Metināšanas loks ir Apraksts un īpašības

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

Lai veiksmīgi veiktu metināšanas procesu, ir nepieciešams metināšanas loks. Šī ir elektriskā izlāde, kurai raksturīga ļoti liela jauda un diezgan ilga. Tas notiek starp elementiem, piemēram, elektrodiem, kas atrodas noteiktā gāzveida vidē. Lai rastos loks, elektrodiem jāpieliek spriegums.

Vispārējs loka apraksts

Metināšanas loka galvenās atšķirīgās īpašības ir ļoti augsta temperatūra, kā arī strāvas blīvums. Pateicoties šīm divām īpašībām, kombinācijā, loks bez problēmām spēj izkausēt metālus ar kušanas temperatūru 3000 grādi pēc Celsija. Var teikt, ka šis loks ir vadītājs, kas sastāv no gaistošām vielām, un galvenais mērķis ir elektriskās enerģijas pārvēršana siltumenerģijā. Pats elektriskais lādiņš ir brīdis, kad elektriskā strāva iet caur gāzveida vidi.

Izkraušanas šķirnes

Metināšanas loks ir izlāde, un tā kā ir vairāki tā veidi, ir arī vairāki loka veidiarkas:

1. Pirmo šķirni sauc par mirdzumu. Šāds izskats rodas tikai zema spiediena vidē, un to izmanto tikai tādās lietās kā plazmas ekrāni vai dienasgaismas spuldzes.
2. Otrais veids ir dzirksteles izlāde. Šāda veida rašanās notiek brīdī, kad spiediens ir aptuveni vienāds ar atmosfēras spiedienu. Tas atšķiras ar to, ka tam ir diezgan intermitējoša forma. Spilgts šādas izlādes piemērs ir zibens.
3. Metināšanas loks ir loka izlāde. Tieši šo veidu visbiežāk izmanto metināšanas laikā. Tas notiek atmosfēras spiediena klātbūtnē, un tā forma ir nepārtraukta.
4. Pēdējais veids tiek saukts par vainagu. Visbiežāk rodas, ja elektroda virsma ir raupja un nelīdzena.

Loka daba

Ir vērts teikt, ka elektriskās metināšanas loks nav tik sarežģīts, kā šķiet no pirmā acu uzmetiena, ir diezgan vienkārši saprast tā būtību. Tas izmanto elektrisko strāvu, kas plūst caur elementu, piemēram, katodu. Pēc tam tas nonāk vidē ar jonizētu gāzi. Šajā brīdī notiek izlāde, kurai raksturīga spilgta gaisma un ļoti augsta temperatūra. Parasti metināšanas loka temperatūra var būt no 7000 līdz 10 000 grādiem pēc Celsija. Pēc šī posma iziešanas strāva pāries uz materiālu, kas tiek metināts. Var teikt, ka metināšanas loka avots ir elektriskā strāva, kas ir mainījusies.

Tik augstas temperatūras dēļ loks izstaros infrasarkano staruun ultravioletie stari, kas ir kaitīgi cilvēku veselībai. Tas ir bīstams cilvēka acīm, kā arī var atstāt vieglu apdegumu. Iepriekš minēto iemeslu dēļ visiem metinātājiem ir jābūt labiem individuālajiem aizsardzības līdzekļiem.

Loka struktūra

Metināšanas loka struktūra (struktūra) ietver trīs galvenās sastāvdaļas jeb sekcijas - anoda un katoda sekcijas, kā arī loka kolonnu. Jāņem vērā, ka metināšanas loka degšanas laikā anoda un katoda zonās veidosies aktīvi plankumi jeb laukumi, kam raksturīga maksimālā temperatūras vērtība. Caur šīm divām zonām izies visa elektriskā strāva, ko ģenerē barošanas avots. Tajā pašā laikā šajās divās zonās tiks reģistrēts arī lielākais metināšanas loka sprieguma kritums. Loka kolonna atrodas starp šīm divām zonām, un tāds parametrs kā sprieguma kritums šajā gadījumā būs minimāls.

No iepriekš minētā mēs varam secināt, ka, pirmkārt, metināšanas loka strāvas avots var radīt diezgan augstu spriegumu un lielu strāvu. Otrkārt, loka garums sastāvēs no iepriekš uzskaitīto apgabalu kopuma. Visbiežāk šāda loka garums ir vairāki milimetri, ar nosacījumu, ka anoda un katoda apgabali ir attiecīgi 10-4 un 10-5 cm Vislabvēlīgākais garums ir 4-6 mm loka. Tieši ar šādiem rādītājiem būs iespējams panākt stabilu degšanu un augstu temperatūru.

Loka veidi

Atšķirība starp metināšanas loku ir pieejas shēmā, kā arī vidē, kurā tā var rasties. Pašlaik ir divi visizplatītākie loku veidi:

• Tiešas darbības loka. Šajā gadījumā metināšanas iekārtai jāatrodas paralēli metināmajam objektam. Elektriskais loks radīsies, ja leņķis starp metāla sagatavi un elektrodu ir 90 grādi.
• Otra galvenā šķirne ir netiešs metināšanas loka veids. Tas notiek tikai tad, ja tiek izmantoti divi elektrodi, un tie atrodas 40-60 grādu leņķī attiecībā pret metāla daļas virsmu. Starp šiem diviem elementiem izveidosies loks, kas metinās kopā metālu.

Klasifikācija

Ir vērts atzīmēt, ka pastāv loka klasifikācija atkarībā no atmosfēras, kurā tas notiks. Līdz šim ir zināmi trīs veidi:

• Pirmais veids ir atvērts loks. Metinot šo tipu, loks degs brīvā dabā, un ap to veidosies neliels gāzes slānis, kurā būs metāla tvaiki, elektrodi un to pārklājumi.
• Slēgts veids. Šādas metināšanas loka degšanu raksturo fakts, ka to veic zem plūsmas slāņa.
• Pēdējais variants ir loka ar gāzes padevi. Šajā gadījumā tam tiek piegādāta tāda viela kā hēlijs, argons vai oglekļa dioksīds. Var izmantot arī dažus citus gāzu veidus.

Galvenā pēdējā veida atšķirība ir tāpiegādātās gāzes novērsīs metāla oksidēšanās parādību metināšanas laikā.

Neliela atšķirība ir novērojama arī šāda loka ilguma ziņā. Atbilstoši tā īpašībām metināšanas loks var būt stacionārs vai impulss. Stacionārs tiek izmantots nepārtrauktai metālu metināšanai, tas ir, tas ir nepārtraukts. Impulsa loka veids ir viens trieciens pret metālu, noslīpēts pieskāriens.

Darba elementi, tas ir, elektrodi, var būt ogleklis vai volframs. Šos elektrodus sauc arī par nepatērējamiem. Var izmantot arī metāla elementus, taču tie izkusīs tāpat kā apstrādājamā detaļa. Visizplatītākais elektrodu veids ir tērauds, kad runa ir par kausēšanas veidiem. Tomēr mūsdienās arvien populārāka kļūst nekausējošu sugu izmantošana.

Loka rašanās brīdis

Metināšanas loks rodas brīdī, kad notiek ātra ķēde. Tas notiek, kad elektrods saskaras ar metāla sagatavi. Sakarā ar to, ka temperatūra ir vienkārši milzīga, metāls sāk kust, un starp elektrodu un sagatavi parādās plāna izkausēta metāla sloksne. Kad elektrods un metāls atšķiras, pēdējais gandrīz uzreiz iztvaiko, jo strāvas blīvums ir ļoti augsts. Pēc tam gāze tiek jonizēta, tāpēc parādās metināšanas loks.

Loka apstākļi

Standarta apstākļos, tas ir, vidējā temperatūrā 25 grādi un spiedienā 1atmosfērā, gāze nespēj vadīt elektrību. Galvenā prasība loka rašanās gadījumā ir gāzveida vides jonizācija starp elektrodiem. Citiem vārdiem sakot, gāzei jāsatur dažas lādētas daļiņas, elektroni vai joni.

Otrs svarīgais nosacījums, kas jāievēro, ir pastāvīga temperatūras uzturēšana pie katoda. Nepieciešamā temperatūra būs atkarīga no tādiem parametriem kā katoda raksturs un tā diametrs un izmērs. Liela nozīme būs arī apkārtējās vides temperatūrai. Metināšanas lokam jābūt stabilam un tajā pašā laikā ar milzīgu strāvas stiprumu, kas nodrošinās augstu temperatūras indeksu (7 tūkstoši grādu pēc Celsija vai vairāk). Ja ir izpildīti visi nosacījumi, ar iegūto loku var apstrādāt jebkuru materiālu. Lai nodrošinātu nemainīgu un augstu temperatūru, ir nepieciešams, lai barošanas avots darbotos pēc iespējas stabilāk. Šī iemesla dēļ, izvēloties metināšanas iekārtu, vissvarīgākā daļa ir strāvas avots.

Arka funkcijas

Ir vairākas lietas, kas metināšanas loku atšķir no citām elektriskām izlādēm.

Pirmais ir milzīgais strāvas blīvums, kas var sasniegt vairākus tūkstošus ampēru uz kvadrātcentimetru. Tas nodrošina milzīgu temperatūru darbības laikā. Elektriskā lauka sadalījums starp elektrodiem to telpā ir diezgan nevienmērīgs. Blakus šiem elementiem tiek novērots spēcīgs sprieguma kritums, un virzienā uz centru, gluži pretēji, tas ievērojami samazinās. Nevar neteikt par temperatūras atkarību no kolonnas garuma. Jo garāks garums, jo sliktāka apkure,un otrādi. Izmantojot metināšanas lokus, jūs varat iegūt ļoti atšķirīgu strāvas-sprieguma raksturlīkni (CVC).

Metināšanas invertors. Loka un tās pazīmes

Ir vērts uzreiz sākt ar galveno atšķirību starp invertora barošanas avotu un parasto transformatora barošanas avotu. Elektroenerģijas patēriņš ir samazināts gandrīz uz pusi. Strāvas raksturlielums, kas rodas, izmantojot invertoru, ļauj ātrāk aizdegties lokam, kā arī nodrošina stabilu degšanu visa procesa laikā.

Pats par sevi metināšanas invertors ir diezgan sarežģīta ierīce, kas veic darbības, lai mainītu strāvu, lai nodrošinātu visstabilāko loka darbību. Piemēram, ierīce ir pieslēgta tīklam un kā ievadi saņem maiņstrāvu, ko tā spēj pārveidot par līdzstrāvu. Tālāk līdzstrāva nonāk invertora blokā, kur tā atkal tiek pārveidota maiņstrāvā, bet ar daudz augstāku frekvenci, nekā tā bija tīklā. Šī strāva tiek pārnesta uz transformatoru, kur tā spriegums ir ievērojami samazināts, kas palielina tā izturību. Pēc tam rektificētā un noregulētā maiņstrāva tiek pārnesta uz taisngriezi, kur tā tiek pārvērsta līdzstrāvā un tiek nodota darbībai.