Arcul de sudare este Descriere și caracteristici

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Pentru a realiza cu succes procesul de sudare, este necesar un arc de sudare. Aceasta este o descărcare electrică, care se caracterizează printr-o putere foarte mare și este destul de lungă. Apare între elemente precum electrozii care se află într-un anumit mediu gazos. Pentru ca un arc să apară, electrozilor trebuie aplicat tensiune.

Descrierea generală a arcului

Principalele proprietăți distinctive ale arcului de sudare sunt o temperatură foarte ridicată, precum și densitatea curentului. Datorita acestor doua calitati, in combinatie, arcul este capabil sa topeasca fara probleme metale cu un punct de topire de 3000 de grade Celsius. Putem spune că acest arc este un conductor, care este format din substanțe volatile, iar scopul principal este conversia energiei electrice în energie termică. Sarcina electrică în sine este momentul în care curentul electric trece prin mediul gazos.

Soiuri de descărcare

Un arc de sudare este o descărcare și, deoarece există mai multe tipuri, există și mai multe tipuri dearcuri:

1. Prima varietate se numește descărcare strălucitoare. Acest aspect apare numai într-un mediu cu presiune scăzută și este utilizat numai în lucruri precum ecrane cu plasmă sau lămpi fluorescente.
2. Al doilea tip este descărcarea prin scânteie. Apariția acestui tip are loc în momentul în care presiunea este aproximativ egală cu cea atmosferică. Diferă prin faptul că are o formă destul de intermitentă. Un exemplu izbitor de o astfel de descărcare este fulgerul.
3. Arcul de sudare este o descărcare a arcului. Acest tip este cel mai des folosit în timpul sudării. Apare în prezența presiunii atmosferice, iar forma sa este continuă.
4. Ultimul tip se numește coroană. Cel mai adesea apare dacă suprafața electrodului este aspră și neuniformă.

Natura arcului

Este de spus că arcul electric de sudare nu este atât de complicat pe cât pare la prima vedere, este destul de simplu de înțeles natura lui. Utilizează un curent electric care circulă printr-un element, cum ar fi un catod. După aceea, intră în mediu cu gaz ionizat. În acest moment, are loc o descărcare, care se caracterizează prin lumină puternică și temperatură foarte ridicată. În general, un arc de sudare poate avea o temperatură cuprinsă între 7.000 și 10.000 de grade Celsius. După trecerea prin această etapă, curentul va trece la materialul care este sudat. Putem spune că sursa arcului de sudare este un curent electric care a suferit modificări.

Datorită temperaturilor atât de ridicate, arcul va emite infraroșuși razele ultraviolete, care sunt dăunătoare sănătății umane. Este periculos pentru ochii oamenilor și poate lăsa, de asemenea, o ușoară arsură. Din motivele de mai sus, toți sudorii ar trebui să aibă echipament personal de protecție bun.

Structura arcului

Structura (structura) arcului de sudare include trei componente principale, sau secțiuni - secțiunile anodului și catodic, precum și coloana arcului. Trebuie remarcat faptul că în timpul arderii arcului de sudură se vor forma pete sau zone active în zonele anodului și catodului, care sunt caracterizate de valoarea maximă a temperaturii. Prin aceste două zone va trece tot curentul electric pe care îl generează sursa de alimentare. Totodată, cea mai mare cădere de tensiune a arcului de sudare se va înregistra și în aceste două zone. Coloana arcului este situată între aceste două zone, iar un parametru precum căderea de tensiune, în acest caz, va fi minim.

Din cele de mai sus, putem concluziona că, în primul rând, sursa de energie a arcului de sudare poate produce o tensiune destul de mare și un curent ridicat. În al doilea rând, lungimea arcului va consta din totalitatea acelor zone care au fost enumerate mai sus. Cel mai adesea, lungimea unui astfel de arc este de câțiva milimetri, cu condiția ca regiunile anodului și catodului să fie de 10-4 și respectiv 10-5 cm. Lungimea cea mai favorabilă este un arc de 4-6 mm. Cu astfel de indicatori se va putea obține o ardere stabilă și temperaturi ridicate.

Tipuri de arc

Diferența dintre arcul de sudare constă în schema de abordare, precum și în mediul în care poate apărea. În prezent, există două tipuri cele mai comune de arc:

• Arc de acțiune directă. În acest caz, aparatul de sudură trebuie să fie paralel cu obiectul de sudat. Un arc electric va apărea atunci când unghiul dintre piesa metalică și electrod este de 90 de grade.
• A doua varietate principală este un tip indirect de arc de sudare. Apare numai dacă se folosesc doi electrozi și sunt amplasați la un unghi de 40-60 de grade față de suprafața piesei metalice. Între aceste două elemente se va forma un arc și se va suda metalul împreună.

