În cazul sudării convenționale cu arc, aprinderea prin arc are loc ca urmare a atingerii produsului cu un electrod, generarea de căldură la punctele de contact și ionizarea termică a spațiului arc atunci când electrodul este detașat de produs. Timpul de aprindere în aceste condiții corespunde tensiunii de aprindere U3. Acesta din urmă depinde de un număr mare de variabile, dintre care cele mai importante sunt potențialul de ionizare al mediului gazos în care are loc aprinderea, proprietățile fizice ale electrozilor, puterea curentului și parametrii sursei de energie.
Tensiunea de aprindere poate fi egală sau semnificativ diferită de tensiunea arcului Ud.
Comparativ cu gazele care formează aer, heliu si argon au cele mai mare potential de ionizare, care ar trebui să conducă la tensiuni înalte arc aprindere în aceste gaze. Dar, la sudare, tensiunea de aprindere este aparent determinată, într-o anumită măsură, de perechile de metal sudat și de material de electrod. În același timp, potențialul de ionizare al gazului care umple golul arcului exercită cea mai mare influență asupra tensiunii de aprindere; prin urmare aprinderea arcului în heliu sau argon trebuie utilizat sau ionizatori străine (un astfel de oscilator curent ridicat) sau raporturi ridicate de xx U / Ud (cm. mai jos).
Utilizarea cărbunelui sau a tungstenului ca electrod conduce la o scădere a tensiunii de aprindere, în comparație cu alte materiale, cărbunele și tungstenul au cel mai mare punct de topire.
În coloana pozitivă a arcului, intensitatea câmpului depinde de procesele de presiune, conducere și de convecție. Căderea de tensiune în coloana pozitivă crește cu creșterea pierderilor de căldură. În acest sens, atunci când arcul arde în diferite gaze, tensiunea arcului se schimbă.
În comparație cu gazele care alcătuiesc aerul, argonul are cea mai scăzută căldură specifică și conductivitatea termică; Prin urmare, tensiunea arcului este minimă la arderea în argon. În același timp, tensiunea arcului crește cu adăugarea de aditivi de gaze diatomice la argon. De exemplu, linia Ud = f (ld) arc de wolfram în argon pur (1,95% N2; 0,9% O2 și 0,1% CO2) pentru 1-2 situate sub o linie corespunzătoare de argon tehnic ( 12,7% N2, 0,6% O2 și 0,15% CO2). Motivul pentru o tensiune mai mare arc în argon tehnic este aparent cheltuieli suplimentare de energie pentru disociere a impurităților în argon tehnic, în principal de azot de disociere.
Deoarece ionizarea spațiului de gazare se produce datorită generării de căldură atunci când electrodul este scurtcircuitat la articol, cu cât este mai mare curentul de scurtcircuit 1K3. cu atât este mai ușor să aprindeți arcul. În consecință, curentul de scurtcircuit trebuie să fie suficient pentru a realiza aprinderea constantă a arcului.
Procesul de scurtcircuit
unde U2 este tensiunea circuitului secundar al transformatorului de sudare;
z - impedanța lanțului de sudare.
Pentru aprinderea fiabilă a arcului, sursa de alimentare trebuie să aibă o anumită tensiune în bobina secundară - tensiunea de ralanti (Uxx = U2).
Există arce de curent alternativ "ușor" și "dificil" acceptate. Cu cât tensiunea de aprindere U3 este mai apropiată de tensiunea arcului Ue. arcul este mai ușor de aprins, arde constant și este restaurat mai repede cu pauze ocazionale. În Fig. 14 prezintă schematic mai multe tipuri de arce. Arcul a este susținut cel mai ușor, deoarece potențialul de aprindere al acestui arc nu depășește cu mult tensiunea arcului de funcționare și necesită o tensiune relativ scăzută a alimentării cu energie electrică pentru ao menține. Într-un astfel de arc, distanța arcului rămâne bine ionizată și la momentele de tranziție a curbei actuale prin valori zero.
Arcul b este caracterizat printr-o tensiune U3 relativ ridicată, vârful de aprindere la anod și catod, pe măsură ce curba curentă trece prin zero. Diferența de arc continuă să conducă curentul datorită creșterii tensiunii până la aproape valoarea completă a lui Uxx. Apoi, la trecerea la condiții de arc, Uxx scade la Ud datorită creșterii curentului. În acest caz, este necesară o sursă de alimentare cu un Uxx mai mare pentru a menține arcul. Arcul este caracterizat prin aceea că, în timpul unui anumit interval de timp, când catodul de pe produs nu trece curentul prin decalajul arcului. Tensiunea de aprindere în timpul acestei jumătăți de ciclu este foarte ridicată, iar dacă tensiunea de mers în gol a sursei de alimentare Uxx este insuficientă, atunci nu există o defecțiune a spațiului arc și arcul nu se aprinde.
Când catodul se află pe electrod, arcul se aprinde ușor. Arce de tipul cel din urmă includ un arc în argon cu un electrod de wolfram.
Cea mai mică valoare a raportului Uxx / Ud. care asigură o combustie continuă stabilă, poate avea o sursă de alimentare pentru arderea unui arc sub flux. În acest caz Uxx U d> 1.6. Pentru sudarea manuală cu arc electric, arc deschis Uxx / Ud = 3. Datorită tensiunii mari de aprindere cu sudură cu arc argon, acest raport ar trebui să fie mai mare de 20 în absența unui oscilator.
