Процесс факторларынан басқа, пісіру процесінің басқа факторлары, мысалы, ойық өлшемі мен саңылаудың өлшемі, электрод пен дайындаманың көлбеу бұрышы және қосылыстың кеңістіктік орналасуы да пісірудің қалыптасуына және пісіру өлшеміне әсер етуі мүмкін.
Пісіру тогының пісіру түзілуіне әсері
Белгілі бір жағдайларда доғалық пісіру тогы артқан сайын, пісіру тігісінің ену тереңдігі мен арматурасы артады, ал пісіру ені аздап артады. Себептері келесідей:
1) Доғалық пісірудің дәнекерлеу тогы артқан сайын, дәнекерлеуге әсер ететін доға күші артады, доғаның дәнекерлеуге жылу кірісі артады және жылу көзінің орналасуы төмен қарай жылжиды, бұл балқытылған бассейннің тереңдік бағытында жылудың өткізілуіне ықпал етеді және ену тереңдігін арттырады. Ену тереңдігі дәнекерлеу тогына шамамен пропорционалды. Дәнекерлеудің ену тереңдігі H шамамен Km × I-ге тең. Формулада Km - ену коэффициенті (дәнекерлеу тогы 100 А-ға артқан кезде дәнекерлеудің ену тереңдігінің арту миллиметр саны), ол 1-1 кестеде көрсетілгендей доғалық пісіру әдісіне, сым диаметріне, ток түріне және т.б. байланысты.
| доғалық дәнекерлеу әдістері | электрод диаметрі/мм | дәнекерлеу тогы/А | кернеу/В | дәнекерлеу жылдамдығы/мх-1 | ену коэффициенті/м м-100А-1 |
вольфрам аргонымен доғалық дәнекерлеу | 3.2 | 100~350 | 10~16 | 6~18 | 0,8~1,8 |
плазмалық доғалық дәнекерлеу | 1,6 форсунка тесігі | 50~100 | 20~26 | 10~60 | 1,2~2 |
| 3,4 форсунка тесігі | 220~300 | 28~36 | 18~30 | 1,5~2,4 |
су астындағы доғалық дәнекерлеу | 2 | 200~700 | 32~40 | 15~100 | 1.0~1.7 |
| 5 | 450~1200 | 34~44 | 30~60 | 0,7~1,3 |
балқыту электродымен аргон доғалық дәнекерлеу | 1.2~2.4 | 210~550 | 24~42 | 40~120 | 1,5~1,8 |
| CO2 дәнекерлеуі | 0,8~1,6 | 70~300 | 16~23 | 30~150 | 0,8~1,2 |
| 2~4 | 500~900 | 35~45 | 40~80 | |
1-1 кесте Әртүрлі доғалық пісіру әдістері мен параметрлері үшін балқу тереңдігінің коэффициенті Km (дәнекерлеу болаты)
2) Доғалық пісіру кезіндегі дәнекерлеу өзегінің немесе дәнекерлеу сымының балқу жылдамдығы дәнекерлеу тогына пропорционалды. Доғалық пісіру кезіндегі дәнекерлеу тогының артуы дәнекерлеу сымының балқу жылдамдығының артуына әкелетіндіктен, балқытылған дәнекерлеу сымының мөлшері шамамен пропорционалды түрде артады, ал дәнекерлеу ені аз артады, сондықтан дәнекерлеу арматурасы артады.
3) Дәнекерлеу тогы артқаннан кейін доға бағанының диаметрі артады. Дегенмен, доғаның дайындамаға ену тереңдігі артады және доға дақының қозғалыс диапазоны шектеулі. Сондықтан, дәнекерлеу енінің артуы салыстырмалы түрде аз.
Газбен қорғалған металл инертті газбен пісіруде (МИГ) пісіру тогы артқан кезде пісіру тереңдігі артады. Егер пісіру тогы тым үлкен болса және ток тығыздығы тым жоғары болса, әсіресе алюминийді пісірген кезде саусақ тәрізді тесік пайда болуы мүмкін.
