Параметры режима и их влияние на форму и размеры металлической ванны.

Параметры режима ЭШС делятся на первичные (независимые), и вторичные (зависимые).

К первичным параметрам режима относятся:

1. Скорость подачи электрода в шлаковую ванну v_{e ,} м/ч (м/с).

2. Глубина шлаковой ванны h_s, см.

3. Сухой вылет электрода L_s, см.

4. Сечение электрода F_e, см².

5. Суммарное падение напряжения на вылете электрода и в шлаковой ванне (напряжение сварки) U_s, В.

6. Скорость возвратно-поступательного перемещения электрода вдоль зазора между свариваемыми кромками v_п, м/ч (см/с).

7. Число электродов n.

8. Зазор между свариваемыми кромками b, см.

К зависимым (вторичным) параметрам режима сварки относятся:

1. Сварочный ток I_c, A.

2. Скорость сварки v_c.

 

Сварочный ток определяется:

· сечением электрода, r_e.

· скоростью подачи электрода, v_e

· проводимостью шлаковой ванны,

· скоростью сварки, v_c.

Скорость сварки (v_c) зависит от скорости подачи электрода (v_e) и его сечения (F_e), а также от числа электродов (n), толщины свариваемых кромок и зазора между ними:

v_c = v_e F_e / F_н,

где F_н – площадь поперечного сечения зазора между кромками.

Напряжение сварки (U_s) зависит от сварочного тока, если использован источник тока с падающей внешней характеристикой. При сварке с питанием от источника с жесткой характеристикой сварочное напряжение практически равно напряжению холостого тока источника.

Табл.1

Размеры шва	Параметры режима сварки
ve < 200 Ic < 400	ve > 200   Ic > 400	Толщина металла на один электрод	Us	vп	hs	Ls	b
hм	увеличивается	уменьшается	Незначительно увеличивается	Не изменяется	Незначительно уменьшается	уменьшается	Не изменяется
bм	увеличивается	уменьшается	Незначительно уменьшается	увеличивается	уменьшается	Не изменяется	увеличивается
y=bм/hм	Незначительно уменьшается	увеличивается	Незначительно увеличивается
g,%	Незначительно увеличивается	Незначительно уменьшается	Не изменяется	уменьшается

Элементы формы и размеров шва при ЭШС следующие:

ширина шва b_м, см; глубина шва h_м, см; коэффициент формы металлической ванны y = b_м / h_м. Последний может изменяться от 0,8 до 10 при среднем значе

нии 1,5…4,0. С изменением ширины шва связано изменение долей электродного и основного металла в металле шва, определяющих его химический состав.

Долю основного металла в металле шва находят из соотношения

g = [ (b_м –b) / b_м ] ´100%

Ширина и глубина металлической ванны могут изменяться по толщине металла. Значительное их отклонение свидетельствует о неправильном выборе параметров режима сварки.

В табл.1 показано изменение размеров и формы металлической ванны при увеличении параметров режимов сварки:

 

При увеличении сварочного тока (и соответственно скорости подачи электрода) ширина металлической ванны вначале увеличивается, а затем уменьшается. Максимальная ширина металлической ванны зависит от соотношения толщины свариваемого металла, зазора между свариваемыми кромками и параметров режима сварки.

Глубина металлической ванны с повышением сварочного тока увеличивается монотонно. При определенном значении тока глубина металлической ванны становится критической, и в сварном шве могут появиться кристаллизационные трещины. Коэффициент формы металлической ванны (y) при этом становится меньше допустимого.

Повышение сварочного напряжения вызывает увеличение ширины металлической ванны. Наоборот, при снижении напряжения ниже определенного значения может образоваться непровар. Глубина металлической ванны с изменением напряжения изменяется незначительно.

С увеличением ширины зазора между свариваемыми кромками ширина металлической ванны увеличивается, а глубина не изменяется.

С увеличением глубины шлаковой ванны ширина металлической ванны уменьшается.

Глубина металлической ванны с увеличением глубины шлаковой ванны незначительно уменьшается.

В практике сварки глубина шлаковой ванны находится в пределах
30…70 мм. В зависимости от соотношения (v_e ×n / S) при вылете электрода 70 мм, зазоре между кромками свариваемых изделий 24 мм и скорости возвратно-поступательного перемещения электродов вдоль зазора 40 м/ч глубина шлаковой ванны h_s рекомендуется следующая:

ven / S, м/ч		1,5
hs, мм

С увеличением числа электродов ширина шва заметно увеличивается, что объясняется увеличением мощности и распределением источника нагрева по толщине свариваемых кромок. Увеличивается и глубина металлической ванны.

С увеличением скорости возвратно-поступательного перемещения электродов вдоль зазора между кромками ширина шва уменьшается.

Увеличение диаметра электрода при прочих постоянных параметрах вызывает незначительное уменьшение глубины металлической ванны и увеличение её ширины.