Режим короткого замыкания это: Режимы работы электрической цепи | Электротехника

Силовой анализ фи=60

Теория механизмов и машин (ТММ)

         5.2. Основные характеристики и параметры

         К основным характеристикам   синхронной машины можно отнести те, которые позволят ввести ее в  схему для расчета нового установившегося режима. Учитывая приближенность расчета и  сохраняя допущение о ненасыщенности магнитной цепи машины, сопротивление машины по продольной оси можно принять равным Хd или же  , где ОКЗ — отношение короткого замыкания . Для ненасыщенной  же машины    при спрямленной характеристике холостого хода

                                          ,                                                      (5-1)

Предел тока возбуждения зависит от конструкции генератора и вида системы возбуждения. Например, для  электромагнитного возбуждения относительная величина этого тока в пределах 3 — 5 , что примерно в 2 раза больше тока возбуждения машины при ее номинальной  нагрузке.

5.3. Расчет при отсутствии автоматического

регулирования возбуждения

         Когда источники не имеют автоматического регулирования расчет установившегося режима трехфазного короткого замыкания сводится к простому определению токов и напряжений в линейной схеме. 

          При составлении  схемы замещения нагрузки учитываются  с объединением в крупные узлы и замещаются Е=0 и сопротивлением Хн=1,2. По полученным после преобразования схемы  результирующим ЭДС    и   реактивности   относительно места короткого замыкания ток в месте короткого находится:

                                              .                                                         (5-2)

Интересно, что не вносит большой погрешности в расчет допущение для расчета по формуле

                                              ;                                                        (5-3)

              где    —  напряжение предшествующего режима.

         5.4. Расчет при  наличии автоматического регулирования возбуждения

         Снижение  напряжения,вызванное КЗ приводит в действие АРВ генераторов, их возбуждение возрастает очевидно, что токи и напряжения в этом случае возрастают, причем степень этого роста зависит от параметров генераторов и удаленности КЗ. При удаленном КЗ даже относительно небольшого увеличения тока возбуждения достаточно для восстановления нормального напряжения. При малом удалении КЗ даже подъем тока возбуждения до предельного значения не позволяет получить нормального напряжения. Следовательно, для каждого генератора можно установить наименьшую величину внешней реактивности при КЗ так называемую критическую реактивность Хкр, когда генератор при предельном возбуждении обеспечивает нормальное напряжение на выводах. Эта критическая реактивность определится из граничного условия совпадения режима номинального напряжения и режима предельного возбуждения

                                                                                 (5-4)

         При     и   

                                                                                                               Таблица 5-1

         Соотношения, характеризующие режимы генератора с АРВ

         В схеме с несколькими генераторами очень трудно определить критическую реактивность и расчет приходится проводить методом последовательных приближений, задаваясь для отдельных генераторных ветвей либо режимом предельного возбуждения, либо нормального напряжения и изменяя его по результатам проверки. В первую очередь устанавливается режим ближайшего к месту из генератора, а затем поочередно рассматриваем другие генераторы по мере увеличения их удаленности. При выявлении генератора в режиме нормального напряжения,  все приключенные к нему элементы, не образующие пути тока к месту КЗ, отбрасываются, что упрощает схему.

         Генераторы без АРВ вводятся в схему своими реактивностями  и ЭДС  предшествующего режима. Нагрузки вводятся реактивностями Хн=1,2 Х н ном и Е=0.

5.5. Особенности расчета токов короткого замыкания

в схемах до 1000В

Рекомендуем посмотреть лекцию «29 Понятие и признаки административного правонарушения».

         Применение вышеуказанных методов к расчету КЗ в схемах до 1000В затруднительно из-за их большой разветвленности, а результаты расчета дают значения иногда на порядок больше тех, которые реально наблюдаются. По мере перехода к более низким ступеням напряжения для правильной оценки сопротивления короткозамкнутой цепи приходится учитывать целый ряд факторов, которые не играют никакой роли в установках повышенных напряжений.   

         Электрические установки до 1000В, которые в настоящее время питаются от распределительной сети через понижающие трансформаторы, электрически удалены от источников питания. Это позволяет считать, что при КЗ уже за понижающим трансформатором напряжение на стороне высокого напряжения можно считать неизменным. В результирующем сопротивлении КЗ весьма существенную роль играют активные сопротивления, которыми уже нельзя пренебречь. К этим сопротивлениям относятся собственно сопротивления присоединений, трансформаторы тока, сборные шины. К ним следует добавить сопротивления различных контактных соединений коммутационной аппаратуры, а также переходное сопротивление в месте КЗ. Точная оценка этих последних элементов весьма неопределенна, но и отказ приводит к преувеличению токов короткого замыкания.

         При отсутствии достоверных данных рекомендуется вводить в схему расчета КЗ активное сопротивление 0,015-0,030 Ом в зависимости от места КЗ.

         За рубежом практикуется учет переходных сопротивлений путем косвенного увеличения длин проводников на 10%.

         Примечание: целесообразно учитывать лишь те двигатели, которые непосредственно примыкают к месту КЗ или питаются от той же секции шин. Если  рассматриваемая схема включает местную электростанцию, он должен учитываться дополнительной генерирующей ветвью. Активные сопротивления контактов автоматических выключателей, контакторов, магнитных пускателей и рубильников принимается равным 0.1 Ом.

Короткое замыкание и перегрузка, в чем их различие

Короткое замыкание и перегрузка, в чем их различие

Короткое замыкание (КЗ) — электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу.

Если фазу и ноль электрической сети соединить под напряжением друг с другом не через потребитель, а напрямую, то возникнет короткое замыкание, сокращенно КЗ.

Коротким замыканием называется соединение проводников отдельных фаз между собой или с землей через относительно малое сопротивление, принимаемое равным нулю при глухом металлическом коротком замыкании.

Никакая сеть не предназначена для длительной работы в таком режиме. Однако данный аварийный режим иногда возникает. Так, короткое замыкание может случиться из-за нарушения изоляции электропроводки или из-за случайного замыкания разноименных проводников проводящими частями электрооборудования. Нормальная работа электрической сети будет нарушена. Чтобы это нежелательное явление предотвратить, электрики используют клеммники либо просто изолируют соединения.

Проблема режима КЗ заключается в том, что в момент его возникновения в сети многократно увеличивается ток (до 20 раз превышает номинал), что приводит к выделению огромного количества джоулева тепла (до 400 раз превышает норму), поскольку количество выделяемой теплоты пропорционально квадрату тока и сопротивлению потребителя.

Теперь представьте: сопротивление потребителя здесь — доли ома проводки, а ток, как известно, тем выше, чем меньше сопротивление. В итоге, если мгновенно не сработает защитное устройство, произойдет чрезмерный перегрев проводки, провода расплавятся, изоляция воспламенится, и может случиться пожар в помещении. В соседних помещениях, питаемых этой же сетью, упадет напряжение, и некоторые электроприборы могут выйти из строя.

Типичный вид короткого замыкания для жилых квартир — однофазное короткое замыкание, когда фаза смыкается с нулем. Для сетей трехфазных, например в цеху или в гараже, возможно трехфазное или двухфазное короткое замыкание (две фазы между собой, три фазы между собой, или несколько фаз на ноль).

