อุณหภูมิส่วนโค้งของการเชื่อม: คำอธิบาย ความยาวส่วนโค้ง และเงื่อนไขสำหรับลักษณะที่ปรากฏ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

อาร์คในการเชื่อมนั้นเป็นการปล่อยไฟฟ้าที่มีมาอย่างยาวนาน ตั้งอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดภายใต้แรงดันไฟฟ้า ซึ่งอยู่ในส่วนผสมของก๊าซและไอระเหย ลักษณะสำคัญของอาร์คในการเชื่อมคืออุณหภูมิและค่อนข้างสูง เช่นเดียวกับความหนาแน่นกระแสไฟสูง

คำอธิบายทั่วไป

Arc เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดกับชิ้นงานโลหะที่กำลังดำเนินการอยู่ การก่อตัวของการปลดปล่อยนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความผิดพลาดทางไฟฟ้าของช่องว่างอากาศเกิดขึ้น เมื่อเกิดผลกระทบดังกล่าว การแตกตัวเป็นไอออนของโมเลกุลก๊าซจะเกิดขึ้น ไม่เพียงแต่อุณหภูมิจะสูงขึ้น แต่ยังรวมถึงค่าการนำไฟฟ้าด้วย และก๊าซเองก็ผ่านเข้าสู่สถานะพลาสมา กระบวนการเชื่อมหรือการเผาไหม้ของส่วนโค้งจะมาพร้อมกับผลกระทบเช่นการปล่อยความร้อนและพลังงานแสงจำนวนมาก เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงที่คมชัดของพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ในทิศทางของการเพิ่มขึ้นอย่างมากซึ่งกระบวนการหลอมโลหะเกิดขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหลายครั้งในสถานที่ท้องถิ่น การรวมกันของการกระทำเหล่านี้เรียกว่าการเชื่อม

คุณสมบัติของส่วนโค้ง

เพื่อให้ส่วนโค้งปรากฏขึ้น จำเป็นต้องแตะอิเล็กโทรดกับชิ้นงานชั่วครู่ ดังนั้นการลัดวงจรเกิดขึ้นเนื่องจากอาร์กเชื่อมปรากฏขึ้นอุณหภูมิของมันจึงสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว หลังจากสัมผัสแล้วจำเป็นต้องทำลายหน้าสัมผัสและสร้างช่องว่างอากาศ เพื่อให้คุณสามารถเลือกความยาวส่วนโค้งที่ต้องการสำหรับงานต่อไปได้

ถ้าการคายประจุสั้นเกินไป อิเล็กโทรดอาจเกาะติดกับชิ้นงาน ในกรณีนี้ การหลอมโลหะจะเกิดขึ้นเร็วเกินไป และจะทำให้เกิดการหย่อนคล้อย ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนาอย่างมาก ส่วนลักษณะของส่วนโค้งที่ยาวเกินไปนั้นไม่เสถียรในแง่ของการเผาไหม้ อุณหภูมิของส่วนโค้งในการเชื่อมในบริเวณที่เชื่อมในกรณีนี้จะไม่ถึงค่าที่ต้องการเช่นกัน บ่อยครั้งคุณสามารถเห็นส่วนโค้งที่คดเคี้ยวและความไม่มั่นคงที่แข็งแกร่งเมื่อทำงานกับเครื่องเชื่อมอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่ ซึ่งมักเรียกกันว่าการเป่าด้วยแม่เหล็ก

ระเบิดแม่เหล็ก

สาระสำคัญของวิธีการนี้คือกระแสเชื่อมของส่วนโค้งสามารถสร้างสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก ซึ่งอาจโต้ตอบกับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสที่ไหลผ่านองค์ประกอบที่กำลังประมวลผลได้ดี กล่าวอีกนัยหนึ่งการโก่งตัวของส่วนโค้งเกิดขึ้นเนื่องจากแรงแม่เหล็กบางส่วนปรากฏขึ้น กระบวนการนี้เรียกว่าการเป่าเนื่องจากการโก่งตัวของส่วนโค้งด้วยด้านข้างดูเหมือนเกิดจากลมแรง ไม่มีวิธีที่แท้จริงในการกำจัดปรากฏการณ์นี้ เพื่อลดอิทธิพลของเอฟเฟกต์นี้ ให้ใช้ส่วนโค้งที่สั้นลง และอิเล็กโทรดจะต้องอยู่ในมุมที่กำหนด

โครงสร้างโค้ง

ปัจจุบันการเชื่อมเป็นกระบวนการที่ได้รับการวิเคราะห์อย่างละเอียดพอสมควร ด้วยเหตุนี้ เป็นที่ทราบกันดีว่ามีการเผาไหม้ส่วนโค้งสามส่วน พื้นที่ที่อยู่ติดกับแอโนดและแคโทด ตามลำดับ พื้นที่แอโนดและแคโทด โดยธรรมชาติแล้ว อุณหภูมิของส่วนโค้งในการเชื่อมในการเชื่อมอาร์กด้วยมือจะแตกต่างกันในโซนเหล่านี้ มีส่วนที่สามซึ่งอยู่ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ สถานที่แห่งนี้เรียกว่าเสาหลักของโค้ง อุณหภูมิที่ต้องการในการหลอมเหล็กอยู่ที่ประมาณ 1,300-1500 องศาเซลเซียส อุณหภูมิของคอลัมน์อาร์คเชื่อมสามารถเข้าถึงได้ถึง 7000 องศาเซลเซียส แม้ว่าจะสังเกตได้ว่าไม่ได้ถ่ายโอนไปยังโลหะอย่างสมบูรณ์ แต่ค่านี้เพียงพอที่จะละลายวัสดุได้สำเร็จ

