Keevituskaare temperatuur: kirjeldus, kaare pikkus ja välimuse tingimused

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Keevituskaar ise on elektrilahendus, mis eksisteerib pikka aega. See asub pinge all olevate elektroodide vahel, paiknedes gaaside ja aurude segus. Keevituskaare peamised omadused on temperatuur ja üsna kõrge, samuti suur voolutihedus.

Üldkirjeldus

Elektroodi ja töödeldava metallist tooriku vahel tekib kaar. Selle tühjenemise moodustumine on tingitud asjaolust, et õhupilu elektriline rike tekib. Sellise efekti ilmnemisel toimub gaasimolekulide ionisatsioon, mitte ainult selle temperatuur ei tõuse, vaid ka elektrijuhtivus ja gaas ise läheb plasma olekusse. Keevitusprotsessiga või õigemini kaare põletamisega kaasnevad sellised efektid nagu suure hulga soojus- ja valgusenergia vabanemine. Nende kahe parameetri järsu muutumise tõttu nende suure suurenemise suunas toimub metalli sulamisprotsess, kuna kohalikus kohas tõuseb temperatuur mitu korda. Kõigi nende toimingute kombinatsiooni nimetatakse keevitamiseks.

Kaare omadused

Kaare tekkimiseks on vaja elektroodi lühid alt puudutada töödeldavat detaili. Seega tekib lühis, mille tõttu tekib keevituskaar, selle temperatuur tõuseb üsna kiiresti. Pärast puudutamist on vaja kontakt katkestada ja luua õhupilu. Nii saate edasiseks tööks valida vajaliku kaare pikkuse.

Kui tühjenemine on liiga lühike, võib elektrood töödeldava detaili külge kinni jääda. Sel juhul toimub metalli sulamine liiga kiiresti ja see põhjustab lõtvumist, mis on väga ebasoovitav. Mis puudutab liiga pika kaare omadusi, siis see on põlemisel ebastabiilne. Ka keevituskaare temperatuur keevitustsoonis ei saavuta sel juhul nõutavat väärtust. Üsna sageli võib tööstusliku keevitusmasinaga töötades näha kõverat kaare ja ka tugevat ebastabiilsust, eriti kui töötate suurte mõõtmetega detailidega. Seda nimetatakse sageli magnetpuhumiseks.

Magnetiline plahvatus

Selle meetodi olemus seisneb selles, et kaare keevitusvool suudab tekitada väikese magnetvälja, mis võib hästi suhelda magnetväljaga, mille tekitab töödeldavat elementi läbiv vool. Teisisõnu, kaare läbipaine tekib tänu sellele, et ilmnevad mõned magnetjõud. Seda protsessi nimetatakse puhumiseks, kuna kaare läbipaine kooskülg tundub, et see on tingitud tugevast tuulest. Sellest nähtusest vabanemiseks pole tõelisi viise. Selle efekti mõju minimeerimiseks võib kasutada lühendatud kaari ja elektrood ise peab asuma teatud nurga all.

Kaare struktuur

Praegu on keevitamine protsess, mida on piisav alt põhjalikult analüüsitud. Seetõttu on teada, et kaare põlemise piirkondi on kolm. Need alad, mis külgnevad vastav alt anoodi ja katoodiga, anoodi ja katoodi alaga. Loomulikult erineb nendes tsoonides ka käsitsi kaarkeevituse keevituskaare temperatuur. Seal on kolmas sektsioon, mis asub anoodi ja katoodi vahel. Seda kohta nimetatakse kaare sambaks. Terase sulatamiseks vajalik temperatuur on ligikaudu 1300-1500 kraadi Celsiuse järgi. Keevituskaare kolonni temperatuur võib ulatuda 7000 kraadini Celsiuse järgi. Kuigi siinkohal on õiglane märkida, et see ei kandu täielikult metallile, piisab sellest väärtusest materjali edukaks sulatamiseks.

Stabiilse kaare tagamiseks tuleb luua mitmeid tingimusi. Vajalik on stabiilne vool tugevusega umbes 10 A. Selle väärtusega on võimalik säilitada stabiilne kaar pingega 15 kuni 40 V. Tasub teada, et voolu väärtus 10 A on minimaalne, maksimaalne võib ulatuda 1000 A. anoodil ja katoodil. Pingelangus tekib ka kaarelahendusel. Pärastteatud katsetega leiti, et kuluelektroodide keevitamise korral on suurim langus katoodi tsoonis. Sel juhul muutub ka temperatuurijaotus keevituskaares ja suurim gradient langeb samale alale.

Neid omadusi teades saab selgeks, miks on keevitamisel oluline valida õige polaarsus. Kui ühendate elektroodi katoodiga, saate saavutada keevituskaare kõrgeima temperatuuri.

Temperatuuritsoon

Hoolimata sellest, millist elektroodi keevitatakse, olgu see kuluv või mittekuluv, on maksimaalne temperatuur täpselt keevituskaare samba juures, vahemikus 5000 kuni 7000 kraadi Celsiuse järgi.

Keevituskaare madalaima temperatuuriga ala nihutatakse ühele selle tsoonidest, anoodile või katoodile. Nendes piirkondades täheldatakse 60–70% maksimaalsest temperatuurist.

AC-keevitus

Kõik ül altoodu on seotud alalisvooluga keevitamise protseduuriga. Nendel eesmärkidel võib aga kasutada ka vahelduvvoolu. Negatiivsete külgede osas on märgatav stabiilsuse halvenemine, samuti keevituskaare põlemistemperatuuri sagedased hüpped. Eelistest torkab silma see, et saab kasutada lihtsamaid ja seetõttu ka odavamaid seadmeid. Lisaks kaob muutuva komponendi juuresolekul praktiliselt selline efekt nagu magnetpuhumine. Viimane erinevus seisneb selles, et polaarsust pole vaja valida, kunanagu vahelduvvoolu puhul, toimub muutus automaatselt sagedusega umbes 50 korda sekundis.

Võib lisada, et käsitsi seadmete kasutamisel kiirguvad lisaks käsitsikaare meetodil keevituskaare kõrgele temperatuurile infrapuna- ja ultraviolettlained. Sel juhul eralduvad need tühjenemisega. See nõuab töötaj alt maksimaalset kaitsevarustust.

Kaarepõletuskeskkond

Tänapäeval saab keevitamisel kasutada mitmeid erinevaid tehnoloogiaid. Kõik need erinevad oma omaduste, parameetrite ja keevituskaare temperatuuri poolest. Millised on meetodid?

1. Avatud meetod. Sel juhul põleb heide atmosfääris.
2. Suletud tee. Põlemisel moodustub piisav alt kõrge temperatuur, mis põhjustab voo põlemisel tugevat gaaside eraldumist. See räbust sisaldub keevitatud osade töötlemiseks kasutatavas suspensioonis.
3. Meetod lenduvate kaitsvate ainete kasutamisega. Sel juhul juhitakse keevitustsooni gaasi, mis on tavaliselt argooni, heeliumi või süsinikdioksiidi kujul.

Selle meetodi olemasolu on põhjendatud asjaoluga, et see aitab vältida materjali aktiivset oksüdeerumist, mis võib tekkida keevitamise ajal, kui metall puutub kokku hapnikuga. Tasub lisada, et mingil määral läheb temperatuurijaotus keevituskaares nii, et keskosas tekib maksimaalne väärtus, luues väikese oma mikrokliima. Sel juhul moodustubväike kõrge rõhuga ala. Selline ala võib õhuvoolu mingil moel takistada.

Räbusti kasutamine võimaldab teil keevituspiirkonnas hapnikust veelgi tõhusam alt vabaneda. Kui kaitseks kasutatakse gaase, saab selle defekti peaaegu täielikult kõrvaldada.

Klassifikatsioon kestuse järgi

Keevituskaare väljavoolud on klassifitseeritud nende kestuse järgi. Mõned protsessid viiakse läbi siis, kui kaar on režiimis, näiteks impulss. Sellised seadmed teostavad keevitamist lühikeste välkudega. Lühiajalise aja jooksul, kui vilgub, on keevituskaare temperatuur aega tõusta sellise väärtuseni, mis on piisav metalli lokaalse sulamise tekitamiseks. Keevitamine toimub väga täpselt ja ainult kohas, kus tooriku seade puudutab.

Kuid valdav enamus keevitustööriistu kasutab pidevat kaarkaarti. Selle protsessi käigus liigutatakse elektroodi pidev alt piki ühendatavaid servi.

On alasid, mida nimetatakse keevisvannideks. Sellistes piirkondades tõuseb kaare temperatuur oluliselt ja see järgib elektroodi. Pärast seda, kui elektrood läbib koha, lahkub keevisvann pärast seda, mille tõttu koht hakkab üsna kiiresti jahtuma. Jahutamisel toimub protsess, mida nimetatakse kristalliseerumiseks. Selle tulemusena tekib keevisõmblus.

Postitustemperatuur

Kaarkolonni ja selle temperatuuri tasub veidi üksikasjalikum alt analüüsida. Fakt on see, et see parameeter sõltub oluliselt mitmest parameetrist. Esiteks mõjutab tugev alt materjal, millest elektrood on valmistatud. Kaares oleva gaasi koostis mängib samuti olulist rolli. Teiseks on oluline mõju ka voolutugevusel, kuna selle suurenemisega tõuseb näiteks ka kaare temperatuur ja vastupidi. Kolmandaks on üsna olulised nii elektroodi katte tüüp kui ka polaarsus.

Kaare elastsus

Keevitamise ajal on vaja kaare pikkust tähelepanelikult jälgida ka seetõttu, et sellest sõltub selline parameeter nagu elastsus. Selle tulemusel kvaliteetse ja vastupidava keevisõmbluse saamiseks on vajalik, et kaar põleks stabiilselt ja katkematult. Keevitatud kaare elastsus on tunnus, mis kirjeldab katkematut põlemist. Piisavat elastsust nähakse siis, kui on võimalik säilitada keevitusprotsessi stabiilsus, suurendades samal ajal kaare enda pikkust. Keevituskaare elastsus on otseselt võrdeline selliste omadustega nagu keevitamisel kasutatav voolutugevus.