درجة حرارة قوس اللحام: الوصف وطول القوس وشروط ظهوره

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

قوس اللحام نفسه هو تفريغ كهربائي موجود لفترة طويلة. وهي تقع بين أقطاب كهربائية تحت الجهد ، وتقع في خليط من الغازات والأبخرة. الخصائص الرئيسية لقوس اللحام هي درجة الحرارة ومرتفعة إلى حد ما ، وكذلك كثافة التيار العالية.

الوصف العام

يحدث القوس بين القطب الكهربائي وقطعة العمل المعدنية التي يتم العمل عليها. يحدث تكوين هذا التفريغ بسبب حدوث انهيار كهربائي لفجوة الهواء. عندما يحدث مثل هذا التأثير ، يحدث تأين جزيئات الغاز ، ليس فقط ارتفاع درجة حرارته ، ولكن أيضًا توصيله الكهربائي ، ويمر الغاز نفسه إلى حالة البلازما. تكون عملية اللحام ، أو بالأحرى حرق القوس ، مصحوبة بتأثيرات مثل إطلاق كمية كبيرة من الحرارة والطاقة الضوئية. بسبب التغيير الحاد في هاتين المعلمتين في اتجاه زيادتهما الكبيرة ، تحدث عملية ذوبان المعدن ، حيث تزداد درجة الحرارة في مكان محلي عدة مرات. الجمع بين كل هذه الإجراءات يسمى اللحام.

خصائص القوس

لكي يظهر قوس ، من الضروري لمس القطب لفترة وجيزة بقطعة العمل التي تعمل بها. وهكذا ، تحدث دائرة كهربائية قصيرة ، بسبب ظهور قوس اللحام ، ترتفع درجة حرارته بسرعة كبيرة. بعد اللمس ، من الضروري قطع الاتصال وإنشاء فجوة هوائية. لذلك يمكنك اختيار طول القوس المطلوب لمزيد من العمل.

إذا كان التفريغ قصيرًا جدًا ، فقد يلتصق القطب بقطعة الشغل. في هذه الحالة ، سيحدث ذوبان المعدن بسرعة كبيرة ، وسيؤدي ذلك إلى تكوين ترهل ، وهو أمر غير مرغوب فيه للغاية. أما بالنسبة لخصائص القوس الطويل جدًا ، فهو غير مستقر من حيث الاحتراق. درجة حرارة قوس اللحام في منطقة اللحام في هذه الحالة لن تصل أيضًا إلى القيمة المطلوبة. في كثير من الأحيان ، يمكنك رؤية قوس ملتوي ، وكذلك عدم استقرار قوي ، عند العمل باستخدام آلة لحام صناعية ، خاصة عند العمل بأجزاء ذات أبعاد كبيرة. غالبًا ما يشار إلى هذا بالنفخ المغناطيسي.

انفجار مغناطيسي

جوهر هذه الطريقة هو أن تيار اللحام للقوس قادر على إنشاء مجال مغناطيسي صغير ، والذي قد يتفاعل جيدًا مع المجال المغناطيسي الذي تم إنشاؤه بواسطة التيار المتدفق عبر العنصر الذي تتم معالجته. بمعنى آخر ، يحدث انحراف القوس بسبب ظهور بعض القوى المغناطيسية. هذه العملية تسمى النفخ لأن انحراف القوس معالجانب يبدو أنه بسبب رياح قوية. لا توجد طرق حقيقية للتخلص من هذه الظاهرة. لتقليل تأثير هذا التأثير ، يمكن استخدام قوس قصير ، ويجب وضع القطب نفسه بزاوية معينة.