Для трехфазного оборудования, такого как асинхронный двигатель или трехфазный трансформатор, характерно межвитковое замыкание, когда витки замыкаются накоротко внутри обмотки статора или внутри обмотки трансформатора, шунтируя остальные рабочие витки и выводя таким образом прибор из строя.

Или замыкание может случиться через проводящий корпус прибора. Вообще проводящие корпуса следует заземлять, дабы защитить персонал от случайного поражения током, а провода в квартирах использовать те, что в негорючей изоляции.

Есть еще один вид аварийного режима нагрузки электрической сети, связанный с превышением нормального тока. Это так называемая перегрузка. Перегрузки иногда возникают в квартирах, в домах, на предприятиях. Это опасный режим, порой более опасный, чем короткое замыкание. Ведь короткое замыкание в квартире может быть на корню остановлено мгновенно сработавшим автоматическим выключателем в щитке. А вот токовая перегрузка — случай более хитрый.

Представьте себе, что в одну единственную розетку вы решили понавтыкать множество электроприборов через тройник да через удлинители. Что нежелательного может в этом случае произойти? Если жила проводки, подведенный к розетке, не рассчитана на ток более 16 ампер, то при включении в такую розетку нагрузки более 3500 ватт начнется перегрев электропроводки чреватый пожаром.

Вообще тепловое воздействие на изоляцию проводов резко снижает ее механические и диэлектрические свойства. Например, если проводимость электрокартона (как изоляционного материала) при 20°С принять за единицу, то при температурах 30, 40 и 50°С она увеличится в 4, 13 и 37 раз соответственно.

И тепловое старение изоляции наиболее часто возникает именно из-за перегрузки электросетей токами, превышающими длительно допустимые для данного вида и сечений проводников. Также нельзя в розетку, на которой указано 250 В 10 А, включать потребителей более чем на 2500 Вт, ибо может начаться перегрев контактов, ведущий к их ускоренному окислению.

Для защиты от перегрузок в квартире, а также для мгновенного купирования режима КЗ, используйте автоматические выключатели. 

Ранее ЭлектроВести писали, что ДТЭК Киевские электросети возобновил подачу электроэнергии потребителям Печерского района в Киеве. Благодаря оперативным действиям специалистов компании электроснабжение возобновлено на более 20 улицах центральной части Киева.

По материалам: electrik.info.

что это такое, определение, причины, виды КЗ.

Ток короткого замыкания — это возрастающий электрический импульс ударного типа. Из-за его появления могут расплавиться провода, выйти из строя некоторые электрические приборы.

Почему происходит короткое замыкание?

Ток КЗ возникает в следующих случаях:

1. При высоком уровне напряжения. Происходит резкий скачок, уровень напряжения начинает превышать допустимые нормы, возникает вероятность появления электрического пробоя изоляционного покрытия проводника или схемы электрического типа. Образуется утечка тока, повышается температура дуги. Напряжение короткого замыкания приводит к созданию кратковременного дугового разряда.
2. При старом изоляционном покрытии. Такое замыкание возникает в жилых и промышленных зданиях, в которых не проводилась замена проводки. У любого изоляционного покрытия есть свой ресурс, который со временем истощается под воздействием факторов внешней среды. Несвоевременная замена изоляции может стать причиной КЗ.
3. При внешнем воздействии механического типа. Перетирание защитной оболочки провода или снятие его изоляционного покрытия, а также повреждение проводки приводят к возгоранию и КЗ.
4. При попадании посторонних предметов на цепь. Попавшие на проводник пыль, мусор или другие мелкие предметы способны вызвать замыкание в цепи механизма.
5. Во время удара молнии. Повышается уровень напряжения, пробивается изоляционное покрытие провода или электрической схемы, из-за чего и возникает КЗ в электро цепи.

Почему КЗ так называется?

Рассмотрим определение КЗ, расшифровка — короткое замыкание. Это объединение 2 любых точек (обладающих различным потенциалом), которые находятся в электрической цепи. Соединение не предусмотрено нормальным режимом функционирования цепи, что приводит к критическим показателям силы тока на месте объединения этих точек.

Такое замыкание называется коротким, потому что образуется, минуя прибор, т.е. по короткому пути.

Простым языком: происходит соединение положительного и отрицательного проводника (короткий путь), что приводит к тому, что значение сопротивления становится равно 0. Для нормального функционирования механизма необходимо сопротивление, а его отсутствие вызывает сбой в работе источника напряжения, что приводит к замыканию.

КЗ — это любое соединение проводников с разным потенциалом между собой или с землей. КЗ возникает только в том случае, если такое объединение не запланировано конструкцией данного прибора или механизма. Например, соединение между любыми точками разных фаз или объединение фазы и 0, когда образуется разрушительный ток, превышающий все критические значения электрической схемы устройства.

В чем опасность?

Последствия короткого замыкания могут быть следующими:

1. Падает уровень напряжения в электро цепи. Это может привести к выходу из строя и обгоранию электрического прибора или сбоям в функционировании устройства.
2. Повреждения механического и термического типа: обрыв цепи, повреждение проводки или отдельных проводов, розеток и выключателей.
3. В зависимости от мощности короткого замыкания возможно возгорание проводки и расположенных рядом с ней материалов и предметов.
4. Деструктивное электромагнитное воздействие на телефонную линию связи, компьютер, телевизор и другие электроприборы.
5. Опасность для жизни. Если в момент возникновения замыкания человек находится рядом с источником КЗ, то он может получить ожоги.
6. Нарушается функционирование электропоставляющих систем.
7. В зависимости от параметров КЗ возможны сбои в работе подземных коммуникаций при электромагнитном воздействии.

Многих людей интересует вопрос о том, как посчитать, чему равна сила тока при коротком замыкании. Для этого необходимо воспользоваться законом Ома: сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению на ее концах и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

Вычисление КЗ осуществляется по формуле: I= U/R (I — сила тока, U — напряжение, R — сопротивление).

Виды короткого замыкания и их причины

Существуют такие виды КЗ, как:

1. Однофазное КЗ. Повреждение на линиях электропередачи, когда 1 из фаз электрической системы замыкается на землю или на элемент, который соединен с землей. Причиной замыкания может стать неправильное заземление.
2. Двухфазное КЗ. Тип замыкания, возникающий между 2 фазами с различным потенциалом в электроэнергетической цепочке. Причина — нарушение изоляции проводов. Также это может быть одновременное соединение 2 фаз не между собой, а на землю.
3. КЗ трехфазное (симметричное). Замыкание 3 фаз друг на друга. Причиной может стать механическое повреждение изоляционного покрытия, перегрев и пробой в изоляции или схлестывание проводов.
4. Межвитковое. Такой тип замыкания характерен для электрических машин. В этом случае происходит замыкание витков механизма обмотки статора, трансформатора или ротного устройства между собой.
5. Замыкание на металлический корпус прибора или системы. Такое короткое замыкание возникает при нарушении изоляции проводки на металлическом корпусе.

Варианты защиты от КЗ

В качестве защиты от возникновения короткого замыкания можно использовать:

• реакторы электрического типа, которые будут ограничивать ток;
• распараллеливание электрической цепи;
• отключение секционных выключателей;
• трансформаторы понижающего типа с расщепленной обмоткой с низким уровнем напряжения;
• быстродействующие коммутационные аппараты, в которых есть опция ограничения поступления тока;
• плавкие предохранительные элементы;
• установку автоматических выключателей;
• своевременную замену изоляционного покрытия проводов и регулярный осмотр проводки на наличие дефектов;
• устройства релейной защиты, которые будут отключать поврежденные участки цепи.

