قوس جوش توضیحات و مشخصات

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

برای انجام موفقیت آمیز فرآیند جوشکاری، به قوس جوشکاری نیاز است. این یک تخلیه الکتریکی است که با قدرت بسیار بالا مشخص می شود و بسیار طولانی است. بین عناصری مانند الکترودهایی که در یک محیط گازی خاص قرار دارند رخ می دهد. برای ایجاد قوس، باید به الکترودها ولتاژ اعمال شود.

توضیحات کلی قوس

خواص متمایز کننده اصلی قوس جوش دمای بسیار بالا و همچنین چگالی جریان است. به لطف این دو کیفیت، در ترکیب، قوس قادر است فلزات را با نقطه ذوب 3000 درجه سانتیگراد بدون هیچ مشکلی ذوب کند. می توان گفت که این قوس رسانایی است که از مواد فرار تشکیل شده است و هدف اصلی آن تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی است. بار الکتریکی خود لحظه ای است که جریان الکتریکی از محیط گازی عبور می کند.

انواع تخلیه

قوس جوش یک تخلیه است و از آنجایی که انواع مختلفی از آن وجود دارد، انواع مختلفی نیز وجود دارد.قوس:

1. اولین واریته، ترشحات براق نامیده می شود. این ظاهر فقط در یک محیط کم فشار رخ می دهد و فقط در مواردی مانند صفحه نمایش پلاسما یا لامپ های فلورسنت استفاده می شود.
2. نوع دوم تخلیه جرقه است. وقوع این نوع در لحظه ای رخ می دهد که فشار تقریباً برابر با اتمسفر باشد. از این جهت متفاوت است که شکل نسبتاً متناوب دارد. نمونه بارز چنین تخلیه ای رعد و برق است.
3. قوس جوش یک تخلیه قوس است. این نوع است که بیشتر در هنگام جوشکاری استفاده می شود. در حضور فشار اتمسفر رخ می دهد و شکل آن پیوسته است.
4. آخرین نوع تاج نامیده می شود. اغلب اگر سطح الکترود ناصاف و ناهموار باشد اتفاق می افتد.

طبیعت قوس

شایان ذکر است که قوس الکتریکی جوشکاری آنقدرها که در نگاه اول به نظر می رسد پیچیده نیست، درک ماهیت آن بسیار ساده است. از جریان الکتریکی استفاده می کند که از طریق عنصری مانند کاتد عبور می کند. پس از آن با گاز یونیزه وارد محیط می شود. در این لحظه، تخلیه رخ می دهد که با نور روشن و دمای بسیار بالا مشخص می شود. به طور کلی، قوس جوشکاری می تواند دمایی بین 7000 تا 10000 درجه سانتیگراد داشته باشد. پس از عبور از این مرحله، جریان به ماده ای که در حال جوشکاری است می گذرد. می توان گفت که منبع قوس جوش یک جریان الکتریکی است که دستخوش تغییراتی شده است.

به دلیل چنین دماهای بالایی، قوس مادون قرمز ساطع می کندو اشعه ماوراء بنفش که برای سلامتی انسان مضر است. برای چشم انسان خطرناک است و همچنین می تواند سوختگی خفیف ایجاد کند. به دلایل فوق، همه جوشکاران باید تجهیزات حفاظت فردی خوبی داشته باشند.

ساختار قوس

ساختار (ساختار) قوس جوش شامل سه جزء یا بخش اصلی است - بخش آند و کاتد و همچنین ستون قوس. لازم به ذکر است که در هنگام سوزاندن قوس جوش، نقاط یا نواحی فعالی در نواحی آند و کاتد ایجاد می شود که با حداکثر مقدار دما مشخص می شود. تمام جریان الکتریکی که منبع تغذیه تولید می کند از این دو ناحیه عبور می کند. در عین حال بیشترین افت ولتاژ قوس جوش نیز در این دو ناحیه ثبت خواهد شد. ستون قوس بین این دو ناحیه قرار دارد و پارامتری مانند افت ولتاژ در این مورد حداقل خواهد بود.

از مطالب فوق می توان نتیجه گرفت که اولاً منبع تغذیه قوس جوش می تواند ولتاژ نسبتاً بالا و جریان بالایی تولید کند. ثانیاً، طول قوس شامل مجموع مناطقی است که در بالا ذکر شد. اغلب، طول چنین قوس چند میلی متر است، مشروط بر اینکه مناطق آند و کاتد به ترتیب 10-4 و 10-5 سانتی متر باشند. مطلوب ترین طول قوس 4-6 میلی متر است. با چنین شاخص هایی است که می توان به احتراق پایدار و دمای بالا دست یافت.

انواع قوس

تفاوت بین قوس جوشکاری در طرح رویکرد و همچنین در محیطی است که می تواند در آن رخ دهد. در حال حاضر، دو نوع رایج قوس وجود دارد:

• قوس کنش مستقیم. در این حالت، دستگاه جوش باید موازی با جسم مورد جوش باشد. زمانی که زاویه بین قطعه کار فلزی و الکترود 90 درجه باشد، قوس الکتریکی ایجاد می‌شود.
• دومین نوع اصلی یک نوع غیر مستقیم قوس جوش است. فقط در صورت استفاده از دو الکترود اتفاق می افتد و آنها در زاویه 40-60 درجه نسبت به سطح قطعه فلزی قرار دارند. یک قوس بین این دو عنصر تشکیل می شود و فلز را به هم جوش می دهد.

