القوى التي تؤثر على نقل المعادن

تلقي هذه المقالة الضوء على القوى الرئيسية الأربعة التي تؤثر على نقل المعادن. والقوى هي: 1. الجاذبية (F _g ) 2. التوتر السطحي (F) 3. تأثير قرصة الكهرومغناطيسية (F _p ) 4. قوة السحب (F _d ).

قوة # 1.الجاذبية (F _ز ) :

الجاذبية هي قوة فصل عندما يتم توجيه القطب نحو الأسفل كما هو الحال في اللحام أسفل اليد ، وقوة الإبقاء عند توجيهها إلى الأعلى كما هو الحال في اللحام العلوي.

عدديا تساوي وزن القطرة المنصهرة المنفصلة ويتم التعبير عنها على النحو التالي:

قوة # 2. التوتر السطحي ( _ق ):

يميل التوتر السطحي إلى الاحتفاظ بالقطرة المنصهرة عند طرف الإلكترود وحجمه في وقت انفصال القطيرات تحت وزنه يتم التعبير عنه بالتعبير:

f (r / c) دالة معقدة لها قيمة تتراوح بين 0.6 و 1.0 حسب العلاقة بين r و c.

بالنسبة للمعادن الشائعة ، يمكن حساب القيمة التقريبية للدالة من العلاقات التالية:

حيث r في cm.

بدلا من ذلك ، تؤخذ F _s لتكون متناسبة مع كتلة الحد الأقصى لحجم الحجم (م _ح ) معلقة في طرف القطب قبل انفصال أي ،

F _s = m _h . ز ... (6.6)

ومع ذلك ، فإنه من الأسهل بكثير تحديد كتلة ذلك الجزء من القطرة التي تنفصل (m _d ) وهناك علاقة تجريبية بين m _d و m _h .

أيضاً ، يمكن رسم m _d / m _h كدالة r / c ، وهي:

قوة # 3. تأثير قرصة الكهرومغناطيسية ( _FP ):

عندما يتم إجراء التيار الكهربائي بواسطة موصل مخروطي مثل قوس اللحام ، فإن القوى المحورية تتصرف فيه والتي يتم توجيهها من المقطع العرضي الصغير إلى الجزء الأكبر. هذه النتيجة في إعداد نفاثة البلازما بشرط أن يكون التيار ذو حجم كافي. أيضا ، عندما يكون الموصل الحامل الحالي تحت تأثير المجال المغناطيسي الخاص به ، يتم تطوير قوى التعاقد الشعاعي التي تنتج الضغط داخل الموصل. التأثير المشترك لهذه القوى هو القوة المفرزة التي تعمل على القطرة المنصهرة عند شفة القطب ويشار إليها باسم تأثير القرصة.

ويمكن تفسير هذا التأثير على أساس أن تيار كهربائي يتدفق في نفس الاتجاه في الموصلات المتوازية يؤدي إلى قوة جذابة بينهما. إذا تم اعتبار القطب كأنه يتكون من عدد من الموصلات الأسطوانية ذات أقطار مختلفة مع واحد داخل الآخر ثم على أساس التدفق الحالي في الموصلات الموازية يتم اختبار قوة التعاقد من قبل القطب.

هذه القوة ليس لها أي تأثير على القطب الصلب ولكن ينتج تأثير كبير على انفصال القطرة المنصهرة من طرف القطب ، ويشار إليها باسم قوة لورنتز أو قوة قرصة كهرومغناطيسية.

هذه القوة على مسافة معينة r من محور القطب تعطى بالتعبير:

من المعادلة 6.9 ، من الواضح أن الحد الأقصى والحد الأدنى للضغوط المبذولان بواسطة تأثير القرصة الكهرومغناطيسية سيكونان على محور الموصل وسطحهما على التوالي ذات المقادير التالية:

وبالتالي ، هناك قوة قرصة كهرومغناطيسية صافية على القطرة ، تميل إلى فصلها عن طرف الإلكترود.

يمكن تحديد حجم هذه القوة على النحو التالي:

قوة # 4.سحب القوة (F _d ):

قوة السحب بسبب تدفق الغاز حول القطرة تساعد على فصل القطرة من طرف القطب. قد يتأثر حجم هذه القوة بمقدار تدفق الغاز في GMAW أو إلى حد محدود من كمية الغازات المنتجة من الطلاء في SMAW. اعتمادا على نوع من نقل المعدن قد تضيف طائرة البلازما أيضا السحب على القطرة. الأدوار التي تلعبها قوى مختلفة في فصل قوس القطرة المنصهرة المبينة في الشكل 6.1.

ولتحديد حجم القوى المختلفة التي تعمل على القطيرة ، وجد أنها ملائمة للغاية للقيام بذلك في حالة لحام البلازما MIG حيث إن قوس البلازما وقوس MIG منفصلان ويمكن التحكم فيهما بشكل مستقل عن بعضهما البعض.

مع هذا الترتيب ، يمكن تغيير تيار القالب في سلك لحام MIG ، وبالتالي يمكن أن تتنوع القوى الكهرومغناطيسية العاملة على القطرة من الصفر إلى أقصى حد ممكن. من الممكن أيضًا تغيير قوة السحب على القطيرة من خلال تغيير سرعة تدفق البلازما.

يمكن تحديد قوة توتر السطح ، F _s ، بقياس كتلة القطرة عند صفر تيار دون تدفق للغاز. يمكن الحصول على القوة الكهربائية من خلال قياس كتلة القطرة الفردية كدالة لتدفق الغاز مع مرور التيار عبر السلك.

يمكن الحصول على قوة المحرك الكهربائي F _p ، من بيانات I ≠ 0:

F _p = F _s - (F _g + F _d ) ………. (6.13)

هذه القوة الكهربائية سلبية بالنسبة للقيمة المنخفضة للتيار ، ولكن أعلى من 25A تقريبًا فإنها تزيد أو تقل بما يتناسب مع التيار.

اعتمادا على القوة الصافية التي تعمل على القطرة في ضوء حجم تيار اللحام ، التوتر السطحي ، قوة السحب ، دور الجاذبية ، وطول القوس ، يتم تحقيق نمط معين من نقل المعدن الذي يحدد نوعية اللحام القالب.