Процесстик факторлордон тышкары, ширетүү процессинин башка факторлору, мисалы, оюктун өлчөмү жана боштуктун өлчөмү, электроддун жана даяр бөлүктүн эңкейиш бурчу жана муундун мейкиндиктеги абалы да ширетүүнүн пайда болушуна жана ширетүүнүн өлчөмүнө таасир этиши мүмкүн.
Ширетүүчү токтун ширетүүчү жиптин пайда болушуна тийгизген таасири
Белгилүү бир шарттарда, жаа ширетүү тогу көбөйгөн сайын, ширетүүчү тигиштин кирүү тереңдиги жана бекемделиши жогорулайт, ал эми ширетүүчү тигиштин туурасы бир аз жогорулайт. Себептери төмөнкүлөр:
1) Дого менен ширетүүнүн ширетүү тогу көбөйгөн сайын, ширетүүгө таасир этүүчү дого күчү көбөйөт, догонун ширетүүгө жылуулук киргизүүсү көбөйөт жана жылуулук булагынын абалы ылдый карай жылат, бул эритилген көлмөнүн тереңдик багытында жылуулуктун өткөрүлүшүнө өбөлгө түзөт жана кирүү тереңдигин жогорулатат. Кирүү тереңдиги ширетүү тогуна болжол менен пропорционалдуу. Ширетүүнүн кирүү тереңдиги H болжол менен Km × I ге барабар. Формулада Km - кирүү коэффициенти (ширетүү тогу 100 А көбөйгөндө ширетүүнүн кирүү тереңдиги көбөйгөн миллиметрлердин саны), ал 1-1 таблицада көрсөтүлгөндөй, дого менен ширетүү ыкмасына, зымдын диаметрине, токтун түрүнө ж.б. байланыштуу.
| жаа ширетүү ыкмалары | электроддун диаметри/мм | ширетүүчү ток/А | чыңалуу/В | ширетүү ылдамдыгы/мх-1 | кирүү коэффициенти/м м-100А-1 |
вольфрам аргон жаа ширетүү | 3.2 | 100~350 | 10~16 | 6~18 | 0.8~1.8 |
| | 1.6 сопло апертурасы | 50~100 | 20~26 | 10~60 | 1.2~2 |
| 3.4 сопло апертурасы | 220~300 | 28~36 | 18~30 | 1.5~2.4 |
суу астындагы жаа ширетүү | 2 | 200~700 | 32~40 | 15~100 | 1.0~1.7 |
| 5 | 450~1200 | 34~44 | 30~60 | 0,7~1,3 |
эритүүчү электрод менен аргон жаа ширетүү | 1.2~2.4 | 210~550 | 24~42 | 40~120 | 1.5~1.8 |
| CO2 ширетүү | 0.8~1.6 | 70~300 | 16~23 | 30~150 | 0.8~1.2 |
| 2~4 | 500~900 | 35~45 | 40~80 | |
1-1-таблица. Ар кандай жаа менен ширетүү ыкмалары жана параметрлери үчүн эрүү тереңдигинин коэффициенти Km (ширетүүчү болот)
2) Дого менен ширетүүдө ширетүүчү өзөктүн же ширетүүчү зымдын эрүү ылдамдыгы ширетүү тогуна пропорционалдуу. Дого менен ширетүүдө ширетүү тогунун көбөйүшү ширетүүчү зымдын эрүү ылдамдыгынын жогорулашына алып келгендиктен, эриген ширетүүчү зымдын көлөмү болжол менен пропорционалдуу түрдө көбөйөт, ал эми ширетүүчү жеринин туурасы азыраак көбөйөт, ошондуктан ширетүүчү арматура көбөйөт.
3) Ширетүү тогу көбөйгөндөн кийин, дого мамычасынын диаметри чоңоёт. Бирок, догонун даярдалган бөлүккө кирүү тереңдиги чоңоёт жана дого тактарынын кыймыл диапазону чектелүү болот. Ошондуктан, ширетүүнүн туурасынын көбөйүшү салыштырмалуу аз.
Газ менен корголгон металлды инерттүү газ менен ширетүүдө (МИГ), ширетүү тогу көбөйгөндө, ширетүүнүн тереңдиги жогорулайт. Эгерде ширетүү тогу өтө чоң жана токтун тыгыздыгы өтө жогору болсо, айрыкча алюминийди ширетүүдө манжа сыяктуу кирүү көп кездешет.
Ширетүүнүн пайда болушуна доға чыңалуусунун таасири
Белгилүү бир шарттарда, жаа чыңалуу жогорулаганда, жаанын кубаттуулугу жогорулайт жана ширетүүчү жерге жылуулук киргизүү да жогорулайт. Бирок, жаа чыңалуусунун жогорулашы жаанын узундугун көбөйтүү менен жетишилет. Жаа узундугунун жогорулашы жаа жылуулук булагынын радиусунун жогорулашына жана жаа жылуулуктун таркалышынын жогорулашына алып келет. Натыйжада, ширетүүчү жерге энергия тыгыздыгынын кириши азаят, ошондуктан кирүү тереңдиги бир аз азаят, ал эми ширетүүчү мончоктун туурасы жогорулайт. Ошол эле учурда, ширетүүчү тогу өзгөрүүсүз калгандыктан жана ширетүүчү зымдын эрүү көлөмү өзгөрүүсүз калгандыктан, ширетүүчү мончоктун арматурасы азаят.
Ар кандай жаа ширетүү ыкмалары үчүн, туура ширетүүнүн пайда болушуна жетүү, башкача айтканда, тиешелүү ширетүүнүн пайда болуу коэффициенти φ сактоо үчүн. Ширетүү тогун көбөйтүү менен, жаа чыңалуусу тиешелүү түрдө жогорулатылышы керек. Жаа чыңалуусу менен ширетүү тогунун ортосунда тиешелүү дал келүү байланышы болушу талап кылынат. Бул көбүнчө керектелүүчү электрод жаа ширетүүдө кездешет.
Ширетүү ылдамдыгынын ширетүүнүн пайда болушуна тийгизген таасири
Белгилүү бир шарттарда, ширетүү ылдамдыгын жогорулатуу ширетүүдө жылуулуктун киришин азайтып, ошону менен ширетүүчү мончоктун туурасын да, кирүүсүн да азайтат. Ширетүүнүн бирдик узундугуна чөккөн зым металлынын көлөмү ширетүү ылдамдыгына тескери пропорционалдуу болгондуктан, ал ширетүүчү мончоктун бекемделишинин да азайышына алып келет.
Ширетүү ылдамдыгы ширетүүнүн өндүрүмдүүлүгүн баалоо үчүн маанилүү көрсөткүч болуп саналат. Ширетүүнүн өндүрүмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн ширетүү ылдамдыгын жогорулатуу керек. Бирок, конструкциялык долбоорлоодо талап кылынган ширетүүнүн өлчөмүн камсыз кылуу үчүн, ширетүү ылдамдыгын жогорулатуу менен бирге, ширетүү тогун жана дого чыңалуусун ошого жараша көбөйтүү керек. Бул үч чоңдук бири-бири менен байланыштуу. Ошол эле учурда, ширетүү тогун, дого чыңалуусун жана ширетүү ылдамдыгын жогорулатууда (башкача айтканда, жогорку кубаттуулуктагы ширетүү догосун жана жогорку ширетүү ылдамдыгындагы ширетүүнү колдонууда), эритилген көлмөнүн пайда болушу жана эритилген көлмөнүн катып калуу процесси учурунда кесилген жерлер жана жаракалар сыяктуу ширетүү кемчиликтери пайда болушу мүмкүн экенин эске алуу керек. Ошондуктан, ширетүү ылдамдыгынын жогорулашы чектелүү.
Ширетүүчү токтун түрү жана полярдуулугу, ошондой эле электроддун өлчөмүнүн ширетүүнүн пайда болушуна тийгизген таасири
1. Ширетүүчү токтун түрлөрү жана полярдуулуктары
Ширетүү тогунун түрлөрү туруктуу жана өзгөрмө ток болуп бөлүнөт. Алардын арасында туруктуу ток менен жаа менен ширетүү токтун импульсунун бар-жогуна жараша туруктуу туруктуу жана импульстук туруктуу ток болуп бөлүнөт; ал полярдуулукка жараша туруктуу токтун оң туташуусуна (ширетүүчү жер оң туташууга туташтырылган) жана туруктуу токтун тескери туташуусуна (ширетүүчү жер терс туташууга туташтырылган) бөлүнөт. Өзгөрмө ток менен жаа менен ширетүү ар кандай токтун толкун формаларына жараша синусоидалык өзгөрмө ток жана төрт бурчтуу толкундуу өзгөрмө ток болуп бөлүнөт. Ширетүү тогунун түрү жана полярдуулугу жаадан ширетүүчү жерге кирген жылуулуктун көлөмүнө таасир этиши мүмкүн, ошондуктан ал ширетүүнүн пайда болушуна таасир этиши мүмкүн. Ошол эле учурда, ал тамчылардын өтүү процессине жана негизги металлдын бетиндеги кычкыл пленканын алынышына да таасир этиши мүмкүн.