هيكل القوس

في الوقت الحالي ، يعد اللحام عملية تم تحليلها بتفصيل كافٍ. لهذا السبب ، من المعروف أن هناك ثلاث مناطق من احتراق القوس. تلك المناطق المجاورة للأنود والكاثود ، على التوالي ، منطقة القطب الموجب والكاثود. بطبيعة الحال ، ستختلف أيضًا درجة حرارة قوس اللحام في اللحام القوسي اليدوي في هذه المناطق. يوجد قسم ثالث يقع بين القطب الموجب والكاثود. هذا المكان يسمى عمود القوس. درجة الحرارة المطلوبة لصهر الفولاذ حوالي 1300-1500 درجة مئوية. يمكن أن تصل درجة حرارة عمود قوس اللحام إلى 7000 درجة مئوية. على الرغم من أنه من العدل أن نلاحظ هنا أنه لا يتم نقله بالكامل إلى المعدن ، إلا أن هذه القيمة كافية لصهر المادة بنجاح.

هناك العديد من الشروط التي يجب إنشاؤها لضمان قوس مستقر. مطلوب تيار ثابت بقوة حوالي 10 أ. بهذه القيمة ، من الممكن الحفاظ على قوس ثابت بجهد من 15 إلى 40 فولت. وتجدر الإشارة إلى أن القيمة الحالية 10 أ هي الحد الأدنى ، الحد الأقصى يمكن أن تصل إلى 1000 A. في الأنود والكاثود. يحدث انخفاض الجهد أيضًا في تفريغ القوس. بعدبعض التجارب ، وجد أنه إذا تم إجراء لحام كهربائي قابل للاستهلاك ، فإن أكبر انخفاض سيكون في منطقة الكاثود. في هذه الحالة ، يتغير أيضًا توزيع درجة الحرارة في قوس اللحام ، ويقع التدرج الأكبر في نفس المنطقة.

بمعرفة هذه الميزات ، يتضح سبب أهمية اختيار القطبية المناسبة عند اللحام. إذا قمت بتوصيل القطب الكهربائي بالكاثود ، يمكنك تحقيق أعلى درجة حرارة لقوس اللحام.

منطقة درجة الحرارة

على الرغم من نوع القطب الكهربائي الذي يتم لحامه أو استهلاكي أو غير قابل للاستهلاك ، ستكون درجة الحرارة القصوى بالضبط عند عمود قوس اللحام ، من 5000 إلى 7000 درجة مئوية.

يتم نقل المنطقة ذات أدنى درجة حرارة لقوس اللحام إلى إحدى مناطقها ، الأنود أو الكاثود. في هذه المناطق ، يتم ملاحظة 60 إلى 70٪ من درجة الحرارة القصوى.

لحام التيار المتردد

كل ما سبق يتعلق بإجراء اللحام بالتيار المباشر. ومع ذلك ، يمكن أيضًا استخدام التيار المتردد لهذه الأغراض. بالنسبة للجوانب السلبية ، هناك تدهور ملحوظ في الثبات ، وكذلك القفزات المتكررة في درجة حرارة الاحتراق لقوس اللحام. من بين المزايا ، أنه يمكن استخدام معدات أبسط وبالتالي أرخص. بالإضافة إلى ذلك ، في وجود مكون متغير ، يختفي عمليا تأثير مثل النفخ المغناطيسي. الاختلاف الأخير هو أنه ليست هناك حاجة لاختيار قطبية ، منذ ذلك الحينكما هو الحال مع التيار المتردد ، يحدث التغيير تلقائيًا بتردد حوالي 50 مرة في الثانية.

يمكن إضافة أنه عند استخدام المعدات اليدوية ، بالإضافة إلى ارتفاع درجة حرارة قوس اللحام بطريقة القوس اليدوي ، ستنبعث موجات الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. في هذه الحالة ، تنبعث من التفريغ. هذا يتطلب أقصى قدر من معدات الحماية للعامل.

بيئة حرق القوس

اليوم ، هناك العديد من التقنيات المختلفة التي يمكن استخدامها أثناء اللحام. تختلف جميعها في خصائصها ومعلماتها ودرجة حرارة قوس اللحام. ما هي الطرق؟

1. طريقة مفتوحة. في هذه الحالة التفريغ يحترق في الغلاف الجوي
2. طريق مغلق. أثناء الاحتراق ، تتشكل درجة حرارة عالية بدرجة كافية ، مما يتسبب في إطلاق قوي للغازات بسبب احتراق التدفق. يوجد هذا التدفق في الملاط المستخدم لمعالجة الأجزاء الملحومة.
3. طريقة استخدام المواد المتطايرة الواقية. في هذه الحالة يتم إمداد منطقة اللحام بالغاز ، والذي يتم تقديمه عادة على شكل أرجون أو هيليوم أو ثاني أكسيد الكربون.

