01 جاذبية القطرة المنصهرة
يميل أي جسم إلى الترهل بسبب جاذبيته. في اللحام المسطح، تعمل جاذبية القطرة المعدنية المنصهرة على تعزيز انتقال القطرة المنصهرة. ومع ذلك، في اللحام العمودي واللحام العلوي، فإن جاذبية القطرة المنصهرة تعيق انتقال القطرة المنصهرة إلى البركة المنصهرة وتصبح عائقًا.
02 التوتر السطحي
مثل السوائل الأخرى، يتمتع المعدن السائل بتوتر سطحي، أي أنه في حالة عدم وجود قوة خارجية، سيتم تقليل مساحة سطح السائل إلى الحد الأدنى وتقليصها إلى دائرة. بالنسبة للمعدن السائل، فإن التوتر السطحي يجعل المعدن المنصهر كرويًا.
بعد ذوبان معدن القطب، لا يسقط معدنه السائل على الفور، ولكنه يشكل قطرة كروية معلقة في نهاية القطب تحت تأثير التوتر السطحي. مع استمرار القطب في الذوبان، يستمر حجم القطرة المنصهرة في الزيادة حتى تتجاوز القوة المؤثرة على القطرة المنصهرة التوتر بين السطح البيني للقطرة المنصهرة ونواة اللحام، وسوف تنفصل القطرة المنصهرة عن قلب اللحام والانتقال إلى البركة المنصهرة. ولذلك، فإن التوتر السطحي لا يساعد على انتقال القطرات المنصهرة إلى اللحام المسطح.
ومع ذلك، فإن التوتر السطحي مفيد في نقل القطرات المنصهرة عند اللحام في مواضع أخرى مثل اللحام العلوي. أولاً، يتدلى معدن المسبح المنصهر رأسًا على عقب على اللحام تحت تأثير التوتر السطحي وليس من السهل تقطيره؛
ثانيًا، عندما تتلامس القطرة المنصهرة الموجودة في نهاية القطب مع معدن البركة المنصهرة، سيتم سحب القطرة المنصهرة إلى البركة المنصهرة بسبب عمل التوتر السطحي للمسبح المنصهر.
كلما زاد التوتر السطحي، زاد حجم القطرة المنصهرة في نهاية قلب اللحام. يرتبط حجم التوتر السطحي بعدة عوامل. على سبيل المثال، كلما زاد قطر القطب، زاد التوتر السطحي للقطرة المنصهرة في نهاية القطب؛
كلما ارتفعت درجة حرارة المعدن السائل، قل التوتر السطحي له. يمكن أن تؤدي إضافة الغاز المؤكسد (Ar-O2 Ar-CO2) إلى غاز التدريع إلى تقليل التوتر السطحي للمعدن السائل بشكل كبير، مما يفضي إلى تكوين قطرات منصهرة من الجسيمات الدقيقة لنقلها إلى البركة المنصهرة.
03 القوة الكهرومغناطيسية (قوة الانكماش الكهرومغناطيسي)
تتجاذب الأضداد، وبالتالي فإن الموصلين ينجذبان لبعضهما البعض. تسمى القوة التي تجذب الموصلين القوة الكهرومغناطيسية. الاتجاه هو من الخارج إلى الداخل. يتناسب حجم القوة الكهرومغناطيسية مع حاصل ضرب تيارات الموصلين، أي كلما زاد التيار المار عبر الموصل، زادت القوة الكهرومغناطيسية.
عند اللحام، يمكننا اعتبار سلك اللحام المشحون وقطرات السائل الموجودة في نهاية سلك اللحام مكونة من العديد من الموصلات الحاملة للتيار.
بهذه الطريقة، وفقًا لمبدأ التأثير الكهرومغناطيسي المذكور أعلاه، ليس من الصعب أن نفهم أن سلك اللحام والقطرة يخضعان أيضًا لقوى الانكماش الشعاعي من جميع الجوانب إلى المركز، لذلك يطلق عليها قوة الضغط الكهرومغناطيسي.
قوة الضغط الكهرومغناطيسي تجعل المقطع العرضي لقضيب اللحام يميل إلى الانكماش. ليس لقوة الضغط الكهرومغناطيسي أي تأثير على الجزء الصلب من قضيب اللحام، ولكن لها تأثير كبير على المعدن السائل الموجود في نهاية قضيب اللحام، مما يدفع القطرة إلى التشكل بسرعة.
على القطرة المعدنية الكروية، تؤثر القوة الكهرومغناطيسية عموديًا على سطحها. سيكون المكان ذو الكثافة الحالية الأكبر هو الجزء ذو القطر الرفيع من القطرة، والذي سيكون أيضًا المكان الذي تعمل فيه قوة الضغط الكهرومغناطيسي بشكل أكبر.
لذلك، عندما تصبح الرقبة أرق تدريجيًا، تزداد كثافة التيار، وتزداد أيضًا قوة الضغط الكهرومغناطيسي، مما يدفع القطرة المنصهرة إلى الانفصال بسرعة عن نهاية القطب والانتقال إلى البركة المنصهرة. وهذا يضمن أن القطرة المنصهرة يمكن أن تنتقل بسلاسة إلى الذوبان في أي موضع مكاني.
