A hegesztőív Leírás és jellemzők

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A hegesztési folyamat sikeres végrehajtásához hegesztőívre van szükség. Ez egy elektromos kisülés, amelyet nagyon nagy teljesítmény jellemez, és meglehetősen hosszú. Olyan elemek között fordul elő, mint például az elektródák, amelyek bizonyos gáznemű környezetben vannak. Az ív kialakulásához feszültséget kell adni az elektródákra.

Az ív általános leírása

A hegesztőív fő megkülönböztető tulajdonságai a nagyon magas hőmérséklet, valamint az áramsűrűség. Ennek a két tulajdonságnak köszönhetően kombinálva az ív probléma nélkül képes megolvasztani a 3000 Celsius fokos olvadáspontú fémeket. Azt mondhatjuk, hogy ez az ív egy vezető, amely illékony anyagokból áll, és a fő célja az elektromos energia hőenergiává történő átalakítása. Maga az elektromos töltés az a pillanat, amikor az elektromos áram áthalad a gáznemű közegen.

Kibocsátási fajták

A hegesztőív kisülés, és mivel többféle típusa van, ezért többféleívek:

1. Az első fajtát ragyogó kisülésnek hívják. Ez a megjelenés csak alacsony nyomású környezetben fordul elő, és csak olyan dolgokban használják, mint a plazmaképernyők vagy a fénycsövek.
2. A második típus a szikrakisülés. Az ilyen típusú előfordulás abban a pillanatban történik, amikor a nyomás megközelítőleg megegyezik a légköri nyomással. Abban különbözik, hogy meglehetősen szakaszos alakja van. Az ilyen kisülés szembetűnő példája a villámlás.
3. A hegesztőív ívkisülés. Ezt a típust használják leggyakrabban hegesztés során. Légköri nyomás jelenlétében fordul elő, alakja folytonos.
4. Az utolsó típus neve korona. Leggyakrabban akkor fordul elő, ha az elektróda felülete durva és egyenetlen.

Az ív természete

Érdemes elmondani, hogy az elektromos hegesztőív nem olyan bonyolult, mint amilyennek első pillantásra tűnik, meglehetősen egyszerű megérteni a természetét. Elektromos áramot használ, amely egy elemen, például egy katódon keresztül áramlik. Ezt követően ionizált gázzal kerül a környezetbe. Ebben a pillanatban kisülés lép fel, amelyet erős fény és nagyon magas hőmérséklet jellemez. Általában egy hegesztőív hőmérséklete 7000 és 10 000 Celsius fok között lehet. Miután áthaladt ezen a szakaszon, az áram átmegy a hegesztendő anyaghoz. Azt mondhatjuk, hogy a hegesztőív forrása egy megváltozott elektromos áram.

Az ilyen magas hőmérséklet miatt az ív infravörös sugárzást bocsát kiés ultraibolya sugarak, amelyek károsak az emberi egészségre. Veszélyes az emberi szemre, és enyhe égési sérülést is okozhat. A fenti okok miatt minden hegesztőnek megfelelő egyéni védőfelszereléssel kell rendelkeznie.

Ívszerkezet

A hegesztőív szerkezete (szerkezete) három fő komponensből vagy szakaszból áll - az anód- és katódszakaszból, valamint az ívoszlopból. Megjegyzendő, hogy a hegesztőív égése során az anód és a katód területén aktív foltok vagy területek képződnek, amelyeket a maximális hőmérsékleti érték jellemez. Ezen a két területen áthalad az összes elektromos áram, amelyet a tápegység generál. Ugyanakkor a hegesztőív legnagyobb feszültségesése is ezen a két területen kerül rögzítésre. Az ívoszlop e két zóna között helyezkedik el, és az olyan paraméter, mint a feszültségesés, ebben az esetben minimális lesz.

A fentiekből arra a következtetésre juthatunk, hogy először is a hegesztőív áramforrása meglehetősen nagy feszültséget és nagy áramerősséget tud előállítani. Másodszor, az ív hossza a fent felsorolt területek összességéből fog állni. Leggyakrabban egy ilyen ív hossza több milliméter, feltéve, hogy az anód és a katód tartománya rendre 10-4, illetve 10-5 cm. A legkedvezőbb hosszúság a 4-6 mm-es ív. Ilyen mutatók segítségével lehet elérni stabil égést és magas hőmérsékletet.

Ívtípusok

A hegesztési ív közötti különbség a megközelítési sémában, valamint abban a környezetben rejlik, amelyben előfordulhat. Jelenleg két leggyakoribb ívtípus létezik:

• A közvetlen cselekvés íve. Ebben az esetben a hegesztőgépnek párhuzamosnak kell lennie a hegesztendő tárggyal. Elektromos ív keletkezik, ha a fém munkadarab és az elektróda közötti szög 90 fok.
• A második fő változat a hegesztőív indirekt típusa. Csak akkor fordul elő, ha két elektródát használnak, és a fémrész felületéhez képest 40-60 fokos szöget zárnak be. A két elem között ív képződik, amely összehegeszti a fémet.

