Artikel ini menyoroti empat kekuatan utama yang mempengaruhi transfer logam. Gaya-gaya tersebut adalah: 1. Gravitasi (F g ) 2. Tegangan Permukaan (F s ) 3. Efek Jepit Elektromagnetik (F p ) 4. Gaya Tarik (F d ).
Gaya # 1. Gravitasi (F g ) :
Gravitasi adalah gaya pelepasan ketika elektroda diarahkan ke bawah seperti pada pengelasan tangan ke bawah, dan gaya penahan ketika diarahkan ke atas seperti pada pengelasan di atas kepala.
Secara numerik sama dengan berat tetesan cair yang terlepas dan dinyatakan sebagai:
Gaya # 2. Tegangan Permukaan (F s ):
Tegangan permukaan cenderung mempertahankan tetesan cair di ujung elektroda dan besarnya pada saat pelepasan tetesan di bawah beratnya sendiri diberikan oleh ekspresi:
f(r/c) adalah fungsi kompleks yang memiliki nilai antara 0,6 dan 1,0 bergantung pada hubungan antara r dan c.
Untuk logam biasa nilai perkiraan fungsi dapat dihitung dari hubungan berikut:
di mana r dalam cm.
Sebagai alternatif, F s dianggap sebanding dengan massa tetesan berukuran maksimum (m h ) yang tergantung di ujung elektroda sebelum pelepasan yaitu,
F s = m h . g….. (6.6)
Namun, jauh lebih mudah untuk menentukan massa bagian tetesan yang terlepas (m d ) dan ada hubungan empiris antara m d dan m h .
Juga, m d /m h dapat diplot sebagai fungsi dari r/c, yaitu:
Gaya # 3. Efek Pinch Elektromagnetik (F p ):
Ketika arus listrik dialirkan oleh konduktor berbentuk kerucut seperti busur las, gaya aksial bekerja di dalamnya yang diarahkan dari penampang kecil ke yang lebih besar. Ini menghasilkan pengaturan jet plasma asalkan arusnya cukup besar. Juga, ketika konduktor pembawa arus berada di bawah pengaruh medan magnetnya sendiri, gaya kontrak radial dikembangkan yang menghasilkan tekanan di dalam konduktor. Efek gabungan dari gaya-gaya ini adalah gaya pelepasan yang bekerja pada tetesan cair di bibir elektroda dan disebut sebagai efek jepit.
Efek cubit ini juga dapat dijelaskan atas dasar bahwa arus listrik yang mengalir searah pada penghantar paralel mengakibatkan adanya gaya tarik-menarik di antara keduanya. Jika elektroda dianggap terdiri dari sejumlah konduktor silinder dengan diameter yang bervariasi dengan satu di dalam yang lain, maka berdasarkan aliran arus dalam konduktor paralel, gaya kontraksi dialami oleh elektroda.
Gaya ini hampir tidak berpengaruh pada elektroda padat tetapi menghasilkan pengaruh yang cukup besar pada pelepasan tetesan cair dari ujung elektroda, dan disebut sebagai gaya Lorentz atau gaya jepitan elektromagnetik.
Gaya ini pada jarak tertentu r dari sumbu elektroda diberikan oleh ekspresi:
Dari persamaan 6.9 terbukti bahwa tekanan maksimum dan minimum yang diberikan oleh efek jepitan elektro-magnetik akan berada pada sumbu dan permukaan konduktor masing-masing dengan besaran sebagai berikut:
Jadi, ada gaya jepit elektromagnetik bersih pada tetesan, cenderung melepaskannya dari ujung elektroda.
Besarnya gaya ini dapat ditentukan sebagai berikut:
Gaya # 4. Gaya Seret (F d ):
Gaya seret karena aliran gas di sekitar tetesan membantu melepaskan tetesan dari ujung elektroda. Besarnya gaya ini dapat dipengaruhi oleh jumlah aliran gas di GMAW atau sampai batas tertentu oleh jumlah gas yang dihasilkan dari pelapisan di SMAW. Bergantung pada jenis transfer logam, pancaran plasma juga dapat menambah hambatan pada tetesan. Peran yang dimainkan oleh kekuatan yang berbeda dalam memisahkan busur tetesan cair digambarkan pada Gambar. 6.1.
Untuk menentukan besarnya gaya berbeda yang bekerja pada tetesan itu ditemukan sangat nyaman untuk melakukannya dalam kasus pengelasan plasma-MIG karena busur plasma dan busur MIG terpisah dan dapat dikontrol secara independen satu sama lain.
Dengan pengaturan ini dimungkinkan untuk memvariasikan arus mati pada kawat las MIG sehingga gaya elektromagnetik yang bekerja pada droplet dapat bervariasi dari nol hingga maksimum yang dapat dicapai. Dimungkinkan juga untuk memvariasikan gaya seret pada tetesan dengan memvariasikan kecepatan aliran plasma.
Gaya tegangan permukaan, F s , dapat ditentukan dengan mengukur massa tetesan pada arus nol tanpa aliran gas. Gaya gerak listrik dapat diperoleh dengan terlebih dahulu mengukur massa tetesan individu sebagai fungsi aliran gas dengan arus yang melewati kawat.
Gaya gerak listrik F p , dapat diperoleh dari data untuk I ‰ 0:
F p = F s – (F g + F d ) ………. (6.13)
Gaya gerak listrik ini negatif untuk nilai arus yang rendah, namun di atas sekitar 25A gaya ini meningkat kurang lebih sebanding dengan arus.
Bergantung pada gaya total yang bekerja pada tetesan sehubungan dengan besarnya arus pengelasan, tegangan permukaan, gaya seret, peran gravitasi, dan panjang busur, mode transfer logam tertentu tercapai yang menentukan kualitas die weld. .
