OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 2 2026 63 TECHNOLOGY брызг, что объясняется образованием шлакового слоя из флюса, нанесенного до сварки. С другой стороны, в случае сварки FB-TIG наблюдается обратная ситуация: центральная область остается не покрытой флюсом, а боковые области покрываются. Это приводит к лучшему контролю дуги и сужению ее в центре. Поэтому в образцах сварки FB-TIG наблюдалось сравнительно меньшее количество брызг. При сварке методом FZ-TIG на поверхности сварного шва наблюдалось значительное количество брызг, что объясняется сильным сужением дуги и силой дуги. При сварке методом FZ-TIG в центре шва нанесен флюс с высокой электропроводностью, что улучшает привязку столба дуги с точки зрения минимального электросопротивления. Боковые части, наоборот, имеют частицы флюса с низкой электропроводностью и могут подвергаться конвективному тепловому воздействию столба дуги. В работах [6–8] сообщалось, что электроотрицательность компонентов флюса играет ключевую роль в характеристиках дуги и выделяемом при этом тепле. В процессе A-TIG- и FZ-TIG-сварки разрушение оксидного флюса приводит к разделению химического элемента и кислорода. Свойства оксида можно описать электроотрицательностью определенного химического элемента в сочетании с кислородом. Отрицательные ионы, образующиеся в результате агрегации электронов на краю дуги, могут привести к сужению дуги. Добавление активирующих флюсов с высокой температурой плавления в центр сварного шва вызывает там более высокое поверхностное натяжение [15]. Более высокое поверхностное натяжение в центре и более низкое по краям направляет поток расплавленного металла шва к центру, а не наружу, как в случае обычной TIG-сварки. Этот механизм обратного градиента поверхностного натяжения, приводящий к узкому и глубокому проплавлению, называется эффектом обратной конвекции Марангони, как хорошо объяснено в работе [15]. Следовательно, можно предположить, что существует более одного механизма, вызывающего увеличение проплавления шва. Необходимо отметить, что прописанный выше механизм немного отличается при сварке FB-TIG, поскольку изменяется место нанесения флюса. При зажигании дуги, помимо центральной области, она также взаимодействует с частицами флюса, расположенными в боковых областях. Интенсивный нагрев от дуги диссоциирует частицы флюса, что приводит к испарению и дальнейшему образованию парового облака за пределами дугового столба. Взаимодействие между частицами парового облака и граничащими электронами с относительно меньшей энергией, чем в центральной области, препятствует дальнейшему расширению дуги. То есть при такой узкой дуге в наших экспериментах наблюдается более высокая глубина проплавления. Однако образцы, полученные по методу FZ-TIG, испытывали сочетание механизмов, обсуждавшихся ранее, поскольку это комбинированный подход, включающий характеристики сварки A-TIG и сварки FB-TIG. Следовательно, эти образцы демонстрировали более узкий сварочный шов с более высоким отношением глубины проплавления к ширине шва по сравнению с обоими вышеупомянутыми подходами. При сварке по методу FB-TIG зазор между флюсами оказывает существенное влияние на увеличение глубины проплавления и уменьшение ширины сварного шва, как показано в табл. 4. В ходе экспериментов установлено, что по мере уменьшения зазора между флюсами глубина проплавления увеличивается, что приводит к большему отношению глубины к ширине по сравнению с обычным процессом TIG-сварки. Это наблюдение можно подтвердить тем фактом, что при TIG-сварке энергия, необходимая для расплавления основного металла, получается из кинетической энергии, передаваемой заряженным частицам (электронам или положительно заряженным ионам). Сопротивление кремнеземного флюсового покрытия значительно выше по сравнению с основным металлом, и это приводит к тому, что поток электронов направляется только вдоль области без флюсового покрытия, т. е. только внутри зазора между флюсами [15]. Это явление известно как эффект изоляции. Глубина и форма сварочного шва существенно зависят от характера течения расплавленного металла и режима потока жидкости в зоне сварки. В целом для чистых металлов и сплавов поверхностное натяжение (σ) уменьшается с повышением температуры (T). Это означает, что центр сварочной ванны, который испытывает максимальное тепло от сварочной горелки, будет
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1