טכנולוגיה של ריתוך קשת חשמלי של מתכות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

השפעה של קשת חשמלית על מבנה החומר היא אחת הדרכים העתיקות ביותר להשיג חיבור חזק בין חלקי עבודה ממתכת. לגישות הטכנולוגיות הראשונות לשיטת ריתוך זו היו חסרונות רבים הקשורים לנקבוביות הריתוך ולהיווצרות סדקים באזור העבודה. עד כה, יצרני ציוד ומכשירי עזר ייעלו באופן משמעותי את השיטה של ריתוך בקשת חשמלית, והרחיבו את היקף השימוש בה.

סקירת טכנולוגיה

השיטה מיועדת ל-MMA (Manual Metal Arc), אשר ניתן לפענוח כריתוך ידני של אלקטרודה מקל. זרימת העבודה מבוססת על בקרת זרם חשמלי המסופק לאזור היעד על ידי מקור מיוחד המחובר לרשת. זרם מסופק לחלקים שיש לרתך באמצעות שני כבלים בעלי קוטביות שונה. למעשה, סגירת המעגל החשמלי ומעוררת היווצרות של קשת,האפקט התרמי שלו ממיס את המתכת ויוצר בריכת ריתוך.

לאחר סיום התקפת החום, אזור העבודה מתקרר, והמבנה שלו מתגבש. מרכיב חשוב בטכנולוגיה של ריתוך קשת חשמלי הוא האלקטרודה. ככלל, זהו מוט פלדה המסופק בציפוי בעל הרכב כימי מסוים. עם הפעלת הקשת החשמלית, גם מבנה המוט נמס ונופל לתוך אזור העבודה, ויוצר חומר בעל מבנה יחיד עם חומר העבודה.

הצתת הקשת כשלב העבודה הראשון

כפי שכבר צוין, התחלת החשיפה התרמית מתרחשת כתוצאה מסגירת המעגל החשמלי. הקשת עצמה, בהתאם למקור הזרם בו נעשה שימוש, יכולה להיות מאופיינת על ידי טבילה עדינה, טבילה תלולה או תכונות של מתח זרם קשה. זה מתרחש כתוצאה מהפעלת זרם על האלקטרודה ועל פני השטח של חומר העבודה. זרם מועבר דרך שני העצמים, ולאחר מכן נוצרת קשת חשמלית ביניהם.

עצם ההתרגשות של התהליך מתרחשת בדרכים שונות. במקרה אחד, ריתוך קשת מתחיל על ידי נגיעה קצרה בפריט העבודה עם התנתקות מהירה עם המוט. ובאחר, מבוצעות נגיעות בולטות עם אותן הפרדות במרחקים מסוימים. במקרה זה, יציבות הריתוך תהיה תלויה בדיוק בשמירה על מרחק מקובל בין האלקטרודה לחומר העבודה. אם חורגת ממרחק זה, הקשת תיפסק. לעומת זאת, מיקום המוט קרוב מדי לחלק המיועד לריתוך עלול לגרום לחומרים להיצמד זה לזה. בְּחִירָההמרחק האופטימלי תלוי במידת האלסטיות של הקשת עצמה, אשר נקבעת גם על ידי הגדרות המתח הנוכחי של הציוד. בעלי מלאכה מנוסים יכולים להתאים את המרחק בטווח המותר, ובכך להשפיע גם על יעילות ההיתוך וגם על חדירת המתכת.

תהליך ריתוך

מקור הזרם שהוזכר כבר מעורב בעבודה, שסוגיו ייחשבו בנפרד, ושני כבלים בעלי קוטביות שונה. כבל אחד מסתיים עם מחזיק אלקטרודה, והשני עם מהדק מסוף, אשר קבוע על חומר העבודה. כתוצאה מההשפעה התרמית של הקשת היזומה, המתכת נמסה בבריכת הריתוך. ככל שתהליך זה מתקדם, מתבצעת גם העברת הטיפות של האלקטרודה המתכלה - טיפה קטנה וטיפה גדולה. כאן יש צורך להדגיש את חשיבות ציפוי הבר. ההרכב הכימי של הציפוי נקבע לא כל כך על ידי הדרישות לאינטראקציה עם קשת חשמלית, אלא על ידי ההשפעה על מבנה התפר, שיקבל את מרכיבי הציפוי באמצעות טיפות התכה.

בתהליך ריתוך בקשת חשמלית נשרפת גם השכבה החיצונית של האלקטרודה, וכתוצאה מכך נוצרות תרכובות הגנה גזי. היווצרות של ענן שאינו מאפשר השפעות מזיקות מהסביבה היא ההבדל המהותי בין הגישה המודרנית לריתוך MMA. לאחר הפסקת הקשת החשמלית, מתחיל תהליך ההתמצקות וההתגבשות של התרכובת שנוצרה.

סוגי תפרים שיוצרו

יש כמה סיווגים של תפרים שניתן להשיג בתהליך הריתוך הזה. לדוגמה, חיבורים תקרה, אנכיים ואופקיים נבדלים לפי מיקום. בתורו, התפרים האנכיים שונים בהתאם לכיוון - בירידה ובעלייה. חיבורים אופקיים הם אולי הקשים ביותר, שכן מתכת תיפול מאזור הריתוך לקצוות התחתונים של חומר העבודה. מאותה סיבה, המכפלת העליונה עשויה להיות חתוכה.

חיבורים לא רציפים ורציפים נבדלים באורכם. הראשונים משמשים לעתים קרובות למדי מהסיבה שהם חוסכים משאבים וזמן. תפרים מוצקים של ריתוך קשת חשמלי משמשים במקרים בהם יש צורך להבטיח רמה גבוהה של אמינות בעת זיווג שני מבנים קריטיים. חיבור לסירוגין הוא פחות עמיד, אבל בתנאים מסוימים הוא מצדיק את עצמו.

יש גם סיווג לפי קמור. פרמטר זה תלוי בנפח המתכת המופקדת. יש תפרים קמורים, רגילים וקעורים. יחד עם זאת, אין לצפות כי נוכחות של כמות גדולה של שכבה ככזו מבטיחה את חוזק ועמידות החיבור. תחת פעולה של עומסים ורעידות גבוהים, תפר כזה מאבד למפרק של מבנה רגיל.

רובוטריקים לריתוך MMA

זהו מקור וממיר אוניברסלי של זרם חשמלי, המשמש גם בריתוך שטף וחיתוך פלזמה של מתכת. מכשירים כאלה הם פשוטים בעיצובם, לא יומרניים בתחזוקה ואמינים. ההנהלה אפילודגמים מודרניים הם בעיקר מכניים. המילוי של הציוד הוא סליל עם חוט מפותל - ליבה הממירה את הזרם החשמלי ברשת למתח הדרוש למשימות ספציפיות. חשוב לציין שעבודה עם ריתוך קשת חשמלי תחת ספק כוח שנאי כרוכה בשימוש בזרם חילופין, הדורש מיומנויות מקצועיות מהמפעיל.

מכשירי מהפך

המכשיר המתקדם ביותר מבחינה טכנולוגית, קל לשימוש ופונקציונלי לתמיכה בריתוך מודרני. הוא מספק פעולה בתנאי DC, ומגדיל את הסיכויים לקבל תפר חלק ונקי גם למתחילים. חשוב מכך, ריתוך קשת חשמלי עם מהפך מאפשר לך להשתמש ברשת ביתית להספק אם היא מסוגלת לספק זרם מ-16 A עד 25 A. באופן כללי, זהו הפתרון הטוב ביותר לצרכים פרטיים כאשר יש צורך בעיבוד חלקים במוסך, להניח ציפוי מתכת וכו'. המומחים יכולים גם להשתמש במשאבי אינוורטר לריתוך ארגון-קשת, להרחיב את האפשרויות להפעלת ציוד.

מיישרי ריתוך קשת

מכשירים כאלה משמשים להמרת זרם רשת מ-AC ל-DC, ותורמים גם ליישום תפרים באיכות גבוהה. ההבדל העיקרי בין סוג זה של מקורות זרם הוא הקוהרנטיות של אינטראקציה עם סוגים שונים של אלקטרודות. עם תמיכה זו, ניתן להשתמש במכונות ריתוך קשת לפעולות בסביבות גז מגן - לדוגמה, אם המוט עשוי מפלדה אומתכת אל ברזליות. החסרונות של מיישרים כוללים גודל גדול, מסה גדולה וכתוצאה מכך קשיים בהובלה. לכן, היצרנים, כתוספת, מציעים במות ריצה עם גלגלים לתנועה נוחה של המכשיר.

יתרונות הטכנולוגיה

התצורה של שיטת ריתוך זו על רקע שיטות אלטרנטיביות רבות עשויה להיראות מיושנת ולא יעילה, אולם במסגרת תפיסה זו ניתן לארגן את האפשרות לעבד כמעט את כל סוגי המתכות הנפוצות. הרבגוניות היא היתרון העיקרי של שיטת ה-MMA. יש גם יתרון מבחינת ארגונומיה פיזית של העבודה. זה לא אומר שריתוך קשת ידני הוא נוח, אבל עצם היכולת לבצע פעולות בכל עמדה ובחללים סגורים היא בעלת ערך רב.

בנפרד, כדאי להדגיש את עצמאות העבודה מתנאי אטמוספירה וטמפרטורה חיצוניים. ניתן לארגן את התהליך הן בפנים והן בחוץ. אם אנחנו מדברים על דרישות מוגברות לאיכות הריתוך, אז הטכנולוגיה מאפשרת שימוש באמצעי הגנה למניעת כניסת אוויר לבריכת הריתוך, מה שממזער את הסיכון לליקויים.

חסרונות הטכנולוגיה

השיטה מאוד זולה מבחינת הארגון, שלא יכולה אלא לגרום למספר גורמים שליליים. לדוגמה, ההדרה של שיטות מודרניות של אוטומציה של תהליכים ובקרה אלקטרונית של פרמטרים בודדים של מקור הכוח מעבירה את האחריות על איכות התפר למפעיל. מהכישורים שלוהמאפיינים של המבנה המתקבל של המתחם יהיו תלויים במידה רבה יותר. פשוט בביצוע, ריתוך קשת חשמלי של מתכות גם לא יכול להיקרא. הקושי טמון בתהליך הצתת הקשת, אשר, שוב, נשלט על ידי המשתמש "בעין" ללא מערכות עזר. אם נשווה את השיטה לריתוך חצי אוטומטי, אז יהיה חוסר פרודוקטיביות.

מסקנה

בשל הרבגוניות שלה, טכנולוגיית MMA אימצה ומחזיקה בעקביות יישומים רבים. במשק הבית, בבתי מלאכה ובשירותי רכב, בתעשיות ובבנייה, ריתוך קשת חשמלי מוצא את מקומו, ומאפשר לבצע מגוון תפרים. באשר למגבלות, הן נקבעות בעיקר על ידי ארגונומיה. מושגים חלופיים לריתוך חצי אוטומטי, בשל נוחותם, הם גם מבוקשים מאוד, בתחומים מסוימים עקורים את עקרונות ה-MMA. מצד שני, ריתוך קשת מתעלה על טכנולוגיות תחרותיות רבות בשל החוזק המוגבר של התפר שנוצר והשקעת משאבים מינימלית בארגון העבודה.