Mbali na vipengele vya mchakato, vipengele vingine vya mchakato wa kulehemu, kama vile ukubwa wa mfereji na ukubwa wa pengo, pembe ya mwelekeo wa elektrodi na kipini cha kazi, na nafasi ya kiungo, vinaweza pia kuathiri uundaji wa kulehemu na ukubwa wa kulehemu.
Ushawishi wa Mkondo wa Kulehemu kwenye Uundaji wa Kulehemu
Chini ya hali fulani, kadri mkondo wa kulehemu wa arc unavyoongezeka, kina cha kupenya na uimarishaji wa mshono wa kulehemu huongezeka, na upana wa kulehemu huongezeka kidogo. Sababu ni kama ifuatavyo:
1) Kadri mkondo wa kulehemu wa kulehemu wa arc unavyoongezeka, nguvu ya arc inayofanya kazi kwenye kulehemu huongezeka, ingizo la joto la arc kwenye kulehemu huongezeka, na nafasi ya chanzo cha joto hushuka chini, ambayo inachangia upitishaji wa joto katika mwelekeo wa kina cha bwawa lililoyeyuka na huongeza kina cha kupenya. Kina cha kupenya ni takriban sawia na mkondo wa kulehemu. Kina cha kupenya kwa kulehemu H ni takriban sawa na Km × I. Katika fomula, Km ni mgawo wa kupenya (idadi ya milimita ambayo kina cha kupenya kwa kulehemu huongezeka wakati mkondo wa kulehemu unapoongezeka kwa 100 A), ambayo inahusiana na mbinu ya kulehemu ya arc, kipenyo cha waya, aina ya mkondo, n.k. kama inavyoonyeshwa kwenye Jedwali 1-1.
| mbinu za kulehemu za arc | kipenyo cha elektrodi/mm | mkondo wa kulehemu/A | volteji/V | kasi ya kulehemu/mh-1 | mgawo wa kupenya/m m-100A-1 |
kulehemu kwa arc ya tungsten argon | 3.2 | 100~350 | 10~16 | 6~18 | 0.8~1.8 |
kulehemu kwa safu ya plasma | Kipenyo cha pua 1.6 | 50~100 | 20~26 | 10~60 | 1.2~2 |
| Kipenyo cha pua 3.4 | 220~300 | 28~36 | 18~30 | 1.5~2.4 |
kulehemu kwa safu iliyozama | 2 | 200~700 | 32~40 | 15~100 | 1.0~1.7 |
| 5 | 450~1200 | 34~44 | 30~60 | 0.7~1.3 |
kulehemu arc ya argon ya elektrodi ya muunganiko | 1.2~2.4 | 210~550 | 24~42 | 40~120 | 1.5~1.8 |
| Kulehemu kwa CO2 | 0.8~1.6 | 70~300 | 16~23 | 30~150 | 0.8~1.2 |
| 2~4 | 500~900 | 35~45 | 40~80 | |
Jedwali 1-1 Kipimo cha kina cha kuyeyuka Km kwa mbinu na vigezo mbalimbali vya kulehemu vya arc (chuma cha kulehemu)
2) Kasi ya kuyeyuka kwa kiini cha kulehemu au waya wa kulehemu katika kulehemu kwa arc ni sawia na mkondo wa kulehemu. Kwa kuwa ongezeko la mkondo wa kulehemu katika kulehemu kwa arc husababisha ongezeko la kasi ya kuyeyuka kwa waya wa kulehemu, kiasi cha waya wa kulehemu kilichoyeyuka huongezeka takriban sawia, huku upana wa kulehemu ukiongezeka kidogo, hivyo uimarishaji wa kulehemu huongezeka.
3) Baada ya mkondo wa kulehemu kuongezeka, kipenyo cha safu wima ya arc huongezeka. Hata hivyo, kina ambacho arc huingia ndani ya kipande cha kazi huongezeka, na kiwango cha mwendo wa sehemu ya arc ni kidogo. Kwa hivyo, ongezeko la upana wa kulehemu ni dogo kiasi.
