دمای قوس جوشکاری: توضیحات، طول قوس و شرایط ظاهر آن

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

قوس جوشکاری خود یک تخلیه الکتریکی است که برای مدت طولانی وجود دارد. بین الکترودهای تحت ولتاژ، در مخلوطی از گازها و بخارها قرار دارد. مشخصات اصلی قوس جوش دما و نسبتاً بالا و همچنین چگالی جریان بالا است.

توضیحات کلی

قوس بین الکترود و قطعه کار فلزی که روی آن کار می شود رخ می دهد. تشکیل این تخلیه به دلیل این واقعیت است که یک شکست الکتریکی شکاف هوا رخ می دهد. هنگامی که چنین اثری رخ می دهد، یونیزاسیون مولکول های گاز اتفاق می افتد، نه تنها دمای آن افزایش می یابد، بلکه رسانایی الکتریکی آن نیز افزایش می یابد و خود گاز به حالت پلاسما می رود. فرآیند جوشکاری یا بهتر است بگوییم سوختن قوس با اثراتی مانند انتشار مقدار زیادی انرژی گرما و نور همراه است. به دلیل تغییر شدید این دو پارامتر در جهت افزایش زیاد آنها است که فرآیند ذوب فلز رخ می دهد، زیرا در یک مکان محلی دما چندین برابر افزایش می یابد. ترکیبی از همه این اعمال جوشکاری نامیده می شود.

خواص Arc

برای اینکه قوس ظاهر شود، لازم است که الکترود را به طور خلاصه به قطعه کار که با آن کار می کند، لمس کنید. بنابراین، یک اتصال کوتاه رخ می دهد، به همین دلیل یک قوس جوش ظاهر می شود، دمای آن به سرعت افزایش می یابد. پس از لمس، باید تماس را قطع کرد و شکاف هوایی ایجاد کرد. بنابراین می توانید طول قوس مورد نیاز را برای کار بیشتر انتخاب کنید.

اگر تخلیه خیلی کوتاه باشد، الکترود ممکن است به قطعه کار بچسبد. در این صورت ذوب فلز خیلی سریع اتفاق می افتد و این باعث ایجاد افتادگی می شود که بسیار نامطلوب است. در مورد ویژگی های قوس بسیار طولانی، از نظر احتراق ناپایدار است. دمای قوس جوش در ناحیه جوش نیز در این حالت به مقدار لازم نخواهد رسید. اغلب هنگام کار با دستگاه جوش صنعتی، به خصوص هنگام کار با قطعاتی که ابعاد بزرگی دارند، می توانید قوس خمیده و همچنین ناپایداری شدید را مشاهده کنید. این اغلب به عنوان دمیدن مغناطیسی نامیده می شود.

انفجار مغناطیسی

ماهیت این روش این است که جریان جوش قوس قادر به ایجاد یک میدان مغناطیسی کوچک است که ممکن است به خوبی با میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان عبوری از عنصر در حال پردازش تعامل داشته باشد. به عبارت دیگر، انحراف قوس به دلیل این واقعیت است که برخی از نیروهای مغناطیسی ظاهر می شود. این فرآیند دمیدن نامیده می شود زیرا انحراف قوس باطرف به نظر می رسد به دلیل باد شدید است. هیچ راه واقعی برای خلاص شدن از شر این پدیده وجود ندارد. برای به حداقل رساندن تأثیر این اثر، می توان از قوس کوتاه شده استفاده کرد و خود الکترود باید در یک زاویه مشخص قرار گیرد.

ساختار قوس

در حال حاضر، جوشکاری فرآیندی است که با جزئیات کافی تحلیل شده است. به همین دلیل، مشخص شده است که سه ناحیه سوزاندن قوس وجود دارد. آن مناطقی که به ترتیب در مجاورت آند و کاتد هستند، ناحیه آند و کاتد. طبیعتا دمای قوس جوش در جوشکاری قوس دستی نیز در این مناطق متفاوت خواهد بود. بخش سومی نیز وجود دارد که بین آند و کاتد قرار دارد. به این مکان ستون قوس می گویند. دمای مورد نیاز برای ذوب فولاد تقریباً 1300-1500 درجه سانتیگراد است. دمای ستون قوس جوش می تواند به 7000 درجه سانتیگراد برسد. اگرچه در اینجا عادلانه است که توجه داشته باشیم که به طور کامل به فلز منتقل نمی شود، اما این مقدار برای ذوب موفقیت آمیز مواد کافی است.

شرایط مختلفی وجود دارد که باید برای اطمینان از یک قوس پایدار ایجاد شود. جریان پایدار با قدرت حدود 10 A مورد نیاز است.با این مقدار می توان یک قوس پایدار با ولتاژ 15 تا 40 ولت را حفظ کرد. شایان ذکر است که مقدار جریان 10 A حداقل است، حداکثر می تواند به 1000 A. در آند و کاتد برسد. افت ولتاژ نیز در تخلیه قوس رخ می دهد. پس ازدر آزمایشات خاصی مشخص شد که اگر جوشکاری الکترود مصرفی انجام شود، بیشترین افت در ناحیه کاتد خواهد بود. در این حالت، توزیع دما در قوس جوش نیز تغییر می‌کند و بیشترین شیب روی همان ناحیه می‌افتد.

با دانستن این ویژگی ها، روشن می شود که چرا انتخاب قطبی مناسب هنگام جوشکاری مهم است. اگر الکترود را به کاتد وصل کنید، می توانید به بالاترین دمای قوس جوش دست یابید.

منطقه دما

با وجود اینکه چه نوع الکترودی جوش داده می شود، مصرفی یا غیر مصرفی، حداکثر دما دقیقاً در ستون قوس جوشکاری از 5000 تا 7000 درجه سانتیگراد خواهد بود.

ناحیه ای با کمترین دمای قوس جوشکاری به یکی از مناطق آن، آند یا کاتد منتقل می شود. در این مناطق 60 تا 70 درصد حداکثر دما مشاهده می شود.

جوشکاری AC

همه موارد فوق مربوط به روش جوشکاری با جریان مستقیم است. با این حال، جریان متناوب نیز می تواند برای این اهداف استفاده شود. در مورد جنبه های منفی، بدتر شدن قابل توجهی در پایداری و همچنین جهش های مکرر در دمای احتراق قوس جوش وجود دارد. از مزایای آن این است که می توان از تجهیزات ساده تر و در نتیجه ارزان تر استفاده کرد. علاوه بر این، در حضور یک جزء متغیر، چنین اثری مانند دمیدن مغناطیسی عملا ناپدید می شود. آخرین تفاوت این است که نیازی به انتخاب قطبیت نیست، زیرامانند جریان متناوب، تغییر به طور خودکار با فرکانس حدود 50 بار در ثانیه رخ می دهد.

می توان اضافه کرد که هنگام استفاده از تجهیزات دستی علاوه بر دمای بالای قوس جوشکاری در روش قوس دستی، امواج مادون قرمز و فرابنفش ساطع می شود. در این مورد، آنها توسط یک تخلیه منتشر می شوند. این به حداکثر تجهیزات حفاظتی برای کارگر نیاز دارد.

محیط سوزاندن قوس

امروزه چندین فناوری مختلف وجود دارد که می توان در حین جوشکاری از آنها استفاده کرد. همه آنها در خواص، پارامترها و دمای قوس جوش متفاوت هستند. روش ها چیست؟

1. روش باز. در این حالت، ترشحات در جو می سوزد.
2. راه بسته. در طی احتراق، دمای به اندازه کافی بالا تشکیل می شود که باعث آزاد شدن شدید گازها به دلیل احتراق شار می شود. این شار در دوغاب مورد استفاده برای درمان قطعات جوش داده شده وجود دارد.
3. روشبا استفاده از مواد فرار محافظ. در این حالت، گاز به ناحیه جوش وارد می شود که معمولاً به صورت آرگون، هلیوم یا دی اکسید کربن ارائه می شود.

وجود این روش با این واقعیت توجیه می شود که به جلوگیری از اکسیداسیون فعال مواد کمک می کند، که می تواند در حین جوشکاری، زمانی که فلز در معرض اکسیژن قرار می گیرد، رخ دهد. شایان ذکر است که تا حدودی توزیع دما در قوس جوشکاری به گونه ای پیش می رود که حداکثر مقدار در قسمت مرکزی ایجاد می شود و یک میکروکلیمای کوچک ایجاد می کند. در این صورت تشکیل می شودیک منطقه کوچک با فشار بالا چنین ناحیه‌ای می‌تواند به نحوی جریان هوا را مسدود کند.

استفاده از شار به شما این امکان را می دهد که با کارایی بیشتری از اکسیژن در ناحیه جوش خلاص شوید. اگر از گازها برای محافظت استفاده شود، این نقص تقریباً به طور کامل برطرف می شود.

طبقه بندی بر اساس مدت

تخلیه های قوس جوشکاری بر اساس مدت زمان آنها طبقه بندی شده است. برخی از فرآیندها زمانی انجام می شوند که قوس در حالتی مانند پالس قرار دارد. چنین دستگاه هایی جوشکاری را با فلاش های کوتاه انجام می دهند. برای مدت زمان کوتاهی، در حالی که چشمک می زند، دمای قوس جوش زمان دارد تا به مقداری افزایش یابد که برای ایجاد ذوب موضعی فلز کافی باشد. جوشکاری بسیار دقیق و فقط در محلی که دستگاه قطعه کار با آن تماس می گیرد، انجام می شود.

با این حال، اکثریت قریب به اتفاق ابزارهای جوشکاری از قوس پیوسته استفاده می کنند. در طول این فرآیند، الکترود به طور مداوم در امتداد لبه‌هایی که قرار است به یکدیگر متصل شوند حرکت می‌کند.

مناطقی به نام حوضچه جوش وجود دارد. در چنین مناطقی دمای قوس به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و از الکترود پیروی می کند. پس از عبور الکترود از محل، حوضچه جوش پس از آن خارج می شود، به همین دلیل محل نسبتاً سریع شروع به خنک شدن می کند. هنگامی که سرد می شود، فرآیندی به نام کریستالیزاسیون رخ می دهد. در نتیجه، یک درز جوش ایجاد می شود.

دمای پست

ارزش آن است که ستون قوس و دمای آن را با کمی جزئیات بیشتر تحلیل کنیم. واقعیت این است که این پارامتر به طور قابل توجهی به چندین پارامتر بستگی دارد. اول، ماده ای که الکترود از آن ساخته شده است به شدت تأثیر می گذارد. ترکیب گاز در قوس نیز نقش مهمی دارد. ثانیاً بزرگی جریان نیز تأثیر قابل توجهی دارد زیرا با افزایش آن مثلاً دمای قوس نیز افزایش می یابد و بالعکس. ثالثا، نوع پوشش الکترود و همچنین قطبیت بسیار مهم است.

کشسانی قوس

در طول جوشکاری، لازم است که طول قوس را به دقت کنترل کنید، زیرا پارامتری مانند کشش به آن بستگی دارد. برای به دست آوردن یک جوش با کیفیت و بادوام در نتیجه، لازم است که قوس به طور پایدار و بدون وقفه بسوزد. خاصیت ارتجاعی قوس جوش داده شده است که احتراق بی وقفه را توصیف می کند. اگر بتوان پایداری فرآیند جوشکاری را حفظ کرد و در عین حال طول خود قوس را افزایش داد، کشش کافی دیده می شود. خاصیت ارتجاعی قوس جوشکاری به طور مستقیم با ویژگی هایی مانند قدرت جریان مورد استفاده برای جوشکاری متناسب است.