Покрај факторите на процесот, други фактори на процесот на заварување, како што се големината на жлебот и големината на празнината, аголот на наклон на електродата и работното парче и просторната положба на спојот, исто така, можат да влијаат врз формирањето на заварот и големината на заварот.
Влијание на струјата на заварување врз формирањето на заварот
Под одредени услови, со зголемувањето на струјата на лачно заварување, длабочината на пенетрација и арматурата на заварскиот спој се зголемуваат, а ширината на заварот малку се зголемува. Причините се следниве:
1) Како што струјата на заварување при лачно заварување се зголемува, силата на лакот што дејствува на заварениот дел се зголемува, влезот на топлина од лакот кон заварениот дел се зголемува, а положбата на изворот на топлина се поместува надолу, што е погодно за спроведување на топлина во насока на длабочината на стопениот базен и ја зголемува длабочината на пенетрација. Длабочината на пенетрација е приближно пропорционална на струјата на заварување. Длабочината на пенетрација на заварот H е приближно еднаква на Km × I. Во формулата, Km е коефициент на пенетрација (бројот на милиметри за кои длабочината на пенетрација на заварот се зголемува кога струјата на заварување се зголемува за 100 A), што е поврзано со методот на лачно заварување, дијаметарот на жицата, типот на струја итн., како што е прикажано во Табела 1-1.
| методи на лачно заварување | дијаметар на електрода/мм | струја на заварување / A | напон/V | брзина на заварување/mh-1 | коефициент на пенетрација/м m-100A-1 |
волфрамово аргонско лачно заварување | 3.2 | 100~350 | 10~16 | 6~18 | 0,8~1,8 |
| | 1,6 млазници отвор | 50~100 | 20~26 | 10~60 | 1.2~2 |
| 3,4 млазници отвор | 220~300 | 28~36 | 18~30 | 1,5~2,4 |
заварување со потопено лачно заварување | 2 | 200~700 | 32~40 | 15~100 | 1,0~1,7 |
| 5 | 450~1200 | 34~44 | 30~60 | 0,7~1,3 |
заварување со аргонска електрода со фузионен лак | 1,2~2,4 | 210~550 | 24~42 | 40~120 | 1,5~1,8 |
| CO2 заварување | 0,8~1,6 | 70~300 | 16~23 | 30~150 | 0,8~1,2 |
| 2~4 | 500~900 | 35~45 | 40~80 | |
Табела 1-1 Коефициент на длабочина на топење Km за различни методи и параметри на лачно заварување (челик за заварување)
2) Брзината на топење на јадрото за заварување или жицата за заварување при лачно заварување е пропорционална на струјата на заварување. Бидејќи зголемувањето на струјата на заварување при лачно заварување доведува до зголемување на брзината на топење на жицата за заварување, количината на стопена жица за заварување се зголемува приближно пропорционално, додека ширината на заварот се зголемува помалку, па затоа се зголемува и арматурата на заварот.
3) Откако ќе се зголеми струјата на заварување, се зголемува и дијаметарот на лачниот столб. Сепак, длабочината на која лакот продира во обработуваниот дел се зголемува, а опсегот на движење на точката на лакот е ограничен. Затоа, зголемувањето на ширината на заварот е релативно мало.
При заварување со инертен гас на метал со гасна заштита (MIG), кога струјата на заварување се зголемува, длабочината на пенетрација на заварот се зголемува. Ако струјата на заварување е преголема, а густината на струјата е превисока, веројатно е да се појави пенетрација слична на прст, особено при заварување на алуминиум.
Влијание на напонот на лакот врз формирањето на заварот
Под одредени услови, кога напонот на лакот е зголемен, моќноста на лакот се зголемува, а влезната топлина во заварениот дел исто така се зголемува. Сепак, зголемувањето на напонот на лакот се постигнува со зголемување на должината на лакот. Зголемувањето на должината на лакот доведува до зголемување на радиусот на изворот на топлина на лакот и зголемување на дисипацијата на топлината на лакот. Како резултат на тоа, влезната густина на енергија во заварениот дел се намалува, па длабочината на пенетрација малку се намалува, додека ширината на заварската перла се зголемува. Во исто време, бидејќи струјата на заварувањето останува непроменета и количината на топење на жицата за заварување е непроменета, арматурата на заварската перла се намалува.