Вольфрамдын инерттүү газ жаа ширетүү ыкмасы болот жана титан сыяктуу металл материалдарды ширетүү үчүн колдонулганда, ширетүүнүн өтүшү туруктуу ток оң багытта туташтырылганда эң терең болот, ал эми тескери багытта туташтырылганда өтүү эң тайыз болот, ал эми өзгөрмө ток экөөнүн ортосунда болот. Ширетүүнүн өтүшү туруктуу ток оң багытта туташтырылганда эң терең болгондуктан жана вольфрам электродунун күйүү жоготуусу эң аз болгондуктан, болот жана титан сыяктуу металл материалдарды ширетүү үчүн вольфрамдын инерттүү газ жаа ширетүү ыкмасы колдонулганда, түз токтун оң туташуусу колдонулушу керек. Вольфрамдын инерттүү газ жаа ширетүүдө импульстук түз ток ширетүү ыкмасы колдонулганда, импульстук параметрлерди тууралоого мүмкүн болгондуктан, ширетүүнүн пайда болуу өлчөмүн зарылчылыкка жараша башкарууга болот. Вольфрамдын инерттүү газ жаа ширетүү ыкмасы алюминий, магний жана алардын эритмелерин ширетүү үчүн колдонулганда, негизги металлдын бетиндеги оксиддик пленканы тазалоо үчүн жаанын катод тазалоо эффектин колдонуу керек. Өзгөрмө ток жакшыраак. Тик бурчтуу толкундуу өзгөрмө токтун толкун формасынын параметрлерин тууралоого мүмкүн болгондуктан, ширетүү эффектиси жакшыраак болот.
Газ металл жаа менен ширетүүдө, туруктуу ток тескери туташтырылганда, ширетүүнүн өтүшү жана ширетүүнүн туурасы туруктуу токтун оң туташуусуна караганда чоңураак болот. Өзгөрмө ток менен ширетүүнүн өтүшү жана туурасы экөөнүн ортосунда болот. Ошондуктан, суу астындагы жаа менен ширетүүдө, көбүрөөк өтүүнү камсыз кылуу үчүн, адатта, туруктуу токтун тескери туташуусу колдонулат; ал эми суу астындагы жаа менен ширетүүдө, өтүүнү азайтуу үчүн туруктуу токтун оң туташуусу колдонулат. Коргоочу газ менен газ металл жаа менен ширетүүдө, тескери туруктуу токтун туташуусу чоң өтүү тереңдигине ээ гана эмес, ошондой эле ширетүүчү жаа жана тамчы өткөрүү процесси туруктуу токтун оң туташуусуна жана өзгөрмө токко караганда туруктуураак болгондуктан жана катодду тазалоочу таасирге ээ болгондуктан, ал кеңири колдонулат. Түз токтун оң туташуусу жана өзгөрмө ток көбүнчө колдонулбайт.
2. Вольфрам электродунун учунун формасынын, ширетүүчү зымдын диаметринин жана узартуу узундугунун таасири
Туннелдин, гстен электродунун алдыңкы учунун бурчу жана формасы жаанын концентрациясына жана жаа басымына чоң таасир этет. Алар ширетүү тогуна жана даярдалган бөлүктүн калыңдыгына жараша тандалышы керек. Жалпысынан алганда, жаа канчалык концентрацияланган жана жаа басымы канчалык жогору болсо, пайда болгон кирүү тереңдиги ошончолук чоң болот, ал эми ширетүүнүн туурасы тиешелүү түрдө азаят.
Газ металл жаа менен ширетүүдө, ширетүү тогу туруктуу болгондо, ширетүүчү зым канчалык ичке болсо, жаа ысытуусу ошончолук концентрацияланат, кирүү тереңдиги жогорулайт жана ширетүүнүн туурасы азаят. Бирок, чыныгы ширетүү долбоорлорунда ширетүүчү зымдын диаметрин тандоодо, ширетүүнүн начар пайда болушуна жол бербөө үчүн токтун чоңдугун жана ширетүүчү бассейндин морфологиясын да эске алуу керек.
