Metaaloverdracht in GMAW

Na het lezen van dit artikel leert u over het proces van metaaloverdracht in Gas Metal Arc Welding (GMAW).

De opeenvolgende wijzen van metaaloverdracht die plaatsvinden met toenemende stroom in GMAW worden getoond in Fig. 6.7. Bij elektroden met een diameter van 1, 6 mm en minder domineert het knijpeffect voor stromen tot ongeveer 200 A. De fase tussen de bolvormige en de sproeimodi onderscheidt zich door de aanvankelijke versnelling van de druppel. Als deze versnelling lager is dan die van de zwaartekracht, dan is het een bolvormige overdracht anders zal het een spuittransfer zijn.

Voor elektrodedraden met een diameter van 1, 2 mm resulteert de lasstroom boven 200 A in de vorming van druppels aan het uiteinde van een conisch gebied. De kegel bereikt een quasi-stationaire toestand waarbij het vloeibare metaal in de basis van de kegel stroomt en uitmondt aan de punt daarvan. Experimenteel is aangetoond dat voor een staalelektrode met een diameter van 1, 2 mm de punt met potloodpunt een hogere stroom vormt dan waarop de punt van de elektrode volledig wordt ingesloten door de zichtbare boogwortel.

De geometrische vorm van de druppel aan de elektrodepunt hangt onder meer af van de elektrodepolariteit. In de regel is de elektrodepositief de polariteit die wordt gebruikt voor GMAW. Met deze polariteit vormt de anodevlek bijna symmetrisch rondom de elektrodepunt zoals getoond in Fig. 6.8 en de vorm van het druppel- of gesmolten gebied bij de elektrodepunt is overeenkomstig axi-symmetrisch.

Fig. 6.8 Elektrodedraad-, druppel- en boogconfiguraties voor GMAW met elektrodepositief (Vergroting 9.64): stroom 220 A

Bepaalde commerciële GMAW-staaldraden worden echter adequaat behandeld en kunnen daarom met negatieve elektroden worden gebruikt. Bij hoge stromen zweeft de kathodevlek symmetrisch over het onderste deel van de elektrode en produceert stromingsoverdracht. Bij lagere stromen gedraagt ​​de kathodevlek zich nog steeds op een symmetrische manier, maar alleen smelt de punt van de elektrode en het metaal gaat in druppels over.

De meeste van de bovenstaande besprekingen hebben betrekking op GMAW met massieve draad. Echter, films met hoge snelheden van metaaloverdracht bij flux-geboord booglassen geven aan dat het karakter van de overdracht varieert afhankelijk van de flux. Met rutielfluxkern treedt bijvoorbeeld een fijne sproeivormige overdracht op, terwijl bij een basische fluorkern de overdracht plaatsvindt in relatief grote druppeltjes die asymmetrisch vormen.

De flux lijkt gedeeltelijk over te gaan als een vast materiaal dat vermoedelijk smelt bij overdracht naar het smeltbad. Over het algemeen lijkt het erop dat, zoals bij SMAW, de dominante factor, zowel voor metaaloverdracht als druppeloverdrachtsfrequentie, de samenstelling van de flux is.

De introductie van gepulseerde GMAW in de jaren 1960 bood de mogelijkheid om bij lagere gemiddelde stromen een sprayoverdracht te verkrijgen door stroompulsen toe te voegen om druppels met gecontroleerde intervallen los te maken, tegen een lagere achtergrondstroom die de boog in stand hield en gesmolten druppels liet vormen. Dit heeft het mogelijk gemaakt om sproeistransfer te gebruiken voor dunnere materialen en ook in verschillende lasposities.

Net als metaaloverdracht in constante stroom GMAW, kan het in gepulseerd GMAW ook worden geclassificeerd in geprojecteerde of druppelvormige spray en streaming-spray. Alle functies van de twee overdrachtsprocessen zijn hetzelfde voor zowel constant stroom als gepulseerde GMAW. De eerste druppel die wordt overgedragen bij pulsstroomlassen bevindt zich in de druppelsproeimodus, maar volgende druppels die tijdens dezelfde stroompuls worden overgedragen, bevinden zich in de streaming-sproeimodus.

De tijd voor de vorming en losraken van een druppel is omgekeerd evenredig met de grootte van de piekstroom maar is onafhankelijk van de duur ervan. Zodra het vernauwingsproces is gestart, wordt de druppel losgemaakt na een specifieke tijd die kenmerkend is voor de draaddiameter en piekstroom en onafhankelijk is van het huidige niveau op het moment van losraken.