وسائط نقل المعادن: 5 أنواع
تصنف طرق نقل المعادن هذه كما هو مبين في الجدول 6.1:
يتضح من الجدول 6.1 أن هناك أساسا أربعة أنماط لنقل المعدن ، أي ، دائرة قصر ، كروي ، رذاذ ، وخبث يلف كل منها واحد أو أكثر من البديل.
اكتب # 1. نقل الدائرة القصيرة:
في نقل الدائرة القصيرة هناك فجوة دورية للفجوة بين القطب وشغل الشغل مما أدى إلى إطفاء القوس. وبالتالي يحدث تدفق كثيف للتيار مما يؤدي إلى زيادة تدفئة الجسر. انخفاض اللزوجة والتوتر السطحي ، وزيادة القوى الكهرومغناطيسية والهيدروديناميكية يؤدي إلى نقل المعدن المنصهر من القطب إلى بركة اللحام. مع نقل المعدن يتم كسر الجسر والجهد يميل إلى القفز إلى قيمة الدائرة المفتوحة ويتم إشعال القوس.
عادة ما يرتبط هذا النوع من الدارة القصيرة مع اللحام بطول قوس التيار المنخفض والقاصر مع الأقطاب الكهربائية المغلفة على الرغم من أنه يمكن أيضًا مواجهة نمط النقل المماثل في لحام MIG ولكنه لا يفضل كثيرًا باستثناء بعض الحالات مثل لحام الموقع.
نقل الغمر:
هذا هو أيضا وضع دائرة قصيرة لنقل المعادن ولكن في هذه الحالة يتم تغذية القطب في بركة اللحام بوتيرة سريعة بحيث ينخفض السلك في حوض السباحة قبل فصل القطرة. كما هو الحال في نقل الدائرة القصيرة العادية ، يرتفع التيار في وقت الدائرة القصيرة مما يؤدي إلى تسخين مفرط وبالتالي في كسر الجسر ذي الدائرة القصيرة مع نقل المعدن من القطب إلى حوض اللحام. يرتبط هذا النوع من النقل مع GMAW خاصةً نوعه الخاص بـ CO2.
اكتب # 2. نقل كروي:
في الأسلوب الكروي لنقل المعدن يتم فصل القطرة المعدنية المنصهرة من طرف الإلكترود بسبب الجاذبية والقوى الأخرى التي تعمل عليها كما في نقل الدائرة القصيرة. تسافر الكارثة المنفصلة تحت تأثير قوى الجاذبية والقوة الهيدروديناميكية مباشرة نحو بركة اللحام ويشار إليها باسم "نقل السقوط". لا يكاد أي فرصة للحصول على قوس انطفأت.
تمت مواجهة هذا النوع من النقل عندما يكون طول القوس متوسطًا أو طويلًا ، أي أن أكبر قطرة منتجة ليست كبيرة بما يكفي لإحداث دائرة قصر. نظرا لوقت طويل للاحتفاظ عند شفة القطب ، يكون قطر القطرة عادة أكبر من قطر الإلكترود. درجة حرارة القطرة هي أيضا أعلى مما كانت عليه في حالة نقل الدائرة القصيرة.
نقل مصادق:
في الوضع الكروي لنقل المعدن إذا كانت القطرة ، بعد الانفصال عن القطب لا يسير مباشرة نحو تجمع اللحام ، وفي الواقع يتم طرده تحت تأثير قوى معينة ، على سبيل المثال ، نفاثة البلازما العاكسة ، ثم يشار إلى كطريقة صدف نقل.
يعتبر هذا النوع من النقل غير مرضٍ لأنه يؤدي إلى ضعف كفاءة نقل المعادن بسبب التأخير غير المبرر في انفصال القطيرات ولأنه مصحوب بترشيش مفرط. ويصادف هذا النمط من نقل المعدن بشكل عام في لحام ثاني أكسيد الكربون من الصلب بطول قوس متوسط إلى طويل ومن تيار لحام منخفض إلى متوسط.
اكتب # 3.الرش نقل:
عادة ما يرتبط أسلوب الرش لنقل المعدن بكثافات تيار عالية. تؤدي الكثافة العالية الحالية إلى درجة حرارة عالية جدًا للقطرة المنصهرة مع تقليل التوتر السطحي. ومع زيادة الكثافة الحالية يزيد معدل نمو القطيرات بشكل متناسب مع الزيادة في درجة الحرارة والقوى الكهرومغناطيسية في شكل تأثير قرصة تصبح كبيرة وتفوق التوتر السطحي.
مع قوة قرصة عالية في نهاية القطب ، وتضيق في كل الأوقات. تقطع القطرات قبل أن تصل إلى الحجم المسموح به من التوتر السطحي ، وينتج عن ذلك ما يسمى بوضع الرش لنقل المعدن. اعتمادا على الكثافة الحالية ، يحتوي وضع الرذاذ على ثلاث مراحل مختلفة ، مثل عمليات النقل المسقطة والمتدفقة والتدوير.
في النطاق الكروي لنقل المعدن الحالي منخفض جدا لتشكيل القوات النفاثة والقوة اللازمة لفصل القطرة. مع زيادة التيار ، يحدث الانتقال من الكروي إلى الرذاذ المسقط حيث تنفصل القطيرات من طرف القطب عندما تكون أصغر بكثير من نقل القطرة.
وقد تمت الإشارة إلى الرذاذ المسقط أيضًا باسم "رذاذ السقوط" ، وقد تم الإبلاغ عن النطاق الحالي الذي يتم تشغيله ، في مصادر طاقة التيار المستمر ، بأنه ضيق. ولكن تم العثور على رذاذ إسقاط يعطي أقل ترشيش والدخان مع كفاءة ترسب أعلى من المتغيرات الأخرى من وضع الرش.