Газ металл жаа менен ширетүүдө зымдын узартуу узундугу көбөйгөндө, зымдын узартылган бөлүгү аркылуу өткөн ширетүү тогунан пайда болгон каршылык ысыгы көбөйөт, бул зымдын эрүү ылдамдыгын жогорулатат. Ошондуктан, ширетүүнүн арматурасы жогорулайт, ал эми кирүү тереңдиги бир аз төмөндөйт. Болот ширетүүчү зымдардын салыштырмалуу чоң каршылыгынан улам, болот жана ичке зымдар менен ширетүүдө зымдын узартуу узундугунун ширетүүнүн пайда болушуна тийгизген таасири салыштырмалуу айкын. Алюминий ширетүүчү зымдардын каршылыгы салыштырмалуу аз, ошондуктан анын таасири анчалык деле маанилүү эмес. Зымдын узартуу узундугун көбөйтүү зымдын эрүү коэффициентин жакшырта алса да, зымдын эрүү туруктуулугунун жана ширетүүнүн пайда болушунун аспектилерин комплекстүү эске алганда, зымдын узартуу узундугу үчүн жол берилген өзгөрүү диапазону бар.
Ширетүүнүн пайда болуу факторлоруна башка процесстик факторлордун таасири
Жогорудагы процесстик факторлордон тышкары, ширетүү процессинин башка факторлору, мисалы, оюктун өлчөмү жана боштуктун өлчөмү, электроддун жана даяр бөлүктүн эңкейиш бурчу жана муундун мейкиндиктеги абалы да ширетүүнүн пайда болушуна жана ширетүүнүн өлчөмүнө таасир этиши мүмкүн.
1. Оюк жана боштук
Электр жаа ширетүү менен жамбаш муундарын ширетүү учурунда, адатта, боштукту сактоо керекпи же жокпу, боштуктун өлчөмү жана ачылган оюктун формасы ширетүүчү пластинанын калыңдыгына жараша аныкталат. Башка айрым шарттарда, оюктун же боштуктун өлчөмү канчалык чоң болсо, ширетилген ширетүүнүн арматурасы ошончолук кичине болот, бул ширетүүнүн абалынын төмөндөшүнө барабар. Бул учурда эрүү катышы төмөндөйт. Ошондуктан, боштук калтыруу же оюк ачуу арматуранын өлчөмүн көзөмөлдөө жана эрүү катышын тууралоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Боштук калтырып, боштук калтырбай, оюк ачууга салыштырмалуу, экөөнүн жылуулукту таркатуу шарттары бир аз айырмаланат. Жалпысынан алганда, оюкту ачуунун кристаллдашуу шарттары жагымдуураак.
2. Электроддун (ширетүүчү зымдын) жантайышы
Дого менен ширетүү учурунда электроддун жантайуу багыты менен ширетүү багытынын ортосундагы байланышка ылайык, ал эки түргө бөлүнөт: электроддун алдыга жантайышы жана электроддун артка жантайышы. Ширетүүчү зым жантайганда, дого огу да ошого жараша жантайат. Ширетүүчү зым алдыга жантайганда, эритилген көлмө металлын артка чыгарууга дого күчүнүн таасири басаңдайт. Эритилген көлмөнүн түбүндөгү суюк металл катмары калыңдайт, кирүү тереңдиги азаят, догонун ширетүүчү жерге кирүү тереңдиги азаят, дого тактарынын кыймыл диапазону кеңейет, ширетүүчү жеринин туурасы көбөйөт жана арматура азаят. Ширетүүчү зымдын алдыга жантайуу бурчу α канчалык кичине болсо, бул таасир ошончолук айкын болот. Ширетүүчү зым артка жантайганда, кырдаал тескерисинче болот. Калканч металл дого менен ширетүүдө электроддун артка жантайуу ыкмасы көбүнчө колдонулат жана 65° жана 80° ортосундагы жантайуу бурчу α салыштырмалуу ылайыктуу.
3. Ширетүүчү бөлүктүн жантайыңкылыгы
Ширетүүнүн жантайыңкылыгы көбүнчө өндүрүштө кездешет жана аны өйдө карай ширетүү жана ылдый карай ширетүү деп бөлүүгө болот. Бул учурда, тартылуу күчүнүн таасири астында, эриген бассейн металлы жантайыңкы боюнча ылдый карай агып кетет. Өйдө карай ширетүүдө, тартылуу күчү эриген бассейн металлын эриген бассейндин куйругуна чыгарууга жардам берет, ошондуктан кирүү терең, ширетүүнүн туурасы кууш жана арматура жогору болот. Өйдө карай бурч α 6°тан 12°ка чейин болгондо, арматура өтө чоң болот жана эки тараптан тең оңой эле астыңкы кесилиштер пайда болот. Төмөн карай ширетүүдө бул эффект эриген бассейн металлынын эриген бассейндин куйругуна чыгарылышына жол бербейт. Дого эриген бассейндин түбүндөгү металлды терең ысыта албайт, кирүү азаят, дого тактарынын кыймыл диапазону кеңейет, ширетүүнүн туурасы көбөйөт жана арматура азаят. Эгерде ширетүүнүн жантайыңкы бурчу өтө чоң болсо, ал эриген бассейн суюк металлынын жетишсиз кирүүсүнө жана ашып-ташып кетишине алып келет.
