Chuyển giao kim loại trong GMAW

Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về quá trình chuyển kim loại trong Gas Metal Arc Hàn (GMAW).

Các chế độ chuyển giao kim loại liên tiếp diễn ra với dòng điện tăng dần trong GMAW được hiển thị trong Hình 6.7. Với các điện cực có đường kính từ 1, 6 mm trở xuống, hiệu ứng chụm chiếm ưu thế đối với dòng điện lên tới khoảng 200 A. Giai đoạn giữa chế độ hình cầu và phun được phân biệt bởi gia tốc ban đầu của giọt nước. Nếu gia tốc này thấp hơn trọng lực thì đó là chuyển cầu nếu không nó sẽ là truyền phun.

Đối với dây điện cực có đường kính 1, 2 mm, dòng hàn trên 200 A dẫn đến sự hình thành các giọt ở đầu của một khu vực hình nón. Hình nón đạt được trạng thái đứng yên với kim loại lỏng chảy vào đế của hình nón và chảy ra ở đầu của nó. Người ta đã chứng minh bằng thực nghiệm rằng đối với điện cực thép có đường kính 1, 2 mm, đầu bút chì hình thành cho dòng điện cao hơn tại đó đầu điện cực bị nhấn chìm hoàn toàn bởi gốc hồ quang nhìn thấy được.

Dạng hình học của sự sụt giảm ở đầu điện cực phụ thuộc vào, trong số các yếu tố khác, độ phân cực của điện cực. Như một điện cực quy tắc dương là cực được sử dụng cho GMAW. Với cực tính này, điểm cực dương hình thành gần như đối xứng xung quanh đầu điện cực như trong hình 6.8 và dạng của vùng rơi hoặc nóng chảy ở đầu điện cực tương ứng với trục đối xứng.

Hình 6.8 Cấu hình dây, giọt và hồ quang điện cực cho GMAW với điện cực dương (Độ phóng đại 9.64): dòng điện 220 A

Tuy nhiên, một số dây thép GMAW thương mại được xử lý đầy đủ và do đó, có thể được sử dụng với điện cực âm. Ở dòng điện cao, điểm cực âm đi lang thang đối xứng qua phần dưới của điện cực và tạo ra sự truyền phát. Ở dòng điện thấp hơn, điểm cực âm vẫn hành xử theo kiểu đối xứng, tuy nhiên chỉ có đầu điện cực tan chảy và kim loại chuyển thành giọt.

Hầu hết các cuộc thảo luận ở trên có liên quan đến GMAW dây rắn. Tuy nhiên, các bộ phim tốc độ cao của chuyển kim loại trong hàn hồ quang có từ thông cho thấy rằng đặc tính của sự chuyển đổi thay đổi tùy theo thông lượng. Ví dụ, với lõi thông lượng rutile, sự chuyển đổi giống như phun mịn xảy ra trong khi với lõi thông lượng cơ bản, sự chuyển đổi nằm trong các giọt tương đối lớn hình thành không đối xứng.

Thông lượng xuất hiện một phần để chuyển dưới dạng vật liệu rắn có lẽ tan chảy khi chuyển vào bể hàn. Nhìn chung, có vẻ như với SMAW, yếu tố chi phối, cả về chuyển giao kim loại và tần số truyền giọt, là thành phần của từ thông.

Sự ra đời của GMAW xung vào năm 1960 đã mang đến cơ hội có được sự truyền phun ở các dòng trung bình thấp hơn bằng cách đưa các xung hiện tại để tách các giọt trong các khoảng thời gian được kiểm soát, chống lại dòng điện nền thấp hơn duy trì hồ quang và cho phép các giọt nóng chảy hình thành. Điều này đã làm cho nó có thể sử dụng chuyển phun cho các vật liệu mỏng hơn và ở các vị trí hàn khác nhau.

Giống như chuyển kim loại trong GMAW hiện tại không đổi, trong GMAW xung, nó cũng có thể được phân loại thành phun hoặc phun phun và phun trực tuyến. Tất cả các tính năng của hai quá trình chuyển đều giống nhau cho cả GMAW dòng và xung không đổi. Các giọt đầu tiên được truyền trong hàn dòng xung là ở chế độ phun rơi nhưng các giọt tiếp theo được truyền trong cùng một xung hiện tại sẽ ở chế độ phun trực tuyến.

Thời gian cho sự hình thành và tách ra của một giọt tỷ lệ nghịch với độ lớn của dòng điện cực đại nhưng không phụ thuộc vào thời gian của nó. Khi quá trình thắt cổ đã bắt đầu các giọt tách ra sau một thời gian cụ thể, đặc trưng cho đường kính dây và dòng điện cực đại, và không phụ thuộc vào mức hiện tại tại thời điểm tách ra.