Proses amillərinə əlavə olaraq, yiv ölçüsü və boşluq ölçüsü, elektrodun və iş parçasının meyl bucağı və birləşmənin fəza mövqeyi kimi digər qaynaq prosesi amilləri də qaynaq əmələ gəlməsinə və qaynaq ölçüsünə təsir göstərə bilər.
Qaynaq Cərəyanının Qaynaq Formalaşmasına Təsiri
Müəyyən şərtlərdə, qövs qaynağı cərəyanı artdıqca, qaynaq tikişinin nüfuz dərinliyi və möhkəmləndirilməsi artır və qaynaq eni bir qədər artır. Səbəblər aşağıdakılardır:
1) Qövs qaynaqının qaynaq cərəyanı artdıqca, qaynaq birləşməsinə təsir edən qövs qüvvəsi artır, qövsün qaynağa istilik girişi artır və istilik mənbəyinin mövqeyi aşağıya doğru hərəkət edir ki, bu da əridilmiş hovuzun dərinlik istiqamətində istiliyin keçirilməsinə kömək edir və nüfuzetmə dərinliyini artırır. Nüfuzetmə dərinliyi qaynaq cərəyanı ilə təxminən mütənasibdir. Qaynaq nüfuzetmə dərinliyi H təxminən Km × I-ə bərabərdir. Düsturda Km nüfuzetmə əmsalıdır (qaynaq cərəyanı 100 A artırıldıqda qaynaq nüfuzetmə dərinliyinin artdığı millimetrlərin sayı) və bu da Cədvəl 1-1-də göstərildiyi kimi qövs qaynaq üsulu, məftil diametri, cərəyan növü və s. ilə əlaqədardır.
| qövs qaynağı üsulları | elektrod diametri/mm | qaynaq cərəyanı/A | gərginlik/V | qaynaq sürəti/mh-1 | penetrasiya əmsalı/m m-100A-1 |
volfram arqon qövs qaynağı | 3.2 | 100~350 | 10~16 | 6~18 | 0.8~1.8 |
| | 1.6 burunlu diafraqma | 50~100 | 20~26 | 10~60 | 1.2~2 |
| 3.4 burunlu diafraqma | 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 |
ərinti elektrodu argon qövs qaynağı | 1.2~2.4 | 210~550 | 24~42 | 40~120 | 1.5~1.8 |
| CO2 Qaynaq | 0.8~1.6 | 70~300 | 16~23 | 30~150 | 0.8~1.2 |
| 2~4 | 500~900 | 35~45 | 40~80 | |
Cədvəl 1-1 Müxtəlif qövs qaynağı üsulları və parametrləri üçün ərimə dərinliyi əmsalı Km (qaynaq poladı)
2) Qövs qaynağında qaynaq nüvəsinin və ya qaynaq məftilinin ərimə sürəti qaynaq cərəyanı ilə mütənasibdir. Qövs qaynağında qaynaq cərəyanının artması qaynaq məftilinin ərimə sürətinin artmasına səbəb olduğundan, ərimiş qaynaq məftilinin miqdarı təxminən mütənasib olaraq artır, qaynaq eni isə daha az artır, buna görə də qaynaq möhkəmləndirilməsi artır.
3) Qaynaq cərəyanı artdıqdan sonra qövs sütununun diametri artır. Lakin, qövsün iş parçasına nüfuz etmə dərinliyi artır və qövs nöqtəsinin hərəkət diapazonu məhdudlaşır. Buna görə də, qaynaq enində artım nisbətən azdır.
Qazla qorunan metal inert qaz qaynaqında (MIG), qaynaq cərəyanı artdıqda, qaynaq nüfuz dərinliyi artır. Qaynaq cərəyanı çox böyük və cərəyan sıxlığı çox yüksəkdirsə, xüsusilə alüminium qaynaq edərkən barmaq kimi nüfuzetmə baş verməyə meyllidir.
Qövs gərginliyinin qaynaq əmələ gəlməsinə təsiri
Müəyyən şərtlərdə, qövs gərginliyi artdıqda, qövs gücü artır və qaynaq birləşməsinə daxil olan istilik də artır. Lakin, qövs gərginliyinin artması qövs uzunluğunun artırılması ilə əldə edilir. Qövs uzunluğunun artması qövs istilik mənbəyinin radiusunun artmasına və qövs istilik yayılmasının artmasına gətirib çıxarır. Nəticədə, qaynaq birləşməsinə daxil olan enerji sıxlığı azalır, buna görə də qaynaq muncuğunun eni artarkən nüfuz dərinliyi bir qədər azalır. Eyni zamanda, qaynaq cərəyanı dəyişməz qaldığı və qaynaq telinin ərimə miqdarı dəyişməz qaldığı üçün qaynaq muncuğunun möhkəmləndirilməsi azalır.
Müxtəlif qövs qaynaq üsulları üçün düzgün qaynaq əmələ gəlməsini təmin etmək, yəni müvafiq qaynaq əmələ gəlmə əmsalı φ-ni qorumaq üçün. Qaynaq cərəyanını artırarkən qövs gərginliyi də müvafiq olaraq artırılmalıdır. Qövs gərginliyi və qaynaq cərəyanının uyğun uyğunluq əlaqəsinə malik olması tələb olunur. Bu, ən çox istehlak olunan elektrod qövs qaynağında rast gəlinir.
Qaynaq sürətinin qaynaq əmələ gəlməsinə təsiri
Müəyyən şərtlər altında qaynaq sürətinin artırılması qaynaq istiliyinin azalmasına səbəb olacaq və bununla da həm qaynaq muncuğunun enini, həm də nüfuzetmə qabiliyyətini azaldacaq. Qaynaq vahid uzunluğuna düşən tel metalının miqdarı qaynaq sürəti ilə tərs mütənasib olduğundan, bu, həmçinin qaynaq muncuğunun möhkəmləndirilməsinin azalmasına səbəb olur.
Qaynaq sürəti qaynaq məhsuldarlığını qiymətləndirmək üçün vacib bir göstəricidir. Qaynaq məhsuldarlığını artırmaq üçün qaynaq sürəti artırılmalıdır. Bununla belə, struktur dizaynında tələb olunan qaynaq ölçüsünü təmin etmək üçün qaynaq sürətini artırarkən qaynaq cərəyanı və qövs gərginliyi müvafiq olaraq artırılmalıdır. Bu üç kəmiyyət bir-biri ilə əlaqəlidir. Eyni zamanda, qaynaq cərəyanını, qövs gərginliyini və qaynaq sürətini artırarkən (yəni yüksək güclü qaynaq qövsü və yüksək qaynaq sürəti qaynağı istifadə edildikdə) əridilmiş hovuzun əmələ gəlməsi və əridilmiş hovuzun bərkiməsi prosesi zamanı kəsik və çatlar kimi qaynaq qüsurlarının yarana biləcəyini də nəzərə almaq lazımdır. Buna görə də, qaynaq sürətinin artması məhduddur.
Qaynaq cərəyanının növünün, polyarlığının və elektrod ölçüsünün qaynaq əmələ gəlməsinə təsiri
1. Qaynaq cərəyanının növləri və polyarlıqları
Qaynaq cərəyanının növləri sabit cərəyan və dəyişən cərəyan olmaqla iki yerə bölünür. Bunların arasında, cərəyanda impulsun olub-olmamasına görə sabit cərəyan və impulslu birbaşa cərəyan olmaqla, birbaşa cərəyan qövs qaynağı da bölünür; polyarlığa görə sabit cərəyan müsbət bağlantısı (qaynaq müsbət bağlantısı ilə bağlıdır) və birbaşa cərəyan tərs bağlantısı (qaynaq mənfi bağlantısı ilə bağlıdır) bölünür. Alternativ cərəyan qövs qaynağı da müxtəlif cərəyan dalğa formalarına görə sinus dalğalı dəyişən cərəyan və kvadrat dalğalı dəyişən cərəyan olmaqla iki yerə bölünür. Qaynaq cərəyanının növü və polyarlığı qövsdən qaynaq birləşməsinə daxil olan istilik miqdarına təsir göstərə bilər, buna görə də qaynaq əmələ gəlməsinə təsir göstərə bilər. Eyni zamanda, damcı ötürülməsi prosesinə və əsas metalın səthindəki oksid təbəqəsinin çıxarılmasına da təsir göstərə bilər.
Volfram inert qaz qövs qaynağı polad və titan kimi metal materialları qaynaq etmək üçün istifadə edildikdə, qaynaq nüfuzetməsi birbaşa cərəyan müsbət istiqamətdə qoşulduqda ən dərin, birbaşa cərəyan tərs istiqamətdə qoşulduqda nüfuzetmə ən dayaz, alternativ cərəyan isə ikisi arasında olur. Qaynaq nüfuzetməsi birbaşa cərəyan müsbət istiqamətdə qoşulduqda ən dərin olduğundan və volfram elektrodu ən az yanma itkisinə malik olduğundan, polad və titan kimi metal materialları qaynaq etmək üçün volfram inert qaz qövs qaynağı istifadə edildikdə birbaşa cərəyan müsbət bağlantısı istifadə edilməlidir. Volfram inert qaz qövs qaynağında impulslu birbaşa cərəyan qaynağı istifadə edildikdə, impuls parametrləri tənzimlənə bildiyindən, qaynaq əmələ gəlməsinin ölçüsü lazım olduqda idarə oluna bilər. Volfram inert qaz qövs qaynağı alüminium, maqnezium və onların ərintilərini qaynaq etmək üçün istifadə edildikdə, əsas metalın səthindəki oksid təbəqəsini təmizləmək üçün qövsün katod təmizləmə effektindən istifadə etmək lazımdır. Alternativ cərəyan daha yaxşıdır. Kvadrat dalğalı alternativ cərəyanın dalğa forma parametrləri tənzimlənə bildiyindən, qaynaq effekti daha yaxşıdır.
Qaz metal qövs qaynağında, birbaşa cərəyan tərs qoşulduqda, qaynaq nüfuzetmə və qaynaq eni həm birbaşa cərəyan müsbət bağlantısı halındakından daha böyükdür. Alternativ cərəyan qaynağının nüfuzetmə və eni bu ikisinin arasındadır. Buna görə də, sualtı qövs qaynağında daha böyük nüfuzetmə əldə etmək üçün ümumiyyətlə birbaşa cərəyan tərs bağlantısı istifadə olunur; sualtı qövs səthi qaynağında isə nüfuzetməni azaltmaq üçün birbaşa cərəyan müsbət bağlantısı istifadə olunur. Qoruyucu qazla qaz metal qövs qaynağında, tərs birbaşa cərəyan bağlantısı yalnız böyük nüfuzetmə dərinliyinə malik deyil, həm də qaynaq qövsü və damcı ötürmə prosesi birbaşa cərəyan müsbət bağlantısı və alternativ cərəyandakından daha sabit olduğundan və katod təmizləyici təsirə malik olduğundan, geniş istifadə olunur. Birbaşa cərəyan müsbət bağlantısı və alternativ cərəyan ümumiyyətlə istifadə edilmir.
2. Volfram elektrod ucunun formasının, qaynaq telinin diametrinin və uzatma uzunluğunun təsiri
Tunel, gsten elektrodunun ön ucunun bucağı və forması qövsün konsentrasiyasına və qövs təzyiqinə daha çox təsir göstərir. Onlar qaynaq cərəyanına və iş parçasının qalınlığına uyğun olaraq seçilməlidir. Ümumiyyətlə, qövs nə qədər konsentrasiyalı və qövs təzyiqi nə qədər yüksək olarsa, əmələ gələn nüfuzetmə dərinliyi bir o qədər böyük olur, qaynaq eni isə müvafiq olaraq azalır.
Qaz metal qövs qaynaqında, qaynaq cərəyanı sabit olduqda, qaynaq teli nə qədər nazik olarsa, qövs istiliyi bir o qədər çox cəmləşir, nüfuzetmə dərinliyi artır və qaynaq eni azalır. Bununla belə, faktiki qaynaq layihələrində qaynaq teli diametrini seçərkən, zəif qaynaq əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün cərəyanın böyüklüyü və qaynaq hovuzunun morfologiyası da nəzərə alınmalıdır.
Qaz metal qövs qaynağında tel uzatma uzunluğu artdıqda, telin uzadılmış hissəsindən keçən qaynaq cərəyanının yaratdığı müqavimət istiliyi artır və bu da telin ərimə sürətinin artmasına səbəb olur. Buna görə də, qaynaq möhkəmləndirilməsi artır, nüfuzetmə dərinliyi isə bir qədər azalır. Polad qaynaq tellərinin nisbətən böyük müqavimətinə görə, polad və incə tellərlə qaynaqda tel uzatma uzunluğunun qaynaq əmələ gəlməsinə təsiri nisbətən aydındır. Alüminium qaynaq tellərinin müqaviməti nisbətən azdır, buna görə də təsiri əhəmiyyətli deyil. Telin uzatma uzunluğunun artırılması telin ərimə əmsalını yaxşılaşdıra bilsə də, telin ərimə sabitliyi və qaynaq əmələ gəlməsi aspektlərini hərtərəfli nəzərə alsaq, telin uzatma uzunluğu üçün icazə verilən variasiya diapazonu mövcuddur.
Digər proses faktorlarının qaynaq əmələ gəlmə faktorlarına təsiri
Yuxarıda göstərilən proses amillərinə əlavə olaraq, yiv ölçüsü və boşluq ölçüsü, elektrodun və iş parçasının meyl bucağı və birləşmənin fəza mövqeyi kimi digər qaynaq prosesi amilləri də qaynaq əmələ gəlməsinə və qaynaq ölçüsünə təsir göstərə bilər.
1. Yiv və boşluq
Elektrik qövs qaynağı ilə qaynaq edərkən, adətən boşluq ehtiyatda saxlanılıb-saxlanılmayacağı, boşluq ölçüsü və açılan yivin forması qaynaq lövhəsinin qalınlığına uyğun olaraq müəyyən edilir. Müəyyən digər şərtlərdə, yivin və ya boşluğun ölçüsü nə qədər böyükdürsə, qaynaqlanmış qaynağın möhkəmləndirilməsi bir o qədər kiçik olur ki, bu da qaynaq mövqeyinin düşməsinə bərabərdir. Bu zaman ərimə nisbəti azalır. Buna görə də, boşluq qoymaq və ya yivin açmaq möhkəmləndirmənin ölçüsünü idarə etmək və ərimə nisbətini tənzimləmək üçün istifadə edilə bilər. Boşluq qoyub boşluq qoymamaqla yivin açılması ilə müqayisədə, ikisinin istilik yayılması şərtləri bir qədər fərqlidir. Ümumiyyətlə, yivin açılmasının kristallaşma şərtləri daha əlverişlidir.
2. Elektrod (qaynaq məftili) meylliliyi
Qövs qaynağı zamanı elektrodun meyl istiqaməti ilə qaynaq istiqaməti arasındakı əlaqəyə görə, o, iki növə bölünür: elektrodun irəli meyl və elektrodun geri meyl. Qaynaq teli meylli olduqda, qövs oxu da müvafiq olaraq meyllənir. Qaynaq teli irəli meylli olduqda, qövs qüvvəsinin əridilmiş hovuz metalını geri boşaltmasına təsiri zəifləyir. Əridilmiş hovuzun dibindəki maye metal təbəqəsi qalınlaşır, nüfuz dərinliyi azalır, qövsün qaynaq nöqtəsinə nüfuz etmə dərinliyi azalır, qövs nöqtəsinin hərəkət diapazonu genişlənir, qaynaq eni artır və möhkəmləndirmə azalır. Qaynaq telinin irəli meyl bucağı α nə qədər kiçik olarsa, bu təsir bir o qədər aydın olur. Qaynaq teli geri meylli olduqda vəziyyət əksinədir. Ekranlı metal qövs qaynağında elektrodun geri meyl metodu əsasən tətbiq olunur və 65° ilə 80° arasında meyl bucağı α nisbətən uyğundur.
3. Qaynaq parçasının meylliliyi
Qaynaq meylinə faktiki istehsalda tez-tez rast gəlinir və yoxuş qaynağı və eniş qaynağı olmaqla iki yerə bölünə bilər. Bu zaman cazibə qüvvəsinin təsiri altında əridilmiş hovuz metalı yamac boyunca aşağıya doğru axmağa meyllidir. Yoxuş qaynağında cazibə qüvvəsi əridilmiş hovuz metalının əridilmiş hovuzun quyruğuna axıdılmasına kömək edir, buna görə də nüfuz dərin, qaynaq eni dar və möhkəmləndirmə yüksəkdir. Yoxuş bucağı α 6° ilə 12° arasında olduqda, möhkəmləndirmə çox böyükdür və hər iki tərəfdə asanlıqla alt kəsiklər əmələ gəlir. Aşağı qaynaqda bu təsir əridilmiş hovuz metalının əridilmiş hovuzun quyruğuna axıdılmasının qarşısını alır. Qövs əridilmiş hovuzun dibindəki metalı dərin qızdıra bilmir, nüfuz azalır, qövs nöqtəsinin hərəkət diapazonu genişlənir, qaynaq eni artır və möhkəmləndirmə azalır. Qaynaq meylinin bucağı çox böyükdürsə, bu, əridilmiş hovuz maye metalının kifayət qədər nüfuz etməməsinə və daşmasına səbəb olacaq.
