Metalltransfer- und Schweißcharakteristik
Die Art der Metallübertragung kann das Ausmaß des Verlusts von Legierungselementen beeinflussen, wodurch die metallurgischen Eigenschaften des Schweißgutes verändert werden. Sie kann auch das Verhältnis der Schweißnahtbreite (W) zum Durchbruch (P) beeinflussen, was als Schweißnahtdurchdringungsformfaktor oder "Aspekt" bezeichnet wird, sowie das physikalische Erscheinungsbild des Wulstes, insbesondere die Welligkeitsbildung.
Metallurgische Effekte:
Die Übertragung von Metall von der Elektrode zur Bearbeitung erfolgt durch einen Temperaturbereich des Lichtbogens mit einem Temperaturbereich von 6000 ° C bis 20.000 ° C, abhängig von dem Metall und dem Schweißprozess. Die Menge des verdampften Metalls hängt nicht nur von der Temperatur ab, sondern auch von der Zeit, die ein Tropfen benötigt, um die Entfernung von der Elektrode zum Schweißbad zurückzulegen. Die Bogenlänge spielt somit eine entscheidende Rolle.
Im Kurzschlussmodus wird das Metall durch Überbrückung der Elektrode und des Schweißbads übertragen, so dass die Metalldosierungen keine hohe Temperatur erreichen und der Verlust durch Verdampfung gering ist. Während der kugelförmigen Art des Metalltransfers bleibt das Tröpfchen jedoch für eine beträchtliche Zeit an der Elektrodenspitze hängen und braucht auch viel länger, um sich durch die Lichtbogenlücke zu bewegen, um in das Schweißbad zu gelangen. Somit sind die verlustlegierten Elemente durch Verdampfen bei kugelförmiger Art der Metallübertragung beträchtlich.
Im Sprühmodus überträgt sich das Metall in sehr kleinen Tröpfchen. Obwohl die Zeit, während der das geschmolzene Metall an der Elektrodenspitze verbleibt, sehr kurz ist, weist es aufgrund der feinen Tröpfchengröße eine insgesamt viel größere Oberfläche auf, an der die Verdampfung stattfinden kann. Da das Volumen an Metalltröpfchen klein ist, erreicht es leicht eine höhere Temperatur, wodurch der Verdampfungsverlust erhöht wird.
Abhängig von der Art der Metallübertragung und dem üblicherweise für ein gegebenes Metall angewendeten Schweißverfahren kann der Verlust von Legierungselementen bestimmt und berücksichtigt werden, wodurch es möglich wird, die endgültigen metallurgischen Eigenschaften der Schweißnaht zu kontrollieren.
Schweißdurchdringungsformfaktor (W / P):
Es wird allgemein davon ausgegangen, dass die Schweißdurchdringung mit dem Strom zunimmt. Wenn der Strom zunimmt, führt dies zum Aufbau der elektromagnetischen Kräfte, die die Entwicklung eines Plasma-Je verursachen. Die von dem Plasmastrahl ausgeübte Kraft spielt eine wichtige Rolle bei der Entscheidung über die Tiefe des Schweißbads und damit das Eindringen. Die Art der Metallübertragung wechselt auch vom Kurzschluss über die Kugel in den Sprühmodus, wenn der Strom ansteigt. Somit kann davon ausgegangen werden, dass die Penetration für den Sprühmodus tiefer ist als für den Kurzschlussmodus oder den Kugelmodus.
Die Wulstbreite wird hauptsächlich durch die Lichtbogenspannung oder die Lichtbogenlänge beeinflusst. Es ist jedoch nicht ratsam, aus der Lichtbogenspannung oder der Lichtbogenlänge eine einfache direkte Ableitung der Schweißnahtbreite vorzunehmen, da viele andere Faktoren wie Schweißgeschwindigkeit, Wärmeleitfähigkeit und der Schmelzpunkt des Metalls die Geometrie der Schweißnaht beeinflussen. Wenn jedoch alle anderen Parameter konstant gehalten werden, kann der Formfaktor der Schweißnahtdurchdringung erheblich verändert werden, indem die Art der Metallübertragung gesteuert wird.
Schweißwellen:
Bei einigen Schweißprozessen, z. B. SMAW, sind Welligkeiten auf der Schweißfläche inhärent verbunden. Welligkeiten geben die Form der Isotherme des Schweißgutes zum Zeitpunkt der Erstarrung an. Sie werden manchmal auch dem sogenannten "Solute Banding" zugeschrieben, dh den Bändern, die die Erstarrungsfront des Metalls im Schweißbad darstellen.
Die inhärente Spannungsschwankung in den Versorgungsnetzen wird als weiterer Faktor für die Bildung von Wellen angesehen, und dieser Glaube wird durch das Fehlen dieses Phänomens bei batteriebetriebenen Schweißstromquellen noch verstärkt. Wellen sind manchmal auch mit der Webbewegung der Elektrode verbunden.
Es wird auch angenommen, dass die Schwankung der Schweißbadoberfläche aufgrund der durch den Plasmastrahl oder die Gasströmung ausgeübten Kraft zur Bildung von Schweißwellen beiträgt.
Wellen sind jedoch hauptsächlich mit Schweißnähten mit geringer Wärmeeinwirkung verbunden, und sie sind oft auffällig, weil sie bei Schweißnähten mit hoher Wärmeeinwirkung fehlen, wie sie durch Unterpulverschweißen und synergetisches MIG-Schweißen im Sprühmodus erhalten werden. Dies scheint einigen der oben genannten Gründe für ihre Bildung zu widersprechen. Wellen auf einer Schweißnaht können somit als noch zu bestimmendes Rätsel betrachtet werden.
