Το τόξο συγκόλλησης είναι Περιγραφή και χαρακτηριστικά

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Για να πραγματοποιηθεί επιτυχώς η διαδικασία συγκόλλησης, χρειάζεται ένα τόξο συγκόλλησης. Πρόκειται για ηλεκτρική εκκένωση, η οποία χαρακτηρίζεται από πολύ υψηλή ισχύ και είναι αρκετά μεγάλη. Εμφανίζεται μεταξύ στοιχείων όπως τα ηλεκτρόδια που βρίσκονται σε ένα συγκεκριμένο αέριο περιβάλλον. Για να εμφανιστεί τόξο, πρέπει να εφαρμοστεί τάση στα ηλεκτρόδια.

Γενική περιγραφή του τόξου

Οι κύριες διακριτικές ιδιότητες του τόξου συγκόλλησης είναι η πολύ υψηλή θερμοκρασία, καθώς και η πυκνότητα ρεύματος. Χάρη σε αυτές τις δύο ιδιότητες, σε συνδυασμό, το τόξο μπορεί να λιώσει μέταλλα με σημείο τήξης 3000 βαθμών Κελσίου χωρίς κανένα πρόβλημα. Μπορούμε να πούμε ότι αυτό το τόξο είναι ένας αγωγός, ο οποίος αποτελείται από πτητικές ουσίες, και ο κύριος σκοπός είναι η μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμική ενέργεια. Το ίδιο το ηλεκτρικό φορτίο είναι η στιγμή που το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το αέριο μέσο.

Ποικιλίες απαλλαγής

Ένα τόξο συγκόλλησης είναι μια εκκένωση, και δεδομένου ότι υπάρχουν διάφοροι τύποι αυτού, υπάρχουν επίσης διάφοροι τύποικαμάρες:

1. Η πρώτη ποικιλία ονομάζεται εκκένωση λάμψης. Αυτή η εμφάνιση εμφανίζεται μόνο σε περιβάλλον χαμηλής πίεσης και χρησιμοποιείται μόνο σε πράγματα όπως οθόνες πλάσματος ή λαμπτήρες φθορισμού.
2. Ο δεύτερος τύπος είναι η εκκένωση σπινθήρα. Η εμφάνιση αυτού του τύπου συμβαίνει τη στιγμή που η πίεση είναι περίπου ίση με την ατμοσφαιρική. Διαφέρει στο ότι έχει ένα μάλλον διακοπτόμενο σχήμα. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα μιας τέτοιας εκκένωσης είναι ο κεραυνός.
3. Το τόξο συγκόλλησης είναι εκκένωση τόξου. Είναι αυτός ο τύπος που χρησιμοποιείται συχνότερα κατά τη συγκόλληση. Εμφανίζεται παρουσία ατμοσφαιρικής πίεσης και το σχήμα του είναι συνεχές.
4. Ο τελευταίος τύπος ονομάζεται στέμμα. Συχνότερα εμφανίζεται εάν η επιφάνεια του ηλεκτροδίου είναι τραχιά και ανώμαλη.

Φύση του τόξου

Αξίζει να πούμε ότι το ηλεκτρικό τόξο συγκόλλησης δεν είναι τόσο περίπλοκο όσο φαίνεται με την πρώτη ματιά, είναι αρκετά απλό να κατανοήσουμε τη φύση του. Χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει μέσα από ένα στοιχείο όπως μια κάθοδος. Μετά από αυτό, εισέρχεται στο περιβάλλον με ιονισμένο αέριο. Αυτή τη στιγμή, εμφανίζεται μια εκκένωση, η οποία χαρακτηρίζεται από έντονο φως και πολύ υψηλή θερμοκρασία. Γενικά, ένα τόξο συγκόλλησης μπορεί να έχει θερμοκρασία που κυμαίνεται από 7.000 έως 10.000 βαθμούς Κελσίου. Αφού περάσει από αυτό το στάδιο, το ρεύμα θα περάσει στο υλικό που συγκολλάται. Μπορούμε να πούμε ότι η πηγή του τόξου συγκόλλησης είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα που έχει υποστεί αλλαγές.