Osztályozás

Érdemes megjegyezni, hogy az ívnek van egy osztályozása attól függően, hogy milyen légkörben fordul elő. A mai napig három típusa ismert:

• Az első típus egy nyitott ív. Az ilyen típusú hegesztés során az ív a szabadban ég, és egy kis gázréteg képződik körülötte, amely fémgőzöket, elektródákat és bevonataikat tartalmazza.
• Zárt típus. Az ilyen hegesztési ív elégetésére az a tény jellemző, hogy folyósítóréteg alatt történik.
• Az utolsó változat az ív gázellátással. Ebben az esetben egy anyagot, például héliumot, argont vagy szén-dioxidot adnak hozzá. Néhány más típusú gáz is használható.

A fő különbség az utolsó típus között aza betáplált gázok megakadályozzák a fém oxidációját a hegesztés során.

Egy kis eltérés az ilyen ív időtartamát tekintve is megfigyelhető. Jellemzői szerint a hegesztőív lehet álló vagy impulzusos. A helyhez kötött fémek folyamatos hegesztésére szolgál, azaz folyamatos. Az impulzusív típusa egyetlen ütés a fémre, vésett érintés.

A működő elemek, azaz az elektródák lehetnek szénből vagy volfrámból. Ezeket az elektródákat nem fogyaszthatónak is nevezik. Fémelemek is használhatók, de ezek ugyanúgy megolvadnak, mint a munkadarab. A legelterjedtebb elektródatípus az acél, ha olvasztási típusokról van szó. A nem olvadó anyagok használata azonban manapság egyre népszerűbb.

Az ív fellépésének pillanata

A hegesztési ív abban a pillanatban keletkezik, amikor egy gyors áramkör lép fel. Ez akkor fordul elő, ha az elektróda érintkezik egy fém munkadarabbal. Tekintettel arra, hogy a hőmérséklet egyszerűen hatalmas, a fém olvadni kezd, és az elektróda és a munkadarab között vékony olvadt fémcsík jelenik meg. Amikor az elektróda és a fém eltér egymástól, az utóbbi szinte azonnal elpárolog, mivel az áramsűrűség nagyon magas. Ezután a gáz ionizálódik, ezért megjelenik a hegesztési ív.

Ívviszonyok

Normál körülmények között, azaz átlagosan 25 fokos hőmérsékleten és 1 °C nyomásonlégkörben a gáz nem képes elektromos áramot vezetni. Az ív kialakulásának fő követelménye az elektródák közötti gáznemű közeg ionizációja. Más szavakkal, a gáznak tartalmaznia kell néhány töltött részecskét, elektronokat vagy ionokat.

A második fontos feltétel, amelyet be kell tartani, a katód hőmérsékletének állandó fenntartása. A szükséges hőmérséklet olyan jellemzőktől függ, mint a katód jellege, átmérője és mérete. A környezeti hőmérséklet szintén fontos szerepet fog játszani. A hegesztési ívnek stabilnak kell lennie, és ugyanakkor hatalmas áramerősséggel kell rendelkeznie, amely magas hőmérsékleti indexet (7 ezer Celsius fok vagy több) ad. Ha minden feltétel teljesül, akkor a kapott ívvel bármilyen anyag feldolgozható. Az állandó és magas hőmérséklet biztosításához szükséges, hogy a tápegység a lehető legstabilabban működjön. Ez az oka annak, hogy a hegesztőgép kiválasztásakor az áramforrás a legfontosabb.

Ívfunkciók

Több dolog különbözteti meg a hegesztőívet a többi elektromos kisüléstől.

Az első a hatalmas áramsűrűség, amely több ezer ampert is elérhet négyzetcentiméterenként. Ez hatalmas hőmérsékletet biztosít működés közben. Az elektródák közötti elektromos tér eloszlása a térben meglehetősen egyenetlen. Ezen elemek közelében erős feszültségesés figyelhető meg, a központ felé pedig éppen ellenkezőleg, nagymértékben csökken. Lehetetlen nem mondani a hőmérsékletnek az oszlop hosszától való függését. Minél hosszabb a hossza, annál rosszabb a fűtés,és fordítva. Hegesztési ívek használatával nagyon eltérő áram-feszültség karakterisztikát (CVC) kaphat.

Hegesztő inverter. Az ív és jellemzői

Érdemes rögtön azzal kezdeni, hogy mi a fő különbség az inverteres áramforrás és a hagyományos, transzformátor között. Az elektromos energia fogyasztás csaknem felére csökkent. Az inverter használatakor fellépő áram karakterisztikája lehetővé teszi az ív gyorsabb meggyulladását, valamint stabil égést biztosít a teljes folyamat során.

Önmagában a hegesztőinverter egy meglehetősen összetett eszköz, amely az ív legstabilabb működése érdekében az áramerősség megváltoztatását célzó műveleteket hajt végre. Például a készülék a hálózatra csatlakozik, és bemenetként váltakozó áramot kap, amit képes egyenárammá alakítani. Ezután az egyenáram belép az inverter blokkjába, ahol ismét váltakozó árammá alakul, de sokkal magasabb frekvencián, mint a hálózatban. Ez az áram a transzformátorba kerül, ahol a feszültsége jelentősen csökken, ami növeli az erősségét. Ezt követően az egyenirányított és hangolt váltóáram átkerül az egyenirányítóba, ahol egyenárammá alakítják és üzembe helyezik.