Доға кернеуінің дәнекерлеудің пайда болуына әсері
Белгілі бір жағдайларда доға кернеуі жоғарылаған кезде доға қуаты артады, ал дәнекерлеуге түсетін жылу мөлшері де артады. Дегенмен, доға кернеуінің жоғарылауы доға ұзындығын арттыру арқылы қол жеткізіледі. Доға ұзындығының артуы доға жылу көзінің радиусының артуына және доға жылуының таралуының артуына әкеледі. Нәтижесінде дәнекерлеуге түсетін энергия тығыздығы азаяды, сондықтан ену тереңдігі аздап азаяды, ал дәнекерлеу шоғырының ені артады. Сонымен қатар, дәнекерлеу тогы өзгеріссіз қалғандықтан және дәнекерлеу сымының балқу мөлшері өзгермегендіктен, дәнекерлеу шоғырының арматурасы азаяды.
Доғалық дәнекерлеудің әртүрлі әдістері үшін дұрыс дәнекерлеуді алу, яғни тиісті дәнекерлеуді қалыптастыру коэффициентін φ сақтау үшін. Дәнекерлеу тогын арттырған кезде доға кернеуін тиісті түрде арттыру керек. Доға кернеуі мен дәнекерлеу тогының сәйкес келетін қатынасы болуы қажет. Бұл тұтынылатын электродты доғалық дәнекерлеуде жиі кездеседі.
Дәнекерлеу жылдамдығының дәнекерлеудің пайда болуына әсері
Белгілі бір жағдайларда дәнекерлеу жылдамдығын арттыру дәнекерлеу кезіндегі жылу шығынын азайтады, осылайша дәнекерлеу түйірінің ені мен енуін азайтады. Дәнекерлеудің бірлік ұзындығына түсетін сым металлының мөлшері дәнекерлеу жылдамдығына кері пропорционалды болғандықтан, бұл дәнекерлеу түйірінің арматурасының төмендеуіне де әкеледі.
Дәнекерлеу жылдамдығы дәнекерлеу өнімділігін бағалаудың маңызды көрсеткіші болып табылады. Дәнекерлеу өнімділігін арттыру үшін дәнекерлеу жылдамдығын арттыру қажет. Дегенмен, құрылымдық жобалауда қажетті дәнекерлеу өлшемін қамтамасыз ету үшін дәнекерлеу жылдамдығын арттыра отырып, дәнекерлеу тогы мен доға кернеуін тиісінше арттыру қажет. Бұл үш шама өзара байланысты. Сонымен қатар, дәнекерлеу тогын, доға кернеуін және дәнекерлеу жылдамдығын арттырған кезде (яғни, жоғары қуатты дәнекерлеу доғасы мен жоғары дәнекерлеу жылдамдығын пайдалана отырып), балқытылған бассейннің пайда болуы және балқытылған бассейннің қатаю процесі кезінде астыңғы кесілу мен жарықтар сияқты дәнекерлеу ақаулары пайда болуы мүмкін екенін ескеру қажет. Сондықтан дәнекерлеу жылдамдығының артуы шектеулі.
Пісіру тогының түрі мен полярлығының, сондай-ақ электрод өлшемінің пісірудің түзілуіне әсері
1. Дәнекерлеу тогының түрлері мен полярлықтары
Дәнекерлеу тогының түрлері тұрақты және айнымалы ток болып бөлінеді. Олардың ішінде тұрақты ток доғалық пісіру токта импульстің бар-жоғына байланысты тұрақты тұрақты және импульсті тұрақты ток болып бөлінеді; полярлығына байланысты ол тұрақты ток оң қосылымына (дәнекерлеу оң қосылымға қосылған) және тікелей ток кері қосылымына (дәнекерлеу теріс қосылымға қосылған) бөлінеді. Айнымалы ток доғалық пісіру әртүрлі ток толқындарының пішіндеріне байланысты синусоидалық айнымалы ток және шаршы толқынды айнымалы ток болып бөлінеді. Дәнекерлеу тогының түрі мен полярлығы доғадан дәнекерлеуге түсетін жылу мөлшеріне әсер етуі мүмкін, сондықтан ол дәнекерлеудің пайда болуына әсер етуі мүмкін. Сонымен қатар, ол тамшылардың берілуі процесіне және негізгі металдың бетіндегі оксид қабықшасының жойылуына да әсер етуі мүмкін.
