Chuyển kim loại ở Argon

Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về quá trình chuyển kim loại trong argon với điện cực dương và âm.

Chuyển kim loại trong Argon với điện cực dương:

Thép, nhôm, đồng, niken, titan, molypden và vonfram đều thể hiện các đặc tính chuyển trơn tru với điện cực dương. Trong tất cả các kim loại này, các giọt chuyển dưới tác động của lực điện từ và kích thước giọt giảm dần khi tăng dòng hàn. Với nhôm, titan, molypden và vonfram mặc dù giọt nước giảm kích thước với dòng điện nhưng hầu như không có bất kỳ thay đổi nào trong hình dạng của sự tách rời được quan sát.

Tuy nhiên, với che chắn argon và điện cực dương, người ta thấy rằng khi dòng điện giảm, tồn tại một ngưỡng dưới đó sự chuyển kim loại trở thành hình cầu. Việc sử dụng argon chứa 1, 5% CO ₂ làm giảm đáng kể giới hạn này và, nói chung, cải thiện tính ổn định với thép không gỉ cũng như thép thông thường. Oxy dường như làm giảm sức căng bề mặt và độ nhớt của hồ nóng chảy, do đó tạo điều kiện cho việc tách giọt bằng hiệu ứng nhúm.

Đồng khác nhau một chút ở chỗ sự tách rời của giọt nước đi kèm với một chuyển động nhanh chóng của cổ. Thép và niken rời khỏi mô hình chung ở dòng điện cao trong đó phần cuối của điện cực trở nên thon và một dòng các giọt chảy từ nó.

Với molypden, có một luồng hơi thứ hai từ tấm tương tác với luồng từ điện cực mà không ảnh hưởng đến sự tách rời của giọt nước.

Chuyển kim loại trong Argon với điện cực âm:

Đối với GMAW với điện cực âm, các kim loại thường được hàn có thể được chia thành hai nhóm viz.:

(a) Thép, Nhôm, Đồng và Niken:

Với thép, nhôm, đồng và niken, kích thước giọt giảm khi tăng dòng điện nhưng ở mức độ thấp hơn so với điện cực dương. Một lực đẩy từ tấm tác dụng lên giọt nước. Lực đẩy này có liên quan đến sự hình thành điểm cực âm không đạt yêu cầu trên đầu điện cực. Hiệu ứng đẩy là ít nhất với nhôm mà có thể quan sát được nhiều điểm di chuyển nhanh chóng. Điều này dẫn đến hiện tượng nhăn (hình thành nếp nhăn) của bề mặt thả nhưng không có thay đổi đáng kể trong đường viền tổng thể của nó.

Với thép ở dòng điện thấp, hồ quang chủ yếu được khuếch tán và sự hình thành giọt vẫn không bị xáo trộn. Thỉnh thoảng hình thành điểm cực âm diễn ra làm thay đổi bề mặt thả và nâng nó lên. Với sự gia tăng dòng điện, sự chuyển kim loại có xu hướng thuộc loại phun, với đầu điện cực được làm thon như quan sát với điện cực dương, tuy nhiên tần số hình thành tại chỗ cũng tăng dẫn đến chuyển thô và không đều.

Với niken và đặc biệt là đồng, sự hình thành điểm cực âm diễn ra liên tục, điều này có hiệu quả trong việc nâng vĩnh viễn giọt nước và các tài liệu kích thước giọt không giảm theo dòng điện không giống như quan sát bằng nhôm và thép.

Nhôm khác với thép ở chỗ có dòng ngưỡng bên dưới mà giọt nhỏ và có vận tốc và gia tốc ban đầu. Ví dụ, với dây có đường kính 1 -6mm, các giọt lớn có đường kính từ 6 mm đến 3 mm và trên ngưỡng hiện tại chúng có đường kính từ 2 mm trở xuống. Ngưỡng trong trường hợp này chỉ hơn 100A. Hình 6.10 cho thấy tốc độ truyền cho ba kích cỡ điện cực nhôm khác nhau.

(b) Titanium, Vonfram và Molypden:

Với titan, vonfram và molypden, sự chuyển kim loại được đặc trưng bởi các điểm cực âm ổn định hơn nhiều và các giọt có kích cỡ khác nhau. Ở dòng chảy thấp, những giọt lớn được hình thành tách ra mà không có bất kỳ bằng chứng nào về lực tách rời tác động lên chúng. Với titan, điểm cực âm di chuyển tương đối chậm trên bề mặt giọt nước và giọt nước bị đẩy nhẹ ra khỏi gốc hồ quang.

Khi dòng điện tăng lên, điện cực bắt đầu tan nhanh và ban đầu phun ra những giọt nhỏ liên tục. Kim loại nóng chảy không bị loại bỏ nhanh như khi nó được hình thành và điều đó dẫn đến sự phát triển của một giọt lớn ở đầu điện cực, ngăn cản sự truyền các giọt nhỏ. Các giọt lớn được hình thành được kéo dài với đáy có sự hình thành đầu. Cuối cùng, giọt nước phát triển đến kích thước không ổn định và bị tách ra, và chu kỳ được lặp lại.

Với sự gia tăng hơn nữa hiện nay, quá trình chuyển kim loại vẫn ít nhiều không thay đổi nhưng sự phát xạ của các giọt nhỏ vẫn tiếp tục trong suốt. Hiện tượng chuyển động hồ quang chậm kèm theo lực đẩy của giọt lớn được quan sát ngay cả ở phạm vi dòng cao hơn với titan, và ở một mức độ hạn chế với molypden nhưng không phải với vonfram.

Ngoài các đặc điểm được mô tả ở trên về chuyển kim loại trong GMAW, người ta còn thấy rằng áp suất hơi, độ dẫn nhiệt, điểm nóng chảy và bản chất của khí bảo vệ cũng đóng vai trò quan trọng.

Đối với các kim loại áp suất hơi thấp có che chắn argon và điện cực dương, chuyển hình cầu thay đổi thành truyền phun với dòng điện tăng. Điều này là do sự hình thành của máy bay phản lực plasma ở dòng điện cao hơn. Nếu kim loại có độ dẫn nhiệt cao, ví dụ nhôm và đồng, kích thước rơi sẽ giảm theo dòng điện mà không có bất kỳ thay đổi nào về hình học của đầu điện cực.

Nhưng nếu độ dẫn nhiệt thấp hơn, ví dụ như thép, đầu điện cực trở nên thon và một tia nhỏ giọt được phát ra do kết quả của lực điện từ (Lực Lorentz) làm cho chất lỏng rơi xuống đầu thon.

Nếu kim loại có áp suất hơi cao, ví dụ như magiê, kẽm và cadmium, thì giọt hồ quang bị đẩy ra khỏi bể hàn, bất kể phân cực điện cực. Điều này được quy cho lực đẩy phản ứng ngược của dòng hơi phát hành.

Với che chắn argon và điện cực âm, các kim loại có điểm nóng chảy thấp thể hiện chế độ truyền bị đẩy lùi. Điều này chủ yếu là do cơ chế phát xạ điện tử, mặc dù lực Lortenz trong lực rơi và lực đẩy ngược của dòng hơi cũng gây ra lực đẩy.

Trong các khí phân tán, như CO ₂, sự chuyển kim loại thuộc loại hình cầu vì không có tia plasma cần thiết để truyền phun. Điều này là do mức tiêu thụ năng lượng cao trong cột hồ quang để phân tách khí và ngăn hồ quang leo lên lên điện cực là cấu hình cần thiết cho sự hình thành phản lực plasma. Tuy nhiên, tình trạng này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng lớp phủ phát xạ.