Процессын хүчин зүйлсээс гадна ховилын хэмжээ ба завсар зай, электрод ба ажлын хэсгийн налуу өнцөг, холболтын орон зайн байрлал зэрэг гагнуурын процессын бусад хүчин зүйлс нь гагнуурын үүсэлт болон гагнуурын хэмжээнд нөлөөлж болно.
Гагнуурын гүйдлийн гагнуурын хэлбэрт үзүүлэх нөлөө
Тодорхой нөхцөлд нуман гагнуурын гүйдэл нэмэгдэхийн хэрээр гагнуурын давхаргын нэвтрэлтийн гүн ба арматур нэмэгдэж, гагнуурын өргөн бага зэрэг нэмэгддэг. Шалтгаан нь дараах байдалтай байна.
1) Нуман гагнуурын гагнуурын гүйдэл нэмэгдэхийн хэрээр гагнуурын хэсэгт үйлчлэх нумын хүч нэмэгдэж, нумын гагнуурын хэсэгт орох дулааны оролт нэмэгдэж, дулааны эх үүсвэрийн байрлал доошоо хөдөлдөг бөгөөд энэ нь хайлсан цөөрмийн гүний чиглэлд дулаан дамжуулахад таатай бөгөөд нэвтрэлтийн гүнийг нэмэгдүүлдэг. Нэвтрэлтийн гүн нь гагнуурын гүйдэлтэй ойролцоогоор пропорциональ байна. Гагнуурын нэвтрэлтийн гүн H нь ойролцоогоор Km × I-тэй тэнцүү байна. Томъёонд Km нь нэвтрэлтийн коэффициент (гагнуурын гүйдлийг 100 А-аар нэмэгдүүлэхэд гагнуурын нэвтрэлтийн гүн хэдэн миллиметрээр нэмэгдэхийг харуулсан тоо) бөгөөд энэ нь Хүснэгт 1-1-д үзүүлсэн шиг нуман гагнуурын арга, утасны диаметр, гүйдлийн төрөл гэх мэттэй холбоотой юм.
| нуман гагнуурын аргууд | электродын диаметр/мм | гагнуурын гүйдэл/А | хүчдэл/В | гагнуурын хурд/мх-1 | нэвтрэлтийн коэффициент/м м-100А-1 |
вольфрамын аргон нуман гагнуур | 3.2 | 100~350 | 10~16 | 6~18 | 0.8~1.8 |
| | 1.6 цоргоны нүх | 50~100 | 20~26 | 10~60 | 1.2~2 |
| 3.4 цоргоны нүх | 220~300 | 28~36 | 18~30 | 1.5~2.4 |
| | 2 | 200~700 | 32~40 | 15~100 | 1.0~1.7 |
| 5 | 450~1200 | 34~44 | 30~60 | 0.7~1.3 |
хайлуулах электрод аргон нуман гагнуур | 1.2~2.4 | 210~550 | 24~42 | 40~120 | 1.5~1.8 |
| CO2 гагнуур | 0.8~1.6 | 70~300 | 16~23 | 30~150 | 0.8~1.2 |
| 2~4 | 500~900 | 35~45 | 40~80 | |
Хүснэгт 1-1 Төрөл бүрийн нуман гагнуурын арга ба параметрүүдийн хайлах гүний коэффициент Km (гагнуурын ган)
2) Нуман гагнуурын гагнуурын гол буюу гагнуурын утасны хайлах хурд нь гагнуурын гүйдэлтэй пропорциональ байна. Нуман гагнуурын гагнуурын гүйдэл нэмэгдэх нь гагнуурын утасны хайлах хурдыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг тул хайлсан гагнуурын утасны хэмжээ ойролцоогоор пропорциональ хэмжээгээр нэмэгдэж, харин гагнуурын өргөн багасдаг тул гагнуурын арматур нэмэгддэг.