Katika kulehemu gesi isiyotumia gesi ya chuma (MIG), wakati mkondo wa kulehemu unapoongezeka, kina cha kupenya kwa kulehemu huongezeka. Ikiwa mkondo wa kulehemu ni mkubwa sana na msongamano wa mkondo ni mkubwa sana, kupenya kama kidole kunaweza kutokea, hasa wakati wa kulehemu alumini.
Ushawishi wa voltage ya arc kwenye uundaji wa weld
Chini ya hali fulani, wakati volteji ya arc inapoongezeka, nguvu ya arc huongezeka, na pembejeo ya joto kwenye weldment pia huongezeka. Hata hivyo, ongezeko la volteji ya arc hupatikana kwa kuongeza urefu wa arc. Ongezeko la urefu wa arc husababisha ongezeko la radius ya chanzo cha joto cha arc na ongezeko la utengamano wa joto wa arc. Matokeo yake, msongamano wa nishati kwenye weldment hupungua, kwa hivyo kina cha kupenya hupungua kidogo huku upana wa bead ya weld ukiongezeka. Wakati huo huo, kwa kuwa mkondo wa kulehemu unabaki bila kubadilika na kiwango cha kuyeyuka kwa waya ya kulehemu hakijabadilika, uimarishaji wa bead ya weld hupungua.
Kwa mbinu mbalimbali za kulehemu za arc, ili kupata uundaji sahihi wa kulehemu, yaani, kudumisha mgawo unaofaa wa uundaji wa kulehemu φ. Wakati wa kuongeza mkondo wa kulehemu, volteji ya arc inapaswa kuongezwa ipasavyo. Inahitajika kwamba volteji ya arc na mkondo wa kulehemu ziwe na uhusiano unaofaa wa kulinganisha. Hii ni ya kawaida zaidi katika kulehemu kwa arc ya elektrodi inayoweza kutumika.
Ushawishi wa kasi ya kulehemu kwenye uundaji wa kulehemu
Chini ya hali fulani, kuongeza kasi ya kulehemu kutasababisha kupungua kwa uingizaji wa joto wa kulehemu, na hivyo kupunguza upana wa shanga za kulehemu na kupenya. Kwa kuwa kiasi cha chuma cha waya kilichowekwa kwa kila urefu wa kitengo cha kulehemu kinalingana kinyume na kasi ya kulehemu, pia husababisha kupungua kwa uimarishaji wa shanga za kulehemu.
Kasi ya kulehemu ni kiashiria muhimu cha kutathmini tija ya kulehemu. Ili kuboresha tija ya kulehemu, kasi ya kulehemu inapaswa kuongezwa. Hata hivyo, ili kuhakikisha ukubwa wa kulehemu unaohitajika katika muundo wa kimuundo, huku ukiongeza kasi ya kulehemu, mkondo wa kulehemu na volteji ya arc zinapaswa kuongezwa ipasavyo. Kiasi hiki tatu kinahusiana. Wakati huo huo, inapaswa pia kuzingatiwa kwamba wakati wa kuongeza mkondo wa kulehemu, volteji ya arc, na kasi ya kulehemu (yaani, kwa kutumia arc ya kulehemu yenye nguvu nyingi na kulehemu kwa kasi ya kulehemu), kasoro za kulehemu kama vile kupunguzwa kwa ukali na nyufa zinaweza kutokea wakati wa uundaji wa bwawa lililoyeyushwa na mchakato wa uimara wa bwawa lililoyeyushwa. Kwa hivyo, ongezeko la kasi ya kulehemu ni mdogo.
Ushawishi wa aina ya mkondo wa kulehemu na ukubwa wa polarity na elektrodi kwenye uundaji wa kulehemu
1. Aina na polari za mkondo wa kulehemu
Aina za mkondo wa kulehemu zimegawanywa katika mkondo wa moja kwa moja na mkondo mbadala. Miongoni mwao, kulehemu kwa arc ya mkondo wa moja kwa moja hugawanywa zaidi katika mkondo wa moja kwa moja usiobadilika na mkondo mbadala kulingana na kama kuna mapigo katika mkondo; imegawanywa katika muunganisho chanya wa mkondo wa moja kwa moja (uunganishaji umeunganishwa na chanya) na muunganisho wa kinyume wa mkondo wa moja kwa moja (uunganishaji umeunganishwa na hasi) kulingana na polarity. Kulehemu kwa arc ya mkondo mbadala hugawanywa zaidi katika mkondo mbadala wa wimbi la sine na mkondo mbadala wa wimbi la mraba kulingana na aina tofauti za mawimbi ya mkondo. Aina na polarity ya mkondo wa kulehemu inaweza kuathiri kiasi cha pembejeo ya joto kutoka arc hadi kwenye uunganishaji, kwa hivyo inaweza kuathiri uundaji wa uunganishaji. Wakati huo huo, inaweza pia kuathiri mchakato wa uhamisho wa matone na kuondolewa kwa filamu ya oksidi kwenye uso wa chuma cha msingi.
Wakati kulehemu kwa arc ya gesi isiyo na gesi ya tungsten kunatumika kulehemu vifaa vya chuma kama vile chuma na titani, kupenya kwa kulehemu ndio kunakozidi zaidi wakati mkondo wa moja kwa moja umeunganishwa katika mwelekeo chanya, kupenya ndio kunakozidi zaidi wakati mkondo wa moja kwa moja umeunganishwa katika mwelekeo chanya, na mkondo mbadala ni kati ya hizo mbili. Kwa kuwa kupenya kwa kulehemu ndio kunakozidi zaidi wakati mkondo wa moja kwa moja umeunganishwa katika mwelekeo chanya na elektrodi ya tungsten ina hasara ndogo zaidi ya kuungua, muunganisho chanya wa mkondo wa moja kwa moja unapaswa kutumika wakati kulehemu kwa arc ya gesi isiyo na gesi ya tungsten kunatumika kulehemu vifaa vya chuma kama vile chuma na titani. Wakati kulehemu kwa mkondo wa moja kwa moja kwa mapigo kunatumika katika kulehemu kwa arc ya gesi isiyo na gesi ya tungsten, kwa kuwa vigezo vya mapigo vinaweza kubadilishwa, ukubwa wa uundaji wa kulehemu unaweza kudhibitiwa inavyohitajika. Wakati kulehemu kwa arc ya gesi isiyo na gesi ya tungsten kunatumika kulehemu alumini, magnesiamu, na aloi zake, ni muhimu kutumia athari ya kusafisha cathode ya arc kusafisha filamu ya oksidi kwenye uso wa chuma cha msingi. Mkondo mbadala ni bora zaidi. Kwa kuwa vigezo vya umbo la wimbi la mkondo mbadala wa wimbi la mraba vinaweza kubadilishwa, athari ya kulehemu ni bora zaidi.
Katika kulehemu arc ya chuma cha gesi, wakati mkondo wa moja kwa moja umeunganishwa kinyume, kupenya kwa kulehemu na upana wa kulehemu vyote ni vikubwa kuliko vile vilivyo katika muunganisho chanya wa mkondo wa moja kwa moja. Kupenya na upana wa kulehemu alternating current ni kati ya hivyo viwili. Kwa hivyo, katika kulehemu arc iliyozama, muunganisho wa kinyume wa mkondo wa moja kwa moja kwa ujumla hutumiwa kupata kupenya zaidi; wakati katika kulehemu arc iliyozama, muunganisho chanya wa mkondo wa moja kwa moja hutumiwa kupunguza kupenya. Katika kulehemu arc ya chuma cha gesi kwa kutumia gesi ya kinga, kwa kuwa muunganisho wa mkondo wa moja kwa moja kinyume sio tu una kina kikubwa cha kupenya, lakini pia mchakato wa uhamishaji wa arc ya kulehemu na matone ni thabiti zaidi kuliko ule ulio katika muunganisho chanya wa mkondo wa moja kwa moja na mkondo mbadala, na ina athari ya kusafisha cathode, inatumika sana. Muunganisho chanya wa mkondo wa moja kwa moja na mkondo mbadala kwa ujumla hautumiki.
2. Ushawishi wa umbo la ncha ya elektrodi ya tungsten, kipenyo cha waya ya kulehemu na urefu wa ugani
Pembe na umbo la ncha ya mbele ya elektrodi ya tun, gsten zina ushawishi mkubwa zaidi kwenye mkusanyiko wa shinikizo la arc na arc. Zinapaswa kuchaguliwa kulingana na mkondo wa kulehemu na unene wa kipande cha kazi. Kwa ujumla, kadiri arc inavyozidi kuwa kubwa na kadiri shinikizo la arc linavyoongezeka, ndivyo kina cha kupenya kinachoundwa kinavyoongezeka, huku upana wa kulehemu ukipungua vivyo hivyo.
Katika kulehemu kwa tao la chuma cha gesi, wakati mkondo wa kulehemu ni thabiti, waya wa kulehemu unapokuwa mwembamba zaidi, kadri joto la tao linavyozidi kuwa kubwa, kina cha kupenya huongezeka, na upana wa kulehemu hupungua. Hata hivyo, wakati wa kuchagua kipenyo cha waya wa kulehemu katika miradi halisi ya kulehemu, ukubwa wa sasa na mofolojia ya bwawa la kulehemu pia vinapaswa kuzingatiwa ili kuepuka uundaji mbaya wa kulehemu.
Wakati urefu wa ugani wa waya katika kulehemu kwa metali ya gesi unapoongezeka, joto la upinzani linalotokana na mkondo wa kulehemu unaopita kwenye sehemu iliyopanuliwa ya waya huongezeka, jambo ambalo hufanya kasi ya kuyeyuka kwa waya kuongezeka. Kwa hivyo, uimarishaji wa kulehemu huongezeka, huku kina cha kupenya kikipungua kidogo. Kutokana na upinzani mkubwa wa waya za kulehemu za chuma, ushawishi wa urefu wa ugani wa waya kwenye uundaji wa kulehemu ni dhahiri katika kulehemu kwa kutumia waya za chuma na nyembamba. Upinzani wa waya za kulehemu za alumini ni mdogo kiasi, kwa hivyo ushawishi wake si muhimu. Ingawa kuongeza urefu wa ugani wa waya kunaweza kuboresha mgawo wa kuyeyuka kwa waya, kwa kuzingatia kikamilifu vipengele vya uthabiti wa kuyeyuka kwa waya na uundaji wa kulehemu, kuna aina tofauti zinazoruhusiwa kwa urefu wa ugani wa waya.
Ushawishi wa vipengele vingine vya mchakato kwenye vipengele vya uundaji wa kulehemu
Mbali na vipengele vya mchakato vilivyo hapo juu, vipengele vingine vya mchakato wa kulehemu, kama vile ukubwa wa mfereji na ukubwa wa pengo, pembe ya mwelekeo wa elektrodi na kipini cha kazi, na nafasi ya kiungo, vinaweza pia kuathiri uundaji wa kulehemu na ukubwa wa kulehemu.
1. Mfereji na pengo
Wakati wa kulehemu viungo vya kitako kwa kulehemu kwa umeme wa arc, kwa kawaida huamua kama kuna nafasi ya kuhifadhi pengo, ukubwa wa pengo na umbo la mfereji uliofunguliwa kulingana na unene wa bamba la kulehemu. Chini ya hali zingine fulani, kadiri ukubwa wa mfereji au pengo unavyokuwa mkubwa, ndivyo uimarishaji mdogo wa mfereji uliounganishwa unavyokuwa mdogo, ambao ni sawa na nafasi ya kulehemu ikishuka. Kwa wakati huu, uwiano wa muunganisho hupungua. Kwa hivyo, kuacha pengo au kufungua mfereji kunaweza kutumika kudhibiti ukubwa wa uimarishaji na kurekebisha uwiano wa muunganisho. Ikilinganishwa na kuacha pengo na kutoacha pengo na kufungua mfereji, hali ya kutoweka kwa joto ya hizo mbili ni tofauti kidogo. Kwa ujumla, hali ya fuwele ya kufungua mfereji ni nzuri zaidi.
2. Mteremko wa elektrodi (waya ya kulehemu)
Wakati wa kulehemu kwa arc, kulingana na uhusiano kati ya mwelekeo wa elektrodi na mwelekeo wa kulehemu, imegawanywa katika aina mbili: mwelekeo wa elektrodi mbele na mwelekeo wa elektrodi nyuma. Wakati waya wa kulehemu umeinama, mhimili wa arc pia huinama ipasavyo. Wakati waya wa kulehemu umeinama mbele, athari ya nguvu ya arc kwenye kutoa chuma cha bwawa lililoyeyuka nyuma hudhoofika. Safu ya chuma kioevu chini ya bwawa lililoyeyuka inakuwa nene, kina cha kupenya hupunguzwa, kina ambacho arc hupenya kwenye kulehemu hupunguzwa, safu ya harakati ya sehemu ya arc hupanuliwa, upana wa kulehemu huongezeka, na uimarishaji hupunguzwa. Kadiri pembe ya mwelekeo wa mbele α ya waya wa kulehemu inavyokuwa ndogo, ndivyo ushawishi huu unavyoonekana wazi zaidi. Wakati waya wa kulehemu umeinama nyuma, hali ni kinyume chake. Katika kulehemu kwa arc ya chuma iliyolindwa, mbinu ya mwelekeo wa elektrodi nyuma hutumika zaidi, na pembe ya mwelekeo α kati ya 65° na 80° inafaa kiasi.
3. Kuelea kipande cha kulehemu
Mteremko wa kulehemu mara nyingi hupatikana katika uzalishaji halisi na unaweza kugawanywa katika kulehemu kupanda na kulehemu kuteremka. Kwa wakati huu, chini ya ushawishi wa mvuto, chuma cha bwawa kilichoyeyushwa huwa kinaelekea kutiririka chini kando ya mteremko. Katika kulehemu kupanda, mvuto husaidia kutoa chuma cha bwawa kilichoyeyushwa hadi mkia wa bwawa lililoyeyushwa, kwa hivyo kupenya ni kwa kina, upana wa kulehemu ni mwembamba, na uimarishaji ni wa juu. Wakati pembe ya kupanda α ni 6° hadi 12°, uimarishaji ni mkubwa sana, na sehemu za chini huzalishwa kwa urahisi pande zote mbili. Katika kulehemu kuteremka, athari hii huzuia chuma cha bwawa kilichoyeyushwa kutolewa hadi mkia wa bwawa lililoyeyushwa. Tao haiwezi kupasha joto chuma chini ya bwawa lililoyeyushwa, kupenya hupunguzwa, safu ya kusonga ya sehemu ya tao hupanuliwa, upana wa kulehemu huongezeka, na uimarishaji hupunguzwa. Ikiwa pembe ya mteremko wa kulehemu ni kubwa sana, itasababisha kupenya na kufurika kwa kutosha kwa metali ya kioevu ya bwawa lililoyeyushwa.
