Технологические сваойства сварочной дуги

Под технологическими свойствами сварочной дуги понимают совокупность ее теплового, механического и физико-химического воздействия на свариваемый материал, определяющую интенсивность плавления электрода, характер переноса электродного металла, проплавление основного металла, формирование и качество шва. К технологическим свойствам дуги относят также ее пространственную устойчивость и эластичность. Технологические свойства дуги взаимосвязаны и зависят от параметров режима сварки. Важные технологические характеристики дуги — зажигание и стабильность горения дуги. Условия ее зажигания и горения зависят от рода тока, полярности, химического состава электродов, межэлектродного промежутка и длины дуги. Для надежного обеспечения процесса зажигания дуги необходимо подведение к электродам от источника питания достаточно высокого напряжения холостого хода, но в то же время безопасного для работающего. Напряжение холостого хода сварочных источников не превышает 80 В при сварке на переменном токе и 90 В — на постоянном. Обычно напряжение зажигания дуги больше напряжения горения дуги на переменном токе в 1,2… 2,5 раза, на постоянном токе — в 1,2… 1,4 раза. Время установления дугового разряда составляет 10-5… 10~4 с. Непрерывное горение дуги будет поддерживаться, если приток энергии в дугу компенсирует ее потери. Горящая дуга может быть растянута до определенной длины, после чего она гаснет. Чем выше степень ионизации в дуговом промежутке, тем длиннее может быть дуга. Максимальная длина горящей без обрыва дуги характеризует ее важнейшее технологическое свойство — стабильность, которая зависит от целого ряда факторов: температуры катода, его эмиссионной способности, степени ионизации среды, свариваемых материалов. К технологическим характеристикам дуги относят также пространственную устойчивость и эластичность. Под этим понимают способность сохранения дугой неизменности пространственного положения относительно электродов в режиме устойчивого горения и возможность отклонения и перемещения без затухания под действием внешних факторов. Такими факторами могут быть магнитные поля и ферромагнитные массы, с которыми дуга может взаимодействовать. При этом взаимодействии наблюдается отклонение дуги от естественного положения в пространстве. Отклонение столба дуги под действием магнитного поля, наблюдаемое в основном при сварке постоянным током, называют магнитным дутьем. Его возникновение объясняется тем, что в местах изменения направления тока создаются магнитные поля различной напряженности. Дуга служит своеобразной газовой токоведущей вставкой между электродами и, как любой проводник, взаимодействует с магнитными полями. При этом столб сварочной дуги можно рассматривать в качестве гибкого проводника, который под воздействием магнитного поля может перемещаться, деформироваться и удлиняться. Это приводит к отклонению дуги в сторону, противоположную большей напряженности. При сварке переменным током, когда полярность меняется с частотой тока, это явление выражено значительно слабее. Отклонение дуги также имеет место при сварке вблизи ферромагнитных масс (железо, сталь). Это объясняется тем, что магнитные силовые линии проходят через ферромагнитные массы, обладающие хорошей магнитной проницаемостью, значительно легче, чем через воздух. Дуга в этом случае отклоняется в сторону таких масс. Магнитное дутье вызывает непровары и ухудшает формирование швов. Для его устранения изменяют место токоподвода к изделию или угол наклона электрода или размещают вблизи сварного соединения балластные ферро¬магнитные массы, выравнивающие несимметричность магнитных полей, а также заменяют постоянный ток переменным.