Автоматы можно устанавливать только на всю систему, а не на отдельные фазы и цепь нуля. В противном случае во время замыкания выйдет из строя нулевой автомат, а вся электросеть окажется под напряжением, т.к. фазный автомат будет включен. По этой же причине не рекомендуется устанавливать провод меньшего сечения, чем может позволить автомат.

Использование этого явления

Данное явление нашло свое применение в дуговой сварке, принцип работы которой построен на взаимодействии стержня с металлической поверхностью. Поверхность нагревается до температуры плавки, благодаря чему появляется новое прочное соединение, т.е. сварочный электрод замыкается с заземляющим контуром.

Такие режимы короткого замыкания действуют непродолжительный промежуток времени. В момент сварки в месте соединения стержня и поверхности возникает нестандартный заряд тока, из-за чего выделяется большое количество теплоты. Ее достаточно для плавки металла и создания сварочного шва.

Также короткое замыкание используется в сфере промышленной автоматики, с его помощью создаются информационные системы, которые отражают параметры передачи токового сигнала.

Полезное КЗ применяется в электродинамических датчиках. Например, в индукционных виброметрах, сейсмических приемниках. Короткое замыкание дает возможность дополнительно уменьшить количество колебаний подвижной системы.

Режим КЗ может использоваться при объединении каскадов в электронике, когда выход первого активного компонента работает в режиме КЗ.

режимов переноса металла: короткое замыкание

Режимы переноса металла относятся к различным способам переноса присадочного металла (электрода) через сварочную дугу в сварочную ванну. Мы можем написать книгу по этой теме, но мы постараемся упростить ее, чтобы дать представление о различных способах передачи, их потребностях и их преимуществах и ограничениях.

Переменные, которые определяют режим переноса металла, включают: диаметр проволоки, силу тока, напряжение и состав защитного газа.

Основные режимы переноса металла:

1. Перевод короткого замыкания (короткая дуга)
2. Шаровидный
3. Спрей
4. Импульсный спрей

Существуют вариации, которые создают подкатегории внутри этих четырех, но нет необходимости усложнять вещи по большей части теоретической дифференциацией.

Эта статья будет посвящена передаче короткого замыкания, а остальные три режима мы рассмотрим в следующих статьях.

Короткое замыкание переключения

Короткое замыкание, обычно называемое «короткой дугой» и формально называемое GMAW-S, представляет собой режим передачи металла с низким тепловложением, при котором перенос металла от электрода к сварочной ванне происходит в результате серии коротких замыканий.По мере подачи сварочной проволоки она вступает в физический контакт с основным материалом и создает короткое замыкание. Когда происходит короткое замыкание, напряжение сразу падает до нуля. Однако сварочные аппараты MIG являются источниками питания постоянного напряжения, и их основная задача — поддерживать постоянное напряжение. Чтобы сделать это в случае короткого замыкания, которое стремится снизить напряжение до нуля, источник питания увеличит силу тока, чтобы разорвать короткое замыкание.

Короткое замыкание по существу сносится скачком силы тока, вызывая своего рода взрыв.Этот взрыв производит брызги и треск, который мы слышим. Некоторые люди сравнивают звук при коротком замыкании со звуком жарки бекона. Каждый раз, когда проволока замыкается на основной металл, сварочная дуга гаснет. Сварочный аппарат мгновенно отреагирует всплеском силы тока, чтобы устранить короткое замыкание и снова зажгнуть дугу. Это происходит много раз в секунду (до 200 раз в секунду!), Поэтому мы никогда не видим, чтобы дуга погасла.

Этот график зависимости силы тока и напряжения от времени показывает, как короткое замыкание доводит напряжение до нуля, и в то же время источники питания увеличивают силу тока, чтобы разорвать короткое замыкание .

Передача короткого замыкания генерирует низкое тепловложение из-за низкой силы тока и низкого напряжения. Из-за этого ограничивается тонкими материалами. Американское сварочное общество запрещает использование короткого замыкания в процедурах сварки, прошедших предварительную квалификацию, из-за высокой вероятности отсутствия плавления.

Типичные защитные газы для переноса короткого замыкания включают 100% диоксид углерода и смеси, содержащие до 75% аргона, остальное — диоксид углерода.

Преимущества переключения при коротком замыкании

• Подходит для более тонких материалов (1/8 дюйма и меньше) — низкое тепловложение предотвращает продувку основного материала, а при соответствующей скорости движения также предотвращает деформацию.
• Сварка во всех положениях — благодаря низкому тепловложению сварочная ванна быстро затвердевает, что позволяет выполнять сварку во всех положениях.
• Отлично подходит для зазоров и плохой подгонки — короткое замыкание хорошо подходит для плохой подгонки, включая зазоры. По этой причине короткое замыкание широко используется для выполнения корневого прохода на трубе.
• Низкая стоимость — низкие требования к силе тока при передаче короткого замыкания означают, что можно использовать базовые источники питания низкого уровня. Двуокись углерода также относительно недорога по сравнению со смесями с высоким содержанием аргона.

Ограничение переключения при коротком замыкании

• Ограничивается листовым металлом — как упоминалось выше, низкое тепловложение приводит к потере плавления на более толстых секциях.
• Брызги — короткое замыкание дуги и последующее подрыв дуги из-за всплеска силы тока образуют брызги, которые увеличивают время очистки и снижают эффективность электрода.
• Не разрешено для использования в процедурах сварки, прошедших предварительную квалификацию (из-за подверженности отсутствию плавления).

Самая большая проблема с переносом короткого замыкания заключается в том, что мы можем сделать очень красивый сварной шов, который создает иллюзию качества. Ежедневно выполняются одно- и многопроходные переходные швы короткого замыкания на рамах прицепов, стальных зданиях и других несущих конструкциях. Вот почему так важно иметь квалифицированные сварочные процедуры. Следующие нормы, такие как AWS D1.1 «Правила сварки конструкций (сталь)», следует рассматривать не как неудобство, а как возможность повысить качество, следуя проверенным рекомендациям.

Чтобы проиллюстрировать, что может означать использование передачи короткого замыкания в элементах конструкции, взгляните на изображения ниже. Первый сварной шов (слева) был выполнен с использованием передачи короткого замыкания. Сварка справа была выполнена методом распыления.

Сварочный шов слева был получен с помощью короткого замыкания, и при изменении движения электрода образуются отчетливые ряби. Сварной шов справа был стрингером (без каких-либо манипуляций), выполненным методом распыления. Оба шва были выполнены на пластине толщиной 3/8 дюйма.

Глядя на внешний вид этих сварных швов, мы можем предположить, что оба шва являются хорошими.Некоторые люди предпочитают сварной шов слева, потому что им нравится вид ряби. Но что находится под этими сварными швами? Давайте взглянем.

На протравленном поперечном сечении шва короткого замыкания (слева) видно отсутствие плавления. Изображение справа показывает глубокое проникновение, связанное с переносом распылением.

