Наш сайт сварак.ру публікує Сатью по даній темі. Вперше явище вольтової дуги спостерігав російський академік Петров, отримавши іскровий розряд.
Вольтова дуга характеризується двома властивостями:
- виділенням великої кількості теплоти
- сильним випромінюванням.
І те й інше властивість електричної дуги використано в техніці.
Для зварювальної техніки перша властивість є-поклади-них фактором, друге - негативним.
Як електропроводів для електричного розряду можуть служити будь-які електропровідні матеріали. Найчастіше в якості провідників вживають вугільні і графітні стрижні круглого перетину (дугові ліхтарі).
Типовий варіант між двома вугіллям зображена на малюнку.
Верхній електрод приєднаний до позитивного полюса машини (анод). Другий вугілля з'єднаний з негативним полюсом (катод).
Температура електричної дуги, її вплив.
Виділення теплоти неоднаково в різних точках дуги. У позитивного електрода виділяється 43% усієї кількості, у негативного 36% і в самій дузі (між електродами) інші 21%.
У зв'язку з цим і температура на електродах неоднакова. Анод має близько 4000 ° С. а катод 3400 °. В середньому вважають температуру електричної дуги 3500 ° С.
Завдяки різній температурі на полюсах вольтової дуги вугільні провідники
беруться різної товщини. Позитивний вугілля береться товщі, негативний -
тонше. Стрижень дуги (середня частина) складається з потоку електронів, що викидаються катодом, які з величезною швидкістю мчать до анода. Володіючи велику кінетичну енергію, вони вдаряються об поверхню анода, перетворюючи кінетичну енергію в теплову.
Навколишній його зеленуватий ореол є місцем хімічних реакцій, що відбуваються між парами речовини електродів і атмосферою, в якій горить вольтова дуга.
Виникнення електричної дуги
Процес утворення вольтової дуги представляється в наступному вигляді. У момент зіткнення електродів проходить струм виділяє велику кількість тепла в місці стику, так як тут є велика електричний опір (закон Джоуля).
Завдяки цьому кінці провідників розжарюються до світлого напруження, і після закінчення електродів катод починає випускати електрони, які, пролітаючи через повітряний проміжок між електродами, розщеплюють молекули повітря на позитивно і негативно заряджені частинки (катіони і »а н і о н и).
Внаслідок цього повітря стає електропровідним.
У зварювальній техніці найбільше застосування має розряд між металевими електродами, причому одним електродом являйся металевий стрижень, який в той же час служить і присадним матеріалом, а другим електродом є сама зварювальна деталь.
Процес залишається той же, що і в разі вугільних електродів, але тут з'являється новий фактор. Якщо у вугільній дузі провідники поступово випаровувалися (згорали), то в металевій дузі електроди вельми інтенсивно плавляться і частково випаровуються. Завдяки наявності металевих парів між електродами опір (електричне) металевої дуги нижче, ніж вугільної.
Вугільний розряд горить при напрузі в середньому 40-60 в, тоді як напруга металевої дуги в середньому 18-22 в (при довжині 3 мм).
Довжина дуги, кратер, проварена.
Сам процес дугового електрозварювання протікає в такий спосіб.
Як тільки ми торкнемося знаходяться під напругою електродом вироби і негайно ж відведемо його на деяку відстань, утворюється вольтова дуга і зараз же починається плавлення основного металу і металу провідника. Отже, кінець електрода весь час знаходиться в розплавленому стані, і рідкий метал з нього у вигляді крапель переходить на зварюваний шов, де метал електрода змішується з розплавленим металом виробу, що зварюється.
Дослідження показали, що таких крапель переходить, з електрода близько 20-30 в секунду, т. Е. Процес цей відбувається дуже швидко.
Хоча вольтова дуга і розвиває дуже високу температуру, виділення тепла нею проводиться на дуже невеликому просторі якраз під дугою.
Якщо ми будемо розглядати через темні скла дугу, збуджену металевим електродом, то переконаємося, що в місці утворення дуги між електродом і основним металом на основному металі виділяється до білого нагріта поверхня, яка безпосередньо під дутої має вигляд поглиблення, заповненого рідким металом. Виходить таке враження, що це поглиблення утворено як би видуванням рідкого металу дугою. Це поглиблення називається зварювальної ванній. Вона оточена металом, нагрітим до сказу, причому температура нагріву області, прилеглої, швидко падає до червоного кольору і вже на невеликій відстані, величина якої коливається в залежності від діаметра електрода і сили струму, температура порівнюється з температурою самого свариваемого предмета.
Хороша і погана зварювальний дуга, як відрізнити? Корисні поради.
Відстань між кінцем електрода і дном ванни, т. Е. Поверхнею розплавленого металу, називається довжиною дуги. Ця величина має дуже велике значення в техніці зварювання. Для отримання хорошої зварювання необхідно довжину дуги брати якомога менше, т. Е. Тримати дугу коротше, причому довжина її не повинна перевищувати 3-4 мм. Звичайно, довжина дуги не є величиною постійною, так як кінець електрода весь час плавиться і, отже, відстань між ним і кратером збільшувалася б; якби електрод тримати нерухомо до тих пір, поки зв'язок не обірвалася. Тому при зварюванні необхідно весь час електрод наближати в міру його плавлення до основного металу, щоб підтримати довжину дуги приблизно постійною в межах 2-4 мм.
Необхідність підтримати коротку дугу (т. Е. Не довше 3-4 мм) викликається тим, що розплавлений метал електрода поглинає при своєму переході з електрода в кратер кисень і азот з навколишнього дугу повітря, що погіршує його механічні якості (відносне подовження і опір удару ). Зрозуміло, що шкідливий вплив повітря буде тим менше, чим менше часу рідкий метал буде проходити через повітря.
При короткій дузі цей час буде менше, ніж при довгій і, отже, метал електрода не встигне поглинути стільки кисню та азоту, скільки могли б, проходячи великий шлях через довгу дуги. Так як прагнення кожного зварника повинно завжди полягати в тому, щоб отримати найкращий за своїми якостями шов, то тому потримати короткої дуги є Обов'язковою умовою гарної зварювання. Коротку дугу можна відрізнити не тільки по виду, але також і по слуху, так як коротка дуга видає характерне сухе потріскування, що нагадує по звуку тріск масла, вилитого на розпечену сковороду. Цей звук короткої дуги кожен зварювальник повинен добре знати.
При довгій дузі (т. Е. При довжині більше 4 мм) ми ніколи не отримаємо хорошого шва. Не кажучи вже про те, що при довгій дузі буде відбуватися сильне окислення металу шва, сам шов також має дуже нерівний вид. Відбувається це через те, що довгий розряд є менш стійким, ніж короткий, іскра має прагнення як би блукати і відхилятися в сторони від місця зварювання, внаслідок чого нагрів від неї створюється не такий, як при короткій дузі, а поширюється на більшу площу. Завдяки цьому тепло, що випромінюється дугою, не все йде на розплавлення металу в місці зварювання, а розсіюється частково марно по великій поверхні.
При довгій дузі виходить тому поганий проварена, і, крім того, краплі з електрода. падаючи на погано прогріте місце, не сплавляються з основним металом, а розбризкуються в сторони.
За зовнішнім виглядом завжди можна відразу відрізнити шов, звареної короткою або довгою дугою. Правильно проварений короткою дугою шов має правильні контури, гладку опуклу поверхню і чистий, блискучий вигляд. Шов, зварений довгою дугою, має нерівний безформний вигляд і оточений численними краплями і бризками застиглого металу з електрода. Такий шов, звичайно, абсолютно непридатний.
Захист від електричної дуги
Якщо зварювальні апарати застосовують дугу, то багато інших апаратів і крім того людина повинна її уникати. Ризик появи дуги на обладнанні залежить від скількох параграфів:
- частотністю використання обладнання працівником;
- досвід і знаннями працівників мають справу з апаратною частиною
- рівень зносу обладнання;
Якщо на людині немає необхідного індивідуально-захисного костюма і він потрапляє в зону дії електричної дуги, шанси вижити досить різко зменшуються. Можливість отримати важкі опіки вкрай висока.
Які можливості захисту від ел. Дуги?
- виконуйте всі необхідні правила і норми безпеки;
- в разі тривалого використання захисного матеріалу, частих прань, костюм не повинен погіршуватися; (Все залежить від моделі);
- тканина повинна мати максимум 2 секунди залишкового загоряння;
- ви повинні надягати спеціальне взуття, що володіють антистатичним дією а також мати костюм для захисту від електричної дуги.
подібні статті
- Класифікація зварювальних електродів для західних країн
- Особливості космічної зварювальної апаратури
- Сварка під водою
- Інвертор зварювальний Ресанта САІ-250