3) Гагнуурын гүйдэл нэмэгдсэний дараа нуман баганын диаметр нэмэгдэнэ. Гэсэн хэдий ч нуман ажлын хэсэгт нэвтрэх гүн нэмэгдэж, нуман цэгийн хөдөлгөөний хүрээ хязгаарлагдмал байна. Тиймээс гагнуурын өргөний өсөлт харьцангуй бага байна.
Хийн хамгаалалттай металлын инертийн хийн гагнуур (MIG)-д гагнуурын гүйдэл нэмэгдэхэд гагнуурын нэвтрэлтийн гүн нэмэгддэг. Хэрэв гагнуурын гүйдэл хэт их, гүйдлийн нягтрал хэт өндөр байвал, ялангуяа хөнгөн цагаан гагнуурын үед хуруу шиг нэвтрэлт үүсэх хандлагатай байдаг.
Гагнуурын үүсэлтэд нуман хүчдэлийн нөлөө
Тодорхой нөхцөлд нумын хүчдэл нэмэгдэхэд нумын хүч нэмэгдэж, гагнуурын хэсэгт орж буй дулааны оролт мөн нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч нумын хүчдэлийн өсөлтийг нумын уртыг нэмэгдүүлэх замаар хийдэг. Нумын уртын өсөлт нь нумын дулааны эх үүсвэрийн радиус нэмэгдэж, нумын дулааны тархалт нэмэгддэг. Үүний үр дүнд гагнуурын хэсэгт орж буй энергийн нягтрал буурч, нэвтрэлтийн гүн бага зэрэг буурч, гагнуурын ирмэгийн өргөн нэмэгддэг. Үүний зэрэгцээ гагнуурын гүйдэл өөрчлөгдөхгүй, гагнуурын утасны хайлах хэмжээ өөрчлөгдөхгүй тул гагнуурын ирмэгийн арматур буурдаг.
Нуман гагнуурын янз бүрийн аргуудын хувьд гагнуурын зөв хэлбэржилтийг бий болгох, өөрөөр хэлбэл гагнуурын зохих үүсэх коэффициент φ-ийг хадгалахын тулд. Гагнуурын гүйдлийг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ нумын хүчдэлийг зохих ёсоор нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Нуман хүчдэл ба гагнуурын гүйдэл нь зохих тохирох хамааралтай байх шаардлагатай. Энэ нь хэрэглээний электродын нуман гагнуурт хамгийн түгээмэл тохиолддог.
Гагнуурын хурдны гагнуурын хэлбэрт үзүүлэх нөлөө
Тодорхой нөхцөлд гагнуурын хурдыг нэмэгдүүлэх нь гагнуурын дулааны оролтыг бууруулж, улмаар гагнуурын ирмэгийн өргөн болон нэвчилтийг хоёуланг нь бууруулдаг. Гагнуурын нэгж урт тутамд хуримтлагдсан утсан металлын хэмжээ гагнуурын хурдтай урвуу хамааралтай тул гагнуурын ирмэгийн арматурыг бууруулахад хүргэдэг.
Гагнуурын хурд нь гагнуурын бүтээмжийг үнэлэх чухал үзүүлэлт юм. Гагнуурын бүтээмжийг сайжруулахын тулд гагнуурын хурдыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч бүтцийн зураг төсөлд шаардлагатай гагнуурын хэмжээг хангахын зэрэгцээ гагнуурын хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд гагнуурын гүйдэл болон нуман хүчдэлийг зохих ёсоор нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Эдгээр гурван хэмжигдэхүүн нь хоорондоо холбоотой. Үүний зэрэгцээ гагнуурын гүйдэл, нуман хүчдэл болон гагнуурын хурдыг нэмэгдүүлэх үед (өөрөөр хэлбэл өндөр хүчин чадалтай гагнуурын нум болон өндөр хурдтай гагнуурын гагнуурыг ашиглах) хайлсан цөөрөм үүсэх болон хайлсан цөөрөм хатуурах үйл явцын үед гагнуурын доод хэсэг, ан цав зэрэг согог үүсч болзошгүйг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Тиймээс гагнуурын хурдны өсөлт хязгаарлагдмал байна.
Гагнуурын гүйдлийн төрөл ба туйлшрал, электродын хэмжээ нь гагнуурын үүсэлтэд нөлөөлдөг
1. Гагнуурын гүйдлийн төрөл ба туйлшрал
Гагнуурын гүйдлийн төрлүүдийг тогтмол гүйдэл ба хувьсах гүйдэл гэж хуваадаг. Тэдгээрийн дотроос тогтмол гүйдлийн нуман гагнуурыг гүйдэлд импульс байгаа эсэхээс хамааран тогтмол шууд гүйдэл ба импульсийн шууд гүйдэл гэж хуваадаг; туйлшралын дагуу шууд гүйдлийн эерэг холболт (гагнуурын холбоос эерэг холболттой) ба шууд гүйдлийн урвуу холболт (гагнуурын холбоос сөрөг холболттой) гэж хуваадаг. Хувьсах гүйдлийн нуман гагнуурыг янз бүрийн гүйдлийн долгионы хэлбэрээс хамааран синус долгионы хувьсах гүйдэл ба дөрвөлжин долгионы хувьсах гүйдэл гэж хуваадаг. Гагнуурын гүйдлийн төрөл ба туйлшрал нь нумнаас гагнуурын холбоос руу орж буй дулааны хэмжээнд нөлөөлж, гагнуурын үүсэлтэд нөлөөлж болно. Үүний зэрэгцээ энэ нь дусал дамжуулах процесс болон үндсэн металлын гадаргуу дээрх исэл хальсыг арилгахад нөлөөлж болно.
Вольфрамын инертийн хийн нуман гагнуурыг ган, титан зэрэг металл материалыг гагнахад ашиглах үед гагнуурын нэвчилт нь шууд гүйдэл эерэг чиглэлд холбогдсон үед хамгийн гүн, шууд гүйдэл эсрэг чиглэлд холбогдсон үед нэвчилт нь хамгийн гүехэн, хувьсах гүйдэл нь хоёрын хооронд байна. Шууд гүйдэл эерэг чиглэлд холбогдсон үед гагнуурын нэвчилт хамгийн гүн бөгөөд вольфрамын электрод нь шаталтын алдагдал хамгийн бага байдаг тул вольфрамын инертийн хийн нуман гагнуурыг ган, титан зэрэг металл материалыг гагнахад ашиглах үед шууд гүйдлийн эерэг холболтыг ашиглах хэрэгтэй. Вольфрамын инертийн хийн нуман гагнуурт импульсийн шууд гүйдлийн гагнуурыг ашиглах үед импульсийн параметрүүдийг тохируулж болох тул гагнуурын үүсэлтийн хэмжээг шаардлагатай бол хянаж болно. Вольфрамын инертийн хийн нуман гагнуурыг хөнгөн цагаан, магни болон тэдгээрийн хайлшийг гагнахад ашиглах үед нумын катодын цэвэрлэгээний нөлөөг ашиглан суурь металлын гадаргуу дээрх исэл хальсыг цэвэрлэх шаардлагатай. Хувьсах гүйдэл нь илүү дээр. Дөрвөлжин долгионы хувьсах гүйдлийн долгионы хэлбэрийн параметрүүдийг тохируулж болох тул гагнуурын нөлөө нь илүү сайн байдаг.
Хийн металл нуман гагнуурын үед шууд гүйдлийг урвуу холбоход гагнуурын нэвтрэлт ба гагнуурын өргөн нь шууд гүйдлийн эерэг холболтынхоос их байдаг. Хувьсах гүйдлийн гагнуурын нэвтрэлт ба өргөн нь энэ хоёрын хооронд байдаг. Тиймээс живсэн нуман гагнуурын үед илүү их нэвтрэлт авахын тулд шууд гүйдлийн урвуу холболтыг ерөнхийдөө ашигладаг; живсэн нуман гадаргуугийн гагнуурын үед нэвтрэлтийг багасгахын тулд шууд гүйдлийн эерэг холболтыг ашигладаг. Хамгаалалтын хийтэй хийн металл нуман гагнуурын үед урвуу шууд гүйдлийн холболт нь зөвхөн нэвтрэлтийн гүн ихтэй төдийгүй гагнуурын нум болон дуслын дамжуулалтын процесс нь шууд гүйдлийн эерэг холболт болон хувьсах гүйдлийнхээс илүү тогтвортой бөгөөд катодын цэвэрлэгээний нөлөөтэй тул өргөн хэрэглэгддэг. Шууд гүйдлийн эерэг холболт болон хувьсах гүйдлийг ерөнхийдөө ашигладаггүй.
2. Вольфрамын электродын үзүүрийн хэлбэр, гагнуурын утасны диаметр ба суналтын уртын нөлөө
Тун, гстен электродын урд үзүүрийн өнцөг ба хэлбэр нь нумын концентраци болон нумын даралтын нөлөөнд илүү их нөлөөлдөг. Тэдгээрийг гагнуурын гүйдэл болон ажлын хэсгийн зузаанаас хамааруулан сонгох хэрэгтэй. Ерөнхийдөө нуман илүү төвлөрч, нумын даралт их байх тусам үүссэн нэвтрэлтийн гүн их байх ба гагнуурын өргөн нь харгалзах байдлаар буурдаг.
Хийн металл нуман гагнуурын үед гагнуурын гүйдэл тогтмол байх үед гагнуурын утас нимгэн байх тусам нуман халаалт илүү төвлөрч, нэвтрэлтийн гүн нэмэгдэж, гагнуурын өргөн багасдаг. Гэсэн хэдий ч бодит гагнуурын төслүүдэд гагнуурын утасны диаметрийг сонгохдоо гагнуурын муу үүсэхээс зайлсхийхийн тулд гүйдлийн хэмжээ болон гагнуурын сангийн морфологийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.
Хийн металл нуман гагнуурын үед утасны суналтын урт нэмэгдэхэд утасны сунгасан хэсгээр дамжин өнгөрөх гагнуурын гүйдлийн эсэргүүцлийн дулаан нэмэгдэж, улмаар утасны хайлах хурд нэмэгддэг. Тиймээс гагнуурын арматур нэмэгдэж, нэвтрэлтийн гүн бага зэрэг буурдаг. Ган гагнуурын утаснуудын харьцангуй өндөр эсэргүүцэлтэй тул ган болон нарийн утсаар гагнахад утасны суналтын уртын гагнуурын үүсэлтэд үзүүлэх нөлөө харьцангуй илэрхий байдаг. Хөнгөн цагаан гагнуурын утаснуудын эсэргүүцэл харьцангуй бага тул түүний нөлөө нь ач холбогдолгүй юм. Утасны суналтын уртыг нэмэгдүүлэх нь утасны хайлах коэффициентийг сайжруулж болох ч утас хайлах тогтвортой байдал болон гагнуурын үүсэлтийн талуудыг цогцоор нь авч үзвэл утасны суналтын уртад зөвшөөрөгдөх хэлбэлзлийн хүрээ байдаг.
Гагнуурын үүсэх хүчин зүйлүүдэд бусад процессын хүчин зүйлсийн нөлөө
Дээрх процессын хүчин зүйлсээс гадна ховилын хэмжээ ба завсар зайны хэмжээ, электрод ба ажлын хэсгийн налуу өнцөг, холболтын орон зайн байрлал зэрэг гагнуурын процессын бусад хүчин зүйлс нь гагнуурын үүсэлт болон гагнуурын хэмжээнд нөлөөлж болно.
1. Ховил ба завсар
Цахилгаан нуман гагнуураар өгзөгний холболтыг гагнахдаа ихэвчлэн зайг нөөцлөх эсэх, зайны хэмжээ болон нээсэн ховилын хэлбэрийг гагнуурын хавтангийн зузаанаас хамааруулан тодорхойлдог. Бусад зарим нөхцөлд ховил эсвэл зайны хэмжээ том байх тусам гагнасан гагнуурын арматур бага байх бөгөөд энэ нь гагнуурын байрлал буурсантай тэнцүү байна. Энэ үед хайлуулах харьцаа буурдаг. Тиймээс зай үлдээх эсвэл ховил нээх нь арматурын хэмжээг хянаж, хайлуулах харьцааг тохируулахад ашиглаж болно. Зай үлдээгээд зай үлдээхгүй, ховил нээхтэй харьцуулахад энэ хоёрын дулаан тархалтын нөхцөл арай өөр байдаг. Ерөнхийдөө ховил нээх талсжих нөхцөл илүү таатай байдаг.
2. Электрод (гагнуурын утас)-ын налуу
Нуман гагнуурын үед электродын налуу чиглэл ба гагнуурын чиглэлийн хамаарлын дагуу электродын урагш налуу ба электродын арагш налуу гэсэн хоёр төрөлд хуваагддаг. Гагнуурын утас налуу байх үед нумын тэнхлэг мөн адил налуутай байна. Гагнуурын утас урагш налуу байх үед хайлсан цөөрмийн металлыг арагш гадагшлуулах нумын хүчний нөлөө сулардаг. Хайлсан цөөрмийн ёроолд байрлах шингэн металлын давхарга зузаарч, нэвтрэлтийн гүн багасч, нумын гагнуурын гүн багасч, нумын цэгийн хөдөлгөөний хүрээ тэлж, гагнуурын өргөн нэмэгдэж, арматур багасдаг. Гагнуурын утасны урагш налуугийн өнцөг α бага байх тусам энэ нөлөөлөл илүү тод илэрдэг. Гагнуурын утас арагш налуу байх үед нөхцөл байдал эсрэгээрээ байдаг. Бамбай металл нуман гагнуурын үед электродын арагш налуугийн аргыг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд 65°-80°-ийн хоорондох налуугийн өнцөг α харьцангуй тохиромжтой байдаг.
3. Гагнуурын хэсгийн налуу
Гагнуурын налуу нь бодит үйлдвэрлэлд ихэвчлэн тохиолддог бөгөөд өгсүүр гагнуур болон уруудах гагнуур гэж хувааж болно. Энэ үед таталцлын үйлчлэлээр хайлсан цөөрмийн металл налуу дагуу доошоо урсах хандлагатай байдаг. Өгсүүр гагнуурын үед таталцал нь хайлсан цөөрмийн металыг хайлсан цөөрмийн сүүл рүү гадагшлуулахад тусалдаг тул нэвтрэлт гүн, гагнуурын өргөн нарийхан, арматур өндөр байдаг. Өгсүүр өнцөг α 6°-12° байх үед арматур хэт том бөгөөд хоёр талдаа амархан зүсэлт үүсдэг. Уруудах гагнуурын үед энэ нөлөө нь хайлсан цөөрмийн металыг хайлсан цөөрмийн сүүл рүү гадагшлуулахаас сэргийлдэг. Нуман нь хайлсан цөөрмийн ёроолд байгаа металыг гүн халааж чадахгүй, нэвтрэлт багасч, нуман цэгийн хөдөлгөөний хүрээ тэлж, гагнуурын өргөн нэмэгдэж, арматур багасдаг. Хэрэв гагнуурын налуу өнцөг хэт том байвал хайлсан цөөрмийн шингэн металл хангалтгүй нэвтрэлт, халих шалтгаан болдог.
4. Гагнуурын материал ба зузаан
Гагнуурын нэвчилт нь гагнуурын гүйдэл болон материалын дулаан дамжуулалт болон эзэлхүүний дулаан багтаамжтай холбоотой. Материалын дулаан дамжуулалт сайн, эзэлхүүний дулаан багтаамж их байх тусам нэгж эзэлхүүнтэй металлыг хайлуулж, температурыг ижил хэмжээгээр нэмэгдүүлэхэд илүү их дулаан шаардагдана. Тиймээс гагнуурын гүйдэл гэх мэт бусад зарим нөхцөлд нэвтрэлтийн гүн ба гагнуурын өргөн буурна. Материалын нягтрал эсвэл шингэний зуурамтгай чанар их байх тусам нуман нь шингэн хайлсан цөөрмийн металлыг түлхэхэд хэцүү болж, гагнуурын нэвчилт багасна. Гагнасан хэсгийн зузаан нь гагнасан хэсгийн доторх дулаан дамжуулалтад нөлөөлдөг. Бусад нөхцөл байдал ижил байх үед гагнасан хэсгийн зузаан нэмэгдэхийн хэрээр дулаан тархалт нэмэгдэж, гагнуурын өргөн ба нэвтрэлтийн гүн хоёулаа буурдаг.
5. Флюс, электродын бүрхүүл ба хамгаалалтын хий
Флюс буюу электродын бүрээсний өөр өөр найрлага нь нумын электродын бүсэд хүчдэлийн уналт болон нуман баганын өөр өөр потенциал градиент үүсгэдэг бөгөөд энэ нь гагнуурын үүсэлтэд зайлшгүй нөлөөлнө. Флюс нь нягтрал багатай, том ширхэгийн хэмжээ эсвэл давхаргын өндөр багатай үед нумын эргэн тойрон дахь даралт бага, нуман багана тэлж, нуман цэг нь хөдөлгөөний хүрээ ихтэй байдаг. Тиймээс нэвтрэлт бага, гагнуурын өргөн том, арматур бага байдаг. Зузаан ажлын хэсгүүдийг гагнахад өндөр хүчин чадалтай нуман гагнуурыг ашиглах үед пямс шиг флюс ашиглах нь нумын даралтыг бууруулж, нэвтрэлтийг бууруулж, гагнуурын өргөнийг нэмэгдүүлэх боломжтой. Үүнээс гадна гагнуурын шаар нь тохирох зуурамтгай чанар болон хайлах температуртай байх ёстой. Хэрэв зуурамтгай чанар хэт өндөр эсвэл хайлах температур харьцангуй өндөр байвал шаар нь агааржуулалт муутай байх бөгөөд гагнуурын гадаргуу дээр олон хонхорхой үүсэх нь амархан бөгөөд гагнуурын гадаргуу муу үүсдэг.
Нуман гагнуурын хамгаалалтын хийн найрлага (Ar, He, N2, CO2 гэх мэт) нь өөр өөр бөгөөд тэдгээрийн дулаан дамжуулалт зэрэг физик шинж чанарууд нь бас өөр өөр байдаг. Энэ нь нумын туйлын бүсийн хүчдэлийн уналт болон нуман баганын потенциал градиент, нуман баганын дамжуулагч хөндлөн огтлол, плазмын урсгалын хүч, дулааны урсгалын тодорхой тархалтыг өөрчилдөг. Эдгээр бүх хүчин зүйлүүд нь гагнуурын давхаргын үүсэлтэд нөлөөлдөг.
Товчхондоо, гагнуурын хэлбэржилтэд нөлөөлдөг олон хүчин зүйл байдаг. Сайн гагнуурын хэлбэржилтийг олж авахын тулд гагнасан хэсгийн материал, зузаан, гагнуурын орон зайн байрлал, холболтын хэлбэр, ажиллах нөхцөл, холболтын гүйцэтгэлийн шаардлага, гагнуурын хэмжээ зэргээс хамааран гагнуурын тохиромжтой гагнуурын арга, гагнуурын нөхцлийг сонгох шаардлагатай. Үүний зэрэгцээ хамгийн чухал зүйл бол гагнуурчин гагнуурын талаарх хандлага юм! Үгүй бол гагнуурын хэлбэржилт болон түүний гүйцэтгэл нь шаардлагыг хангахгүй байж магадгүй бөгөөд гагнуурын янз бүрийн согог гарч ирж магадгүй юм.