Хотя оба сварных шва имеют одинаковый размер, сварной шов справа (перенос распылением) имеет почти вдвое большую несущую способность из-за глубокого проплавления корня.Передаточный шов короткого замыкания справа показывает значительное отсутствие плавления. Эти сварные швы были выполнены на материале толщиной 3/8 дюйма, чтобы показать, что перенос короткого замыкания не следует использовать на толстых секциях. Для получения дополнительной информации по этой теме прочтите «Как определить прочность на сдвиг углового сварного шва».

Пришло время подумать о качестве сварных швов?

Ссылка: Руководство по процедуре дуговой сварки, 14-е издание

Короткое замыкание — обзор

6.09.2.2.2 Дуговая сварка металлическим газом

Процесс GMAW обеспечивает значительное повышение производительности по сравнению с GTAW и хорошо подходит как для ручной, так и для автоматической сварки. Хотя уровень контроля ниже по сравнению с GTAW, скорость осаждения WM и простота эксплуатации значительно выше. Режимы переноса металла, которые возможны при GMAW: (1) короткое замыкание, (2) глобулярное, (3) распыление и (4) импульсное распыление. Для выбора режима переноса WM требуется информация о конструкции / толщине соединения, положении сварки, желаемой скорости наплавки и уровне квалификации сварщика.

Режим передачи с коротким замыканием используется во всех положениях сварки, обеспечивает хороший контроль сварочной ванны и считается процессом сварки с низким тепловложением. Однако, поскольку этот режим передачи работает в самом низком диапазоне силы тока, он более подвержен дефектам неполного плавления. Шаровидный режим в основном используется только для наплавки, например, для наплавки. Распылительный перенос происходит при самых высоких уровнях тока и напряжения и, таким образом, характеризуется как сварочный процесс со средним и высоким тепловложением с относительно высокими скоростями наплавки.Распылительный перенос хорошо подходит для сварки толстых секций в плоском положении благодаря хорошему сплавлению, высокой производительности и низким характеристикам разбрызгивания. В то время как перенос распылением менее подвержен дефектам неполного плавления по сравнению с коротким замыканием, его относительно высокий подвод тепла может вызвать выделение вторичной фазы в ЗТВ коррозионно-стойких сплавов на основе никеля и снизить их коррозионную стойкость после сварки. Импульсный режим распыления — это вариант распыления, при котором мощность сварки циклически меняется от низкого до высокого уровня.Хотя перенос распылением по-прежнему достигается при самых высоких уровнях тока, более низкая средняя мощность позволяет использовать импульсную сварку распылением на более тонких основных металлах и во всех положениях сварки. Его главное преимущество связано с более низким средним током, что снижает общее тепловложение сварного шва и сопутствующими преимуществами. Для получения импульсного выходного сигнала требуется специально разработанный источник питания. Электрическая полярность в GMAW — положительный электрод постоянного тока (DCEP). Обычно расход защитного газа находится в диапазоне 15–20 л мин. ^{– 1} .Для обеспечения оптимальной защиты рекомендуется, чтобы газовый баллон сварочной горелки был как можно больше. В качестве защитных газов можно использовать чистый Ar и смеси Ar + He, Ar + He + CO ₂ и He + Ar + CO ₂ . Газы, содержащие CO ₂ , создают очень стабильную дугу, отличные сварочные характеристики в нестандартном положении и отличные характеристики сварки на основе никелевой основы с углеродистой сталью. Однако из-за присутствия углекислого газа поверхность WM будет сильно окислена. Это окисленное состояние может увеличить вероятность дефектов неполного плавления.Поэтому настоятельно рекомендуется, чтобы многопроходные сварные швы, выполненные с газами, содержащими CO ₂ , между проходами слегка шлифовали, чтобы удалить окисленную поверхность. При использовании смесей Ar + He ожидается, что поверхность шва будет яркой и блестящей с минимальным окислением. При многопроходной сварке шлифование между проходами не является обязательным. Если используется 100% Ar, на поверхности сварного шва может наблюдаться некоторое окисление. Рекомендуется чистка толстой проволочной щеткой и / или легкое шлифование (зерно 80) между проходами. Как и в случае GTAW, необходима обратная продувка для предотвращения сильного окисления корневой части сварного шва.В качестве альтернативы производители могут выполнять сварку без обратной продувки, если они шлифуют корневую сторону сварного шва для удаления окисления.

Общие сведения о режимах передачи для GMAW

Правильная регулировка индуктивности и наклона в режиме переключения при коротком замыкании помогает обеспечить более плоский вид валика с меньшим разбрызгиванием.

Процесс газовой дуговой сварки (GMAW) использует четыре основных режима для переноса металла от электрода к заготовке.Каждый режим переноса зависит от процесса сварки, источника сварочного тока и расходных материалов, и каждый имеет свои отличительные характеристики и области применения.

Тип переноса, который вы используете, зависит от нескольких переменных, включая количество и тип сварочного тока, химический состав электрода, поверхность электрода, диаметр электрода, защитный газ и расстояние от контактного наконечника до рабочей поверхности. Режим переноса также влияет на выбор используемого присадочного металла.

Какой режим вам подходит? Разумный выбор может сильно повлиять на вашу эффективность и продуктивность.

Короткое замыкание передачи

При переносе короткого замыкания электрод касается детали и замыкает накоротко, вызывая перенос металла в результате короткого замыкания. Это происходит от 20 до более чем 200 раз в секунду.

Преимущество передачи короткого замыкания — это низкая энергия. Этот метод обычно используется для тонких материалов толщиной ¼ дюйма или меньше, а также для корневых проходов на трубе без подкладки. Его можно использовать для сварки во всех положениях.

Этот режим передачи обычно требует электродов меньшего диаметра, например 0.023, 0,030, 0,035, 0,040 и 0,045 дюйма. Сварочный ток должен быть достаточным для расплавления электрода, но если он чрезмерен, он может вызвать резкое отделение закороченного электрода, что приведет к чрезмерному разбрызгиванию. Использование регулируемых регуляторов наклона и индуктивности может улучшить передачу, чтобы минимизировать разбрызгивание и способствовать получению более плоского профиля сварного шва. Регулировка наклона ограничивает силу тока короткого замыкания, а регулировка индуктивности контролирует время, необходимое для достижения максимальной силы тока. Правильная настройка этих двух факторов может обеспечить превосходный внешний вид валика и очень важна для переноса короткого замыкания с электродами из нержавеющей стали.

Наиболее распространенными твердыми электродами из нержавеющей стали являются ER308L, ER309L и ER316L. Эти электроды также доступны в исполнении Si, например 308LSi. Типы LSi содержат больше кремния, что увеличивает текучесть сварочной ванны и помогает сварочной ванне лучше смачиваться, чем стандартные сплавы. Хотя может потребоваться небольшая регулировка источника питания, оба типа могут успешно использоваться до тех пор, пока спецификация разрешений на сварочные материалы.

Для электродов из углеродистой стали классификация электродов определяет уровень кремния.ER70S-3 и ER70S-6 являются наиболее широко используемыми. Для конвейерных приложений ER70S-2, ER70S-4 и ER70S-7 иногда используются для работы с открытым корнем, поскольку они предлагают более низкие уровни кремния. Нижний силикон создает более жесткую лужу и дает вам больше контроля над профилем заднего борта. В сварном шве с открытым корнем вы можете использовать электрод типа S-6 с меньшей индуктивностью, чем электрод типа S-2, потому что тип S-6 имеет более высокий уровень кремния, а лужа более жидкая.

