แรงหยดจากการเชื่อมอาร์กมากเกินไป

01 แรงโน้มถ่วงของหยดหลอมเหลว

วัตถุใดก็ตามจะมีแนวโน้มที่จะยุบเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของมันเอง ในการเชื่อมแบบเรียบ แรงโน้มถ่วงของหยดโลหะหลอมเหลวจะส่งเสริมการเปลี่ยนผ่านของหยดหลอมเหลว อย่างไรก็ตาม ในการเชื่อมแนวตั้งและการเชื่อมเหนือศีรษะ แรงโน้มถ่วงของหยดหลอมเหลวจะขัดขวางการเปลี่ยนของหยดหลอมเหลวไปยังสระหลอมเหลวและกลายเป็นอุปสรรค
02 แรงตึงผิว

เช่นเดียวกับของเหลวอื่นๆ โลหะเหลวมีแรงตึงผิว นั่นคือเมื่อไม่มีแรงภายนอก พื้นที่ผิวของของเหลวจะลดลงและหดตัวเป็นวงกลม สำหรับโลหะเหลว แรงตึงผิวจะทำให้โลหะหลอมเหลวเป็นทรงกลม

หลังจากที่โลหะอิเล็กโทรดละลาย โลหะเหลวของมันจะไม่หลุดออกทันที แต่ก่อตัวเป็นหยดทรงกลมที่แขวนอยู่ที่ปลายอิเล็กโทรดภายใต้การกระทำของแรงตึงผิว ในขณะที่อิเล็กโทรดยังคงละลาย ปริมาตรของหยดหลอมเหลวยังคงเพิ่มขึ้นจนกว่าแรงที่กระทำต่อหยดหลอมเหลวจะเกินความตึงเครียดระหว่างส่วนต่อประสานของหยดหลอมเหลวกับแกนการเชื่อม และหยดหลอมเหลวจะแตกตัวออกจากแกนการเชื่อม และเปลี่ยนไปสู่สระหลอมเหลว ดังนั้นแรงตึงผิวจึงไม่เอื้อต่อการเปลี่ยนแปลงของหยดหลอมเหลวในการเชื่อมแบบเรียบ

อย่างไรก็ตาม แรงตึงผิวมีประโยชน์ต่อการถ่ายโอนหยดหลอมเหลวเมื่อทำการเชื่อมในตำแหน่งอื่น เช่น การเชื่อมเหนือศีรษะ ขั้นแรก โลหะพูลที่หลอมละลายจะแขวนกลับหัวบนรอยเชื่อมภายใต้แรงตึงผิว และไม่หยดง่าย

ประการที่สอง เมื่อหยดหลอมเหลวที่ปลายอิเล็กโทรดสัมผัสกับโลหะของสระหลอมเหลว หยดหลอมเหลวจะถูกดึงเข้าไปในสระหลอมเหลวเนื่องจากการกระทำของแรงตึงผิวของสระหลอมเหลว

ยิ่งแรงตึงผิวมากขึ้น หยดหลอมเหลวที่ปลายแกนเชื่อมก็จะยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้น ขนาดของแรงตึงผิวนั้นสัมพันธ์กับหลายปัจจัย ตัวอย่างเช่น ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของอิเล็กโทรดมีขนาดใหญ่ขึ้น ความตึงผิวของหยดหลอมเหลวที่ปลายอิเล็กโทรดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ยิ่งอุณหภูมิของโลหะเหลวสูงขึ้น แรงตึงผิวก็จะยิ่งน้อยลง การเติมก๊าซออกซิไดซ์ (Ar-O2 Ar-CO2) ลงในก๊าซป้องกันสามารถลดแรงตึงผิวของโลหะเหลวได้อย่างมาก ซึ่งเอื้อต่อการก่อตัวของหยดละอองหลอมเหลวที่มีอนุภาคละเอียดเพื่อถ่ายโอนไปยังบ่อหลอมเหลว

03 แรงแม่เหล็กไฟฟ้า (แรงหดตัวของแม่เหล็กไฟฟ้า)

สิ่งที่ตรงกันข้ามดึงดูดกัน ดังนั้นตัวนำทั้งสองจึงดึงดูดกัน แรงที่ดึงดูดตัวนำทั้งสองเรียกว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ทิศทางคือจากภายนอกสู่ภายใน ขนาดของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนกับผลคูณของกระแสของตัวนำทั้งสอง กล่าวคือ ยิ่งกระแสไหลผ่านตัวนำมากเท่าใด แรงแม่เหล็กไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

เมื่อทำการเชื่อม เราจะถือว่าลวดเชื่อมที่มีประจุและหยดของเหลวที่ปลายลวดเชื่อมนั้นประกอบด้วยตัวนำกระแสไฟฟ้าหลายตัว

ด้วยวิธีนี้ ตามหลักการเอฟเฟกต์แม่เหล็กไฟฟ้าที่กล่าวข้างต้น จึงไม่ยากที่จะเข้าใจว่าลวดเชื่อมและหยดยังอยู่ภายใต้แรงหดตัวในแนวรัศมีจากทุกด้านจนถึงศูนย์กลาง ดังนั้นจึงเรียกว่าแรงอัดแม่เหล็กไฟฟ้า

แรงอัดแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้หน้าตัดของเส้นเชื่อมมีแนวโน้มที่จะหดตัว แรงอัดแม่เหล็กไฟฟ้าไม่มีผลกระทบต่อส่วนที่เป็นของแข็งของลวดเชื่อม แต่มีอิทธิพลอย่างมากต่อโลหะเหลวที่ปลายลวดเชื่อม ส่งผลให้หยดก่อตัวอย่างรวดเร็ว

บนหยดโลหะทรงกลม แรงแม่เหล็กไฟฟ้ากระทำในแนวตั้งบนพื้นผิวของมัน สถานที่ที่มีความหนาแน่นกระแสมากที่สุดคือส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางบางของหยด ซึ่งจะเป็นสถานที่ที่แรงอัดแม่เหล็กไฟฟ้าทำหน้าที่มากที่สุด

ดังนั้น เมื่อคอค่อยๆ บางลง ความหนาแน่นกระแสจะเพิ่มขึ้น และแรงอัดแม่เหล็กไฟฟ้าก็เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งกระตุ้นให้หยดหลอมเหลวแตกตัวออกจากปลายอิเล็กโทรดอย่างรวดเร็วและเปลี่ยนไปสู่สระหลอมเหลว เพื่อให้แน่ใจว่าหยดหลอมเหลวสามารถเปลี่ยนเป็นการหลอมเหลวได้อย่างราบรื่นในตำแหน่งเชิงพื้นที่ใดๆ