קשת ריתוך היא תיאור ומאפיינים

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

כדי לבצע בהצלחה את תהליך הריתוך, יש צורך בקשת ריתוך. מדובר בפריקה חשמלית, המתאפיינת בהספק גבוה מאוד והיא ארוכה למדי. זה מתרחש בין אלמנטים כגון אלקטרודות שנמצאות בסביבה גזי מסוימת. כדי שתתרחש קשת, יש להפעיל מתח על האלקטרודות.

תיאור כללי של הקשת

המאפיינים המבדילים העיקריים של קשת הריתוך הם טמפרטורה גבוהה מאוד, כמו גם צפיפות זרם. הודות לשתי האיכויות הללו, בשילוב, הקשת מסוגלת להמיס מתכות בעלות נקודת התכה של 3000 מעלות צלזיוס ללא בעיות. אנו יכולים לומר כי קשת זו היא מוליך, המורכב מחומרים נדיפים, והמטרה העיקרית היא הפיכת אנרגיה חשמלית לאנרגיה תרמית. המטען החשמלי עצמו הוא הרגע שבו הזרם החשמלי עובר דרך המדיום הגזי.

זני פריקה

קשת ריתוך היא פריקה, ומכיוון שיש כמה סוגים שלה, יש גם כמה סוגים שלקשתות:

1. הזן הראשון נקרא פריקת זוהר. מראה זה מתרחש רק בסביבה של לחץ נמוך, ומשמש רק בדברים כמו מסכי פלזמה או מנורות פלורסנט.
2. הסוג השני הוא פריקת הניצוץ. התרחשות מסוג זה מתרחשת ברגע בו הלחץ שווה בקירוב לאטמוספרי. זה שונה בכך שיש לו צורה די לסירוגין. דוגמה בולטת לפריקה כזו היא ברק.
3. קשת הריתוך היא פריקת קשת. זה סוג זה המשמש לרוב במהלך ריתוך. הוא מתרחש בנוכחות לחץ אטמוספרי, וצורתו רציפה.
4. הסוג האחרון נקרא כתר. לרוב מתרחשת אם משטח האלקטרודה מחוספס ולא אחיד.

טבע הקשת

כדאי לומר שקשת הריתוך החשמלי אינה כל כך מסובכת כפי שהיא נראית במבט ראשון, די פשוט להבין את טיבה. הוא משתמש בזרם חשמלי שזורם דרך אלמנט כמו קתודה. לאחר מכן, הוא נכנס לסביבה עם גז מיונן. ברגע זה מתרחשת פריקה, המאופיינת באור בהיר ובטמפרטורה גבוהה מאוד. באופן כללי, לקשת ריתוך יכולה להיות טמפרטורה הנעה בין 7,000 ל-10,000 מעלות צלזיוס. לאחר מעבר שלב זה, הזרם יעבור לחומר המרותך. אנו יכולים לומר שמקור קשת הריתוך הוא זרם חשמלי שעבר שינויים.

עקב טמפרטורות כה גבוהות, הקשת תפלוט אינפרא אדוםוקרניים אולטרה סגולות, המזיקות לבריאות האדם. זה מסוכן לעיניים אנושיות, ועלול להשאיר גם כוויה קלה. מהסיבות לעיל, לכל הרתכים צריך להיות ציוד מגן אישי טוב.

מבנה קשת

מבנה (מבנה) קשת הריתוך כולל שלושה מרכיבים עיקריים, או קטעים - קטעי האנודה והקתודה, כמו גם עמודת הקשת. יש לציין שבמהלך שריפת קשת הריתוך יווצרו נקודות או אזורים פעילים באזורי האנודה והקתודה המאופיינים בערך הטמפרטורה המקסימלית. דרך שני אזורים אלו יעבור כל הזרם החשמלי שספק הכוח מייצר. במקביל, תירשם בשני אזורים אלו גם ירידת המתח הגדולה ביותר של קשת הריתוך. עמודת הקשת ממוקמת בין שני האזורים הללו, ופרמטר כמו נפילת מתח, במקרה זה, יהיה מינימלי.

מהאמור לעיל, אנו יכולים להסיק כי ראשית, מקור הכוח של קשת הריתוך יכול לייצר מתח גבוה למדי וזרם גבוה. שנית, אורך הקשת יהיה מורכב ממכלול השטחים המפורטים לעיל. לרוב, אורכה של קשת כזו הוא כמה מילימטרים, בתנאי שאזורי האנודה והקתודה הם בהתאמה 10-4 ו- 10-5 ס"מ. האורך הטוב ביותר הוא קשת של 4-6 מ"מ. עם אינדיקטורים כאלה ניתן יהיה להשיג בעירה יציבה וטמפרטורות גבוהות.

סוגי קשת

ההבדל בין קשת הריתוך טמון בסכימת הגישה, כמו גם בסביבה שבה היא יכולה להתרחש. נכון לעכשיו, ישנם שני סוגים נפוצים ביותר של קשת:

• קשת פעולה ישירה. במקרה זה, מכונת הריתוך חייבת להיות מקבילה לאובייקט המיועד לריתוך. קשת חשמלית תתרחש כאשר הזווית בין חומר העבודה המתכתי לאלקטרודה היא 90 מעלות.
• הזן העיקרי השני הוא סוג עקיף של קשת ריתוך. זה מתרחש רק אם משתמשים בשתי אלקטרודות, והן ממוקמות בזווית של 40-60 מעלות ביחס לפני השטח של חלק המתכת. קשת תיווצר בין שני האלמנטים הללו ותרתך את המתכת יחד.

Classification

כדאי לציין שיש סיווג של הקשת בהתאם לאטמוספירה שבה היא תתרחש. עד היום ידועים שלושה סוגים:

• הסוג הראשון הוא קשת פתוחה. בעת ריתוך סוג זה, הקשת תישרף באוויר הפתוח, וסביבה תיווצר שכבת גז קטנה שתכלול אדי מתכת, אלקטרודות וציפויים שלהן.
• סוג סגור. שריפת קשת ריתוך כזו מאופיינת בכך שהיא מתבצעת מתחת לשכבת שטף.
• הזן האחרון הוא הקשת עם אספקת גז. במקרה זה מסופק לו חומר כמו הליום, ארגון או פחמן דו חמצני. ניתן להשתמש גם בכמה סוגים אחרים של גזים.

ההבדל העיקרי מהסוג האחרון הוא זההגזים שסופקו ימנעו את התופעה של חמצון מתכות במהלך הריתוך.

הבדל קל נצפה גם במונחים של משך קשת כזו. על פי המאפיינים שלה, קשת הריתוך יכולה להיות נייחת או דופקת. נייח משמש לריתוך רציף של מתכות, כלומר, הוא רציף. סוג קשת הדופק הוא פגיעה יחידה במגע המתכת, המסותת.

אלמנטים עובדים, כלומר אלקטרודות, יכולים להיות פחמן או טונגסטן. אלקטרודות אלו נקראות גם לא מתכלות. ניתן להשתמש גם באלמנטים מתכתיים, אך הם יימסו באותו אופן כמו חומר העבודה. סוג האלקטרודה הנפוץ ביותר הוא פלדה בכל הנוגע לסוגי התכה. עם זאת, השימוש במינים שאינם נמסים הופך ליותר ויותר פופולרי כיום.

רגע התרחשות הקשת

קשת הריתוך מתרחשת ברגע שבו מתרחש מעגל מהיר. זה קורה כאשר האלקטרודה באה במגע עם חלק מתכת. בשל העובדה שהטמפרטורה פשוט ענקית, המתכת מתחילה להמיס, ורצועה דקה של מתכת מותכת מופיעה בין האלקטרודה לחומר העבודה. כאשר האלקטרודה והמתכת מתפצלים, האחרונה מתאדה כמעט באופן מיידי, מכיוון שצפיפות הזרם גבוהה מאוד. לאחר מכן, הגז מיונן, ולכן מופיעה קשת הריתוך.

תנאי קשת

בתנאים סטנדרטיים, כלומר בטמפרטורה ממוצעת של 25 מעלות ולחץ של 1האטמוספרה, הגז אינו מסוגל להוביל חשמל. הדרישה העיקרית להתרחשות של קשת היא יינון של המדיום הגזי בין האלקטרודות. במילים אחרות, הגז חייב להכיל חלקיקים טעונים, אלקטרונים או יונים.

התנאי החשוב השני שיש להקפיד עליו הוא שמירה מתמדת על הטמפרטורה בקתודה. הטמפרטורה הנדרשת תהיה תלויה במאפיינים כגון אופי הקתודה וקוטרה וגודלה. גם טמפרטורת הסביבה תשחק תפקיד חשוב. קשת הריתוך חייבת להיות יציבה ויחד עם זאת בעלת חוזק זרם עצום, אשר ייתן מדד טמפרטורה גבוה (7 אלף מעלות צלזיוס ומעלה). אם כל התנאים מתקיימים, ניתן לעבד כל חומר עם הקשת המתקבלת. כדי להבטיח נוכחות של טמפרטורה קבועה וגבוהה, יש צורך שספק הכוח יפעל בצורה יציבה ככל האפשר. מסיבה זו מקור הכוח הוא החלק החשוב ביותר בבחירת מכונת ריתוך.

תכונות קשת

יש כמה דברים שמבדילים את קשת הריתוך מפריקות חשמליות אחרות.

הראשון הוא צפיפות הזרם העצומה, שיכולה להגיע לכמה אלפי אמפר לסנטימטר רבוע. זה נותן טמפרטורה עצומה במהלך הפעולה. חלוקת השדה החשמלי בין האלקטרודות בחלל שלהן היא לא אחידה למדי. ליד אלמנטים אלה נצפתה ירידת מתח חזקה, ולכיוון המרכז, להיפך, היא פוחתת מאוד. אי אפשר שלא לומר על תלות הטמפרטורה באורך העמוד. ככל שהאורך ארוך יותר, כך החימום גרוע יותר,ולהיפך. באמצעות קשתות ריתוך, אתה יכול לקבל מאפיין זרם-מתח שונה מאוד (CVC).

מהפך ריתוך. הקשת והתכונות שלה

כדאי להתחיל מיד בהבדל העיקרי בין מקור כוח אינוורטר למקור קונבנציונלי שנאי. צריכת האנרגיה החשמלית הופחתה בכמעט חצי. מאפיין הזרם המתרחש בעת שימוש במהפך מאפשר הצתה מהירה יותר של הקשת, וכן מבטיח שריפה יציבה לאורך כל התהליך.

כשלעצמו, מהפך ריתוך הוא מכשיר מורכב למדי המבצע פעולות לשינוי הזרם כדי להבטיח את הפעולה היציבה ביותר של הקשת. לדוגמה, המכשיר מחובר לרשת ומקבל כקלט זרם חילופין, אותו הוא מסוגל להמיר לזרם ישר. לאחר מכן, הזרם הישיר נכנס לבלוק המהפך, שם הוא מומר שוב לזרם חילופין, אך בתדר גבוה בהרבה ממה שהיה ברשת. זרם זה מועבר לשנאי, שם המתח שלו מופחת באופן משמעותי, מה שמגביר את כוחו. לאחר מכן, זרם החילופין המיושר והמכוון מועבר למיישר, שם הוא מומר לזרם ישר ומסופק לפעולה.