За различни методи на лачно заварување, за да се добие правилно формирање на заварот, односно да се одржи соодветен коефициент на формирање на заварот φ. Додека се зголемува струјата на заварување, напонот на лакот треба соодветно да се зголеми. Потребно е напонот на лакот и струјата на заварување да имаат соодветен однос на совпаѓање. Ова е најчесто кај лачно заварувањето со потрошни електроди.
Влијание на брзината на заварување врз формирањето на заварот
Под одредени услови, зголемувањето на брзината на заварување ќе доведе до намалување на влезната топлина за заварување, со што ќе се намалат и ширината и пенетрацијата на заварските перли. Бидејќи количината на наталожен метал од жица по единица должина на заварот е обратно пропорционална на брзината на заварување, тоа исто така води до намалување на армирањето на заварските перли.
Брзината на заварување е важен индикатор за оценување на продуктивноста на заварувањето. За да се подобри продуктивноста на заварувањето, брзината на заварување треба да се зголеми. Меѓутоа, за да се обезбеди потребната големина на заварот во структурниот дизајн, додека се зголемува брзината на заварување, струјата на заварување и напонот на лакот треба соодветно да се зголемат. Овие три величини се меѓусебно поврзани. Во исто време, треба да се земе предвид дека при зголемување на струјата на заварување, напонот на лакот и брзината на заварување (т.е. со употреба на заварување со лак со голема моќност и заварување со голема брзина на заварување), може да се појават дефекти на заварувањето како што се поткопување и пукнатини за време на формирањето на стопениот базен и процесот на зацврстување на стопениот базен. Затоа, зголемувањето на брзината на заварување е ограничено.
Влијание на типот на струјата за заварување и поларитетот и големината на електродата врз формирањето на заварот
1. Видови и поларитети на струјата на заварување
Видовите на струја на заварување се поделени на еднонасочна струја и наизменична струја. Меѓу нив, лачното заварување со еднонасочна струја е понатаму поделено на константна еднонасочна струја и пулсирана еднонасочна струја според тоа дали има пулс во струјата; е поделено на позитивна врска со еднонасочна струја (заварениот дел е поврзан со позитивен) и обратна врска со еднонасочна струја (заварениот дел е поврзан со негативен) според поларитетот. Лачното заварување со наизменична струја е понатаму поделено на синусоидна наизменична струја и квадратна наизменична струја според различните форми на струја. Видот и поларитетот на струјата на заварување можат да влијаат на количината на топлина што влегува од лакот до заварениот дел, па затоа може да влијае на формирањето на заварот. Во исто време, може да влијае и на процесот на пренос на капки и на отстранувањето на оксидниот филм од површината на основниот метал.
Кога заварувањето со волфрамов инертен гас се користи за заварување на метални материјали како што се челик и титаниум, пенетрацијата на заварот е најголема кога еднонасочната струја е поврзана во позитивна насока, пенетрацијата е најплитка кога еднонасочната струја е поврзана во обратна насока, а наизменичната струја е помеѓу двете. Бидејќи пенетрацијата на заварот е најголема кога еднонасочната струја е поврзана во позитивна насока и волфрамската електрода има најмала загуба на согорување, треба да се користи позитивна врска со еднонасочна струја кога заварувањето со волфрамов инертен гас се користи за заварување на метални материјали како што се челик и титаниум. Кога заварувањето со пулсирана еднонасочна струја се користи во заварувањето со волфрамов инертен гас, бидејќи параметрите на пулсот може да се прилагодат, големината на заварот може да се контролира по потреба. Кога заварувањето со волфрамов инертен гас се користи за заварување на алуминиум, магнезиум и нивни легури, потребно е да се користи ефектот на чистење на катодата на лакот за чистење на оксидниот филм на површината на основниот метал. Наизменичната струја е подобра. Бидејќи параметрите на брановата форма на квадратната наизменична струја може да се прилагодат, ефектот на заварување е подобар.
