РОЛЬ ЭЛЕМЕНТОВ АКТИВАТОРОВ ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ ПЛАВЛЕНИЕМ

Известно, что эффективный потенциал ионизации дугового газа определяется главным образом компонентом, имеющим наименьший потенциал ионизации. Это явление широко используется для повышения стабильности дуги путем ввода в дуговой промежуток элементов, обладающих низким потенциалом ионизации. Такие элементы называют активирующими. В качестве активирующих добавок широкое применение нашли щелочные и щелочноземельные металлы и их соли [1].

Большой вклад в исследования процессов сварки с активирующими элементами внесли: Воропай Н.М., Дюргеров Н.Г., Ленивкин В.А., Патон Б.Е., Походня И.К. и другие.

Одним из способов повышения производительности процесса сварки является использование защитных покрытий.

Анализ составов покрытий показал, что практически все применяемые покрытия, либо не содержат соединения щелочных металлов(Cs, Na, K и их оксиды), либо они содержатся лишь в малом количестве покрытий. Именно щелочные металлы и их соединения являются активирующими добавками, которые стабилизируют горение дуги за счет наименьшего потенциала ионизации, что приводит к уменьшению разбрызгивания. Также введение легкоионизируемых добавок в столб дуги увеличивает проводимость плазмы

Соли щелочных металлов имеют низкую температуру плавления и кипения [6], происходит испарение активирующих добавок, пары которых, попадая в дугу, снижают эффективный потенциал ионизации в ней, градиент потенциала в столбе дуги и ее температуру.

Такие щелочноземельные элементы, как Ba, Ca, Mg, также обладают сравнительно малым потенциалом ионизации, однако у них высокие температуры плавления и кипения. Применение электрода с покрытием, в состав которого входят соли щелочноземельных металлов, так же способствует установлению струйного переноса электродного металла за счет снижения потенциала ионизации дуги.[7] Однако, в работе [8] отмечено, что щелочноземельные металлы образуют тугоплавкие оксиды на поверхности катода, которые образуют участки с пониженной работой выхода электронов.

Известен ряд исследований по влиянию защитных сварочных покрытий на технологические свойства дуги [9,10]. Известно, что все покрытия отрицательно влияют на стабильность процесса сварки и характер переноса электродного металла. В данной работе была предпринята попытка снижения отрицательного влияния покрытий на процесс сварки. Для достижения поставленной цели в уже известные покрытия вводили активирующие добавки. В качестве активирующих добавок использовались различные соединения калия (обозначим их А и В). Для проведения экспериментов использовался полуавтомат углекислотный сварочный для однофазной сети питания ПДГ-205. Выбор данного полуавтомата был обусловлен тем, что такое оборудование часто используется при производстве ремонтных работ.

Исследованиями установлено, что добавление пяти процентов соединений калия А приводит к снижению разбрызгивания. В частности при добавлении последнего в уже известное покрытие происходит снижение разбрызгивания на 1,9%, а в случае добавления соединений калия А в АЖС снижение разбрызгивания происходит на 1,6%. Если при сварке использовать покрытие [11] с введением в него 10% соединения калия В, то разбрызгивание снижается на 2,2% по сравнению с применением покрытия без добавок. Однако введение в покрытие 5% компонента А и 5% компонента В увеличивает разбрызгивание. Полученные результаты представлены на рисунке 1.

Также были проведены исследования о влиянии активирующих добавок на процесс разбрызгивания при сварке в СО2 при увеличении процентного содержания активирующих элементов. В качестве исследуемого покрытия использовалось покрытие [11], а в качестве активирующих добавок применялось соединение калия А. Процентное содержание компонента А увеличивали от 5% до 20% с интервалом 5%. Результаты исследований представлены на рисунке 2.

Потери на угар и разбрызгивание при различных покрытиях
Потери на угар и разбрызгивание при различных покрытиях

На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы: по результатам исследований установлено, что добавление в состав защитных покрытий активирующих элементов благоприятно влияет на процесс разбрызгивания. Однако необходимо выбирать оптимальное процентное соотношение этих элементов.

В результате эффективным способом устранения недостатков электродуговых способов сварки, увеличения производительности и качества сварных соединений может быть применение активирующих элементов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector