焊丝端部熔化金属形成的熔滴受到各种力的作用,各种力对熔滴过渡的影响是不同的作用在熔滴上的力主要有重力、表面张力、电磁力、等离子流力、斑点压力等。
1.重力
重力对熔滴过渡的影响取决于焊缝的空间位置。平焊位置,重力方向和熔滴过渡的方向相同,促使熔滴脱离焊丝末端,有利于熔滴过渡;立焊和仰焊位置.重力阻碍熔滴脱离焊丝末端,不利于熔滴过渡。
2.表面张力
表面张力垂直作用于焊丝末端与熔滴相交并且相切的圆周面上,是在焊丝端头上保持熔滴的主要作用力。表面张力可以分解为径向分力和轴向分力。其中,径向分力使熔滴在焊丝末端产生缩颈;轴向分力使熔滴保持在焊丝末端.阻碍熔滴过渡。因此,通常情况下(如平焊位置),表面张力是阻碍熔滴过渡的。焊丝越细,表面张力越小,越有利于熔滴过渡。但在仰焊、立焊、横焊时,由于熔滴与熔池接触时表面张力有将熔滴拉入熔池的作用,且使熔滴或熔池不易流淌,有利于熔滴过渡。
3.电磁力
导体本身磁场所产生的力称为电磁力。熔化极电弧焊时,电流通过焊丝、熔滴、电极斑点及弧柱的导电截面是变化的,电磁力轴向分力的方向也是变化的,但总是由小截面指向大截面。
4.等离子流力
在电磁力的收缩作用下,电弧等离子体在电弧轴线方向产生的流体静压力称为等离子流力,其大小与弧柱截面积成反比,即从焊丝末端向熔池表面逐渐减小。等离子流力随等离子流从焊丝末端侧面切入,然后流向熔池,有助于熔滴脱离焊丝,促进熔滴过渡。焊丝直径越细,焊接电流越大,产生的等离子流力越大。
5.斑点压力
在电场作用下,弧柱中的电子或正离子以极高的速度向焊丝端部的熔滴撞击时所产生的力称为斑点压力。无论电源极性是正接还是反接,它的方向和熔滴过渡的方向总是相反的,是阻碍熔滴过渡的力。当然,正离子的质量要高于电子的质量,所以正离子撞击熔滴时斑点压力较大。由于直流正接时,焊丝作阴极,熔滴受正离子的撞击,所以斑点压力的阻碍作用大,对熔滴过渡的阻碍作用较强。
熔滴过渡是上述所说的各种力综合作用的结果。当然,焊丝尺寸、电弧电压和焊接电流等也影响熔滴过渡的形式。