في التيارات الأعلى لا تزال تنهار نهاية القطب ويتدفق رذاذ غرامة من قطرات قبالة. ويرتبط هذا النوع من النقل بطبقة بلازما متطورة كما يتضح من تيار البخار. ويطلق على هذا النوع من النقل أحيانًا "نقل الرعشة" وينتج عن حبة مع اختراق "الإصبع". يحدث هذا بسبب تكوين نواة تأين في عمود القوس ويتم تصوير صورة درجة الحرارة للعمود القوسي بالمنطقة المنصهرة على اللوحة.
عند تيارات عالية جدًا (أعلى من 750 أ) ، يصبح قوس اللحام غير منتظم لأن سلك التغذية يبدأ بالاهتزاز ويذهب القوس إلى شكل دوران. هذه الآلية هي أكثر سيطرة مع بعض مواد اللحام من غيرها. يمكن أن يعزى سبب هذا السلوك إلى حقيقة أن التيار العالي المتدفق في سلك التغذية يتسبب في أن يصبح البلاستيك بسبب تسخين الجول أو PR للاسلاك.
إن قوة رد الفعل من طائرة البلازما في نهاية السلك تخلق قوى على سلك اللحام تشبه تلك التي تمر بها أنابيب خرطوم بلاستيكية ، حرة في أحد طرفيها ، تحمل مياه ضغط عالية. وبالتالي فإن نهاية الأسلاك سوف تتأرجح وكما يذوب السلك ، سيتم إخراج القطرات الداخلة إلى طائرة البلازما في زوايا مختلفة وفقًا لاتجاه النفاثة في ذلك الوقت.
ترتبط طرق نقل المعادن ، الموصوفة أعلاه ، بـ GMAW بأطوال قوس متوسطة إلى طويلة. لا يوجد أي مسألة انقراض قوس في وقت نقل المعادن في هذه الأساليب لنقل المعادن.
نقل المتفجرات:
في بعض الأحيان لوحظ ، من خلال التصوير السينمائي ، أن القطرة قد تحطمت إما في حين أنها لا تزال في طرف القطب أو بعد فترة قصيرة من الانفصال. ويعرف هذا النوع من نقل المعادن باسم نقل المتفجرات وينسب إلى تكوين فقاعات غازية داخل القطرة السائلة عند طرف الإلكترود. قد تتكون الفقاعات بسبب تكوين CO في حالة الفولاذ ، وبعض الغازات الممتصة في حالة المعادن غير الحديدية.
هذه الفقاعات تنمو وتنفجر في النهاية ، وتشتت قطرات صغيرة بعيدا عن القطب. وقد لوحظت هذه قطرات الانفجار في اللحام بأقطاب كهربائية مغطاة (SMAW) ومع لحام قوس معدني خامل محمي بالغاز (GMAW). قد يؤدي النوع المتفجر من نقل المعدن إلى ترشيش مفرط ولحامات ذات مظهر رديء.
النوع # 4. النقل الخبث المحمي:
كشفت دراسة التصوير بالأشعة السينية أن النقل المعدني في اللحام القوسي المغمور يشبه ما يحدث في أقطاب الأسلاك العارية كما هو الحال في GMAW. يتم إسقاط القطرة بعد الانفصال مباشرة في بركة اللحام أو يتم وضعها جانبيًا.
في الحالة الأخيرة ، تلمس القطيرة جدار تجويف التمدد المحيط بالقوس وتنزلق على طوله إلى حوض اللحام ، كما هو موضح في الشكل 6.2. ينتج عن هذا معدل أبطأ لنقل المعادن. وهو معروف باسم "النقل الموجه للجدار المتدفق" ، ولأسباب واضحة ، يؤدي إلى تحسين تفاعلات الخبث المعدني.
كما يتم نقل الخبث المحمي أيضًا في حالة اللحام بالكهرباء حيث لا يوجد تجويف تدفق صلب للجدار إلا أن القطب يذوب بشكل مستمر في مجموعة من الخبث المنصهر عالي الحرارة.
في حالة اللحام القوسي ذو القلب المتقلب ، تغطس القطرات الخبثية أيضاً القطرات ، ولكن هناك نقل مماثل لتلك التي لوحظت في GMAW.
النوع # 5. نقل المعادن من أسلاك حشو إضافية:
يحدث النقل المعدني من سلك حشو إضافي عند استخدام مثل هذا السلك أو القضيب كما في لحام القوس التنغستن القوسي ولحام قوس البلازما ولحام غاز الوقود بالأكسجين. في هذه العمليات يتم ذوبان سلك الحشو بتطبيق الحرارة دون تشكيل جزء من الدائرة الكهربائية.
تتشابه القوى العاملة على القطرة المنصهرة مع تلك الموجودة في SMAW و GMAW لكن تأثير قرصة الكهرومغناطيسية لا يلعب أي جزء من خلال غيابها. لذلك ، لا يمكن نقل طريقة الرش. غالباً ما يتم اعتماد أسلوب نقل الدائرة القصيرة (أو الجسر) لنقل المعادن لتحقيق أقصى استفادة من الحرارة ، ومع ذلك ، يمكن أيضًا استخدام نقل القطرة ، إذا لزم الأمر. ينتج عن نقل الكروية أو القطرة ، عند استخدامها ، كفاءة ترسيب أقل بسبب تأخر انفصال القطيرة عن سلك الملء.