При гасно-електрично заварување со метал, кога еднонасочната струја е обратно поврзана, пенетрацијата на заварот и ширината на заварот се поголеми од оние во случај на позитивна врска со еднонасочна струја. Пенетрацијата и ширината на заварувањето со наизменична струја се помеѓу двете. Затоа, при потопено-електрично заварување, обратната врска со еднонасочна струја генерално се користи за да се добие поголема пенетрација; додека при површинско заварување со потопено-електричен лак, позитивната врска со еднонасочна струја се користи за да се намали пенетрацијата. При гасно-електрично заварување со метал со заштитен гас, бидејќи обратната врска со еднонасочна струја не само што има голема длабочина на пенетрација, туку и лакот за заварување и процесот на пренос на капки се постабилни од оние при позитивна врска со еднонасочна струја и наизменична струја, а има и ефект на чистење на катодата, е широко користен. Позитивната врска со еднонасочна струја и наизменичната струја генерално не се користат.
2. Влијание на обликот на врвот на волфрамската електрода, дијаметарот на жицата за заварување и должината на продолжување
Аголот и обликот на предниот крај на туната, gsten електродата имаат поголемо влијание врз концентрацијата на лакот и притисокот на лакот. Тие треба да бидат избрани според струјата на заварување и дебелината на обработуваниот дел. Општо земено, колку е поконцентриран лакот и колку е поголем притисокот на лакот, толку е поголема формираната длабочина на пенетрација, додека ширината на заварот соодветно се намалува.
При заварување со гасен метал, кога струјата на заварување е константна, колку е потенка жицата за заварување, толку е поконцентрирано загревањето на лакот, длабочината на пенетрација се зголемува, а ширината на заварот се намалува. Меѓутоа, при изборот на дијаметарот на жицата за заварување во реални проекти за заварување, треба да се земат предвид и големината на струјата и морфологијата на базенот за заварување за да се избегне лошо формирање на заварот.
Кога должината на продолжувањето на жицата при заварување со гасен метален лак се зголемува, топлината на отпор генерирана од струјата на заварување што минува низ продолжениот дел од жицата се зголемува, што ја зголемува брзината на топење на жицата. Затоа, арматурата на заварот се зголемува, додека длабочината на пенетрација се намалува малку. Поради релативно големата отпорност на челичните жици за заварување, влијанието на должината на продолжувањето на жицата врз формирањето на заварот е релативно очигледно при заварување со челик и фини жици. Отпорноста на алуминиумските жици за заварување е релативно мала, па затоа нејзиното влијание не е значајно. Иако зголемувањето на должината на продолжувањето на жицата може да го подобри коефициентот на топење на жицата, земајќи ги сеопфатно предвид аспектите на стабилноста на топењето на жицата и формирањето на заварот, постои дозволен опсег на варијации за должината на продолжувањето на жицата.
Влијание на други процесни фактори врз факторите на формирање на завар
Покрај горенаведените фактори на процесот, други фактори на процесот на заварување, како што се големината на жлебот и големината на празнината, аголот на наклон на електродата и работното парче и просторната положба на спојот, исто така, можат да влијаат врз формирањето на заварот и големината на заварот.
1. Жлеб и празнина
При заварување на челни споеви со електрично лачно заварување, обично се одредува дали да се резервира празнина, големината на празнината и обликот на отворениот жлеб според дебелината на заварувачката плоча. Под одредени други услови, колку е поголема големината на жлебот или празнината, толку е помала арматурата на заварениот завар, што е еквивалентно на намалување на положбата на заварот. Во овој момент, коефициентот на фузија се намалува. Затоа, оставањето празнина или отворањето жлеб може да се користи за контрола на големината на арматурата и прилагодување на коефициентот на фузија. Во споредба со оставањето празнина и неоставањето празнина и отворањето жлеб, условите за дисипација на топлината кај двете се малку различни. Општо земено, условите за кристализација при отворање жлеб се поповолни.
2. Наклон на електродата (жица за заварување)
За време на лачно заварување, според односот помеѓу насоката на наклон на електродата и насоката на заварување, тоа се дели на два вида: наклон на електродата напред и наклон на електродата назад. Кога жицата за заварување е наклонета, оската на лакот исто така е соодветно наклонета. Кога жицата за заварување е наклонета напред, ефектот на силата на лакот врз празнењето на стопениот метал од базенот назад е ослабен. Слојот на течен метал на дното на стопениот базен станува подебел, длабочината на пенетрација се намалува, длабочината на која лакот продира во заварот е намалена, опсегот на движење на точката на лакот се шири, ширината на заварот се зголемува и арматурата се намалува. Колку е помал аголот на наклон напред α на жицата за заварување, толку е поочигледно ова влијание. Кога жицата за заварување е наклонета назад, ситуацијата е спротивна. Кај заварувањето со заштитен метал, најчесто се применува методот на наклон на електродата назад, а аголот на наклон α помеѓу 65° и 80° е релативно соодветен.