Вольфрамның инертті газ доғалық дәнекерлеуі болат және титан сияқты металл материалдарды дәнекерлеу үшін қолданылған кезде, тұрақты ток оң бағытта қосылған кезде дәнекерлеу енуі ең терең болады, тұрақты ток кері бағытта қосылған кезде ену ең таяз болады, ал айнымалы ток екеуінің арасында болады. Тұрақты ток оң бағытта қосылған кезде дәнекерлеу енуі ең терең болғандықтан және вольфрам электродының жану шығыны ең аз болғандықтан, болат және титан сияқты металл материалдарды дәнекерлеу үшін вольфрамның инертті газ доғалық дәнекерлеуі қолданылған кезде тікелей токтың оң қосылымын пайдалану керек. Вольфрамның инертті газ доғалық дәнекерлеуінде импульстік тұрақты ток дәнекерлеуі қолданылған кезде, импульстік параметрлерді реттеуге болатындықтан, дәнекерлеудің пайда болу өлшемін қажетінше басқаруға болады. Вольфрамның инертті газ доғалық дәнекерлеуі алюминий, магний және олардың қорытпаларын дәнекерлеу үшін қолданылған кезде, негізгі металдың бетіндегі оксид қабықшасын тазарту үшін доғаның катодты тазарту әсерін пайдалану қажет. Айнымалы ток жақсырақ. Квадрат толқынды айнымалы токтың толқын пішінінің параметрлерін реттеуге болатындықтан, дәнекерлеу әсері жақсырақ.
Газды металл доғалық дәнекерлеуде, тұрақты ток кері қосылған кезде, дәнекерлеу енуі мен дәнекерлеу ені тікелей ток оң қосылымындағыдан үлкен болады. Айнымалы токпен дәнекерлеудің енуі мен ені екеуінің арасында болады. Сондықтан, су астындағы доғалық дәнекерлеуде, әдетте, үлкен енуді алу үшін тікелей ток кері қосылымы қолданылады; ал су астындағы доға бетін дәнекерлеуде, енуді азайту үшін тікелей ток оң қосылымы қолданылады. Қорғаныс газымен газды металл доғалық дәнекерлеуде, кері тікелей ток қосылымының ену тереңдігі үлкен болғандықтан ғана емес, сонымен қатар дәнекерлеу доғасы мен тамшының беріліс процесі тікелей ток оң қосылымындағы және айнымалы токтағыға қарағанда тұрақтырақ болғандықтан және катодты тазарту әсері болғандықтан, ол кеңінен қолданылады. Тікелей ток оң қосылымы және айнымалы ток әдетте қолданылмайды.
2. Вольфрам электроды ұшының пішінінің, дәнекерлеу сымының диаметрінің және созылу ұзындығының әсері
Туннель, гстен электродының алдыңғы ұшының бұрышы мен пішіні доға концентрациясына және доға қысымына үлкен әсер етеді. Оларды пісіру тогына және дайындаманың қалыңдығына сәйкес таңдау керек. Әдетте, доға неғұрлым шоғырланған және доға қысымы неғұрлым жоғары болса, пайда болған ену тереңдігі соғұрлым жоғары болады, ал пісіру ені сәйкесінше азаяды.
Газды металл доғалық дәнекерлеу кезінде дәнекерлеу тогы тұрақты болған кезде, дәнекерлеу сымы неғұрлым жұқа болса, доғалық қызу соғұрлым шоғырланады, ену тереңдігі артады және дәнекерлеу ені азаяды. Дегенмен, нақты дәнекерлеу жобаларында дәнекерлеу сымының диаметрін таңдаған кезде, дәнекерлеудің нашар қалыптасуын болдырмау үшін ток шамасы мен дәнекерлеу бассейнінің морфологиясын да ескеру қажет.
Газды металл доғалық дәнекерлеудегі сымның созылу ұзындығы артқан кезде, сымның созылған бөлігінен өтетін дәнекерлеу тогының әсерінен пайда болатын кедергі жылуы артады, бұл сымның балқу жылдамдығын арттырады. Сондықтан дәнекерлеу арматурасы артады, ал ену тереңдігі біршама төмендейді. Болат дәнекерлеу сымдарының салыстырмалы түрде үлкен кедергісіне байланысты, болат және жұқа сымдармен дәнекерлеуде сымның созылу ұзындығының дәнекерлеудің пайда болуына әсері салыстырмалы түрде айқын көрінеді. Алюминий дәнекерлеу сымдарының кедергісі салыстырмалы түрде аз, сондықтан оның әсері маңызды емес. Сымның созылу ұзындығын арттыру сымның балқу коэффициентін жақсарта алса да, сымның балқу тұрақтылығы мен дәнекерлеудің пайда болу аспектілерін жан-жақты ескере отырып, сымның созылу ұзындығы үшін рұқсат етілген ауытқу диапазоны бар.