4. Qaynaq materialı və qalınlığı
Qaynaq nüfuzetməsi qaynaq cərəyanı və materialın istilik keçiriciliyi və həcm istilik tutumu ilə əlaqədardır. Materialın istilik keçiriciliyi nə qədər yaxşı və həcm istilik tutumu nə qədər böyükdürsə, vahid həcmli metalın əridilməsi və temperaturun eyni miqdarda artırılması üçün bir o qədər çox istilik tələb olunur. Buna görə də, qaynaq cərəyanı kimi müəyyən digər şərtlərdə nüfuzetmə dərinliyi və qaynaq eni azalacaq. Materialın sıxlığı və ya maye özlülüyü nə qədər böyükdürsə, qövsün maye əridilmiş hovuz metalını sıxışdırması bir o qədər çətinləşir və qaynaq nüfuzetməsi bir o qədər dayaz olur. Qaynaqlanmış hissənin qalınlığı qaynaqlanmış hissənin içərisindəki istilik keçiriciliyinə təsir göstərir. Digər şərtlər eyni olduqda, qaynaqlanmış hissənin qalınlığı artdıqca istilik yayılması artır və həm qaynaq eni, həm də nüfuzetmə dərinliyi azalır.
5. Flüs, elektrod örtüyü və qoruyucu qaz
Fluxların və ya elektrod örtüklərinin müxtəlif tərkibləri qövsün elektrod bölgələrində fərqli gərginlik düşmələrinə və qövs sütununun fərqli potensial qradiyentlərinə səbəb olur ki, bu da qaçılmaz olaraq qaynaq əmələ gəlməsinə təsir göstərəcək. Flux aşağı sıxlığa, böyük hissəcik ölçüsünə və ya kiçik yığılma hündürlüyünə malik olduqda, qövs ətrafındakı təzyiq aşağı olur, qövs sütunu genişlənir və qövs ləkəsi böyük hərəkət diapazonuna malikdir. Buna görə də, nüfuzetmə kiçik, qaynaq eni böyük və möhkəmləndirmə kiçikdir. Qalın iş parçalarını qaynaq etmək üçün yüksək güclü qövs qaynağı istifadə edildikdə, pemza kimi fluxdan istifadə qövs təzyiqini azalda, nüfuzetməni azalda və qaynaq enini artıra bilər. Bundan əlavə, qaynaq şlakı müvafiq özlülüyə və ərimə temperaturuna malik olmalıdır. Özlülük çox yüksəkdirsə və ya ərimə temperaturu nisbətən yüksəkdirsə, şlak zəif ventilyasiyaya malik olacaq və qaynaq səthində bir çox çökəklik əmələ gətirmək asandır ki, bu da zəif qaynaq səthinin əmələ gəlməsinə səbəb olur.
Qövs qaynağı üçün qoruyucu qazların (məsələn, Ar, He, N2, CO2) tərkibi fərqlidir və onların istilik keçiriciliyi kimi fiziki xüsusiyyətləri də fərqlidir. Bu, qövsün qütb bölgəsindəki gərginlik düşməsini və qövs sütununun potensial qradiyentini, qövs sütununun keçirici en kəsiyini, plazma axın qüvvəsini və xüsusi istilik axınının paylanmasını fərqli edir. Bütün bu amillər qaynaq tikişlərinin əmələ gəlməsinə təsir göstərir.
Bir sözlə, qaynaq əmələ gəlməsinə təsir edən bir çox amil var. Yaxşı qaynaq əmələ gəlməsi üçün qaynaq edilən hissənin materialına və qalınlığına, qaynağın məkan mövqeyinə, birləşmə formasına, iş şəraitinə, birləşmə performansı üçün tələblərə və qaynaq ölçüsünə uyğun olaraq qaynaq üçün uyğun qaynaq üsulları və qaynaq şərtləri seçilməlidir. Eyni zamanda, ən vacib şey qaynaqçının qaynağa münasibətidir! Əks təqdirdə, qaynaq əmələ gəlməsi və onun performansı tələblərə cavab verməyə bilər və hətta müxtəlif qaynaq qüsurları da yarana bilər.