4. Ширетүүчү материал жана калыңдыгы
Ширетүүчү тешиктин өтүшү ширетүү тогуна, ошондой эле материалдын жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө жана көлөмдүк жылуулук сыйымдуулугуна байланыштуу. Материалдын жылуулук өткөрүмдүүлүгү канчалык жакшы жана көлөмдүк жылуулук сыйымдуулугу канчалык чоң болсо, металлдын бирдик көлөмүн эритүү жана температураны ошол эле өлчөмдө көтөрүү үчүн ошончолук көп жылуулук талап кылынат. Ошондуктан, ширетүү тогу сыяктуу башка шарттарда, өтүү тереңдиги жана ширетүүчү туурасы азаят. Материалдын тыгыздыгы же суюктуктун илешкектүүлүгү канчалык чоң болсо, дого үчүн суюк эритилген бассейн металлын сүрүп чыгаруу ошончолук кыйын болот жана ширетүүчү тешиктин өтүшү ошончолук тайыз болот. Ширетилген бөлүктүн калыңдыгы ширетилген бөлүктүн ичиндеги жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө таасир этет. Башка шарттар бирдей болгондо, ширетилген бөлүктүн калыңдыгы жогорулаган сайын, жылуулуктун таркашы жогорулайт жана ширетүүчү туурасы да, өтүү тереңдиги да азаят.
5. Флюс, электрод каптоо жана коргоочу газ
Флюстардын же электрод каптамаларынын ар кандай курамы жаанын электрод аймактарында ар кандай чыңалуу төмөндөшүнө жана жаа мамычасынын ар кандай потенциалдык градиенттерине алып келет, бул сөзсүз түрдө ширетүүнүн пайда болушуна таасир этет. Флюстун тыгыздыгы төмөн, бөлүкчөлөрдүн өлчөмү чоң же үймөктөө бийиктиги кичинекей болгондо, жаанын айланасындагы басым төмөн болот, жаа мамычасынын кеңейиши жана жаа тактарынын кыймыл диапазону чоң болот. Ошондуктан, кирүү аз, ширетүүнүн туурасы чоң жана арматура кичинекей болот. Калың жумуш бөлүктөрүн ширетүү үчүн жогорку кубаттуулуктагы жаа ширетүү колдонулганда, пемза сымал флюсту колдонуу жаа басымын азайтып, кирүүнү азайтып, ширетүүнүн туурасын көбөйтө алат. Мындан тышкары, ширетүүчү шлак тиешелүү илешкектүүлүккө жана эрүү температурасына ээ болушу керек. Эгерде илешкектүүлүк өтө жогору болсо же эрүү температурасы салыштырмалуу жогору болсо, шлактын желдетүүсү начар болот жана ширетүүчү бетинде көптөгөн чуңкурларды пайда кылуу оңой, натыйжада ширетүүчү беттин пайда болушу начарлайт.
Дого ширетүү үчүн коргоочу газдардын (мисалы, Ar, He, N2, CO2) курамы ар башка жана алардын жылуулук өткөрүмдүүлүгү сыяктуу физикалык касиеттери да ар башка. Бул догонун уюлдук аймагындагы чыңалуу төмөндөшүн жана дого тилкесинин потенциал градиентин, дого тилкесинин өткөргүч кесилишин, плазма агымынын күчүн жана салыштырмалуу жылуулук агымынын бөлүштүрүлүшүн айырмалайт. Бул факторлордун баары ширетүүчү тигиштердин пайда болушуна таасир этет.
Кыскасы, ширетүүнүн пайда болушуна таасир этүүчү көптөгөн факторлор бар. Жакшы ширетүүнүн пайда болушу үчүн, ширетилген бөлүктүн материалына жана калыңдыгына, ширетүүнүн мейкиндиктеги абалына, муундун формасына, иштөө шарттарына, муундун иштешине коюлган талаптарга жана ширетүүнүн өлчөмүнө жараша ширетүүнүн тиешелүү ыкмаларын жана шарттарын тандоо керек. Ошол эле учурда, эң негизгиси - ширетүүчүнүн ширетүүгө болгон мамилеси! Болбосо, ширетүүнүн пайда болушу жана анын иштеши талаптарга жооп бербеши мүмкүн, ал тургай ар кандай ширетүү кемчиликтери пайда болушу мүмкүн.