Басқа технологиялық факторлардың дәнекерлеу түзілу факторларына әсері
Жоғарыда аталған процесс факторларынан басқа, пісіру процесінің басқа факторлары, мысалы, ойық өлшемі мен саңылаудың өлшемі, электрод пен дайындаманың көлбеу бұрышы және қосылыстың кеңістіктік орналасуы да пісірудің қалыптасуына және пісіру өлшеміне әсер етуі мүмкін.
1. Ойық және саңылау
Электр доғалы дәнекерлеу арқылы түйіспелі қосылыстарды дәнекерлеу кезінде, әдетте, саңылауды сақтау керек пе, жоқ па, соны, саңылаудың өлшемін және ашылған ойықтың пішінін дәнекерлеу пластинасының қалыңдығына сәйкес анықтайды. Басқа белгілі бір жағдайларда, ойықтың немесе саңылаудың өлшемі неғұрлым үлкен болса, дәнекерленген дәнекердің арматурасы соғұрлым аз болады, бұл дәнекерлеу орнының төмендеуіне тең. Бұл кезде балқу коэффициенті төмендейді. Сондықтан, саңылауды қалдыру немесе ойық ашу арматураның өлшемін басқару және балқу коэффициентін реттеу үшін пайдаланылуы мүмкін. Саңылауды қалдырып, саңылауды қалдырмау және ойық ашумен салыстырғанда, екеуінің жылу тарату шарттары біршама ерекшеленеді. Жалпы алғанда, ойық ашудың кристалдану шарттары қолайлырақ.
2. Электродтың (дәнекерлеу сымының) көлбеуі
Доғалық пісіру кезінде электродтың көлбеу бағыты мен пісіру бағытының арасындағы байланысқа сәйкес, ол екі түрге бөлінеді: электродтың алға қарай көлбеуі және электродтың кері қарай көлбеуі. Пісіру сымы көлбеу болған кезде доға осі де соған сәйкес көлбеу болады. Пісіру сымы алға қарай көлбеу болған кезде, балқытылған бассейн металын кері шығаруға доға күшінің әсері әлсірейді. Балқытылған бассейннің түбіндегі сұйық металл қабаты қалыңдайды, ену тереңдігі азаяды, доғаның пісіруге ену тереңдігі азаяды, доға дақының қозғалыс диапазоны кеңейеді, пісіру ені артады және арматура азаяды. Пісіру сымының алға қарай көлбеу бұрышы α неғұрлым кіші болса, бұл әсер соғұрлым айқын болады. Пісіру сымы артқа қарай көлбеу болған кезде жағдай керісінше болады. Қорғалған металл доғалық пісіруде электродтың кері көлбеу әдісі көбінесе қолданылады және 65° пен 80° аралығындағы көлбеу бұрышы α салыстырмалы түрде қолайлы.
3. Дәнекерлеу бөлшегінің көлбеуі
Дәнекерлеу көлбеуі нақты өндірісте жиі кездеседі және оны жоғары қарай дәнекерлеу және төмен қарай дәнекерлеу деп бөлуге болады. Бұл кезде ауырлық күшінің әсерінен балқытылған бассейн металы көлбеу бойымен төмен қарай ағады. Жоғары қарай дәнекерлеу кезінде ауырлық күші балқытылған бассейн металын балқытылған бассейннің құйрығына шығаруға көмектеседі, сондықтан ену терең, дәнекерлеу ені тар және арматура жоғары болады. Жоғары қарай бұрышы α 6°-тан 12°-қа дейін болғанда, арматура тым үлкен болады және екі жағынан да оңай ойықтар пайда болады. Төмен қарай дәнекерлеу кезінде бұл әсер балқытылған бассейн металының балқытылған бассейннің құйрығына шығуына жол бермейді. Доға балқытылған бассейннің түбіндегі металды терең қыздыра алмайды, ену азаяды, доға дақының қозғалу диапазоны кеңейеді, дәнекерлеу ені артады және арматура азаяды. Егер дәнекерлеудің көлбеу бұрышы тым үлкен болса, бұл балқытылған бассейн сұйық металының жеткіліксіз енуіне және асып кетуіне әкеледі.