มีเงื่อนไขหลายอย่างที่ต้องสร้างเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนโค้งมีความเสถียร จำเป็นต้องมีกระแสคงที่ที่มีความแรงประมาณ 10 A ด้วยค่านี้ เป็นไปได้ที่จะรักษาส่วนโค้งที่เสถียรด้วยแรงดันไฟฟ้า 15 ถึง 40 V. เป็นที่น่าสังเกตว่าค่าปัจจุบัน 10 A นั้นน้อยที่สุด, สูงสุด สามารถเข้าถึง 1000 A. ในขั้วบวกและแคโทด แรงดันตกคร่อมยังเกิดขึ้นจากการคายประจุอาร์ค หลังจากการทดลองบางอย่างพบว่าหากทำการเชื่อมอิเล็กโทรดแบบใช้แล้วทิ้งการหยดที่ยิ่งใหญ่ที่สุดจะอยู่ในโซนแคโทด ในกรณีนี้ การกระจายอุณหภูมิในส่วนโค้งของการเชื่อมก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน และการไล่ระดับที่ใหญ่ที่สุดจะตกอยู่ที่บริเวณเดียวกัน

เมื่อทราบคุณสมบัติเหล่านี้แล้ว จะเห็นได้ชัดว่าเหตุใดจึงต้องเลือกขั้วที่ถูกต้องเมื่อทำการเชื่อม หากคุณเชื่อมต่ออิเล็กโทรดกับแคโทด คุณสามารถบรรลุอุณหภูมิสูงสุดของส่วนโค้งในการเชื่อม

เขตอุณหภูมิ

ไม่ว่าจะเชื่อมอิเล็กโทรดแบบใด ใช้หรือไม่ใช้ก็ได้ อุณหภูมิสูงสุดจะอยู่ที่คอลัมน์ของอาร์คการเชื่อมพอดี ตั้งแต่ 5,000 ถึง 7000 องศาเซลเซียส

พื้นที่ที่มีอุณหภูมิต่ำสุดของส่วนโค้งในการเชื่อมจะถูกเลื่อนไปที่โซนใดโซนหนึ่ง แอโนดหรือแคโทด ในพื้นที่เหล่านี้ อุณหภูมิสูงสุดอยู่ที่ 60 ถึง 70%

เชื่อมไฟฟ้า

ทั้งหมดที่กล่าวมาเกี่ยวข้องกับขั้นตอนการเชื่อมด้วยกระแสตรง อย่างไรก็ตาม กระแสสลับยังสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ สำหรับด้านลบนั้นมีความเสถียรที่ลดลงอย่างเห็นได้ชัดรวมถึงการกระโดดในอุณหภูมิการเผาไหม้ของอาร์คการเชื่อมบ่อยครั้ง ข้อดี โดดเด่นกว่าที่ง่ายกว่า ดังนั้นจึงสามารถใช้อุปกรณ์ที่ถูกกว่าได้ นอกจากนี้ เมื่อมีองค์ประกอบแปรผัน ผลกระทบเช่นการเป่าด้วยแม่เหล็กจะหายไปในทางปฏิบัติ ข้อแตกต่างสุดท้ายคือไม่จำเป็นต้องเลือกขั้วเพราะเช่นเดียวกับกระแสสลับ การเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติที่ความถี่ประมาณ 50 ครั้งต่อวินาที

สามารถเพิ่มได้ว่าเมื่อใช้อุปกรณ์แบบแมนนวลนอกเหนือจากอุณหภูมิสูงของอาร์คการเชื่อมด้วยวิธีอาร์คแบบแมนนวลแล้วคลื่นอินฟราเรดและอัลตราไวโอเลตจะถูกปล่อยออกมา ในกรณีนี้จะถูกปล่อยออกมาจากการปลดปล่อย สิ่งนี้ต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันสูงสุดสำหรับผู้ปฏิบัติงาน

สภาพแวดล้อมการเผาไหม้อาร์ค

วันนี้มีเทคโนโลยีต่างๆ มากมายที่สามารถใช้ได้ระหว่างการเชื่อม ทั้งหมดต่างกันในคุณสมบัติ พารามิเตอร์ และอุณหภูมิของส่วนโค้งในการเชื่อม มีวิธีใดบ้าง

1. วิธีเปิด ในกรณีนี้การปลดปล่อยจะเผาไหม้ในบรรยากาศ
2. ปิดทาง. ในระหว่างการเผาไหม้จะเกิดอุณหภูมิสูงเพียงพอทำให้เกิดการปล่อยก๊าซอย่างแรงเนื่องจากการเผาไหม้ของฟลักซ์ ฟลักซ์นี้มีอยู่ในสารละลายที่ใช้รักษาชิ้นส่วนที่เชื่อม
3. วิธีการใช้สารระเหยป้องกัน ในกรณีนี้ ก๊าซจะถูกส่งไปยังบริเวณเชื่อม ซึ่งมักจะนำเสนอในรูปของอาร์กอน ฮีเลียม หรือคาร์บอนไดออกไซด์

การมีอยู่ของวิธีนี้มีเหตุผลเพราะช่วยหลีกเลี่ยงการออกซิเดชันของวัสดุ ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างการเชื่อม เมื่อโลหะสัมผัสกับออกซิเจน เป็นมูลค่าเพิ่มที่การกระจายอุณหภูมิในส่วนโค้งของการเชื่อมในระดับหนึ่งไปในลักษณะที่สร้างค่าสูงสุดในส่วนกลาง ทำให้เกิดปากน้ำขนาดเล็กของตัวเอง ในกรณีนี้มันจะกลายเป็นพื้นที่ขนาดเล็กที่มีความกดอากาศสูง พื้นที่ดังกล่าวสามารถกีดขวางการไหลของอากาศในทางใดทางหนึ่ง

การใช้ฟลักซ์ทำให้คุณสามารถกำจัดออกซิเจนในบริเวณเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น หากมีการใช้ก๊าซเพื่อการป้องกัน ข้อบกพร่องนี้สามารถกำจัดได้เกือบทั้งหมด

จำแนกตามระยะเวลา

มีการจำแนกประเภทการปล่อยอาร์คจากการเชื่อมตามระยะเวลา กระบวนการบางอย่างจะดำเนินการเมื่อส่วนโค้งอยู่ในโหมดเช่นพัลซิ่ง อุปกรณ์ดังกล่าวทำการเชื่อมด้วยการกะพริบสั้น ๆ ในช่วงเวลาสั้นๆ ในขณะที่เกิดการกะพริบ อุณหภูมิของส่วนโค้งในการเชื่อมจะมีเวลาเพิ่มขึ้นจนเป็นค่าที่เพียงพอต่อการหลอมโลหะเฉพาะที่ การเชื่อมเกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำและเฉพาะในบริเวณที่อุปกรณ์สัมผัสเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม เครื่องมือเชื่อมส่วนใหญ่ใช้ส่วนโค้งต่อเนื่อง ในระหว่างกระบวนการนี้ อิเล็กโทรดจะเคลื่อนไปตามขอบอย่างต่อเนื่องเพื่อเชื่อม

มีบริเวณที่เรียกว่าบ่อเชื่อม ในพื้นที่ดังกล่าว อุณหภูมิของส่วนโค้งจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก และเป็นไปตามอิเล็กโทรด หลังจากที่อิเล็กโทรดผ่านไซต์แล้ว สระเชื่อมจะออกไป เนื่องจากไซต์เริ่มเย็นลงอย่างรวดเร็ว เมื่อเย็นลง จะเกิดกระบวนการที่เรียกว่าการตกผลึก เป็นผลให้เกิดรอยเชื่อม

อุณหภูมิหลัง

ควรที่จะวิเคราะห์คอลัมน์ส่วนโค้งและอุณหภูมิอย่างละเอียดยิ่งขึ้น ความจริงก็คือพารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลายตัวอย่างมาก ประการแรก วัสดุที่ใช้ทำอิเล็กโทรดมีผลกระทบอย่างมาก องค์ประกอบของก๊าซในส่วนโค้งก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน ประการที่สอง ขนาดของกระแสก็มีผลเช่นกัน เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของมัน ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิของส่วนโค้งก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน และในทางกลับกัน ประการที่สาม ประเภทของการเคลือบอิเล็กโทรดและขั้วไฟฟ้ามีความสำคัญมาก

ความยืดหยุ่นของส่วนโค้ง

ระหว่างการเชื่อม จำเป็นต้องตรวจสอบความยาวของส่วนโค้งอย่างใกล้ชิดด้วยเพราะว่าพารามิเตอร์เช่นความยืดหยุ่นขึ้นอยู่กับมัน เพื่อให้ได้งานเชื่อมคุณภาพสูงและทนทาน อาร์คจะต้องเผาไหม้อย่างเสถียรและไม่ขาดตอน ความยืดหยุ่นของส่วนโค้งเชื่อมเป็นลักษณะเฉพาะที่อธิบายการเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง จะเห็นได้ว่ามีความยืดหยุ่นเพียงพอ หากสามารถรักษาเสถียรภาพของกระบวนการเชื่อมในขณะที่เพิ่มความยาวของส่วนโค้งเองได้ ความยืดหยุ่นของส่วนโค้งในการเชื่อมนั้นแปรผันตรงกับลักษณะเฉพาะเช่นกำลังกระแสที่ใช้สำหรับการเชื่อม