Sähkökaarihitsaus

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 15. huhtikuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Sähköhitsaus on yksi  hitsausmenetelmistä , jossa metallia lämmitetään ja sulatetaan sähkökaaren avulla .

Sähkökaaren lämpötila (jopa 7000 °C) ylittää kaikkien olemassa olevien metallien sulamispisteet.

Sähköhitsauksen historia

1802  - V. V. Petrov havaitsi voltaisen sähkökaaren ilmiön ja huomautti, että ilmaantuu "valkoinen valo tai liekki, josta nämä hiilet syttyvät ennemmin tai hitaammin ja josta pimeä rauha voidaan valaista melko selvästi".

1803  - V. V. Petrov julkaisi kirjan "Uutisia galvaanisen jännitekokeista ...", jossa hän kuvaili jännitepylvään valmistusmenetelmiä, sähkökaaren ilmiötä ja mahdollisuutta käyttää sitä sähkövalaistukseen, sähköhitsaukseen ja sähkökäyttöön. metallien juottaminen.

1882  - N. N. Benardos keksi sähköhitsauksen hiilielektrodeja käyttäen, jonka hän patentoi Saksassa, Ranskassa, Venäjällä, Italiassa, Englannissa, Yhdysvalloissa ja muissa maissa kutsuen menetelmäään "electrohephaestuks".

1888  - N. G. Slavyanov otti ensimmäisenä maailmassa käyttöön kaarihitsauksen metallilla (kulutus)elektrodilla vuokerroksen alla. Valtion komission läsnäollessa hän hitsaa höyrykoneen kampiakselin.

1893  - Chicagon maailmannäyttelyssä N. G. Slavyanov sai kultamitalin sähköhitsausmenetelmästä lasimurskan alla.

1905  - V. F. Mitkevich ehdotti ensimmäistä kertaa maailmassa kolmivaiheisen valokaaren käyttöä metallien hitsaukseen.

1932  - K. K. Khrenov teki ensimmäistä kertaa maailmassa Neuvostoliitossa kaarihitsauksen veden alla [2] .

1939  - E. O. Paton kehitti automaattisen upotetun kaarihitsauksen tekniikan , hitsaussuuttimet ja pät automaattiseen hitsaukseen, sähköhitsatut säiliöiden tornit, sähköhitsatut osat.

Prosessin kuvaus

Sähköä syötetään elektrodiin ja työkappaleeseen sähkökaaren muodostamiseksi ja ylläpitämiseksi hitsausmuuntajasta (tai hitsauskoneesta , hitsausmuuntimesta , hitsausinvertteristä ) . Kun hitsauselektrodi ja työkappale koskettavat, hitsausvirta kulkee . Sähkökaaren lämmön vaikutuksesta (jopa 7000 °C) hitsattavien osien reunat ja elektrodimetalli sulavat muodostaen hitsiallas , joka on jonkin aikaa sulassa tilassa. Hitsausaltaassa elektrodimetalli sekoitetaan tuotteen sulaan metalliin (jalometalli), ja sula kuona kelluu pintaan muodostaen suojakalvon. Kun metalli jähmettyy, muodostuu hitsausliitos . Sähkökaaren muodostamiseen ja ylläpitämiseen tarvittava energia saadaan erityisistä tasa- tai vaihtovirtalähteistä [3] .

Sähköhitsausprosessissa voidaan käyttää kuluvia ja ei-kuluvia elektrodeja . Ensimmäisessä tapauksessa hitsin muodostuminen tapahtuu itse elektrodin sulamisen aikana, toisessa tapauksessa täytelangan (tangot jne.) sulamisen aikana, joka johdetaan suoraan hitsausaltaaseen.

Suojakaasuja ( argon , helium , hiilidioksidi ja niiden seokset) käytetään suojaamaan hitsimetallia hapettumiselta , joita syötetään hitsauspäästä sähköhitsausprosessin aikana.

Sähkökaaren stabiilisuuden lisäämiseksi elektrodeihin voidaan lisätä helposti ionisoituvia alkuaineita ( kalium , natrium , kalsium ) [4] ..

Erottele AC- ja DC -hitsaus . Tasavirralla hitsattaessa sauma saadaan pienemmällä metalliroiskeella, koska nollan ylitystä ja virran napaisuuden vaihtoa ei tapahdu.

Tasavirtasähköhitsauskoneissa käytetään tasasuuntaajia .

Hitsauskaaren asentoa on mahdollista ohjata tasavirralla hitsattaessa. Valokaari on virranjohdin ja tavallisen johtimen tapaan poikkeaa magneettikentässä Ampèren lain mukaisesti .

Luokitus

Valokaarihitsauksen luokitus tehdään riippuen prosessin mekanisointiasteesta, virran ja napaisuuden tyypistä, hitsauskaaren tyypistä, hitsauselektrodin ominaisuuksista, hitsausvyöhykkeen suojaustyypistä ilmakehän ilmalta jne. .

Mekanisointiasteen mukaan on:

Prosessien kohdistaminen yhteen tai toiseen menetelmään riippuu siitä, kuinka tietyn kaaren sytytys ja ylläpito suoritetaan, elektrodin manipuloinnista halutun muodon saamiseksi, elektrodin liikkeestä saumaviivaa pitkin ja kaaren päätymisestä. hitsausprosessia.

