особенности перемещения металла сварочной ванны в условиях невесомости

Как отмечено выше, проплавление металла, образование подрезов, пор и неметаллических включений в значительной мере связаны с гид­родинамическими процессами, протекающими в сварочной ванне. По­этому представляет интерес рассмотрение особенностей перемещения металла сварочной ванны в условиях невесомости и роли эффекта Марангони в этом случае.

Прежде всего, необходимо отметить, что если в земных условиях естественная конвекция играет определяющую роль в перемешивании металла сварочной ванны, то в условиях микрогравитации она практи­чески не возникает. В последнем случае возможно несколь­ко видов перемешивания жидких слоев и частиц. Это течение Маран­гони, броуновское движение, движение под действием сил Лоренца, движение по градиенту температуры, концентраций, давлений, дви­жение, вызванное фазовыми превращениями и т. д. Согласно экспери­ментальным исследованиям, проведенным в космосе, выделены два основных типа конвекции: термокапиллярная и диффузионная. Роль того или иного вида конвекции в общем процессе перемешивания ме­талла зависит от многих причин: градиента температур, конфигурации канала, в котором находится расплав металла, концентрации поверх­ностно-активных веществ и др.

Значения отдельных видов ускорений пред­ставлены.

Данные получены для следующих условий: форма летательного аппарата сферическая, масса летательного аппарата 45,36 т, его диаметр 19,2 м, площадь миделя 290 м2, коэффициент со­противления 2, электростатический заряд 1600 В, расстояние элемен­тарного объема жидкости от центра притяжения (или вращения) 3,05 м.

Ускорения, которые могут возникнуть в расплаве под действием поверхностных сил, можно приближенно оценить следующим образом.

Таким образом, ускорения, возникающие в расплаве под действи­ем поверхностных сил, преобладают над всеми остальными. По-види­мому, образование зародышей пор и неметаллических включений мало зависит от перемешивания металла сварочной ванны. Однако на рост газовых пузырей и неметаллических включений их удаление из сва­рочной ванны перемешивание металла окажет существенное влияние.

Еще по теме:

сварка в космосе

влияние невесомости на перенос электродного
металла

формирование валика и корня шва

условия формирования сварных швов при сварке в
космосе

особенности перемещения металла сварочной ванны в
условиях невесомости

газовые пузыри и неметаллические включения при
сварке в космических условиях