طبقه بندی

شایان ذکر است که بسته به جوی که در آن رخ می دهد قوس طبقه بندی وجود دارد. تا به امروز، سه نوع شناخته شده است:

• نوع اول قوس باز است. هنگام جوشکاری این نوع، قوس در هوای آزاد می سوزد و یک لایه گاز کوچک در اطراف آن تشکیل می شود که شامل بخارات فلز، الکترودها و پوشش های آنها می شود.
• نوع بسته. سوزاندن چنین قوس جوشکاری با این واقعیت مشخص می شود که زیر یک لایه شار انجام می شود.
• آخرین نوع قوس با عرضه گاز است. در این صورت ماده ای مانند هلیوم، آرگون یا دی اکسید کربن به آن عرضه می شود. برخی دیگر از انواع گازها نیز می توانند استفاده شوند.

تفاوت اصلی نوع آخر در این استگازهای عرضه شده از پدیده اکسیداسیون فلز در حین جوشکاری جلوگیری می کند.

تفاوت جزئی نیز از نظر طول مدت چنین قوس مشاهده می شود. با توجه به ویژگی های آن، قوس جوش می تواند ثابت یا پالسی باشد. ثابت برای جوشکاری مداوم فلزات استفاده می شود، یعنی پیوسته است. نوع قوس پالسی یک ضربه تکی به فلز و لمس اسکنه است.

عناصر کار، یعنی الکترودها، می توانند کربن یا تنگستن باشند. به این الکترودها غیر مصرفی نیز می گویند. از عناصر فلزی نیز می توان استفاده کرد، اما آنها به همان شکل قطعه کار ذوب می شوند. رایج ترین نوع الکترود، فولاد است که به انواع ذوب می رسد. با این حال، امروزه استفاده از گونه های غیر ذوب بیشتر و بیشتر رایج شده است.

لحظه وقوع قوس

قوس جوشکاری در لحظه ای رخ می دهد که یک مدار سریع رخ می دهد. این زمانی اتفاق می افتد که الکترود با قطعه کار فلزی تماس پیدا کند. با توجه به اینکه دما به سادگی زیاد است، فلز شروع به ذوب شدن می کند و یک نوار نازک از فلز مذاب بین الکترود و قطعه کار ظاهر می شود. هنگامی که الکترود و فلز از هم جدا می شوند، دومی تقریباً فورا تبخیر می شود، زیرا چگالی جریان بسیار زیاد است. سپس گاز یونیزه می شود و به همین دلیل قوس جوش ظاهر می شود.

شرایط قوس

در شرایط استاندارد، یعنی در دمای متوسط 25 درجه و فشار 1اتمسفر، گاز قادر به هدایت الکتریسیته نیست. نیاز اصلی برای وقوع قوس، یونیزاسیون محیط گازی بین الکترودها است. به عبارت دیگر، گاز باید حاوی ذرات باردار، الکترون یا یون باشد.

دومین شرط مهمی که باید رعایت شود، حفظ دمای ثابت در کاتد است. دمای مورد نیاز به ویژگی هایی مانند ماهیت کاتد و قطر و اندازه آن بستگی دارد. دمای محیط نیز نقش مهمی ایفا خواهد کرد. قوس جوشکاری باید پایدار باشد و در عین حال دارای قدرت جریان عظیمی باشد که شاخص دمای بالایی (7 هزار درجه سانتیگراد یا بیشتر) می دهد. اگر تمام شرایط برآورده شود، هر ماده ای را می توان با قوس حاصل پردازش کرد. برای اطمینان از وجود دمای ثابت و بالا، لازم است منبع تغذیه تا حد امکان پایدار عمل کند. به همین دلیل است که منبع تغذیه مهمترین بخش هنگام انتخاب دستگاه جوش است.

ویژگی های Arc

چند چیز وجود دارد که قوس جوش را از سایر تخلیه های الکتریکی متمایز می کند.

اولین چگالی جریان عظیم است که می تواند به چندین هزار آمپر در سانتی متر مربع برسد. این باعث می شود دمای زیادی در حین کار ایجاد شود. توزیع میدان الکتریکی بین الکترودها در فضای آنها نسبتاً ناهموار است. در نزدیکی این عناصر افت ولتاژ شدید مشاهده می شود و برعکس به سمت مرکز بسیار کاهش می یابد. نمی توان در مورد وابستگی دما به طول ستون صحبت نکرد. هر چه طول بیشتر باشد، گرمایش بدتر است،و بالعکس. با استفاده از قوس‌های جوشکاری، می‌توانید یک مشخصه ولتاژ جریان بسیار متفاوت (CVC) دریافت کنید.

اینورتر جوشکاری. قوس و ویژگی های آن

ارزش دارد که فوراً با تفاوت اصلی بین منبع تغذیه اینورتر و ترانسفورماتور معمولی شروع کنید. مصرف انرژی الکتریکی تقریباً به نصف کاهش یافته است. مشخصه جریانی که هنگام استفاده از اینورتر ایجاد می‌شود، امکان احتراق سریع‌تر قوس را فراهم می‌کند و همچنین سوختن پایدار را در کل فرآیند تضمین می‌کند.

به خودی خود، یک اینورتر جوشکاری یک دستگاه نسبتاً پیچیده است که برای اطمینان از پایدارترین عملکرد قوس، عملیات تغییر جریان را انجام می دهد. به عنوان مثال دستگاه به شبکه متصل است و جریان متناوب را به عنوان ورودی دریافت می کند که قادر است آن را به جریان مستقیم تبدیل کند. سپس، جریان مستقیم وارد بلوک اینورتر می شود، جایی که دوباره به جریان متناوب تبدیل می شود، اما با فرکانس بسیار بالاتر از آنچه در شبکه بود. این جریان به ترانسفورماتور منتقل می شود، جایی که ولتاژ آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد که باعث افزایش قدرت آن می شود. پس از آن، جریان متناوب یکسو شده و تنظیم شده به یکسو کننده منتقل می شود، جایی که به جریان مستقیم تبدیل می شود و برای کار عرضه می شود.