تتميز معدات اللحام Xinfa بخصائص الجودة العالية والسعر المنخفض. لمزيد من التفاصيل، يرجى زيارة:مصنعو اللحام والقطع - مصنع وموردو اللحام والقطع في الصين (xinfatools.com)
في حالتي تيار اللحام المنخفض واللحام، يختلف تأثير قوة الضغط الكهرومغناطيسي على انتقال القطرات. عندما يكون تيار اللحام منخفضًا، تكون القوة الكهرومغناطيسية صغيرة. في هذا الوقت، يتأثر المعدن السائل الموجود في نهاية سلك اللحام بشكل أساسي بقوتين، إحداهما التوتر السطحي والأخرى الجاذبية.
لذلك، مع استمرار سلك اللحام في الذوبان، يستمر حجم قطرة السائل المعلقة في نهاية سلك اللحام في الزيادة. عندما يزيد الحجم إلى حد معين وتكون جاذبيته كافية للتغلب على التوتر السطحي، ستنفصل القطرة عن سلك اللحام وتسقط في البركة المنصهرة تحت تأثير الجاذبية.
في هذه الحالة، غالبًا ما يكون حجم القطرة كبيرًا. عندما تمر مثل هذه القطرة الكبيرة عبر فجوة القوس، غالبًا ما يكون القوس قصير الدائرة، مما يؤدي إلى بقع كبيرة، ويكون حرق القوس غير مستقر للغاية. عندما يكون تيار اللحام كبيرًا، تكون قوة الضغط الكهرومغناطيسي كبيرة نسبيًا.
وفي المقابل، فإن دور الجاذبية صغير جدًا. تنتقل القطرة السائلة بشكل أساسي إلى المجمع المنصهر مع قطرات أصغر تحت تأثير قوة الضغط الكهرومغناطيسي، وتكون الاتجاهية قوية. بغض النظر عن موضع اللحام المسطح أو موضع اللحام العلوي، فإن القطرات المعدنية تنتقل دائمًا من سلك اللحام إلى المجمع المنصهر على طول محور القوس تحت تأثير قوة ضغط المجال المغناطيسي.
أثناء اللحام، تكون كثافة التيار على القطب أو السلك كبيرة نسبيًا بشكل عام، وبالتالي فإن القوة الكهرومغناطيسية هي قوة رئيسية تعزز انتقال القطرة المنصهرة أثناء اللحام. عند استخدام قضيب درع الغاز، يتم التحكم في حجم القطرة المنصهرة عن طريق ضبط كثافة تيار اللحام، وهو وسيلة رئيسية للتكنولوجيا.
اللحام هو القوة الكهرومغناطيسية المحيطة بالقوس. بالإضافة إلى التأثيرات المذكورة أعلاه، يمكن أيضًا أن تنتج قوة أخرى، وهي القوة الناتجة عن التوزيع غير المتساوي لشدة المجال المغناطيسي.
لأن كثافة التيار لمعدن القطب أكبر من كثافة اللحام، فإن شدة المجال المغناطيسي المتولد على القطب أكبر من شدة المجال المغناطيسي المتولد على اللحام، لذلك تتولد قوة مجال على طول الاتجاه الطولي للقطب .
اتجاه عملها هو من المكان ذو شدة المجال المغناطيسي العالي (القطب) إلى المكان ذو شدة المجال المغناطيسي المنخفض (اللحام)، لذلك بغض النظر عن الموضع المكاني للحام، فهو دائمًا يفضي إلى انتقال المنصهر قطرة إلى البركة المنصهرة.
04 ضغط القطب (قوة البقعة)
الجسيمات المشحونة في قوس اللحام هي في الأساس إلكترونات وأيونات موجبة. بسبب عمل المجال الكهربائي، يتحرك خط الإلكترون نحو القطب الموجب وتتحرك الأيونات الموجبة نحو الكاثود. تصطدم هذه الجسيمات المشحونة بالبقع المضيئة عند القطبين وتتولد.
عندما يتم توصيل التيار المستمر بشكل إيجابي، فإن ضغط الأيونات الموجبة يعيق انتقال القطرة المنصهرة. عندما يكون التيار المستمر متصلاً بشكل عكسي، فإن ضغط الإلكترونات هو الذي يعيق انتقال القطرة المنصهرة. وبما أن كتلة الأيونات الموجبة أكبر من كتلة الإلكترونات، فإن ضغط تدفق الأيونات الموجبة أكبر من ضغط تدفق الإلكترونات.
لذلك، من السهل إنتاج انتقال دقيق للجسيمات عند توصيل الاتصال العكسي، ولكن ليس من السهل عند توصيل الاتصال الإيجابي. وذلك بسبب ضغوط القطب المختلفة.
05 قوة نفخ الغاز (قوة تدفق البلازما)
في اللحام القوسي اليدوي، يتأخر ذوبان طلاء القطب قليلاً عن ذوبان قلب اللحام، مما يشكل جزءًا صغيرًا من الغلاف على شكل "البوق" الذي لم يذوب بعد في نهاية الطلاء.
هناك كمية كبيرة من الغاز الناتج عن تحلل جهاز تغويز الطلاء وغاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن أكسدة عناصر الكربون في قلب اللحام في الغلاف. تتوسع هذه الغازات بسرعة بسبب تسخينها إلى درجة حرارة عالية، وتندفع على طول اتجاه الغلاف غير المنصهر في تدفق هواء مستقيم (مستقيم) وثابت، مما يؤدي إلى نفخ القطرات المنصهرة في البركة المنصهرة. بغض النظر عن الموقع المكاني للحام، فإن تدفق الهواء هذا سيكون مفيدًا لانتقال المعدن المنصهر.
وقت النشر: 20 أغسطس 2024