3. Наклон на заварувачкото парче
Наклонот на заварувањето често се среќава во вистинското производство и може да се подели на заварување нагоре и заварување надолу. Во овој момент, под дејство на гравитацијата, стопениот метал на базенот има тенденција да тече надолу по наклонот. При заварување нагоре, гравитацијата помага да се исфрли стопениот метал на базенот кон опашката на стопениот базен, така што пенетрацијата е длабока, ширината на заварот е тесна, а арматурата е голема. Кога аголот на нагорнина α е од 6° до 12°, арматурата е преголема и лесно се создаваат поткопувања од двете страни. При заварување нагоре, овој ефект спречува стопениот метал на базенот да се исфрли кон опашката на стопениот базен. Лакот не може длабоко да го загрее металот на дното на стопениот базен, пенетрацијата се намалува, опсегот на движење на точката на лакот се проширува, ширината на заварот се зголемува и арматурата се намалува. Ако аголот на наклон на заварувањето е преголем, тоа ќе доведе до недоволна пенетрација и прелевање на стопениот течен метал на базенот.
4. Материјал за заварување и дебелина
Пенетрацијата на заварот е поврзана со струјата на заварување, а исто така и со топлинската спроводливост и волуметрискиот топлински капацитет на материјалот. Колку е подобра топлинската спроводливост на материјалот и колку е поголем волуметрискиот топлински капацитет, толку повеќе топлина е потребна за да се стопи единица волумен на метал и да се зголеми температурата за иста количина. Затоа, под одредени други услови, како што е струјата на заварување, длабочината на пенетрација и ширината на заварот ќе се намалат. Колку е поголема густината или вискозноста на течноста на материјалот, толку е потешко лакот да го помести течниот стопен метал, а пенетрацијата на заварот е поплитка. Дебелината на заварениот дел влијае на спроводливоста на топлината во заварениот дел. Кога другите услови се исти, како што се зголемува дебелината на заварениот дел, се зголемува и дисипацијата на топлината, а и ширината на заварот и длабочината на пенетрација се намалуваат.
5. Флукс, облога на електрода и заштитен гас
Различните состави на флуксови или премази на електроди доведуваат до различни падови на напон во регионите на електродите на лакот и различни потенцијални градиенти на лачниот столб, што неизбежно ќе влијае на формирањето на заварот. Кога флуксот има мала густина, голема големина на честички или мала висина на редење, притисокот околу лакот е низок, лачниот столб се шири, а точката на лакот има голем опсег на движење. Затоа, пенетрацијата е мала, ширината на заварот е голема, а арматурата е мала. Кога се користи лачно заварување со голема моќност за заварување на дебели работни парчиња, употребата на флукс сличен на пемза може да го намали притисокот на лакот, да ја намали пенетрацијата и да ја зголеми ширината на заварот. Покрај тоа, згурата од заварување треба да има соодветен вискозитет и температура на топење. Ако вискозитетот е превисок или температурата на топење е релативно висока, згурата ќе има слаба вентилација и лесно е да се формираат многу вдлабнатини на површината на заварот, што резултира со лошо формирање на површината на заварот.
Составот на заштитните гасови за лачно заварување (како што се Ar, He, N2, CO2) е различен, а нивните физички својства како што е топлинската спроводливост се исто така различни. Ова ги прави различни падот на напонот на лакот во поларниот регион и градиентот на потенцијалот на лачната колона, спроводливиот пресек на лачната колона, силата на протокот на плазма и распределбата на специфичниот топлински флукс. Сите овие фактори влијаат на формирањето на заварските споеви.
Накратко, постојат многу фактори кои влијаат на формирањето на заварот. За да се добие добро формирање на заварот, потребно е да се изберат соодветни методи на заварување и услови на заварување според материјалот и дебелината на заварениот дел, просторната положба на заварот, формата на спојот, условите за работа, барањата за перформанси на спојот и големината на заварот. Во исто време, најважно е ставот на заварувачот кон заварувањето! Во спротивно, формирањето на заварот и неговите перформанси може да не ги задоволат барањата, па дури може да се појават и разни дефекти на заварувањето.
