Metaaloverdracht in Argon

Na het lezen van dit artikel leert u over het proces van metaaloverdracht in argon met elektrode positief en negatief.

Metaaloverdracht in Argon met positief elektrode:

Staal, aluminium, koper, nikkel, titanium, molybdeen en wolfraam vertonen alle soepele overdrachtseigenschappen met elektrode-positief. In al deze metalen verplaatsen de druppeltjes zich onder invloed van elektromagnetische krachten en neemt de druppelgrootte af met de toename van de lasstroom. Met aluminium, titanium, molybdeen en wolfraam neemt de druppel af qua grootte met de stroom, maar vrijwel geen verandering in de geometrie van loslaten wordt waargenomen.

Met argonafscherming en elektrode-positief wordt echter gevonden dat wanneer de stroom wordt verminderd er een drempel bestaat waaronder de metaaloverdracht bolvormig wordt. Het gebruik van argon met 1, 5% CO ₂ verlaagt deze limiet aanzienlijk en verbetert als geheel de stabiliteit met roestvast staal en gewoon staal. Zuurstof lijkt de oppervlaktespanning en viscositeit van het gesmolten zwembad te verminderen, waardoor het loslaten van druppeltjes door het knijpeffect wordt vergemakkelijkt.

Koper verschilt enigszins doordat het loslaten van de druppel gepaard gaat met een snelle zijwaartse beweging van de nek. Staal en nikkel wijken af ​​van het algemene patroon bij hoge stromen doordat het uiteinde van de elektrode taps toeloopt en er een stroom druppeltjes uit stroomt.

Met molybdeen is er een tweede dampstroom van de plaat die een interactie heeft met die van de elektrode zonder dat dit op enigerlei wijze de druppelloslating beïnvloedt.

Metaaloverdracht in Argon met Elektrode Negatief:

Voor GMAW met negatieve elektrode kunnen de vaak gelaste metalen worden verdeeld in twee groepen, te weten:

(a) Staal, aluminium, koper en nikkel:

Bij staal, aluminium, koper en nikkel neemt de druppelgrootte af met toename in stroom, maar in mindere mate dan met elektrode positief. Een afstotende kracht van de plaat werkt in op de druppel. Deze afstoting is geassocieerd met de vorming van een onvoldoende kathodevlek op de elektrodetip. Het afstotende effect is het minst bij aluminium waarmee continu snel meerdere vlekjes kunnen worden waargenomen. Dit leidt tot plooivorming (rimpelvorming) van het valoppervlak, maar zonder merkbare verandering in de totale contour.

Met staal bij lage stromen wordt de boog grotendeels verspreid en blijft druppelvorming onaangetast. Af en toe vindt kathodevlekvorming plaats die het druppeloppervlak wijzigt en optilt. Bij toename in stroom heeft de metaaloverdracht de neiging van het geprojecteerde sproeitype te zijn, met het elektrode-einde taps zoals waargenomen met elektrode positief, maar de frequentie van vlekvorming neemt ook toe resulterend in ruwe en ongelijkmatige overdracht.

Met nikkel en in het bijzonder koper vindt continu kathodevlekvorming plaats die effectief resulteert in permanent opheffen van de druppel en de druppelgrootte neemt niet af met de stroom anders dan die waargenomen bij aluminium en staal.

Aluminium verschilt van staal omdat er een drempelstroom is waaronder de druppels klein zijn en een initiële snelheid en versnelling hebben. Met een draad met een diameter van 1 tot 6 mm hebben de grote druppeltjes bijvoorbeeld een diameter van 6 mm tot 3 mm en boven de drempelstroom hebben ze een diameter van 2 mm of kleiner. De drempel is in dit geval iets meer dan 100A. Fig. 6.10 toont overdrachtssnelheden voor aluminiumaluminoden met drie verschillende afmetingen.

(b) Titanium, wolfraam en molybdeen:

Met titanium, wolfraam en molybdeen wordt de metaaloverdracht gekenmerkt door veel stabielere kathodevlekken en de druppeltjes van verschillende grootten. Bij lage stromen worden grote druppels gevormd die loskomen zonder enig bewijs van losmakende kracht die daarop inwerkt. Met titanium beweegt de kathodevlek relatief langzaam over het druppeloppervlak en de druppel wordt enigszins afgestoten van de wortel van de boog.

Naarmate de stroom toeneemt, begint de elektrode snel te smelten en wordt er aanvankelijk een continue straal van kleine druppels uitgestoten. Het gesmolten metaal wordt niet zo snel verwijderd als het wordt gevormd en dat leidt tot de ontwikkeling van een grote druppel aan de punt van de elektrode die de overdracht van kleine druppeltjes voorkomt. De aldus gevormde grote druppel is langwerpig waarbij de bodem een ​​puntformatie heeft. Uiteindelijk groeit de druppel naar een onstabiele grootte en wordt losgemaakt, en de cyclus wordt herhaald.

Met een verdere toename in stroom blijft het proces van metaaloverdracht min of meer ongewijzigd maar gaat de emissie van kleine druppeltjes door. Het fenomeen van langzame boogbeweging vergezeld van afstoting van de grote druppel wordt waargenomen, zelfs bij een hoger stroombereik met titanium, en in beperkte mate met molybdeen maar niet met wolfraam.

Afgezien van de hierboven beschreven kenmerken van metaaloverdracht in GMAW wordt ook gevonden dat dampspanning, thermische geleidbaarheid, smeltpunt en de aard van het beschermgas ook een vitale rol spelen.

Voor metalen met lage dampspanning met argonafscherming en positieve elektrode, verandert de bolvormige overdracht naar een spuitoverdracht met toenemende stroom. Dit komt door de vorming van plasmastraling bij hogere stromen. Als het metaal een hoge thermische geleidbaarheid heeft, bijvoorbeeld aluminium en koper, neemt de druppelgrootte af met de stroom zonder enige verandering in de geometrie van de elektrodetip.

Maar als de thermische geleidbaarheid lager is, bijv. Van staal, wordt de elektrodepunt taps en wordt er een straal fijne druppels uitgestoten als gevolg van elektromagnetische kracht (Lorentz Force) waardoor de vloeistof in het taps toelopende uiteinde valt.

Als het metaal een hoge dampspanning heeft, bijvoorbeeld magnesium, zink en cadmium, worden de druppels afgestoten uit het smeltbad, ongeacht de polariteit van de elektroden. Dit wordt toegeschreven aan de stuwkracht van de teruggaande reactie van de afgevende dampstroom.

Met argonafscherming en negatieve elektrode vertonen de metalen met laag smeltpunt een afgestoten overdrachtsmodus. Dit komt voornamelijk door het mechanisme van elektronenemissie, hoewel de Lortenz-kracht binnen de druppel en de tegendruk van de dampstroom ook afstoting veroorzaken.

In dissocieerbare gassen, zoals CO2, is de metaaloverdracht van het globulaire type omdat de plasmastraal die nodig is voor spuittransmissie afwezig is. Dit komt door het hoge energieverbruik in de boogkolom voor het dissociëren van het gas en dat voorkomt dat de boog klimt de elektrode op die de vereiste configuratie is voor de vorming van plasmastraling. Deze situatie kan echter worden verholpen door het gebruik van emitterende coatings.