Hitsauskaaren lämpötila: kuvaus, kaaren pituus ja sen ulkonäköolosuhteet

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Hitsauskaari itsessään on sähköpurkaus, joka on olemassa pitkään. Se sijaitsee jännitteisten elektrodien välissä, ja se sijaitsee kaasujen ja höyryjen seoksessa. Hitsauskaaren pääominaisuudet ovat lämpötila ja melko korkea sekä suuri virrantiheys.

Yleinen kuvaus

Elektrodin ja työstettävän metallikappaleen väliin syntyy kaari. Tämän purkauksen muodostuminen johtuu siitä, että ilmaraon sähköinen rikkoutuminen tapahtuu. Kun tällainen vaikutus tapahtuu, tapahtuu kaasumolekyylien ionisaatio, ei vain sen lämpötila nouse, vaan myös sen sähkönjohtavuus, ja itse kaasu siirtyy plasmatilaan. Hitsausprosessiin tai pikemminkin kaaren palamiseen liittyy sellaisia vaikutuksia kuin suuren lämmön- ja valoenergian vapautuminen. Metallin sulamisprosessi tapahtuu näiden kahden parametrin jyrkän muutoksen vuoksi niiden suuren kasvun suuntaan, koska paikallisessa paikassa lämpötila nousee useita kertoja. Kaikkien näiden toimintojen yhdistelmää kutsutaan hitsaukseksi.

Kaaren ominaisuudet

Kaaren syntymiseksi on tarpeen koskettaa elektrodia lyhyesti työstettävään kappaleeseen. Siten tapahtuu oikosulku, jonka vuoksi hitsauskaari ilmestyy, sen lämpötila nousee melko nopeasti. Kosketuksen jälkeen on tarpeen katkaista kosketus ja luoda ilmarako. Voit siis valita tarvittavan kaaren pituuden jatkotyötä varten.

Jos purkaus on liian lyhyt, elektrodi voi tarttua työkappaleeseen. Tässä tapauksessa metallin sulaminen tapahtuu liian nopeasti, mikä aiheuttaa painumisen muodostumista, mikä on erittäin epätoivottavaa. Mitä tulee liian pitkän kaaren ominaisuuksiin, se on palamisen kann alta epävakaa. Tässä tapauksessa hitsauskaaren lämpötila hitsausvyöhykkeellä ei myöskään saavuta vaadittua arvoa. Melko usein voit nähdä vinon kaaren sekä voimakkaan epävakauden työskennellessäsi teollisella hitsauskoneella, etenkin työskennellessäsi osien kanssa, joilla on suuret mitat. Tätä kutsutaan usein magneettipuhallukseksi.

Magneettinen räjähdys

Tämän menetelmän ydin on, että kaaren hitsausvirta pystyy luomaan pienen magneettikentän, joka voi hyvinkin olla vuorovaikutuksessa käsiteltävän elementin läpi kulkevan virran synnyttämän magneettikentän kanssa. Toisin sanoen kaaren taipuma johtuu siitä, että joitain magneettisia voimia ilmaantuu. Tätä prosessia kutsutaan puhallus, koska taipuma kaaren kanssapuoli näyttää johtuvan voimakkaasta tuulesta. Ei ole olemassa todellisia tapoja päästä eroon tästä ilmiöstä. Tämän vaikutuksen vaikutuksen minimoimiseksi voidaan käyttää lyhennettyä kaarta ja itse elektrodi on sijoitettava tietyssä kulmassa.

Kaarirakenne

Tällä hetkellä hitsaus on prosessi, joka on analysoitu riittävän yksityiskohtaisesti. Tämän vuoksi tiedetään, että kaaripolttoalueita on kolme. Ne alueet, jotka ovat anodin ja katodin vieressä, vastaavasti anodi- ja katodialue. Luonnollisesti myös käsikaarihitsauksessa hitsauskaaren lämpötila vaihtelee näillä vyöhykkeillä. On kolmas osa, joka sijaitsee anodin ja katodin välissä. Tätä paikkaa kutsutaan kaaren pilariksi. Teräksen sulatukseen vaadittava lämpötila on noin 1300-1500 celsiusastetta. Hitsauskaarikolonnin lämpötila voi nousta 7000 celsiusasteeseen. Vaikka tässä on reilua huomata, että se ei siirry kokonaan metalliin, tämä arvo kuitenkin riittää sulattamaan materiaalin onnistuneesti.

On olemassa useita ehtoja, jotka on luotava vakaan kaaren varmistamiseksi. Tarvitaan vakaa virta, jonka vahvuus on noin 10 A. Tällä arvolla voidaan ylläpitää vakaa kaari, jonka jännite on 15 - 40 V. On syytä huomata, että virran arvo 10 A on minimaalinen, maksimi voi saavuttaa 1000 A. anodissa ja katodissa. Jännitteen lasku tapahtuu myös kaaripurkauksessa. JälkeenTietyissä kokeissa havaittiin, että jos kuluvien elektrodien hitsaus suoritetaan, suurin pudotus tapahtuu katodivyöhykkeellä. Tässä tapauksessa myös lämpötilajakauma hitsauskaaressa muuttuu ja suurin gradientti osuu samalle alueelle.

Näiden ominaisuuksien tunteminen tekee selväksi, miksi on tärkeää valita oikea napaisuus hitsauksen aikana. Jos yhdistät elektrodin katodiin, voit saavuttaa hitsauskaaren korkeimman lämpötilan.

Lämpötilavyöhyke

Huolimatta siitä, millaista elektrodia hitsataan, kulutusta vai ei-kuluvaa, maksimilämpötila on täsmälleen hitsauskaaren pylvään kohdalla, 5000 - 7000 celsiusastetta.