4. Nyenzo za kulehemu na unene
Kupenya kwa weld kunahusiana na mkondo wa kulehemu na pia na upitishaji joto na uwezo wa joto wa ujazo wa nyenzo. Kadiri upitishaji joto wa nyenzo unavyokuwa bora na kadiri uwezo wa joto wa ujazo unavyokuwa mkubwa, ndivyo joto zaidi linavyohitajika kuyeyusha ujazo wa kitengo cha chuma na kuongeza halijoto kwa kiasi sawa. Kwa hivyo, chini ya hali zingine kama vile mkondo wa kulehemu, kina cha kupenya na upana wa weld kitapungua. Kadiri msongamano au mnato wa kioevu wa nyenzo unavyokuwa mkubwa, ndivyo inavyokuwa vigumu zaidi kwa arc kuondoa metali ya dimbwi iliyoyeyuka kioevu, na kadiri kupenya kwa weld kunavyozidi kuwa na kina kidogo. Unene wa sehemu iliyounganishwa huathiri upitishaji joto ndani ya sehemu iliyounganishwa. Wakati hali zingine ni sawa, kadri unene wa sehemu iliyounganishwa unavyoongezeka, utengamano wa joto huongezeka, na upana wa weld na kina cha kupenya hupungua.
5. Flux, mipako ya elektrodi na gesi ya kinga
Miundo tofauti ya fluxes au mipako ya elektrodi husababisha kushuka kwa volteji tofauti katika maeneo ya elektrodi ya arc na gradients tofauti zinazowezekana za safu wima ya arc, ambayo itaathiri bila shaka uundaji wa kulehemu. Wakati flux ina msongamano mdogo, ukubwa mkubwa wa chembe, au urefu mdogo wa mrundikano, shinikizo linalozunguka arc ni la chini, safu wima ya arc hupanuka, na sehemu ya arc ina safu kubwa ya harakati. Kwa hivyo, kupenya ni kidogo, upana wa kulehemu ni mkubwa, na uimarishaji ni mdogo. Wakati kulehemu kwa arc yenye nguvu nyingi kunatumika kulehemu vipande vinene vya kazi, kutumia flux inayofanana na pumice kunaweza kupunguza shinikizo la arc, kupunguza kupenya, na kuongeza upana wa kulehemu. Kwa kuongezea, slag ya kulehemu inapaswa kuwa na mnato unaofaa na halijoto ya kuyeyuka. Ikiwa mnato ni mkubwa sana au halijoto ya kuyeyuka ni kubwa kiasi, slag itakuwa na uingizaji hewa duni, na ni rahisi kuunda miinuko mingi kwenye uso wa kulehemu, na kusababisha uundaji duni wa uso wa kulehemu.
Muundo wa gesi za kinga kwa ajili ya kulehemu arc (kama vile Ar, He, N2, CO2) ni tofauti, na sifa zao za kimwili kama vile upitishaji joto pia ni tofauti. Hii hufanya kushuka kwa volteji ya eneo la polar ya arc na gradient inayowezekana ya safu wima ya arc, sehemu ya upitishaji kondakta ya safu wima ya arc, nguvu ya mtiririko wa plasma, na usambazaji wa mtiririko maalum wa joto tofauti. Mambo haya yote huathiri uundaji wa mihuri ya kulehemu.
Kwa kifupi, kuna mambo mengi yanayoathiri uundaji wa kulehemu. Ili kupata uundaji mzuri wa kulehemu, ni muhimu kuchagua mbinu zinazofaa za kulehemu na hali za kulehemu kwa ajili ya kulehemu kulingana na nyenzo na unene wa sehemu iliyounganishwa, nafasi ya nafasi ya kulehemu, umbo la kiungo, hali ya kazi, mahitaji ya utendaji wa kiungo na ukubwa wa kulehemu. Wakati huo huo, jambo muhimu zaidi ni mtazamo wa mlehemu kuhusu kulehemu! Vinginevyo, uundaji wa kulehemu na utendaji wake huenda usikidhi mahitaji, na hata kasoro mbalimbali za kulehemu zinaweza kuonekana.
