鎢電極-熔化極間接電弧焊的熔滴過渡

鎢電極-熔化極間接電弧焊的熔滴過渡過程包括在電弧的作用下焊絲端頭受熱熔化形成熔滴，并在各種力的綜合作用下從焊絲端頭脫離，最后進入到工件表面的過程。熔滴過渡是影響電弧穩(wěn)定性的重要原因，與焊接質(zhì)量關(guān)系緊密。因此研究熔滴過渡對電弧焊的影響，能在控制焊接質(zhì)量，提高熔敷速度方面產(chǎn)生重要的意義。對熔滴過渡的研究主要包括不同的熔滴過渡形式，不同因素對熔滴過渡的影響以及熔滴過渡機理。

目前，國內(nèi)外的學(xué)者的研究主要集中在不同焊接方法，不同工藝參數(shù)以及不同外部環(huán)境對鎢電極-熔化極間接電弧焊的熔滴過渡的影響，并分析其熔滴過渡的機理。

T. W. Eagar等人對比了在Ar和He保護氣體下進行熔化極氫弧焊過程中不同的熔滴過渡行為。在焊絲側(cè)面產(chǎn)生的電子聚集會增加焊絲側(cè)面的熔化，熔化金屬在重力，電磁力以及等離子流力的作用下聚集到焊絲端頭處，最后對液態(tài)的金屬形成壓縮作用，使焊絲端頭形成圓錐形，這就是所謂的錐形效應(yīng)。實驗發(fā)現(xiàn)在Ar氣體保護下，與He氣體保護下相比，其錐形效應(yīng)更容易發(fā)生。這是因為在Ar氣體保護下，在焊絲側(cè)面流出的電流密度更大造成的。

Kim等人采用靜態(tài)力平衡理論和收縮不穩(wěn)定性理論預(yù)測熔滴的大小，討論了熔滴過渡的機制。測量了熔滴的大小和過渡頻率，發(fā)現(xiàn)隨著焊接電流的增大，熔滴半徑減小，熔滴過渡頻率增加。研究還發(fā)現(xiàn)，當采用CO2氣體保護時，熔滴過渡出現(xiàn)排斥現(xiàn)象，當焊接電流增加后，這種排斥現(xiàn)象開始減弱。當采用He氣保護時，則隨焊接電流的增大，從大滴過渡轉(zhuǎn)變到射滴過渡。隨著焊絲伸出長度的增加，其熔滴直徑會略有下降。Rhee等人研究了電弧壓力對熔滴過渡的影響，當考慮電弧壓力時，不管采用靜態(tài)力平衡理論還是動態(tài)收縮不穩(wěn)定理論計算獲得的熔滴直徑都比不考慮電弧壓力時要大。

對于熔滴的形成與脫離機制，Amson等人研究了洛倫茲力對熔滴過渡的影響，當焊絲端頭熔化界面為平的或圓錐形時，洛倫茲力與界面的形狀和大小無關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)在熔滴形成的最初階段為阻力，隨著熔滴逐漸長大，開始成為促使熔滴過渡的力。Choi等人在靜態(tài)平衡的基礎(chǔ)上引入慣性力來預(yù)測熔滴的過渡，通過計算發(fā)現(xiàn)當慣性力達到電磁收縮力的一半時，隨焊接電流的增加，慣性力開始明顯影響熔滴從焊絲表面脫離。并得出當熔滴處于平衡狀態(tài)時為球形，而處于非平衡狀態(tài)時為橢圓形。Haidar等人還研究了電弧焊過程中，熔滴的形成過程，各種力對熔滴形狀的影響，發(fā)現(xiàn)在熔滴過渡過程中軸向電磁力的影響要大于徑向電磁力。Lowke等人認為熔滴形式從滴狀到噴射的主要原因是當焊接電流增至熔滴軸心處的徑向收縮壓力大于表面張力。