Температура на заваръчната дъга: описание, дължина на дъгата и условия за нейния външен вид

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Самата заваръчна дъга е електрически разряд, който съществува дълго време. Намира се между електроди под напрежение, разположени в смес от газове и пари. Основните характеристики на заваръчната дъга са температура и доста висока, както и висока плътност на тока.

Общо описание

Дъга възниква между електрода и обработвания метален детайл. Образуването на този разряд се дължи на факта, че възниква електрическо разбиване на въздушната междина. Когато възникне такъв ефект, настъпва йонизация на газовите молекули, повишава се не само температурата му, но и електрическата проводимост, а самият газ преминава в плазмено състояние. Процесът на заваряване, или по-скоро изгарянето на дъгата, е придружен от такива ефекти като отделяне на голямо количество топлинна и светлинна енергия. Именно поради рязката промяна на тези два параметъра в посока на голямото им нарастване се получава процесът на топене на метала, тъй като на локално място температурата се повишава няколко пъти. Комбинацията от всички тези действия се нарича заваряване.

Свойства на дъгата

За да се появи дъга, е необходимо за кратко да докоснете електрода до детайла, с който се работи. По този начин възниква късо съединение, поради което се появява заваръчна дъга, температурата й се повишава доста бързо. След докосване е необходимо да прекъснете контакта и да установите въздушна междина. Така че можете да изберете необходимата дължина на дъгата за по-нататъшна работа.

Ако разрядът е твърде кратък, електродът може да залепне за детайла. В този случай топенето на метала ще се случи твърде бързо и това ще доведе до образуването на увисване, което е крайно нежелателно. Що се отнася до характеристиките на твърде дълга дъга, тя е нестабилна по отношение на горенето. Температурата на заваръчната дъга в зоната на заваряване в този случай също няма да достигне необходимата стойност. Доста често можете да видите крива дъга, както и силна нестабилност при работа с индустриална заваръчна машина, особено при работа с части с големи размери. Това често се нарича магнитно издухване.

магнитен взрив

Същността на този метод е, че заваръчният ток на дъгата е в състояние да създаде малко магнитно поле, което може да взаимодейства с магнитното поле, което се създава от тока, протичащ през обработвания елемент. С други думи, отклонението на дъгата възниква поради факта, че се появяват някои магнитни сили. Този процес се нарича продухване, тъй като отклонението на дъгата сстрана изглежда, че се дължи на силен вятър. Няма реални начини да се отървете от това явление. За да се сведе до минимум влиянието на този ефект, може да се използва скъсена дъга, а самият електрод трябва да бъде разположен под определен ъгъл.

Дъгова структура

В момента заваряването е процес, който е анализиран достатъчно подробно. Поради това е известно, че има три области на изгаряне на дъгата. Тези области, които са в съседство с анода и катода, съответно, областта на анода и катода. Естествено, температурата на заваръчната дъга при ръчно дъгово заваряване също ще се различава в тези зони. Има трета секция, която се намира между анода и катода. Това място се нарича стълб на дъгата. Температурата, необходима за топене на стоманата, е приблизително 1300-1500 градуса по Целзий. Температурата на колоната на заваръчната дъга може да достигне 7000 градуса по Целзий. Въпреки че тук е справедливо да се отбележи, че не се прехвърля напълно върху метала, тази стойност е достатъчна, за да се стопи успешно материала.

Има няколко условия, които трябва да бъдат създадени, за да се осигури стабилна дъга. Необходим е стабилен ток със сила от около 10 A. С тази стойност е възможно да се поддържа стабилна дъга с напрежение от 15 до 40 V. Струва си да се отбележи, че стойността на тока от 10 A е минимална, максималната може да достигне 1000 А. в анода и катода. Спад на напрежението се получава и при дъгов разряд. Следнякои експерименти беше установено, че ако се извърши заваряване на консумативи електроди, тогава най-големият спад ще бъде в зоната на катода. В този случай разпределението на температурата в заваръчната дъга също се променя и най-големият градиент пада върху същата площ.

Познавайки тези характеристики, става ясно защо е важно да изберете правилната полярност при заваряване. Ако свържете електрода към катода, можете да постигнете най-високата температура на заваръчната дъга.

Температурна зона

Въпреки това какъв вид електрод се заварява, консуматив или неконсуматив, максималната температура ще бъде точно в колоната на заваръчната дъга, от 5000 до 7000 градуса по Целзий.

Зоната с най-ниска температура на заваръчната дъга се измества към една от нейните зони, анод или катод. В тези зони се наблюдават 60 до 70% от максималната температура.

AC заваряване

Всичко по-горе е свързано с процедурата за заваряване с постоянен ток. За тези цели обаче може да се използва и променлив ток. Що се отнася до отрицателните страни, има забележимо влошаване на стабилността, както и чести скокове в температурата на горене на заваръчната дъга. От предимствата се откроява, че може да се използва по-просто и следователно по-евтино оборудване. Освен това, в присъствието на променлив компонент, такъв ефект като магнитно издухване практически изчезва. Последната разлика е, че няма нужда да избирате полярност, т.ккакто при променлив ток, промяната се извършва автоматично с честота от около 50 пъти в секунда.

Може да се добави, че при използване на ръчно оборудване, в допълнение към високата температура на заваръчната дъга при ръчния метод на дъга, ще се излъчват инфрачервени и ултравиолетови вълни. В този случай те се излъчват чрез разряд. Това изисква максимално защитно оборудване за работника.

Среда за изгаряне на дъга

Днес има няколко различни технологии, които могат да се използват по време на заваряване. Всички те се различават по своите свойства, параметри и температура на заваръчната дъга. Какви са методите?

1. Отворен метод. В този случай разрядът гори в атмосферата.
2. Затворен път. По време на горенето се образува достатъчно висока температура, което води до силно отделяне на газове поради изгарянето на потока. Този флюс се съдържа в суспензията, използвана за обработка на заварени части.
3. Метод, използващ защитни летливи вещества. В този случай към зоната на заваряване се подава газ, който обикновено се представя под формата на аргон, хелий или въглероден диоксид.

Наличието на този метод се обосновава с факта, че той помага да се избегне активното окисление на материала, което може да възникне по време на заваряване, когато металът е изложен на кислород. Струва си да се добави, че до известна степен разпределението на температурата в заваръчната дъга става по такъв начин, че в централната част се създава максимална стойност, създавайки малък собствен микроклимат. В този случай се образувамалка зона с високо налягане. Такава област е в състояние да възпрепятства въздушния поток по някакъв начин.

Използването на флюс ви позволява да се отървете от кислорода в зоната на заваряване още по-ефективно. Ако за защита се използват газове, тогава този дефект може да бъде елиминиран почти напълно.

Класификация по продължителност

Има класификация на заваръчните дъгови разряди според тяхната продължителност. Някои процеси се извършват, когато дъгата е в режим като импулсен. Такива устройства извършват заваряване с къси светкавици. За кратък период от време, докато се появи мигане, температурата на заваръчната дъга има време да се повиши до такава стойност, която е достатъчна за локално топене на метала. Заваряването става много прецизно и само на мястото, където докосва детайла.

Въпреки това, по-голямата част от заваръчните инструменти използват непрекъсната дъга. По време на този процес електродът непрекъснато се движи по ръбовете, които трябва да бъдат съединени.

Има зони, наречени заваръчни басейни. В такива зони температурата на дъгата се повишава значително и тя следва електрода. След като електродът премине през обекта, заваръчната вана напуска след него, поради което мястото започва да се охлажда доста бързо. При охлаждане настъпва процес, наречен кристализация. В резултат на това се получава заваръчен шев.

После температура

Заслужава си да анализираме дъговата колона и нейната температура малко по-подробно. Факт е, че този параметър значително зависи от няколко параметъра. Първо, силно влияе материалът, от който е направен електродът. Съставът на газа в дъгата също играе важна роля. Второ, големината на тока също има значителен ефект, тъй като с увеличаването му например температурата на дъгата също ще се увеличи и обратно. На трето място, видът на електродното покритие, както и полярността са много важни.

Еластичност на дъгата

По време на заваряване е необходимо да се следи отблизо дължината на дъгата, защото от нея зависи такъв параметър като еластичността. За да се получи в резултат на това висококачествена и издръжлива заварка, е необходимо дъгата да гори стабилно и непрекъснато. Еластичността на заварената дъга е характеристика, която описва непрекъснатото горене. Достатъчна еластичност се вижда, ако е възможно да се запази стабилността на процеса на заваряване при увеличаване на дължината на самата дъга. Еластичността на заваръчната дъга е право пропорционална на такива характеристики като силата на тока, използвана за заваряване.