Поддержание постоянного контактного расстояния между наконечником и изделием при передаче при коротком замыкании важно для обеспечения плавного перехода.

Наиболее распространенным защитным газом для режима передачи короткого замыкания для электродов из углеродистой стали является 75 процентов аргона / 25 процентов CO. ₂ . Для этого режима перекачки также доступны многочисленные трехкомпонентные смеси защитного газа для углеродистой и нержавеющей стали.

Шаровидный перенос

Шаровидный перенос означает, что металл сварного шва переносится по дуге большими каплями, обычно больше диаметра используемого электрода. Этот способ переноса обычно используется только для углеродистой стали и использует 100-процентный защитный газ CO ₂ .Этот метод обычно используется для сварки в плоском и горизонтальном положениях, потому что размер капель большой и будет труднее управление при использовании в вертикальном и верхнем положениях по сравнению с переносом дуги короткого замыкания. В этом режиме образуется наибольшее количество брызг; однако при использовании более высоких токов с защитой CO ₂ и скрытой дугой разбрызгивание может быть значительно уменьшено. Вы должны проявлять осторожность со скрытой дугой, потому что это может привести к чрезмерному усилению, если скорость движения не контролируется.

Электроды GMAW из нержавеющей стали обычно не используются в этом режиме переноса, поскольку их содержание никеля и хрома (от 9 до 14 процентов никеля и от 19 до 23 процентов хрома) создает более высокое электрическое сопротивление, чем электроды из углеродистой стали. Помимо различий в электрическом сопротивлении, использование 100% CO ₂ в качестве защитного газа может привести к коррозии. сопротивление электродов из нержавеющей стали. Углеродистая сталь ER70S-3 и ER70S-6 обычно является предпочтительным выбором.

Режим распыления

Распылительная передача названа в честь распыления крошечных капель расплава через дугу, похожего на брызги, выходящие из садового шланга, когда отверстие закрыто. Перенос распылением обычно меньше диаметра проволоки и использует относительно высокое напряжение и скорость подачи проволоки или силу тока. В отличие от переключения при коротком замыкании, после возникновения дуги она постоянно горит. Этот метод дает очень с небольшим разбрызгиванием и чаще всего используется на толстых металлах в плоском и горизонтальном положениях.

Распылительный перенос достигается при высоком содержании аргона в защитном газе, обычно не менее 80 процентов. В этом режиме, также называемом осевым распылением, используется уровень тока, превышающий то, что называется переходным током.Переходный ток будет варьироваться в зависимости от диаметра электрода, процентного содержания смеси защитного газа и расстояния между контактным наконечником и рабочей поверхностью. Когда текущий уровень выше чем переходный ток, электрод переходит в работу очень маленькими капельками, которые могут образовываться и отделяться со скоростью несколько сотен в секунду. Требуется достаточное напряжение дуги, чтобы эти маленькие капельки никогда не касались изделия, обеспечивая сварку без брызг. Перенос распылением также создает профиль проникновения, подобный пальцу.

Этот режим переноса используется в основном в плоском и горизонтальном положениях, поскольку он создает большую сварочную ванну. Может быть достигнута высокая скорость наплавки по сравнению с другими режимами переноса. Из-за длины дуги на нее также легче воздействовать магнитными полями. Если это не контролировать, это может отрицательно повлиять на профиль проникновения, внешний вид валика и уровень разбрызгивания.

Основным фактором при выборе электрода из углеродистой стали иногда является количество силикатных островков, которые остаются на поверхности сварного шва.Это особенно актуально, если вам нужно минимизировать время очистки после сварки или если готовый продукт будет окрашен. По этой причине вы можете выбрать электрод ER70S-3, ER70S-4 или ER70S-7. С электродами из нержавеющей стали разница в появление бусинок в типах Si из-за более высокой энергии, используемой в этом режиме переноса. Преимущество смачивающего действия кремниевых типов не является необходимым, и если они используются, это обычно вопрос предпочтения. Влияние химии на переходный ток минимально, но для получения истинного распыления может потребоваться более высокое напряжение для одного сплава по сравнению с другим.

Импульсно-распылительный перенос

В режиме переноса импульсного распыления источник питания переключается между высоким током переноса распыления и низким фоновым током. Это позволяет переохлаждать сварочную ванну во время фонового цикла, что немного отличается от истинного распыления. В идеале в каждом цикле одна капля переходит от электрода в сварочную ванну. Из-за низкого фонового тока этот режим перенос может использоваться для сварки вне позиции на толстых секциях с более высокой энергией, чем перенос при коротком замыкании, таким образом обеспечивая более высокий средний ток и улучшенное плавление боковых стенок.Кроме того, его можно использовать для снижения тепловложения и уменьшения деформации, когда высокие скорости движения не нужны или не могут быть достигнуты из-за ограничений оборудования или производительности.

Обычно те же защитные газы, что и для распыления, используются и для импульсного режима распыления.

Электроды, которые вы можете использовать, включают все стандартные типы углеродистой и нержавеющей стали, а также некоторые специальные сплавы, такие как INCONEL® (625), дуплекс (2209) и супердуплекс (2509). Благодаря программируемому импульсному источнику питания большинство сплавов со сплошной проволокой можно использовать с индивидуальной формой импульса.

Во всех режимах передачи тип провода будет иметь некоторое влияние на настройки машины. Кроме того, на перевод повлияет поверхность проволоки. Производители используют различные типы стабилизаторов дуги на поверхности проволоки для повышения плавности переноса. Вот почему при сварке электродом одного и того же типа от разных производителей необходимо вносить небольшие изменения.

Типы переноса для сварочных аппаратов MIG — короткое замыкание, шлейф и распыление

MIG-сварка имеет четыре способа переноса проволоки к стыку.

• Короткое замыкание
• Шаровидное
• Распыление
• Импульсное распыление

Передача при коротком замыкании

Передача при коротком замыкании — это передача, используемая, когда для сварки MIG используется более низкое напряжение. Передача короткого замыкания происходит, когда провод контактирует с металлом, создавая короткие замыкания. Во время этого короткого замыкания провод, контактирующий с металлом, нагревается и плавится в стыке, образуя лужу от контакта. Затем начинается еще один контакт, и процесс повторяется много раз в секунду.Самый простой способ определить короткое замыкание передачи — по звуку. Звук очень напоминает удар яйца о очень горячую сковороду или высокий треск. Это очень четкий и быстрый треск.

Как настроить передачу типа короткого замыкания — настройки и газы

Обычно перенос короткого замыкания используется для тонких металлов или листовых металлов. Для передачи короткого замыкания обычно используется либо защитный газ CO2, либо большинство смесей, содержащих менее 75% аргона. При передаче короткого замыкания газ CO2 обладает свойством глубокого проникновения, что хорошо работает с более тонкими металлами.Вот почему большинство автомастерских используют короткое замыкание с газом CO2. Слишком много аргона в газовой смеси будет распыляться и иметь нежелательные характеристики жидкости. Чтобы настроить перенос короткого замыкания, вы должны сваривать материалы с высоким содержанием газа CO2, и это должны быть более тонкие материалы, такие как 1/8 или более тонкие. Если вы слышите быстрый потрескивающий звук на высоких частотах, значит, вы выполняете сварку с коротким замыканием. Если треск медленный, увеличьте скорость подачи проволоки до нужного звука.Перенос короткого замыкания очень легко сваривается и отлично работает во всех положениях. Это действительно меняется для более толстых материалов, и это рассматривается ниже, в разделе о переносе распылением.