وجود هذه الطريقة تبرره حقيقة أنها تساعد على تجنب الأكسدة النشطة للمادة ، والتي يمكن أن تحدث أثناء اللحام ، عندما يتعرض المعدن للأكسجين. تجدر الإشارة إلى أنه ، إلى حد ما ، يتم توزيع درجة الحرارة في قوس اللحام بطريقة يتم فيها إنشاء قيمة قصوى في الجزء المركزي ، مما يخلق مناخًا محليًا صغيرًا. في هذه الحالة ، يتشكلمساحة صغيرة من الضغط المرتفع. مثل هذه المنطقة قادرة على إعاقة تدفق الهواء بطريقة ما.

يسمح لك استخدام التدفق بالتخلص من الأكسجين في منطقة اللحام بشكل أكثر كفاءة. إذا تم استخدام الغازات للحماية ، فيمكن إزالة هذا العيب بشكل شبه كامل.

التصنيف حسب المدة

يوجد تصنيف لتفريغ قوس اللحام حسب مدتها. يتم تنفيذ بعض العمليات عندما يكون القوس في وضع مثل النبض. تقوم هذه الأجهزة باللحام مع ومضات قصيرة. لفترة قصيرة من الوقت ، أثناء حدوث الوميض ، فإن درجة حرارة قوس اللحام لديها وقت للزيادة إلى هذه القيمة التي تكفي لإنتاج ذوبان محلي للمعادن. يحدث اللحام بدقة شديدة وفقط في المكان الذي يتلامس فيه جهاز قطعة العمل.

ومع ذلك ، فإن الغالبية العظمى من أدوات اللحام تستخدم قوسًا مستمرًا. خلال هذه العملية ، يتم تحريك القطب بشكل مستمر على طول الحواف ليتم ربطها.

هناك مناطق تسمى برك اللحام. في مثل هذه المناطق ، تزداد درجة حرارة القوس بشكل كبير ، ويتبع القطب. بعد أن يمر القطب الكهربائي في الموقع ، يترك حوض اللحام بعده ، مما يجعل الموقع يبرد بسرعة إلى حد ما. عند التبريد ، تحدث عملية تسمى التبلور. نتيجة لذلك ، يحدث خط اللحام.

درجة حرارة المشاركة

يجدر تحليل عمود القوس ودرجة حرارته بمزيد من التفاصيل. الحقيقة هي أن هذه المعلمة تعتمد بشكل كبير على العديد من المعلمات. أولاً ، تؤثر المادة التي يتكون منها القطب بشدة. يلعب تكوين الغاز في القوس أيضًا دورًا مهمًا. ثانيًا ، حجم التيار له أيضًا تأثير كبير ، لأنه مع زيادته ، على سبيل المثال ، ستزداد درجة حرارة القوس أيضًا ، والعكس صحيح. ثالثًا ، نوع طلاء القطب وكذلك القطبية مهمان جدًا.

مرونة القوس

أثناء اللحام ، من الضروري مراقبة طول القوس عن كثب أيضًا لأن معلمة مثل المرونة تعتمد عليها. من أجل الحصول على لحام عالي الجودة ودائم نتيجة لذلك ، من الضروري أن يحترق القوس بثبات ودون انقطاع. مرونة القوس الملحوم هي خاصية تصف الاحتراق غير المنقطع. تظهر المرونة الكافية إذا كان من الممكن الحفاظ على استقرار عملية اللحام مع زيادة طول القوس نفسه. تتناسب مرونة قوس اللحام بشكل مباشر مع خصائص مثل القوة الحالية المستخدمة في اللحام.