De exemplu, pentru a reîncălzi arcul W-AMg5 necesar
Uxx = 150 V: pentru arcul W-A1 necesar
Uxx = 200 V; pentru arcul W - Cu necesar
Din motive de fezabilitate economică și de condiții de siguranță, tensiunea de ralanti Uxx trebuie să fie limitată și să fie mai mică decât cea necesară pentru reîncălzirea arcului în timpul sudării cu arc argon. Prin urmare, pentru a asigura stabilitatea arcului în timpul sudării prin arc cu arc, se utilizează dispozitive suplimentare. Unul dintre aceste dispozitive este un oscilator.
Caracteristicile externe ale arcului dintre electrozii tungsten în argon, heliu și amestecurile lor
Când un arc de curent continuu de ardere între electrozii de tungsten cu un diametru de 6,5 mm, ale căror capete sunt curățate de pelicule de oxid, argon si heliu puritate 99,8%, precum și amestecurile acestora, la presiunea atmosferică într-o cameră închisă a relevat următoarele.
Cu o lungime relativ mică a spațiului arcului (8 mm), numai fotografia luată cu filtrul roșu este vizibilă doar cu flacără catodică 1 (Fig.15, a). Pentru lungimile cu arc mare, apar două flăcări: catodul 1 și anodul 2 (Figura 15.6). Cu creșterea curentului, flacăra catodică se alungă ușor și se extinde. Luminozitatea lui se intensifică.
Pe măsură ce lungimea spațiului arc crește cu curentul constant, flacăra catodică rămâne constantă, iar anodul se alungă.
Când arcul arde în argon, flacăra catodică are o culoare alb-albăstrui. La curenții redus, flacără anodă este mai largă (Figura 15, c) și mai puțin luminos decât flacăra catodică. Un spațiu închis de aproximativ 1 mm separă flacără anodă de electrod.
Din examinarea fotografiilor color, a fost posibil să se stabilească faptul că flacăra catodică constă din două părți: o parte interioară foarte strălucitoare și o parte exterioară cu un diametru mai mare. Pe anod se poate observa un mic spot luminos. În funcție de mărimea petelor luminoase de pe catod și anod, densitatea calculată de anod și catod curent atunci când curentul de arc este egal cu 35 și, respectiv, a primit și 10 aprilie și 450 A / cm2.
Când arde curent arc în heliu și mai puțin de 30 și se vede numai cu catod flacără (fig 16, a.) De culoare roșie strălucitoare, ale cărei dimensiuni depind de curent și sunt de obicei găsite în aproximativ: lățime de 8 mm, și o lățime de 5 mm.
Când curentul este mărit la 40-50 a, regiunea interelectrode devine albastră și are o formă simetrică (Figura 16, b). La curenții mari ai flacării catodice, nu este vizibil (fig.16, c) și întreaga zonă interelectrode dobândește o culoare albastră.
Dispariția flacării catodice apare fie treptat, fie brusc și este însoțită de o scădere a căderii de tensiune pe arc cu mai mulți volți.
Atunci când se arde un arc de tungsten într-un amestec de argon și heliu, apariția arcului depinde de concentrațiile lor relative. Pentru amestecurile cu o concentrație variabilă de argon de la 100 până la 15%, cu un conținut de heliu cuprins între 0 și 85%, aspectul și caracteristicile arcului sunt în principiu aceleași ca și arcele în argon.
Cu toate acestea, în prezența heliului, partea interioară a locului catodic este luminată în loc de alb strălucitor în culoarea roșu strălucitor. Lungimea acestei părți interioare strălucitoare crește cu creșterea concentrației de heliu. În general, apariția arcului în amestecuri de argon si heliu, depinde în mare măsură de cantități mici de gaz cu un potențial de ionizare inferior, adică. E. Din argon, decât la cantități mici de heliu.
Caracteristicile exterioare ale arcului de tungsten sunt oțeluri cu conținut scăzut de carbon sau oțel inoxidabil în argon sau heliu
Arcul care arde între electrodul tungsten și oțelul cu conținut redus de carbon are o coloană transparentă, cu nuanță albastră, în atmosferă de heliu și aproape albă în argon. Ca rezultat al acțiunii arcului în materialul principal, se formează o baie concavă de metal topit cu o suprafață de oglindă.
Direct sub electrod este o flacără anodă caracteristică luminată a arcului pe metalul topit al băii. Acest punct de anod luminos, într-o oarecare măsură în spate, însoțește electrodul la cea mai mare viteză a mișcării sale. Cu un arc foarte scurt, spotul anod se mișcă uneori direct sub electrod, cauzând o scădere de tensiune de aproximativ 2-3 volți. Această stare a arcului este instabilă.
Datorită inconsecvenței amplorii decalajului anodic, lungimea arcului și, prin urmare, tensiunea de ardere fluctuează. Prin urmare, prin investigarea dependenței tensiunii arcului de lungimea sa, lungimea arcului este convențional luată ca distanța dintre vârful electrodului și obiect.
Apariția arcului dintre tungsten și oțelul inoxidabil 18-8 în mediu argon de puritate de 97% variază în funcție de polaritate. În acest caz, atunci când electrodul tungsten este un catod, coloana arcului are o contur ascuțită și o formă conică trunchiată care se află pe o bază mare pe anod. Cu cât lungimea arcului este mai lungă și cu cât este mai mare curentul (bineînțeles, până la o anumită limită), cu atât este mai corectă forma conului și cu atât este mai clar limita coloanei. Atunci când tungstenul devine un anod, forma coloanei nu are contururi precise. Numai un arc foarte lung are un pol cu limite destul de vizibile ale conturului său.
Arcul cu un electrod de tungsten pozitiv este mai puțin stabil, iar valoarea limită a curentului este limitată la 100 A cu un diametru de electrod de 3 mm. Cu polaritate negativă pe un electrod de tungsten, picăturile din acesta nu curg cu o creștere a curentului de până la 190 A și stabilitatea arcului crește.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: