2023 著者: Howard Calhoun | [email protected]. 最終更新日: 2023-05-24 12:24
溶接アーク自体は、長期間存在する放電です。それは、電圧下の電極の間にあり、ガスと蒸気の混合物の中にあります。溶接アークの主な特徴は、温度とかなり高いこと、そして高い電流密度です。
概要
アークは、電極と作業中の金属ワークピースの間に発生します。この放電の形成は、エアギャップの電気的破壊が発生するという事実のために発生します。このような効果が発生すると、ガス分子のイオン化が起こり、温度が上昇するだけでなく、電気伝導率も上昇し、ガス自体がプラズマ状態になります。溶接プロセス、つまりアークの燃焼には、大量の熱と光エネルギーの放出などの影響が伴います。局所的な場所では温度が数倍上昇するため、金属の溶融プロセスが発生するのは、これら2つのパラメータが大幅に増加する方向に急激に変化するためです。これらすべてのアクションの組み合わせを溶接と呼びます。
アークプロパティ
アークが発生するためには、作業するワークピースに電極を短時間接触させる必要があります。したがって、短絡が発生し、それにより溶接アークが発生し、その温度は非常に急速に上昇します。触れた後は、接点を壊してエアギャップを設ける必要があります。したがって、さらに作業するために必要な弧の長さを選択できます。
放電が短すぎると、電極がワークに付着する場合があります。この場合、金属の溶融が速すぎて、たるみの形成を引き起こし、これは非常に望ましくない。長すぎるアークの特性は、燃焼が不安定です。この場合、溶接ゾーンの溶接アークの温度も必要な値に達しません。工業用溶接機で作業する場合、特に大きな寸法の部品で作業する場合、曲がった弧と強い不安定性が見られることがよくあります。これはしばしば磁気ブローと呼ばれます。
マグネティックブラスト
この方法の本質は、アークの溶接電流が小さな磁場を生成できることです。これは、処理中の要素を流れる電流によって生成される磁場と十分に相互作用する可能性があります。言い換えれば、アークのたわみは、いくつかの磁力が現れるという事実のために発生します。このプロセスは、アークのたわみが強風によるもののようです。この現象を取り除く実際の方法はありません。この影響を最小限に抑えるために、短縮アークを使用することができ、電極自体を特定の角度に配置する必要があります。
アーク構造
現在、溶接は十分に詳細に分析されたプロセスです。このため、アーク燃焼には3つの領域があることが知られています。アノードとカソードにそれぞれ隣接する領域、アノードとカソードの領域。当然、手動アーク溶接の溶接アークの温度もこれらのゾーンで異なります。アノードとカソードの間にある3番目のセクションがあります。この場所は弧の柱と呼ばれています。鋼を溶かすのに必要な温度は、摂氏約1300〜1500度です。溶接アークカラムの温度は摂氏7000度に達する可能性があります。ここで、金属に完全に転写されていないことに注意してください。ただし、この値は、材料をうまく溶かすのに十分です。
安定したアークを確保するために作成する必要のあるいくつかの条件があります。約10Aの強さの安定した電流が必要です。この値を使用すると、15〜40Vの電圧で安定したアークを維持することができます。10Aの電流値は最小、最大であることに注意してください。アノードとカソードで1000Aに達する可能性があります。アーク放電でも電圧降下が発生します。後に特定の実験では、消耗電極溶接が実行された場合、最大の低下はカソードゾーンにあることがわかりました。この場合、溶接アーク内の温度分布も変化し、最大の勾配が同じ領域になります。
これらの機能を知っていると、溶接時に正しい極性を選択することが重要である理由が明らかになります。電極を陰極に接続すると、溶接アークの最高温度を達成できます。
温度帯
溶接されている電極の種類（消耗品または非消耗品）に関係なく、最高温度は正確に溶接アークの柱で、摂氏5000〜7000度になります。
溶接アークの最低温度の領域は、そのゾーンの1つ、アノードまたはカソードにシフトされます。これらの地域では、最高気温の60〜70％が観測されています。
AC溶接
上記のすべては、直流で溶接する手順に関連しています。ただし、これらの目的には交流も使用できます。マイナス面としては、安定性の低下が目立ち、溶接アークの燃焼温度が頻繁に上昇します。利点の中で、よりシンプルで、したがってより安価な機器を使用できることが際立っています。また、可変成分が存在する場合、磁気ブローなどの影響はほとんどなくなります。最後の違いは、極性を選択する必要がないことです。交流と同様に、毎秒約50回の頻度で自動的に変化します。
手動装置を使用する場合、手動アーク方式の溶接アークの高温に加えて、赤外線および紫外線が放射されることを追加できます。この場合、それらは放電によって放出されます。これには、作業者に最大限の保護装置が必要です。
アーク燃焼環境
今日、溶接中に使用できるいくつかの異なる技術があります。それらはすべて、溶接アークの特性、パラメータ、および温度が異なります。方法は？
- オープンメソッド。この場合、放電は大気中で燃焼しています。
- 閉じた方法。燃焼中、十分に高い温度が形成され、フラックスの燃焼によりガスが強力に放出されます。このフラックスは、溶接部品の処理に使用されるスラリーに含まれています。
- 保護揮発性物質を使用する方法。この場合、ガスは溶接ゾーンに供給されます。溶接ゾーンは通常、アルゴン、ヘリウム、または二酸化炭素の形で提供されます。
この方法の存在は、金属が酸素にさらされたときに溶接中に発生する可能性のある材料の活発な酸化を回避するのに役立つという事実によって正当化されます。ある程度、溶接アークの温度分布は、中央部分で最大値が作成され、小さな独自の微気候が作成されるようになっていることを追加する価値があります。この場合、それは形成されます高圧の小さな領域。このような領域は、何らかの方法で空気の流れを妨げる可能性があります。
フラックスを使用すると、溶接領域の酸素をさらに効率的に取り除くことができます。保護のためにガスを使用すれば、この欠陥はほぼ完全に排除できます。
期間による分類
溶接アーク放電は、その持続時間によって分類されます。一部のプロセスは、アークがパルスなどのモードにあるときに実行されます。このような装置は、短いフラッシュで溶接を実行します。短時間、フラッシングが発生している間、溶接アークの温度は、金属の局所的な溶融を生成するのに十分な値まで上昇する時間があります。溶接は非常に正確に行われ、ワークピースデバイスが接触する場所でのみ行われます。
ただし、溶接工具の大部分は連続アークを使用しています。このプロセスの間、電極は結合されるエッジに沿って連続的に移動します。
ウェルドプールと呼ばれる領域があります。このような領域では、アークの温度が大幅に上昇し、電極に追従します。電極がサイトを通過した後、溶接プールはその後に離れます。これにより、サイトはかなり急速に冷却され始めます。冷却されると、結晶化と呼ばれるプロセスが発生します。その結果、溶接シームが発生します。
投稿温度
アークカラムとその温度をもう少し詳しく分析する価値があります。実際、このパラメーターはいくつかのパラメーターに大きく依存しています。第一に、電極を構成する材料が強く影響します。アーク内のガスの組成も重要な役割を果たします。第二に、電流の大きさも重要な影響を及ぼします。たとえば、電流が増加すると、アークの温度も上昇し、その逆も同様です。第三に、電極コーティングの種類と極性は非常に重要です。
弧弾力性
溶接時には、弾性などのパラメータがアークの長さに依存するため、アークの長さも注意深く監視する必要があります。結果として高品質で耐久性のある溶接を得るには、アークが安定して途切れることなく燃焼する必要があります。溶接アークの弾性は、中断のない燃焼を表す特性です。アーク自体の長さを長くしながら溶接プロセスの安定性を維持することができれば、十分な弾性が見られます。溶接アークの弾性は、溶接に使用される電流強度などの特性に正比例します。