Clasificare

Este de remarcat faptul că există o clasificare a arcului în funcție de atmosfera în care va apărea. Până în prezent, sunt cunoscute trei tipuri:

• Primul tip este un arc deschis. La sudarea acestui tip, arcul va arde în aer liber, iar în jurul lui se va forma un mic strat de gaz, care va include vapori de metal, electrozi și acoperirile acestora.
• Tip închis. Arderea unui astfel de arc de sudare se caracterizează prin faptul că se realizează sub un strat de flux.
• Ultima varietate este arcul cu alimentare cu gaz. În acest caz, îi este furnizată o substanță precum heliu, argon sau dioxid de carbon. Pot fi utilizate și alte tipuri de gaze.

Principala diferență a ultimului tip este aceea căgazele furnizate vor preveni fenomenul de oxidare a metalelor în timpul sudării.

Se observă o ușoară diferență și în ceea ce privește durata unui astfel de arc. Conform caracteristicilor sale, arcul de sudare poate fi staționar sau pulsat. Staționar este utilizat pentru sudarea continuă a metalelor, adică este continuă. Tipul cu arc de impuls este un singur impact asupra metalului, atingere cizelată.

Elementele de lucru, adică electrozii, pot fi carbon sau wolfram. Acești electrozi sunt numiți și neconsumabile. Se pot folosi și elemente metalice, dar se vor topi în același mod ca și piesa de prelucrat. Cel mai comun tip de electrod este oțelul când vine vorba de tipuri de topire. Cu toate acestea, utilizarea speciilor care nu se topesc devine din ce în ce mai populară astăzi.

Momentul apariției arcului

Arcul de sudare apare în momentul în care are loc un circuit rapid. Acest lucru se întâmplă atunci când electrodul vine în contact cu o piesă metalică. Datorită faptului că temperatura este pur și simplu uriașă, metalul începe să se topească, iar între electrod și piesa de prelucrat apare o bandă subțire de metal topit. Când electrodul și metalul diverg, acesta din urmă se evaporă aproape instantaneu, deoarece densitatea de curent este foarte mare. Apoi, gazul este ionizat, motiv pentru care apare arcul de sudare.

Condiții arc

În condiții standard, adică la o temperatură medie de 25 de grade și o presiune de 1atmosferă, gazul nu este capabil să conducă electricitatea. Principala cerință pentru apariția unui arc este ionizarea mediului gazos dintre electrozi. Cu alte cuvinte, gazul trebuie să conțină niște particule încărcate, electroni sau ioni.

A doua condiție importantă care trebuie respectată este menținerea constantă a temperaturii la catod. Temperatura necesară va depinde de caracteristici precum natura catodului și diametrul și dimensiunea acestuia. Un rol important va juca si temperatura mediului ambiant. Arcul de sudare trebuie să fie stabil și, în același timp, să aibă o putere de curent uriașă, ceea ce va da un indice de temperatură ridicat (7 mii de grade Celsius sau mai mult). Dacă sunt îndeplinite toate condițiile, atunci orice material poate fi procesat cu arcul rezultat. Pentru a asigura prezența unei temperaturi constante și ridicate, este necesar ca sursa de alimentare să funcționeze cât mai stabil posibil. Din acest motiv, sursa de alimentare este cea mai importantă parte atunci când alegeți un aparat de sudură.

Funcții arc

Există mai multe lucruri care disting arcul de sudare de alte descărcări electrice.

Prima este densitatea uriașă de curent, care poate atinge câteva mii de amperi pe centimetru pătrat. Acest lucru dă o temperatură uriașă în timpul funcționării. Distribuția câmpului electric între electrozi în spațiul lor este destul de neuniformă. În apropierea acestor elemente se observă o cădere puternică de tensiune, iar spre centru, dimpotrivă, scade foarte mult. Este imposibil să nu spunem despre dependența temperaturii de lungimea coloanei. Cu cât lungimea este mai mare, cu atât încălzirea este mai proastă,si invers. Folosind arcurile de sudură, puteți obține o caracteristică curent-tensiune (CVC) foarte diferită.

Invertor de sudare. Arcul și caracteristicile sale

Merită să începeți imediat cu diferența principală dintre o sursă de alimentare cu invertor și una convențională, cu transformator. Consumul de energie electrică a fost redus cu aproape jumătate. Caracteristica curentului care apare la utilizarea invertorului permite aprinderea mai rapidă a arcului și, de asemenea, asigură o ardere stabilă pe tot parcursul procesului.

În sine, un invertor de sudură este un dispozitiv destul de complex care efectuează operații de schimbare a curentului pentru a asigura cea mai stabilă funcționare a arcului. De exemplu, dispozitivul este conectat la rețea și primește un curent alternativ ca intrare, pe care îl poate transforma în curent continuu. În continuare, curentul continuu intră în blocul invertorului, unde este din nou convertit în curent alternativ, dar la o frecvență mult mai mare decât era în rețea. Acest curent este transferat la transformator, unde tensiunea acestuia este redusă semnificativ, ceea ce îi crește rezistența. După aceea, curentul alternativ redresat și reglat este transferat la redresor, unde este convertit în curent continuu și furnizat pentru funcționare.