نیروی بیش از حد قطرات جوش قوس الکتریکی

01 جاذبه قطره مذاب

هر جسمی به دلیل گرانش خود تمایل به افتادگی خواهد داشت. در جوشکاری مسطح، گرانش قطره مذاب فلز باعث انتقال قطره مذاب می شود. اما در جوشکاری عمودی و سربار، گرانش قطره مذاب مانع انتقال قطره مذاب به حوضچه مذاب شده و به مانع تبدیل می شود.
02 کشش سطحی

مانند سایر مایعات، فلز مایع دارای کشش سطحی است، یعنی زمانی که نیروی خارجی وجود نداشته باشد، سطح مایع به حداقل می رسد و به صورت دایره ای کوچک می شود. برای فلز مایع، کشش سطحی فلز مذاب را کروی می کند.

پس از ذوب شدن فلز الکترود، فلز مایع آن بلافاصله نمی‌ریزد، بلکه یک قطره کروی شکل در انتهای الکترود آویزان می‌کند که تحت اثر کشش سطحی قرار دارد. همانطور که الکترود به ذوب شدن ادامه می دهد، حجم قطره مذاب همچنان افزایش می یابد تا زمانی که نیروی وارد بر قطره مذاب از کشش بین سطح مشترک قطره مذاب و هسته جوش بیشتر شود و قطره مذاب از هسته جوش جدا شود. و انتقال به حوضچه مذاب. بنابراین، کشش سطحی برای انتقال قطرات مذاب در جوشکاری مسطح مناسب نیست.

با این حال، کشش سطحی برای انتقال قطرات مذاب هنگام جوشکاری در موقعیت‌های دیگر مانند جوشکاری بالای سر مفید است. ابتدا فلز حوضچه مذاب تحت اثر کشش سطحی به صورت وارونه روی جوش آویزان می شود و به راحتی چکه نمی شود.

دوم، هنگامی که قطره مذاب در انتهای الکترود با فلز حوضچه مذاب تماس پیدا می کند، قطره مذاب به دلیل عمل کشش سطحی حوضچه مذاب به داخل حوضچه مذاب کشیده می شود.

هرچه کشش سطحی بیشتر باشد، قطره مذاب در انتهای هسته جوش بزرگتر می شود. اندازه کشش سطحی به عوامل زیادی مرتبط است. به عنوان مثال، هرچه قطر الکترود بزرگتر باشد، کشش سطحی قطره مذاب در انتهای الکترود بیشتر می شود.

هر چه دمای فلز مایع بیشتر باشد، کشش سطحی آن کمتر است. افزودن گاز اکسید کننده (Ar-O2 Ar-CO2) به گاز محافظ می تواند کشش سطحی فلز مایع را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، که منجر به تشکیل ذرات ریز ذرات مذاب برای انتقال به حوضچه مذاب می شود.

03 نیروی الکترومغناطیسی (نیروی انقباض الکترومغناطیسی)

متضادها جذب می شوند، بنابراین دو هادی یکدیگر را جذب می کنند. نیرویی که دو هادی را جذب می کند، نیروی الکترومغناطیسی نامیده می شود. جهت از بیرون به داخل است. بزرگی نیروی الکترومغناطیسی با حاصل ضرب جریان دو هادی متناسب است، یعنی هر چه جریان عبوری از هادی بیشتر باشد، نیروی الکترومغناطیسی نیز بیشتر می شود.

هنگام جوشکاری، می‌توان سیم جوش باردار و قطرات مایع در انتهای سیم جوش را به‌عنوان بسیاری از هادی‌های حامل جریان در نظر گرفت.

به این ترتیب، با توجه به اصل اثر الکترومغناطیسی فوق الذکر، درک اینکه سیم جوش و قطره نیز از هر طرف به مرکز تحت تأثیر نیروهای انقباض شعاعی قرار دارند، دشوار نیست، بنابراین به آن نیروی تراکم الکترومغناطیسی می گویند.

نیروی تراکم الکترومغناطیسی باعث می شود سطح مقطع میله جوش متمایل به جمع شدن شود. نیروی تراکم الکترومغناطیسی بر روی قسمت جامد میله جوشکاری تأثیری ندارد، اما تأثیر زیادی بر فلز مایع در انتهای میله جوشکاری دارد و باعث می شود قطرات به سرعت تشکیل شود.

بر روی قطرات فلزی کروی، نیروی الکترومغناطیسی به صورت عمودی بر روی سطح آن عمل می کند. مکانی با بیشترین چگالی جریان، قسمت قطر نازک قطره خواهد بود، که همچنین محلی است که نیروی تراکم الکترومغناطیسی بیشترین تأثیر را دارد.

بنابراین، با نازک‌تر شدن تدریجی گردن، چگالی جریان افزایش می‌یابد و نیروی تراکم الکترومغناطیسی نیز افزایش می‌یابد که باعث می‌شود قطره مذاب به سرعت از انتهای الکترود جدا شده و به حوضچه مذاب منتقل شود. این تضمین می کند که قطره مذاب می تواند به آرامی در هر موقعیت مکانی به ذوب تبدیل شود.