OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 61 TECHNOLOGY Рис. 10. Глубина проплавления в зависимости от химического состава стали (толщина пластины 10 мм, сила тока 200 А) для различных методов TIG-сварки с активированным флюсом Fig. 10. Penetration depth as a function of steel chemical composition (plate thickness 10 mm, current 200 A) for various activated fl ux TIG welding methods этому диссоциация оксидных флюсов притягивает больше электронов во внешней области дугового столба, чем в центре. Электроны собираются на внешней периферии дуги, что приводит к усилению дугового разряда и большему его сокращению. Кроме того, все металлические оксиды являются более основными и прочно связаны с кислородом, поэтому разложение основных оксидов затруднено, в то время как кислые соединения легко разлагаются, генерируется больше свободной энергии и достигается большая глубина проплавления. Более глубокое проплавление, достигнутое при использовании оксидного поверхностно-активного вещества, вероятно, объясняется двумя возможными механизмами, а именно сужением столба дуги и эффектом Марангони. В целом, как показали наши предыдущие исследования [50], глубина проплавления в традиционном процессе TIG-сварки зависит от режима течения жидкости в сварочной ванне. Это, в свою очередь, сильно зависит от таких определяющих факторов, как электромагнитные и градиент поверхностного натяжения – на рис. 4 показано изменение формы столба дуги в процессе сварки A-TIG и FB-TIG. На фото визуализации A-TIG и FB-TIG видно, что когда дуга горит по слою флюса – она находится в непрерывном контакте с частицами флюса. В случае же метода FB-TIG она сжата боковыми стенками флюса, которые не являются электропроводными. На рис. 5 показано изменение ширины и глубины проплавления сварного шва для различных флюсов. Флюсы SiO2 и TiO2 оказывают более сильное влияние на эти параметры сварного шва, чем другие. Авторы [6–8, 12–19] сообщили, что активированный флюс ионизируется во время сварки и сужает дугу, захватывая электроны во внешней и центральной области дуги. Впоследствии происходит увеличение плотности анодного тока, что приводит к возрастанию теплового потока в пятне и к более узкому и глубокому сварному шву. Однако многие исследователи считают, что основной причиной увеличения глубины сварного шва является обратная/центростремительная конвекция Марангони. Добавление поверхностно-активного вещества приводит к увеличению градиента поверхностного натяжения в центральной части по сравнению с внешними краями, в результате чего расплавленный металл сварочной ванны течет к центру, что приводит к увеличению степени раскрытия шва. Образец сварки TIG без флюса показал столбчатую структуру зерен в зоне сварного шва (рис. 7, а). Стоит отметить, что образцы, обработанные A-TIG и FZ-TIG, продемонстрировали длинные игольчатые зерна, в то время как образцы, обработанные FB-TIG-сваркой, показали ячеистые зерна в зоне сварного шва. Это важно, поскольку зона сварного шва при A-TIG и FZ-TIG
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1