Шаровая передача

Шаровая передача аналогична передаче при коротком замыкании. Шаровидный перенос происходит, когда проволока изгибается и образует шар, свисающий с проволоки. Затем шарик падает на металл, заполняющий стык, и процесс начинается снова. Шаровая передача имеет медленный хлопок.Он издает несколько хлопков в секунду, и много раз вы действительно можете видеть, как шар формируется и падает.

Как настроить шаровидный перенос — настройки и газы

Шаровидный перенос обычно выполняется с использованием защитного газа C25 (25% CO2 и 75% аргона) или большего процентного содержания аргона.
Газообразный аргон может содержать процентное содержание двуокиси углерода, гелия или кислорода. Во многих случаях для распыления можно использовать тот же газ. Один из недостатков шаровидных частиц — брызги на сопле.Ниже показан сварной шов нержавеющей стали, который я сделал с использованием шарового переноса с газом C2 (2% CO2 и 98% аргона).

Для настройки шарового переноса необходимо, чтобы сварка начиналась с потрескивающего звука. После того, как вы настроили аппарат и проплавление сварного шва хорошее, уменьшите скорость подачи проволоки до тех пор, пока сварной шов не начнет издавать медленный хлопок. Будьте осторожны, не слишком сильно снижайте скорость подачи проволоки, потому что вы взорвете контактный наконечник.

Распылительный перенос

Распылительный перенос — это перенос, при котором прикладывается более высокое напряжение и электрод не контактирует с металлом. Передача в точности такая, как звучит. Проволока распыляет или имеет очень мелкий туман, переходящий на металл. Вы также можете увидеть чистую дугу на металле и без брызг. Перенос распылением также может быть определен специалистами по сварке минимальной силой тока для более толстых металлов. Есть два типа распыления.

True Spray Transfer Type

Истинный распылитель имеет шипящий звук, не имеет брызг и очень плавный, как дуга, как пламя свечи.Это немного удивляет и представляет собой тихую синюю дугу длиной около 1/4. Этот тип переноса используется только в плоском и горизонтальном положениях. Распылительный перенос отлично подходит для стали, нержавеющей стали и алюминия, где необходимы чистые сварные швы.

Распылительный перенос для сварки толстых материалов

Второй тип распылительного переноса издает потрескивающий звук и определяется минимальными настройками напряжения и силы тока. Электрод никогда не контактирует с металлом, и между металлом и электродом возникает дуга.Звук треска возникает из-за того, что скорость подачи проволоки настолько высока, что лужа резко реагирует на высокую скорость осаждения. Ниже приведено изображение сварного шва с переносом распылением, которое я сделал, и он издал глубокий быстрый треск. Основной материал — это 12-дюймовый швеллер, приваренный к пластине 1/2 дюйма за один проход. Напряжение, которое я использовал, составляло от 36 до 38 вольт (большой промышленный источник питания) и около 350 дюймов в минуту со скоростью подачи проволоки с электродом E70S-6 0,035. Жар был таким горячим, что мои кожаные перчатки скручивались, и пауза на секунду могла бы проделать дыру в этом материале.

Как настроить перенос распылительного типа — настройки и газы

Для истинного распыления защитный газ должен быть либо чистым аргоном, либо смесью аргона, двуокиси углерода, гелия и / или кислорода.

• В углеродистой стали используется любая смесь с 75% или более аргоном.
• Для нержавеющей стали требуется газ C2 или 98% аргона и 2% CO2 или три смеси, например, 90% аргон, от 2% до 10% углекислого газа и до 5% кислорода.
• Алюминий сваривает обычным способом либо 100% аргоном, либо гелием, либо любым их сочетанием для более тяжелых материалов.

Настройка сварочного аппарата для истинного переноса распылением осуществляется путем настройки аппарата для правильного проникновения и затем либо увеличения напряжения для получения жидкой дуги, либо уменьшения скорости подачи проволоки до достижения желаемой длины.

Распыление на более толстые материалы определяется минимальным напряжением и настройками подачи проволоки. В большинстве случаев вы можете видеть, что есть дуга и нет прямого контакта электрода с соединением, или инженер-сварщик указал настройки.

РЕЖИМОВ ПЕРЕНОСА МЕТАЛЛА | КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ VS РАСПЫЛЕНИЕ VS GLOBULAR

Джейсон Беккер

Каждый сварщик должен хорошо разбираться в режимах переноса металла (MOMT). В этом видео мы обсуждаем три различных режима переноса металла и их цель. В GMAW режимы переноса металла в значительной степени зависят от состава защитного газа и параметров сварки. Напряжение и скорость подачи проволоки сильно варьируются от одного режима к другому.

Globular

Глобальный режим переноса металла часто используется со 100% CO2, поскольку это гораздо более дешевый газ, чем двухканальный (смесь двух газов) или тройной (смесь трех газов).Шаровидный MOMT — это, как это ни звучит, во время процесса сварки на конце проволоки образуются большие шарики металла неправильной формы, которые падают в сварочную ванну. при таком режиме переноса очень часто возникает разбрызгивание из-за попадания больших капель металла в сварочную ванну. В прошлом Globular широко использовался для высокопроизводительной сварки листового металла из-за более высоких скоростей хода, которые могли быть достигнуты. Некоторыми из недостатков этого метода переноса являются более высокие уровни разбрызгивания, холодного нахлеста, неполного сплавления и появления валика.Шаровидное также положение ограничено плоскими галтелями и канавками и горизонтальными галтелями. Шаровидность возникает между текущими уровнями короткого замыкания и осевого разбрызгивания.

Короткое замыкание

Короткое замыкание — это именно то, на что это похоже. Во время сварки проволока создает короткое замыкание 20-200 раз в секунду за счет физического контакта со сварочной ванной. При коротком замыкании обычно используется смесь 75/25 аргона (инертный газ) и CO 2 (активный газ), 75% аргона и CO2 в качестве остатка.Короткое замыкание в основном используется для более тонких материалов 5/16 дюйма и ниже и не рекомендуется для материалов толщиной 1/4 дюйма или более из-за их предрасположенности к неплавлению. Короткое замыкание имеет преимущество в виде высоких скоростей движения и отсутствия ограничений по положению. Короткое замыкание также часто используется в корневых швах трубы из-за его быстрого затвердевания. MOMT короткого замыкания происходит с более низкими значениями тока по сравнению с шаровым и осевым распылением.

Axial Spray

Axial Spray MOMT в основном используется для более толстых материалов, но ограничивается плоскими галтелями и канавками, а также горизонтальными галтелями.Из-за того, что для осевого распыления требуется более высокий ток, проволока образует мелкие капли, которые «разбрызгиваются» на сварное соединение. Скорость движения — еще одно дополнительное преимущество MOMT. Осевое напыление — отличный выбор, когда решающим фактором является внешний вид сварного шва, поскольку он обеспечивает высококачественные эстетичные швы. Брызги также почти полностью устраняются с помощью этого метода переноса.

Для получения дополнительной информации о различных режимах переноса металла посмотрите видео по ссылке выше. Я надеюсь, что вы нашли информацию в видео и полезной статье и что-то узнали в процессе.От имени команды weld.com мы благодарим вас за вашу поддержку и до следующего раза «Сделайте каждый шов лучше, чем последний»!

Сварка МИГ — режимы переноса

Режим провала или короткого замыкания

При провале или коротком замыкании проволока (электрод) касается заготовки и возникает короткое замыкание. Провод закорачивает основной металл от 90 до 200 раз в секунду. Преимущество этого метода заключается в создании небольшой сварочной ванны, которая быстро затвердевает.

Скорость наплавки, скорость подачи проволоки и напряжения обычно ниже, чем в других режимах переноса, а низкое тепловложение делает этот режим гибким как для толстых, так и для тонких металлов во всех положениях.

A — Подача расходной проволоки к заготовке и возникновение короткого замыкания

B — Проволока начинает плавиться из-за тока короткого замыкания C — Обрыв провода D — Длина дуги открывается из-за перегорания

E — Проволока продвигается к заготовке F — Короткое замыкание проволоки и повторные циклы процесса

Некоторыми недостатками этого метода являются ограниченная скорость подачи проволоки и, следовательно, скорость наплавки.

На более толстых материалах также может возникнуть опасность «холодной притирки». Это происходит, когда в сварочной ванне недостаточно энергии для правильного плавления. Другой недостаток заключается в том, что этот режим вызывает повышенное количество брызг из-за коротких замыканий, особенно по сравнению с другими методами передачи.

Индуктивность используется для управления скачком тока, когда проволока опускается в сварочную ванну. Современные электронные источники питания могут автоматически устанавливать индуктивность, чтобы обеспечить плавный перенос дуги и металла.

Режим шарового переноса

Метод шарового переноса, по сути, представляет собой неконтролируемое короткое замыкание, которое происходит, когда напряжение и провод превышают диапазон падения, но слишком малы для распыления. Большие неровные шарики металла перемещаются между резаком и заготовкой под действием силы тяжести.

Недостатки этого метода переноса в том, что он производит большое количество брызг, а также большое количество тепла. Кроме того, глобулярный перенос ограничен плоскими и горизонтальными угловыми швами более 3 мм.Отсутствие плавления часто случается из-за того, что брызги разрушают сварочную ванну. Кроме того, поскольку глобальная передача использует больше проводов, она обычно считается менее эффективной.

Преимущества шарового переноса заключаются в том, что он работает при высоких скоростях подачи проволоки и силе тока для хорошего проплавления толстых металлов. Кроме того, когда внешний вид сварного шва не критичен, его можно использовать с недорогим защитным газом CO2.

Режим струйной дуги

Режим струйной дуги используется при высоком напряжении и токе.Металл выбрасывается в виде мелких брызг расплавленных капель электрода, которые перемещаются по дуге к заготовке под действием электромагнитной силы, при этом проволока не касается сварочной ванны. Его преимущества включают в себя высокую скорость наплавки, хорошее проплавление, прочное плавление, отличный внешний вид сварного шва с небольшим разбрызгиванием, поскольку не происходит коротких замыканий. Недостатки режима струйной дуги в основном связаны с большим тепловложением, которое может вызвать проблемы с более тонким материалом, и ограниченным диапазоном сварочных положений, в которых можно использовать этот режим.Обычно минимальная свариваемая толщина составляет около 6 мм.

Импульсный режим дуги

Импульсный режим сварки MIG — это усовершенствованный вид сварки, в котором используются лучшие из всех других форм переноса при минимизации или устранении их недостатков. В отличие от короткого замыкания, импульсная сварка MIG не создает брызг и не создает опасности притирки. Позиции сварки в импульсной сварке

MIG не ограничены, как при сварке шаровидной или распылительной проволокой. использование определенно более эффективно.Охлаждая процесс дуги распылением, Импульсная сварка MIG может расширить диапазон сварки, а меньшая погонная энергия не встречает проблемы с более тонкими материалами. В общих чертах, импульсная MIG — это метод переноса, при котором материал переносится между электродом и сварочной ванной в форме контролируемых капель. Это достигается за счет управления электрической мощностью сварочного аппарата с использованием новейших технологий управления. Импульсный процесс MIG работает, образуя одну каплю расплавленного металла на конце проволочного электрода за импульс.Когда все будет готово, импульс тока используется для продвижения этой капли через дугу в лужу.

Знакомство с газовой дуговой сваркой металла с возвратно-поступательным движением проволоки

Дуговая сварка металлическим электродом в газе с возвратно-поступательной подачей проволоки (RWF-GMAW) — это низкотемпературная, точно контролируемая разновидность процесса GMAW. В процессе RWF-GMAW проволока возвращается в сварочную ванну и выходит из нее. Движение проволоки синхронизируется с формой волны тока для получения сварного шва, который характеризуется минимальным разбрызгиванием, если оно вообще есть, и очень контролируемым подводом тепла, размещением валика и разбавлением основного металла.Производители оборудования RWF-GMAW включают Jetline Engineering (Контролируемое короткое замыкание (CSC)), Fronius (Холодный перенос металла (CMT)), SKS Systems (micro-Mig) и Panasonic (Active Wire Process (AWP)). Цель этой статьи — описать процесс дуговой сварки металлическим электродом в газовой среде с возвратно-поступательной подачей проволоки (RWF-GMAW) и предоставить примеры приложений, в которых этот вариант процесса GMAW может быть полезным.

Процесс газовой дуговой сварки (GMAW) — это процесс сварки плавлением, при котором происходит слияние металла с использованием тепла дуги между непрерывно подаваемой проволокой плавящегося электрода и основным металлом.Иллюстрация процесса GMAW показана на рисунке 1. Электрический контакт устанавливается с проводом расходуемого электрода на контактном наконечнике. Через сопло подается поток защитного газа, который вытесняет атмосферу вблизи дуги и сварочной ванны. Помимо предотвращения атмосферного загрязнения сварочной ванны и нагретой плавящейся электродной проволоки, защитный газ также обеспечивает среду для протекания тока (т. Е. Дугу).

Рис. 1. Иллюстрация процесса GMAW

Для обычного GMAW существует четыре основных режима переноса металла: перенос при коротком замыкании, глобулярный перенос, перенос распылением и перенос импульсным распылением.Перенос короткого замыкания исторически был режимом GMAW, который использовался для приложений, требующих низкого тепловложения, низкой деформации и / или небольшого размера сварного шва. В режиме короткого замыкания уровень тока недостаточен для поддержания дуги или передачи капель по дуге. Капля образуется на конце проволоки и переносится в сварочную ванну, когда проволока с расплавленной каплей входит в контакт со сварочной ванной. Когда проволока с каплей расплава входит в контакт со сварочной ванной, возникает короткое замыкание и скачки тока.Комбинация сил поверхностного натяжения и силы магнитного сжатия, создаваемой всплеском тока, заставляет каплю переноситься в сварочную ванну, и дуга восстанавливается. Этот процесс повторяется примерно 100 раз в секунду. Режим короткого замыкания может использоваться для получения сварных швов с относительно низким тепловложением и более низкими уровнями деформации, чем это достигается в других режимах GMAW. В процессе используется обычное оборудование GMAW и ограниченное количество элементов управления, что делает его очень удобным для пользователя.Однако из-за сильного характера короткого замыкания технологический режим характеризуется высоким уровнем разбрызгивания. Режим короткого замыкания также имеет тенденцию к нарушениям целостности плавления при сварке более толстых материалов и не разрешен некоторыми правилами.

Рис. 2. Высокоскоростное видеоизображение сварного шва с переносом короткого замыкания, выполненного с помощью обычного оборудования GMAW

Некоторые производители предлагают усовершенствованные версии режима короткого замыкания, которые обеспечивают более контролируемый перенос капель, более точное размещение валика и снижение уровня разбрызгивания.Эти усовершенствованные версии управляют формой волны тока на всех этапах цикла передачи короткого замыкания. В частности, когда проволока с каплей расплава находится в контакте со сварочной ванной, происходит увеличение тока, которое контролируется, чтобы уменьшить разбрызгивание, возникающее в результате устранения короткого замыкания. Эти усовершенствованные режимы переноса при коротком замыкании используются во многих приложениях, включая те, в которых исторически использовался перенос короткого замыкания GMAW, но требуются более низкие уровни разбрызгивания и сварка корневого прохода в трубопроводной промышленности.Как обычный, так и усовершенствованный режимы короткого замыкания чаще всего развертываются полуавтоматически. Усовершенствованные режимы короткого замыкания нечувствительны к изменениям расстояния между контактным наконечником и рабочей частью (CTWD), что делает их идеально подходящими для полуавтоматической работы.

При использовании RWF-GMAW проволока возвращается в сварочную ванну и выходит из нее синхронно с формой волны тока. Этот процесс является еще более управляемым вариантом процесса GMAW из-за синхронизации между подачей проволоки и формой сигнала тока.Графики зависимости скорости подачи проволоки, тока и напряжения от времени для сварного шва, выполненного в режиме CMT от Fronius, показаны на рисунке 3, тогда как высокоскоростные видеоизображения сварного шва CMT показаны на рисунке 4. Во время фазы дуги на поверхности образуется капля. конец проволоки. Проволока втягивается и перемещается к сварочной ванне. Фаза закорачивания начинается, когда проволока и капля расплава входят в контакт со сварочной ванной. Сила тока сначала немного увеличивается, а затем снижается до минимального значения. Втягивание проволоки в сочетании с силами поверхностного натяжения приводит к отрыву капли.После отделения капли образуется дуга, и цикл повторяется. Аналогичные значения скорости подачи проволоки, тока и напряжения ожидаются для сварных швов RWF-GMAW, выполненных на оборудовании других производителей. В процессе RWF-GMAW нет скачков тока, когда проволока и капля расплава контактируют со сварочной ванной. Как в обычном, так и в усовершенствованном режимах короткого замыкания перенос капель достигается за счет комбинации сжимающей силы, создаваемой повышенным уровнем тока и силами поверхностного натяжения.В режиме RWF-GMAW ток не используется для переноса капли, скорее капля передается за счет комбинации сил поверхностного натяжения и механического втягивания проволоки.

Рис. 3. Зависимость WFS, тока и напряжения от времени для сварного шва, выполненного с помощью системы Fronius CMT (числа в скобках соответствуют изображениям, показанным на рис. 4)

Рис. 4. Высокоскоростные изображения углового шва тройникового шва, выполненного с помощью системы Fronius CMT (номера изображений соответствуют местоположению формы волны на Рис. 3)

При правильной настройке процесс RWF-GMAW имеет очень низкий уровень разбрызгивания.Для многих приложений процесс RWF-GMAW не производит визуально наблюдаемых брызг. Процесс допускает уровни подводимого тепла в диапазоне от менее 1 кДж / дюйм до уровней подводимого тепла, приближающихся к уровням подводимого тепла в режиме GMAW-P. Настройки WFS обычно варьируются от 35 дюймов / мин до нескольких сотен дюймов в минуту. В дополнение к низкому тепловложению и малому разбрызгиванию, процесс RWF-GMAW способен обеспечивать низкие уровни разбавления и точное размещение шариков. Процесс RWF-GMAW более сложен, чем традиционные и усовершенствованные режимы короткого замыкания.С данной настройкой скорости подачи проволоки может быть связано 11 или более параметров. Многие производители оборудования предлагают готовые программы, которые позволяют синергетически управлять программой сварки. Эти заранее подготовленные программы можно использовать в исходном состоянии, или фоновые параметры могут быть адаптированы для конкретного приложения. Для сложных приложений часто требуется изменение параметров фона. Процесс RWF-GMAW чаще всего применяется как механизированный или автоматизированный процесс, а не как полуавтоматический.Оборудование RWF-GMAW также более дорогое, чем оборудование, необходимое для обычных и усовершенствованных режимов короткого замыкания.

Из-за дополнительной сложности и стоимости процесс RWF-GMAW чаще всего используется для приложений, которые гарантируют его положительные свойства. Для большинства приложений, для которых EWI применял этот процесс, причины оценки процесса RWF-GMAW были связаны с одной или несколькими из следующих характеристик процесса: 1) низкое тепловложение, 2) низкое и контролируемое разбавление основного металла, и / или 3) точное размещение борта.

Процесс RWF-GMAW был применен в автомобильной промышленности, где низкий уровень разбрызгивания и низкие характеристики тепловложения приводят к меньшему разбрызгиванию и искажениям. Процесс RWF-GMAW был оценен как альтернатива GTAW для титанового листового металла, поскольку процесс RWF-GMAW имеет адекватную стабильность дуги и характеристики разбрызгивания с гораздо более низкими уровнями тепловложения и искажений. EWI также применила процесс RWF-GMAW в качестве альтернативы дуговой сварке защищенным металлом (SMAW) для изготовления сварных деталей толстого сечения из сталей, чувствительных к образованию трещин.Были разработаны процедуры для процесса RWF-GMAW, в результате которого получались сварные швы, соответствующие квалификационным критериям ASME Раздел IX, обеспечивая при этом повышенную скорость перемещения (и производительность) и зоны термического влияния без трещин. EWI применил процесс RWF-GMAW к соединению колеса с валом, показанному слева на Рисунке 5. В этом приложении использовалась конфигурация узкого соединения с частичным проникновением. Сварной шов должен был проникнуть в основание соединения, иметь полное сплавление боковых стенок, выдерживать крутящий момент 1680 Н / м, а из-за уплотнительного кольца на задней стороне колеса максимальная температура на задней стороне колеса колесо было ограничено до 100 градусов по Цельсию в любое время.EWI разработала процедуры RWF-GMAW, которые отвечали этим требованиям.

Рис. 5. Изображение сварного соединения колеса с валом (слева) и макросъемка сварного соединения (справа)

EWI применил процесс RWF-GMAW для множества других приложений, являющихся собственностью спонсоров проекта. Во многих из этих применений используются цветные высоколегированные материалы, которые чувствительны к тепловыделению и разбавлению и требуют точного размещения валика без разбрызгивания.Процесс RWF-GMAW позволяет получать сварные швы с качеством, сопоставимым с качеством процесса GTAW, при производительности, характерной для процесса GMAW. Возможность производить сварные швы с низким и контролируемым тепловложением позволила успешно использовать этот процесс для сварки материалов, чувствительных к трещинам. Процесс RWF-GMAW следует рассматривать для приложений, требующих одного или нескольких из следующих атрибутов: низкое и / или контролируемое тепловложение, низкое и / или контролируемое разбавление основного металла, точное размещение валика и сварные швы без брызг.