Hitsauskaaren alhaisimman lämpötilan alue siirretään jollekin vyöhykkeistään, anodille tai katodille. Näillä alueilla havaitaan 60-70 % maksimilämpötilasta.

AC-hitsaus

Kaikki edellä mainitut liittyvät tasavirralla hitsaukseen. Näihin tarkoituksiin voidaan kuitenkin käyttää myös vaihtovirtaa. Mitä tulee negatiivisiin puoliin, vakauden heikkeneminen on havaittavissa, samoin kuin hitsauskaaren palamislämpötilan toistuvia hyppyjä. Eduista erottuu, että voidaan käyttää yksinkertaisempia ja siten halvempia laitteita. Lisäksi muuttuvan komponentin läsnä ollessa magneettipuhalluksen k altainen vaikutus käytännössä katoaa. Viimeinen ero on, että napaisuutta ei tarvitse valita, koskakuten vaihtovirrassa, muutos tapahtuu automaattisesti taajuudella noin 50 kertaa sekunnissa.

Voidaan lisätä, että käytettäessä manuaalisia laitteita, manuaalisessa kaarimenetelmässä hitsauskaaren korkean lämpötilan lisäksi säteilee infrapuna- ja ultraviolettia altoja. Tässä tapauksessa ne vapautuvat purkauksesta. Tämä vaatii työntekijältä maksimaalisia suojavarusteita.

Kaaripolttoympäristö

Nykyään on olemassa useita erilaisia tekniikoita, joita voidaan käyttää hitsauksen aikana. Kaikki ne eroavat ominaisuuksiltaan, parametreiltaan ja hitsauskaaren lämpötil altaan. Mitkä ovat menetelmät?

1. Avoin menetelmä. Tässä tapauksessa purkaus palaa ilmakehässä.
2. Suljettu tie. Palamisen aikana muodostuu riittävän korkea lämpötila, joka aiheuttaa voimakkaan kaasujen vapautumisen vuoteen palamisen seurauksena. Tämä juoksute sisältyy lietteeseen, jota käytetään hitsattujen osien käsittelyyn.
3. Menetelmä, jossa käytetään suojaavia haihtuvia aineita. Tässä tapauksessa hitsausvyöhykkeelle syötetään kaasua, joka on yleensä argonin, heliumin tai hiilidioksidin muodossa.

Tämän menetelmän olemassaolo on perusteltua sillä, että se auttaa välttämään materiaalin aktiivisen hapettumisen, jota voi tapahtua hitsauksen aikana, kun metalli altistuu hapelle. On syytä lisätä, että jossain määrin lämpötilan jakautuminen hitsauskaaressa menee niin, että keskiosaan syntyy maksimiarvo, joka luo pienen oman mikroilmaston. Tässä tapauksessa se muodostuupieni alue, jossa on korkea paine. Tällainen alue pystyy jollakin tavalla estämään ilman virtauksen.

Fluxin avulla voit päästä eroon hapesta hitsausalueelta entistä tehokkaammin. Jos suojaukseen käytetään kaasuja, tämä vika voidaan poistaa lähes kokonaan.

Luokittelu keston mukaan

Hitsauskaaren purkauksille on olemassa luokitus niiden keston mukaan. Jotkut prosessit suoritetaan, kun kaari on tilassa, kuten pulssissa. Tällaiset laitteet suorittavat hitsauksen lyhyillä välähdyksellä. Lyhyen ajan välähdyksen esiintyessä hitsauskaaren lämpötilalla on aikaa nousta sellaiseen arvoon, joka riittää tuottamaan metallin paikallisen sulamisen. Hitsaus tapahtuu erittäin tarkasti ja vain työkappaleen kosketuskohdassa.

Suurin osa hitsaustyökaluista kuitenkin käyttää jatkuvaa kaaria. Tämän prosessin aikana elektrodia liikutetaan jatkuvasti liitettäviä reunoja pitkin.

On alueita, joita kutsutaan hitsaus altaiksi. Tällaisilla alueilla kaaren lämpötila nousee merkittävästi ja se seuraa elektrodia. Kun elektrodi kulkee paikan ohi, hitsausallas lähtee sen jälkeen, minkä vuoksi kohta alkaa jäähtyä melko nopeasti. Jäähdytettynä tapahtuu prosessi nimeltä kiteytys. Tämän seurauksena syntyy hitsaussauma.

Jälkilämpö

Kaaripylväs ja sen lämpötila kannattaa analysoida hieman tarkemmin. Tosiasia on, että tämä parametri riippuu merkittävästi useista parametreista. Ensinnäkin materiaali, josta elektrodi on valmistettu, vaikuttaa voimakkaasti. Valokaaressa olevan kaasun koostumuksella on myös tärkeä rooli. Toiseksi, myös virran suuruudella on merkittävä vaikutus, koska sen kasvaessa esimerkiksi kaaren lämpötila nousee ja päinvastoin. Kolmanneksi elektrodin pinnoitteen tyyppi ja napaisuus ovat varsin tärkeitä.

Kaaren elastisuus

Hitsauksen aikana kaaren pituutta on seurattava tarkasti myös siksi, että sellainen parametri, kuten kimmoisuus, riippuu siitä. Laadukkaan ja kestävän hitsin aikaansaamiseksi on välttämätöntä, että kaari palaa vakaasti ja keskeytyksettä. Hitsauskaaren kimmoisuus on keskeytymätöntä palamista kuvaava ominaisuus. Riittävä joustavuus nähdään, jos on mahdollista säilyttää hitsausprosessin vakaus samalla kun itse kaaren pituutta kasvatetaan. Hitsauskaaren kimmoisuus on suoraan verrannollinen sellaisiin ominaisuuksiin kuin hitsauksessa käytettävään virranvoimakkuuteen.