Λόγω τόσο υψηλών θερμοκρασιών, το τόξο θα εκπέμπει υπέρυθρεςκαι τις υπεριώδεις ακτίνες, που είναι επιβλαβείς για την ανθρώπινη υγεία. Είναι επικίνδυνο για τα ανθρώπινα μάτια και μπορεί επίσης να αφήσει ελαφρύ έγκαυμα. Για τους παραπάνω λόγους, όλοι οι συγκολλητές θα πρέπει να έχουν καλό ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό.

Δομή τόξου

Η δομή (δομή) του τόξου συγκόλλησης περιλαμβάνει τρία κύρια στοιχεία ή τμήματα - τα τμήματα ανόδου και καθόδου, καθώς και τη στήλη τόξου. Πρέπει να σημειωθεί ότι κατά την καύση του τόξου συγκόλλησης θα σχηματιστούν ενεργά σημεία ή περιοχές στις περιοχές της ανόδου και της καθόδου, οι οποίες χαρακτηρίζονται από τη μέγιστη τιμή θερμοκρασίας. Μέσα από αυτές τις δύο περιοχές θα περάσει όλο το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγει το τροφοδοτικό. Ταυτόχρονα, σε αυτές τις δύο περιοχές θα καταγραφεί και η μεγαλύτερη πτώση τάσης του τόξου συγκόλλησης. Η στήλη τόξου βρίσκεται ανάμεσα σε αυτές τις δύο ζώνες και μια τέτοια παράμετρος όπως η πτώση τάσης, σε αυτήν την περίπτωση, θα είναι ελάχιστη.

Από τα προηγούμενα, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι, πρώτον, η πηγή ισχύος του τόξου συγκόλλησης μπορεί να παράγει μια αρκετά υψηλή τάση και υψηλό ρεύμα. Δεύτερον, το μήκος του τόξου θα αποτελείται από το σύνολο των περιοχών που αναφέρθηκαν παραπάνω. Τις περισσότερες φορές, το μήκος ενός τέτοιου τόξου είναι αρκετά χιλιοστά, με την προϋπόθεση ότι οι περιοχές ανόδου και καθόδου είναι αντίστοιχα 10-4 και 10-5 εκ. Το πιο ευνοϊκό μήκος είναι ένα τόξο 4-6 mm. Είναι με τέτοιους δείκτες που θα είναι δυνατό να επιτευχθεί σταθερή καύση και υψηλές θερμοκρασίες.

Τύποι τόξου

Η διαφορά μεταξύ του τόξου συγκόλλησης έγκειται στο σχήμα προσέγγισης, καθώς και στο περιβάλλον στο οποίο μπορεί να εμφανιστεί. Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο πιο συνηθισμένοι τύποι τόξου:

• Κόξο άμεσης δράσης. Σε αυτή την περίπτωση, η μηχανή συγκόλλησης πρέπει να είναι παράλληλη με το αντικείμενο που πρόκειται να συγκολληθεί. Θα προκύψει ηλεκτρικό τόξο όταν η γωνία μεταξύ του μεταλλικού τεμαχίου εργασίας και του ηλεκτροδίου είναι 90 μοίρες.
• Η δεύτερη κύρια ποικιλία είναι ένας έμμεσος τύπος τόξου συγκόλλησης. Εμφανίζεται μόνο εάν χρησιμοποιούνται δύο ηλεκτρόδια και βρίσκονται σε γωνία 40-60 μοιρών σε σχέση με την επιφάνεια του μεταλλικού τμήματος. Θα σχηματιστεί ένα τόξο μεταξύ αυτών των δύο στοιχείων και θα συγκολλήσει το μέταλλο μεταξύ τους.

Ταξινόμηση

Αξίζει να σημειωθεί ότι υπάρχει ταξινόμηση του τόξου ανάλογα με την ατμόσφαιρα στην οποία θα εμφανιστεί. Μέχρι σήμερα, τρεις τύποι είναι γνωστοί:

• Ο πρώτος τύπος είναι ένα ανοιχτό τόξο. Κατά τη συγκόλληση αυτού του τύπου, το τόξο θα καεί στην ύπαιθρο και γύρω του θα σχηματιστεί ένα μικρό στρώμα αερίου, το οποίο θα περιλαμβάνει ατμούς μετάλλου, ηλεκτρόδια και τις επιστρώσεις τους.
• Κλειστός τύπος. Η καύση ενός τέτοιου τόξου συγκόλλησης χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι πραγματοποιείται κάτω από ένα στρώμα ροής.
• Η τελευταία ποικιλία είναι το τόξο με παροχή αερίου. Σε αυτή την περίπτωση, μια ουσία όπως το ήλιο, το αργό ή το διοξείδιο του άνθρακα παρέχεται σε αυτό. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ορισμένοι άλλοι τύποι αερίων.

Η κύρια διαφορά του τελευταίου τύπου είναι ότιτα παρεχόμενα αέρια θα αποτρέψουν το φαινόμενο της οξείδωσης μετάλλων κατά τη συγκόλληση.

Μια μικρή διαφορά παρατηρείται επίσης ως προς τη διάρκεια ενός τέτοιου τόξου. Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του, το τόξο συγκόλλησης μπορεί να είναι ακίνητο ή παλμικό. Το σταθερό χρησιμοποιείται για συνεχή συγκόλληση μετάλλων, δηλαδή είναι συνεχές. Ο τύπος παλμικού τόξου είναι μία μόνο πρόσκρουση στο μέταλλο, λαξευμένο άγγιγμα.

Τα στοιχεία εργασίας, δηλαδή τα ηλεκτρόδια, μπορεί να είναι άνθρακας ή βολφράμιο. Αυτά τα ηλεκτρόδια ονομάζονται επίσης μη αναλώσιμα. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν μεταλλικά στοιχεία, αλλά θα λιώσουν με τον ίδιο τρόπο όπως το τεμάχιο εργασίας. Ο πιο κοινός τύπος ηλεκτροδίων είναι ο χάλυβας όταν πρόκειται για τύπους τήξης. Ωστόσο, η χρήση ειδών που δεν λιώνουν γίνεται όλο και πιο δημοφιλής σήμερα.

Η στιγμή εμφάνισης τόξου

Το τόξο συγκόλλησης εμφανίζεται τη στιγμή που εμφανίζεται ένα γρήγορο κύκλωμα. Αυτό συμβαίνει όταν το ηλεκτρόδιο έρχεται σε επαφή με ένα μεταλλικό τεμάχιο εργασίας. Λόγω του γεγονότος ότι η θερμοκρασία είναι απλά τεράστια, το μέταλλο αρχίζει να λιώνει και μια λεπτή λωρίδα λιωμένου μετάλλου εμφανίζεται μεταξύ του ηλεκτροδίου και του τεμαχίου εργασίας. Όταν το ηλεκτρόδιο και το μέταλλο αποκλίνουν, το τελευταίο εξατμίζεται σχεδόν αμέσως, αφού η πυκνότητα ρεύματος είναι πολύ υψηλή. Στη συνέχεια, το αέριο ιονίζεται, γι' αυτό εμφανίζεται το τόξο συγκόλλησης.

Συνθήκες τόξου

Υπό τυπικές συνθήκες, δηλαδή σε μέση θερμοκρασία 25 βαθμών και πίεση 1ατμόσφαιρα, το αέριο δεν είναι ικανό να μεταφέρει ηλεκτρισμό. Η κύρια απαίτηση για την εμφάνιση τόξου είναι ο ιονισμός του αερίου μέσου μεταξύ των ηλεκτροδίων. Με άλλα λόγια, το αέριο πρέπει να περιέχει κάποια φορτισμένα σωματίδια, ηλεκτρόνια ή ιόντα.

Η δεύτερη σημαντική προϋπόθεση που πρέπει να τηρηθεί είναι η σταθερή διατήρηση της θερμοκρασίας στην κάθοδο. Η απαιτούμενη θερμοκρασία θα εξαρτηθεί από χαρακτηριστικά όπως η φύση της καθόδου και η διάμετρος και το μέγεθός της. Σημαντικό ρόλο θα παίξει και η θερμοκρασία περιβάλλοντος. Το τόξο συγκόλλησης πρέπει να είναι σταθερό και ταυτόχρονα να έχει τεράστια ένταση ρεύματος, η οποία θα δώσει υψηλό δείκτη θερμοκρασίας (7 χιλιάδες βαθμούς Κελσίου ή περισσότερο). Εάν πληρούνται όλες οι προϋποθέσεις, τότε οποιοδήποτε υλικό μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία με το προκύπτον τόξο. Για να εξασφαλιστεί η παρουσία σταθερής και υψηλής θερμοκρασίας, είναι απαραίτητο η παροχή ρεύματος να λειτουργεί όσο το δυνατόν πιο σταθερά. Γι' αυτό το λόγο η πηγή ενέργειας είναι το πιο σημαντικό μέρος κατά την επιλογή μιας μηχανής συγκόλλησης.

Λειτουργίες τόξου

Υπάρχουν πολλά πράγματα που διακρίνουν το τόξο συγκόλλησης από άλλες ηλεκτρικές εκκενώσεις.

Το πρώτο είναι η τεράστια πυκνότητα ρεύματος, η οποία μπορεί να φτάσει αρκετές χιλιάδες αμπέρ ανά τετραγωνικό εκατοστό. Αυτό δίνει μια τεράστια θερμοκρασία κατά τη λειτουργία. Η κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των ηλεκτροδίων στο χώρο τους είναι μάλλον άνιση. Κοντά σε αυτά τα στοιχεία, παρατηρείται έντονη πτώση τάσης και προς το κέντρο, αντίθετα, μειώνεται πολύ. Είναι αδύνατο να μην πούμε για την εξάρτηση της θερμοκρασίας από το μήκος της στήλης. Όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος, τόσο χειρότερη είναι η θέρμανση,και αντίστροφα. Χρησιμοποιώντας τόξα συγκόλλησης, μπορείτε να λάβετε ένα πολύ διαφορετικό χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης (CVC).

Μετατροπέας συγκόλλησης. Το τόξο και τα χαρακτηριστικά του

Αξίζει να ξεκινήσετε αμέσως με την κύρια διαφορά μεταξύ μιας πηγής ισχύος μετατροπέα και μιας συμβατικής πηγής μετασχηματιστή. Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας έχει μειωθεί σχεδόν στο μισό. Το χαρακτηριστικό του ρεύματος που εμφανίζεται κατά τη χρήση του μετατροπέα επιτρέπει την ταχύτερη ανάφλεξη του τόξου και επίσης εξασφαλίζει σταθερή καύση καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας.

Από μόνος του, ένας μετατροπέας συγκόλλησης είναι μια αρκετά περίπλοκη συσκευή που εκτελεί λειτουργίες αλλαγής του ρεύματος για να εξασφαλίσει την πιο σταθερή λειτουργία του τόξου. Για παράδειγμα, η συσκευή είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο και λαμβάνει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα ως είσοδο, το οποίο μπορεί να μετατρέψει σε συνεχές ρεύμα. Στη συνέχεια, το συνεχές ρεύμα εισέρχεται στο μπλοκ του μετατροπέα, όπου και πάλι μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα, αλλά σε πολύ υψηλότερη συχνότητα από ό,τι ήταν στο δίκτυο. Αυτό το ρεύμα μεταφέρεται στον μετασχηματιστή, όπου η τάση του μειώνεται σημαντικά, γεγονός που αυξάνει την αντοχή του. Μετά από αυτό, το ανορθωμένο και συντονισμένο εναλλασσόμενο ρεύμα μεταφέρεται στον ανορθωτή, όπου μετατρέπεται σε συνεχές ρεύμα και παρέχεται για λειτουργία.