Manuaalisessa kaarihitsauksessa (MMA -Manual Metal Arc) ilmoitetut sauman muodostukseen tarvittavat toimenpiteet suorittaa henkilö manuaalisesti ilman mekanismeja.

Mekanisoidussa (puoliautomaattisessa) kaarihitsauksessa (MIG / MAG - Metal Inert / Active Gas) kulutuselektrodilla elektrodilangan syöttö hitsausalueelle on automatisoitu, ja muut hitsausprosessin toiminnot pysyvät manuaalisina.

Automaattisessa upokaarihitsauksessa toiminnot mekanisoidaan kaaren sytyttämiseksi, tietyn kaaren pituuden ylläpitämiseksi ja kaaren siirtämiseksi saumaviivaa pitkin. Automaattinen kulutuselektrodihitsaus suoritetaan hitsauslangalla, jonka halkaisija on 1-6 mm; samalla hitsaustila (virta, jännite, kaarinopeus jne.) on vakaampi, mikä varmistaa hitsin laadun tasaisuuden sen pituudella, samalla kun valmistelussa ja valmistuksessa tarvitaan suurempaa tarkkuutta. osien kokoaminen hitsausta varten.

Virran tyypin mukaan ne erottavat:

Kaaren tyypin mukaan ne erottavat:

Ensimmäisessä tapauksessa valokaari palaa elektrodin ja epäjalometallin välillä, joka on myös osa hitsauspiiriä, ja kaaripylväässä ja elektrodeilla syntyvä lämpö käytetään hitsaukseen; toisessa kaari palaa kahden elektrodin välissä.

Hitsauselektrodin ominaisuuksien mukaan on:

Kulutuspuikkohitsaus on yleisin hitsausmenetelmä; tässä tapauksessa valokaari palaa perusmetallin ja hitsausalueelle syötetyn metallitangon välillä sen sulaessa. Tämän tyyppinen hitsaus voidaan tehdä yhdellä tai useammalla elektrodilla. Jos kaksi elektrodia on kytketty kaarivirtalähteen samaan napaan, tätä menetelmää kutsutaan kaksielektrodihitsaukseksi, ja jos enemmän, monielektrodisädehitsaukseksi. Jos jokainen elektrodeista saa itsenäisen tehon, hitsausta kutsutaan kaksikaarihitsaukseksi (monikaarihitsaukseksi). Valokaarisulahitsauksessa kaaren hyötysuhde on 0,7-0,9.

Kaaren polttoprosessin valvontaehtojen mukaan on:

Avoimella kaarella valokaaren palamisprosessin visuaalinen tarkkailu suoritetaan erityisillä suojalaseilla - valosuodattimilla. Avokaarea käytetään monissa hitsausmenetelmissä: manuaalisessa hitsauksessa metalli- ja hiilielektrodilla ja hitsauksessa suojakaasuissa. Suljettu kaari sijaitsee kokonaan sulassa sulassa kuonassa, perusmetallissa ja rakeisen juoksutteen alla, ja se on näkymätön. Puoliavoimelle kaarelle on ominaista se, että yksi osa siitä on perusmetallissa ja sulassa juoksutteessa ja toinen sen yläpuolella. Prosessia seurataan suodattimien kautta. Sitä käytetään alumiinin automaattiseen hitsaukseen juoksutuksella.

Hitsausvyöhykkeen suojauksen tyypin mukaan ympäröivältä ilmalta on:

Stabilisoivat pinnoitteet ovat materiaaleja, jotka sisältävät hitsauskaaren helposti ionisoivia elementtejä. Ne levitetään ohuena kerroksena käsikaarihitsaukseen tarkoitettujen elektrodien (ohutpinnoitettujen elektrodien) sauvoille.

Suojapinnoitteet ovat mekaaninen seos eri materiaaleista, jotka on suunniteltu suojaamaan sulaa metallia altistumiselta ilmalle, stabiloimaan kaaria, seostamaan ja jalostamaan hitsimetallia.

Yleisimmin käytettyjä ovat erikoispajoissa tai tehtaissa valmistetut keski- ja paksupinnoitetut hitsauselektrodit , jotka on tarkoitettu manuaaliseen kaarihitsaukseen ja pintakäsittelyyn.

Viime aikoina plasmahitsaus on yleistynyt , jossa inerttien kulumattomien elektrodien välistä kaaria käytetään välikantoaineen, esimerkiksi vesihöyryn, korkean lämpötilan lämmittämiseen. Tunnetaan myös hitsaus atomivedyllä , joka saadaan kaaressa volframielektrodien välissä ja joka vapauttaa lämpöä rekombinaation aikana molekyyleiksi hitsattavien osien päällä.

Muistiinpanot

  1. ↑ Tšekanov A. A. Nikolai Nikolajevitš Benardos. - M.: Nauka, 1983.
  2. ↑ "Nuoren sähköhitsaajan käsikirja manuaalisesta hitsauksesta", G. G. Chernyshov, V. B. Mordynsky, Moskova, "Engineering", 1987; sivu 66
  3. ↑ "Hitsausliiketoiminta: Metallien hitsaus ja leikkaus: oppikirja ammatillisen koulutuksen aloittamiseen / G. G. Chernyshov .- M .: Publishing Center "Academy", 2008 - s. 496
  4. ↑ Kaarihitsausdokumentti

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa