Знание основных закономерностей переноса металла через дугу при электрической сварке плавлением имеет большое практическое значение, так как характер переноса металла оказывает влияние на технологические и металлургические процессы, качество и внешний вид шва.

Как установлено исследованиями и скоростной кино­съемкой, перенос металла в электрической дуге осуще­ствляется каплями разных размеров, причем независимо от положения, при котором выполняется сварка, капли всегда переходят с электрода на изделие.

Образование капель, их отрыв от электрода и перенос в дуге вызван рядом факторов: электромагнитными си­лами, силой тяжести, силой поверхностного натяжения жидкого металла, неравномерной напряженностью элек­трического поля, давлением образующихся газов внутри капли и реактивным действием потока газов, образую­щихся в «чехольчике» покрытия при сварке толстопокры­тыми электродами. Рассмотрим влияние отдельных фак­торов.

Электромагнитные силы возникают вследствие появ­ления магнитного поля вокруг проводника, по которому протекает электрический ток. Они оказывают сжимающее действие на проводник и в том числе на каплю металла, образующуюся на торце электрода. Магнитное сжатие способствует образованию «шейки» (рис. 25), и тем самым отрыву капли от электрода и переходу ее на свариваемое изделие.

Сила тяжести капли проявляется в стремлении капли перемещаться по вертикали сверху вниз; она способствует переносу капли через дугу при нижней сварке, но проти­водействует переносу капли при потолочной и частично при вертикальной сварке.

Сила поверхностного натяжения, обусловленная дей­ствием межмолекулярного притяжения, стремится при­дать расплавленному металлу на конце электрода сфери­ческую форму, а капле — форму шара при ее перемеще­ниях в дуге, и способствует слиянию капли с жидким металлом ванны. Сила поверхностного натяжения свя­зана прямой зависимостью с размером капли: чем больше сила поверхностного натяжения, тем больше размер капли. Введением в атмосферу дуги элементов, снижающих по­верхностное натяжение металла, можно уменьшить раз­мер капель.

Сила поверхностного натяжения способствует так­же удержанию жидкого металла ванны от вытекания при сварке в потолочном п вертикальном положениях.

Неравномерность напряженности электрического поля возникает вследствие того, что плотность тока в электроде значительно выше плотности тока в изделии, в связи с чем и напряженность электрического поля зоны электрода больше напряженности электрического поля зоны свароч­ной ванны. Поэтому создается продольная сила, которая направлена от высокой напряженности к низкой, т. е. от электрода к сварочной ванне. Эта сила и содействует переносу капли от электрода к изделию.

Сила внутреннего давления газов возникает в резуль­тате протекания металлургических процессов в расплав­ленном металле «шейки» и капли, сопровождающихся образованием газообразной окиси углерода, объем кото­рой во много раз превышает объем расплавленного ме­талла. Вследствие этого мгновенно выделяющийся из ме­талла газ способствует отрыву, дроблению и переходу капли на изделие.

Сила реактивного действия газов, образующихся в че­хольчике (см. рис. 2) при сварке толсто покрытыми элек­тродами, возникает вследствие того, что покрытие в пер­вую очередь расплавляется и частично испаряется внутри чехольчика, где образуется большое количество газов, зна­чительно увеличивающееся в объеме вследствие интенсив­ного нагревания. Это и приводит к появлению реактивной силы газов, отбрасывающих капли от электрода к изделию.

Установлено, что чем меньше размер капель, тем мень­ше время их нахождения на торце электрода, благодаря
чему металл капли меньше нагревается, а скорость плав­лення электрода увеличивается, так как передача теплоты дуги твердому металлу происходит через меньший слой жидкого металла.

Мелкокансльный перенос металла улучшает стабиль­ность горении дуги. Поэтому часто применяют специаль-

ные меры по уменьшению размеров капель путем вибрации электрода с амплитудой в десятые доли мил­лиметра за счет специальных устройств, что наряду с измель­чением капель ускоряет плавление электродной проволоки.

Повышение силы сварочного тока при том же диаметре сварочной проволоки приводит к мелкокапельному пере­ходу металла. Так как при этом катодное или анодное пятно начинает располагаться на боковой поверхности электрода, благодаря чему конец электрода приобретает конусообразную форму (рис. 26), и капли начинают образовываться на вершине конуса — перенос металла через дугу приобретает мелкокапельный характер.