten, så dens påvirkning er ikke signifikant. Selv om økning av trådens forlengelseslengde kan forbedre trådsmeltekoeffisienten, er det et tillatt variasjonsområde for trådens forlengelseslengde når man tar hensyn til aspektene ved trådsmeltestabilitet og sveisedannelse.
Påvirkning av andre prosessfaktorer på sveisedannelsesfaktorer
I tillegg til de ovennevnte prosessfaktorene, kan andre sveiseprosessfaktorer, som sporstørrelse og gapstørrelse, helningsvinkel på elektrode og arbeidsstykke, og romlig plassering av skjøten, også påvirke sveisedannelsen og sveisestørrelsen.
1. Spor og mellomrom
Ved sveising av støtfuger med elektrisk lysbuesveising bestemmes vanligvis om det skal reserveres et mellomrom, mellomromsstørrelsen og formen på sporet som åpnes i henhold til tykkelsen på sveiseplaten. Under visse andre forhold, jo større sporet eller mellomrommet er, desto mindre armering i den sveisede sveisen, noe som tilsvarer at sveiseposisjonen synker. På dette tidspunktet reduseres smelteforholdet. Derfor kan det å etterlate et mellomrom eller åpne et spor brukes til å kontrollere størrelsen på armeringen og justere smelteforholdet. Sammenlignet med å åpne et spor uten å etterlate et mellomrom, er varmespredningsbetingelsene noe forskjellige. Generelt sett er krystalliseringsbetingelsene for å åpne et spor gunstigere.
2. Elektrodens (sveisetrådens) helling
Under lysbuesveising deles den inn i to typer, avhengig av forholdet mellom elektrodens hellingsretning og sveiseretningen: elektrodens fremoverhelling og elektrodens bakoverhelling. Når sveisetråden helles, helles også lysbueaksen tilsvarende. Når sveisetråden helles fremover, svekkes effekten av lysbuekraften på utlading av smeltet metall bakover. Det flytende metalllaget i bunnen av smeltet blir tykkere, penetrasjonsdybden reduseres, dybden som lysbuen trenger inn i sveisestykket reduseres, bevegelsesområdet til lysbuepunktet utvides, sveisebredden økes og forsterkningen reduseres. Jo mindre den fremoverhellende vinkelen α til sveisetråden er, desto tydeligere er denne påvirkningen. Når sveisetråden helles bakover, er situasjonen motsatt. Ved lysbuesveising med skjermet metall brukes hovedsakelig elektrodens bakoverhelling, og en hellingsvinkel α mellom 65° og 80° er relativt passende.
3. Sveisestykkets helling
Sveisehelling forekommer ofte i faktisk produksjon og kan deles inn i oppoverbakkesveising og nedoverbakkesveising. På dette tidspunktet, under tyngdekraftens påvirkning, har smeltet metall en tendens til å strømme nedover langs skråningen. Ved oppoverbakkesveising bidrar tyngdekraften til å føre smeltet metall til enden av smeltet, slik at penetrasjonen er dyp, sveisebredden er smal og armeringen er høy. Når oppovervinkelen α er 6° til 12°, er armeringen for stor, og det dannes lett underskjæringer på begge sider. Ved nedoverbakkesveising forhindrer denne effekten at smeltet metall slippes ut til enden av smeltet. Buen kan ikke varme opp metallet i bunnen av smeltet, penetrasjonen reduseres, bevegelsesområdet til buepunktet utvides, sveisebredden økes og armeringen reduseres. Hvis hellingsvinkelen til sveisedelen er for stor, vil det føre til utilstrekkelig penetrasjon og overløp av flytende smeltet metall.
4. Sveisemateriale og tykkelse
Sveiseinntrengning er relatert til sveisestrøm og også til materialets varmeledningsevne og volumetriske varmekapasitet. Jo bedre materialets varmeledningsevne og jo større den volumetriske varmekapasiteten er, desto mer varme kreves for å smelte en enhetsvolum av metall og øke temperaturen med samme mengde. Derfor vil inntrengningsdybden og sveisebredden reduseres under visse andre forhold, som sveisestrøm. Jo større tetthet eller væskeviskositet materialet har, desto vanskeligere er det for lysbuen å fortrenge det flytende smeltede metallet, og desto grunnere er sveiseinntrengningen. Tykkelsen på den sveisede delen påvirker varmeledningen inne i den sveisede delen. Når andre forhold er de samme, øker varmespredningen når tykkelsen på den sveisede delen øker, og både sveisebredden og inntrengningsdybden reduseres.
5. Flussmiddel, elektrodebelegg og beskyttelsesgass
De forskjellige sammensetningene av flukser eller elektrodebelegg fører til forskjellige spenningsfall i elektrodeområdene i lysbuen og forskjellige potensialgradienter i lysbuesøylen, noe som uunngåelig vil påvirke sveiseformasjonen. Når fluksen har lav tetthet, stor partikkelstørrelse eller liten stablingshøyde, er trykket rundt lysbuen lavt, lysbuesøylen utvider seg, og lysbuepunktet har et stort bevegelsesområde. Derfor er penetrasjonen liten, sveisebredden stor og forsterkningen liten. Når høyeffekts lysbuesveising brukes til å sveise tykke arbeidsstykker, kan bruk av pimpsteinlignende fluks redusere lysbuetrykket, redusere penetrasjonen og øke sveisebredden. I tillegg bør sveiseslaggen ha passende viskositet og smeltetemperatur. Hvis viskositeten er for høy eller smeltetemperaturen er relativt høy, vil slaggen ha dårlig ventilasjon, og det er lett å danne mange fordypninger på sveiseoverflaten, noe som resulterer i dårlig sveiseoverflateformasjon.
Sammensetningen av beskyttelsesgasser for lysbuesveising (som Ar, He, N2, CO2) er forskjellig, og deres fysiske egenskaper som varmeledningsevne er også forskjellige. Dette gjør at spenningsfallet i polområdet til lysbuen og den potensielle gradienten til lysbuesøylen, det ledende tverrsnittet til lysbuesøylen, plasmastrømningskraften og fordelingen av spesifikk varmefluks er forskjellige. Alle disse faktorene påvirker dannelsen av sveisesømmer.
Kort sagt, det er mange faktorer som påvirker sveiseformasjonen. For å oppnå god sveiseformasjon er det nødvendig å velge passende sveisemetoder og sveiseforhold for sveising i henhold til materialet og tykkelsen på den sveisede delen, sveisens romlige plassering, skjøtformen, arbeidsforholdene, krav til skjøtytelse og sveisestørrelse. Samtidig er det viktigste sveiseren sin holdning til sveising! Ellers kan sveiseformasjonen og dens ytelse ikke oppfylle kravene, og det kan til og med oppstå forskjellige sveisefeil.
