Metināšanas loka temperatūra: apraksts, loka garums un tā izskata nosacījumi

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Pats metināšanas loks ir elektriskā izlāde, kas pastāv ilgu laiku. Tas atrodas starp elektrodiem zem sprieguma, atrodas gāzu un tvaiku maisījumā. Metināšanas loka galvenie raksturlielumi ir temperatūra un diezgan augsts, kā arī liels strāvas blīvums.

Vispārīgs apraksts

Starp elektrodu un apstrādājamo metāla sagatavi rodas loks. Šīs izlādes veidošanās notiek tāpēc, ka notiek gaisa spraugas elektriskais sadalījums. Kad rodas šāds efekts, notiek gāzes molekulu jonizācija, paaugstinās ne tikai tās temperatūra, bet arī elektrovadītspēja, un pati gāze pāriet plazmas stāvoklī. Metināšanas procesu vai drīzāk loka sadedzināšanu pavada tādi efekti kā liela siltuma un gaismas enerģijas daudzuma izdalīšanās. Tieši šo divu parametru kraso izmaiņu dēļ to lielā pieauguma virzienā notiek metāla kušanas process, jo lokālā vietā temperatūra paaugstinās vairākas reizes. Visu šo darbību kombināciju sauc par metināšanu.

Loka īpašības

Lai parādītos loks, ir nepieciešams īsi pieskarties elektrodam sagatavei, ar kuru strādāt. Tādējādi rodas īssavienojums, kura dēļ parādās metināšanas loks, tā temperatūra diezgan ātri paaugstinās. Pēc pieskāriena ir nepieciešams pārtraukt kontaktu un izveidot gaisa spraugu. Tātad turpmākam darbam varat izvēlēties vajadzīgo loka garumu.

Ja izlāde ir pārāk īsa, elektrods var pielipt pie sagataves. Šajā gadījumā metāla kušana notiks pārāk ātri, un tas izraisīs nokarāšanos, kas ir ļoti nevēlama. Kas attiecas uz pārāk garas loka īpašībām, tas ir nestabils degšanas ziņā. Arī metināšanas loka temperatūra metināšanas zonā šajā gadījumā nesasniegs nepieciešamo vērtību. Diezgan bieži var redzēt greizu loku, kā arī spēcīgu nestabilitāti, strādājot ar rūpniecisko metināšanas iekārtu, īpaši strādājot ar detaļām, kurām ir lieli izmēri. To bieži dēvē par magnētisko pūšanu.

Magnētiskais sprādziens

Šīs metodes būtība ir tāda, ka loka metināšanas strāva spēj radīt nelielu magnētisko lauku, kas var labi mijiedarboties ar magnētisko lauku, ko rada strāva, kas plūst caur apstrādājamo elementu. Citiem vārdiem sakot, loka novirze rodas tāpēc, ka parādās daži magnētiskie spēki. Šo procesu sauc par pūšanu, jo loka novirze arpusē izskatās, ka tas ir stipra vēja dēļ. Nav reālu veidu, kā atbrīvoties no šīs parādības. Lai samazinātu šī efekta ietekmi, var izmantot saīsinātu loku, un pašam elektrodam ir jāatrodas noteiktā leņķī.

Loka struktūra

Šobrīd metināšana ir pietiekami detalizēti analizēts process. Šī iemesla dēļ ir zināms, ka ir trīs loka degšanas reģioni. Tie apgabali, kas atrodas blakus anodam un katodam, attiecīgi anoda un katoda zonai. Protams, šajās zonās atšķirsies arī metināšanas loka temperatūra manuālajā loka metināšanā. Ir trešā sadaļa, kas atrodas starp anodu un katodu. Šo vietu sauc par loka pīlāru. Tērauda kausēšanai nepieciešamā temperatūra ir aptuveni 1300-1500 grādi pēc Celsija. Metināšanas loka kolonnas temperatūra var sasniegt 7000 grādus pēc Celsija. Lai gan šeit ir godīgi atzīmēt, ka tas nav pilnībā pārnests uz metālu, tomēr ar šo vērtību pietiek, lai veiksmīgi izkausētu materiālu.

Ir vairāki nosacījumi, kas jārada, lai nodrošinātu stabilu loku. Nepieciešama stabila strāva ar stiprumu aptuveni 10 A. Ar šo vērtību ir iespējams uzturēt stabilu loku ar spriegumu no 15 līdz 40 V. Ir vērts atzīmēt, ka strāvas vērtība 10 A ir minimāla, maksimālā var sasniegt 1000 A. anodā un katodā. Sprieguma kritums notiek arī loka izlādē. Pēc tam, kadatsevišķos eksperimentos tika konstatēts, ka, ja tiek veikta patērējamo elektrodu metināšana, tad vislielākais kritums būs katoda zonā. Šajā gadījumā mainās arī temperatūras sadalījums metināšanas lokā, un lielākais gradients krīt uz to pašu laukumu.

Zinot šīs īpašības, kļūst skaidrs, kāpēc metināšanas laikā ir svarīgi izvēlēties pareizo polaritāti. Ja savienojat elektrodu ar katodu, varat sasniegt augstāko metināšanas loka temperatūru.

Temperatūras zona

Neskatoties uz to, kāds elektrods tiek metināts, patērējams vai nelietojams, maksimālā temperatūra būs tieši metināšanas loka kolonnā, no 5000 līdz 7000 grādiem pēc Celsija.

Apgabals ar zemāko metināšanas loka temperatūru tiek novirzīts uz vienu no tās zonām, anodu vai katodu. Šajos apgabalos tiek novēroti 60 līdz 70% no maksimālās temperatūras.

Maiņstrāvas metināšana

Viss iepriekš minētais attiecas uz metināšanas ar līdzstrāvu procedūru. Tomēr šiem nolūkiem var izmantot arī maiņstrāvu. Runājot par negatīvajām pusēm, ir manāma stabilitātes pasliktināšanās, kā arī bieži metināšanas loka sadegšanas temperatūras lēcieni. No priekšrocībām izceļas tas, ka var izmantot vienkāršāku un līdz ar to lētāku aprīkojumu. Turklāt mainīgas sastāvdaļas klātbūtnē praktiski pazūd tāds efekts kā magnētiskā pūšana. Pēdējā atšķirība ir tā, ka nav nepieciešams izvēlēties polaritāti, jotāpat kā ar maiņstrāvu, izmaiņas notiek automātiski ar frekvenci aptuveni 50 reizes sekundē.

Var piebilst, ka, izmantojot manuālo aprīkojumu, papildus metināšanas loka augstajai temperatūrai manuālā loka metodē tiks izstaroti infrasarkanie un ultravioletie viļņi. Šajā gadījumā tos izdala izlāde. Tas prasa maksimālu darba ņēmēja aizsardzības aprīkojumu.

Loka degšanas vide

Mūsdienās ir vairākas dažādas tehnoloģijas, kuras var izmantot metināšanas laikā. Visi no tiem atšķiras pēc to īpašībām, parametriem un metināšanas loka temperatūras. Kādas ir metodes?

1. Atvērtā metode. Šajā gadījumā izlāde deg atmosfērā.
2. Slēgts ceļš. Degšanas laikā veidojas pietiekami augsta temperatūra, kas izraisa spēcīgu gāzu izdalīšanos plūsmas sadegšanas dēļ. Šo plūsmu satur virca, ko izmanto metināto detaļu apstrādei.
3. Metode, izmantojot aizsargājošas gaistošas vielas. Šajā gadījumā uz metināšanas zonu tiek piegādāta gāze, kas parasti ir argona, hēlija vai oglekļa dioksīda veidā.

Šīs metodes esamība ir pamatota ar to, ka tā palīdz izvairīties no materiāla aktīvas oksidēšanās, kas var rasties metināšanas laikā, metālu pakļaujot skābekļa iedarbībai. Ir vērts piebilst, ka zināmā mērā temperatūras sadalījums metināšanas lokā notiek tā, ka centrālajā daļā tiek radīta maksimālā vērtība, radot nelielu savu mikroklimatu. Šajā gadījumā tas veidojasneliela augsta spiediena zona. Šāda zona var kaut kādā veidā traucēt gaisa plūsmu.

Fluss izmantošana ļauj vēl efektīvāk atbrīvoties no skābekļa metināšanas zonā. Ja aizsardzībai tiek izmantotas gāzes, tad šo defektu var novērst gandrīz pilnībā.

Klasifikācija pēc ilguma

Pastāv metināšanas loka izlāžu klasifikācija pēc to ilguma. Daži procesi tiek veikti, kad loks ir tādā režīmā kā impulss. Šādas ierīces veic metināšanu ar īsiem mirgojumiem. Īsu laiku, kamēr notiek mirgošana, metināšanas loka temperatūrai ir laiks paaugstināties līdz tādai vērtībai, kas ir pietiekama, lai radītu lokālu metāla kušanu. Metināšana notiek ļoti precīzi un tikai tajā vietā, kur pieskaras sagataves ierīce.

Tomēr lielākā daļa metināšanas instrumentu izmanto nepārtrauktu loku. Šī procesa laikā elektrods tiek nepārtraukti pārvietots gar savienojamajām malām.

Ir zonas, ko sauc par metināšanas baseiniem. Šādās zonās loka temperatūra ir ievērojami paaugstināta, un tā seko elektrodam. Pēc tam, kad elektrods šķērso vietu, metināšanas baseins aiziet pēc tā, kā rezultātā vieta sāk diezgan ātri atdzist. Atdzesējot, notiek process, ko sauc par kristalizāciju. Tā rezultātā rodas metināšanas šuve.

Pasta temperatūra

Ir vērts nedaudz sīkāk analizēt loka kolonnu un tās temperatūru. Fakts ir tāds, ka šis parametrs ir būtiski atkarīgs no vairākiem parametriem. Pirmkārt, materiāls, no kura izgatavots elektrods, spēcīgi ietekmē. Svarīga loma ir arī gāzes sastāvam lokā. Otrkārt, ievērojama ietekme ir arī strāvas stiprumam, jo, piemēram, pieaugot, palielināsies arī loka temperatūra un otrādi. Treškārt, diezgan svarīgi ir elektrodu pārklājuma veids, kā arī polaritāte.

Loka elastība

Metināšanas laikā ir rūpīgi jāuzrauga loka garums arī tāpēc, ka no tā ir atkarīgs tāds parametrs kā elastība. Lai rezultātā iegūtu kvalitatīvu un izturīgu metinājumu, nepieciešams, lai loka degtu stabili un nepārtraukti. Metinātā loka elastība ir īpašība, kas raksturo nepārtrauktu degšanu. Pietiekama elastība ir redzama, ja ir iespējams saglabāt metināšanas procesa stabilitāti, vienlaikus palielinot paša loka garumu. Metināšanas loka elastība ir tieši proporcionāla tādiem raksturlielumiem kā metināšanai izmantotā strāvas stiprums.