4. Дәнекерлеу материалы және қалыңдығы
Дәнекерлеу енуі дәнекерлеу тогына, сондай-ақ материалдың жылу өткізгіштігі мен көлемдік жылу сыйымдылығына байланысты. Материалдың жылу өткізгіштігі неғұрлым жақсы және көлемдік жылу сыйымдылығы неғұрлым жоғары болса, металлдың бірлік көлемін балқыту және температураны сол мөлшерде көтеру үшін соғұрлым көп жылу қажет. Сондықтан, дәнекерлеу тогы сияқты басқа да жағдайларда ену тереңдігі мен дәнекерлеу ені азаяды. Материалдың тығыздығы немесе сұйық тұтқырлығы неғұрлым жоғары болса, доғаның сұйық балқытылған бассейн металын ығыстыруы соғұрлым қиындайды және дәнекерлеу енуі таяз болады. Дәнекерленген бөліктің қалыңдығы дәнекерленген бөліктің ішіндегі жылу өткізгіштікке әсер етеді. Басқа жағдайлар бірдей болған кезде, дәнекерленген бөліктің қалыңдығы артқан сайын, жылу таралуы артады, ал дәнекерлеу ені де, ену тереңдігі де азаяды.
5. Флюс, электрод жабыны және қорғаныш газы
Флюстердің немесе электрод жабындарының әртүрлі құрамы доғаның электрод аймақтарында әртүрлі кернеудің төмендеуіне және доға бағанының әртүрлі потенциал градиенттеріне әкеледі, бұл дәнекерлеудің қалыптасуына сөзсіз әсер етеді. Флюстің тығыздығы төмен, бөлшектердің өлшемі үлкен немесе қабаттасу биіктігі аз болған кезде, доға айналасындағы қысым төмен болады, доға бағанасы кеңейеді және доға дақының қозғалыс диапазоны үлкен болады. Сондықтан ену аз, дәнекерлеу ені үлкен және арматура аз болады. Қалың дайындамаларды дәнекерлеу үшін жоғары қуатты доғалық дәнекерлеу қолданылған кезде, пемза тәрізді ағынды пайдалану доға қысымын төмендетуге, енуді азайтуға және дәнекерлеу енін арттыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, дәнекерлеу қожының тұтқырлығы мен балқу температурасы тиісті болуы керек. Егер тұтқырлық тым жоғары болса немесе балқу температурасы салыстырмалы түрде жоғары болса, қождың желдетілуі нашар болады және дәнекерлеу бетінде көптеген ойықтар пайда болуы оңай, бұл дәнекерлеу бетінің нашар қалыптасуына әкеледі.
Доғалық дәнекерлеуге арналған қорғаныш газдардың (мысалы, Ar, He, N2, CO2) құрамы әртүрлі, және олардың жылу өткізгіштігі сияқты физикалық қасиеттері де әртүрлі. Бұл доғаның полярлық аймағының кернеу төмендеуін және доға бағанының потенциал градиентін, доға бағанының өткізгіш көлденең қимасын, плазмалық ағын күшін және меншікті жылу ағынының таралуын әртүрлі етеді. Осы факторлардың барлығы дәнекерлеу жіктерінің пайда болуына әсер етеді.
Қысқасы, дәнекерлеудің қалыптасуына әсер ететін көптеген факторлар бар. Жақсы дәнекерлеудің қалыптасуына қол жеткізу үшін дәнекерленетін бөліктің материалы мен қалыңдығына, дәнекерлеудің кеңістіктік орналасуына, қосылыс пішініне, жұмыс жағдайларына, қосылыс өнімділігіне қойылатын талаптарға және дәнекерлеу өлшеміне сәйкес дәнекерлеудің тиісті дәнекерлеу әдістері мен дәнекерлеу жағдайларын таңдау қажет. Сонымен қатар, ең бастысы - дәнекерлеушінің дәнекерлеуге деген көзқарасы! Әйтпесе, дәнекерлеудің қалыптасуы және оның өнімділігі талаптарға сай келмеуі мүмкін, тіпті әртүрлі дәнекерлеу ақаулары пайда болуы мүмкін.
