قوس اللحام الوصف والخصائص

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

من أجل تنفيذ عملية اللحام بنجاح ، يلزم وجود قوس لحام. هذا تفريغ كهربائي يتميز بقوة عالية جدًا وطويل جدًا. يحدث بين عناصر مثل الأقطاب الكهربائية الموجودة في بيئة غازية معينة. لكي يحدث القوس ، يجب تطبيق الجهد على الأقطاب الكهربائية.

وصف عام للقوس

الخصائص المميزة الرئيسية لقوس اللحام هي درجة حرارة عالية جدًا ، فضلاً عن كثافة التيار. بفضل هاتين الصفتين ، معًا ، يمكن للقوس صهر المعادن بنقطة انصهار تبلغ 3000 درجة مئوية دون أي مشاكل. يمكننا القول أن هذا القوس موصل يتكون من مواد متطايرة ، والغرض الرئيسي هو تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية. الشحنة الكهربائية نفسها هي اللحظة التي يمر فيها التيار الكهربائي عبر الوسط الغازي.

أصناف التفريغ

قوس اللحام هو تفريغ ، وبما أن هناك عدة أنواع منه ، فهناك أيضًا عدة أنواعالأقواس:

1. يسمى الصنف الأول تفريغ الوهج. يحدث هذا المظهر فقط في بيئة الضغط المنخفض ، ولا يستخدم إلا في أشياء مثل شاشات البلازما أو مصابيح الفلورسنت.
2. النوع الثاني هو تفريغ شرارة. يحدث حدوث هذا النوع في الوقت الذي يكون فيه الضغط مساويًا تقريبًا للغلاف الجوي. إنه يختلف في أنه يحتوي على شكل متقطع نوعًا ما. مثال صارخ على مثل هذا التفريغ هو البرق.
3. قوس اللحام هو تفريغ قوسي. هذا النوع هو الأكثر استخدامًا أثناء اللحام. يحدث في وجود الضغط الجوي وشكله مستمر.
4. النوع الأخير يسمى التاج. يحدث غالبًا إذا كان سطح القطب خشنًا وغير مستوٍ.

طبيعة القوس

تجدر الإشارة إلى أن قوس اللحام الكهربائي ليس معقدًا للغاية كما يبدو للوهلة الأولى ، فمن السهل جدًا فهم طبيعته. يستخدم تيارًا كهربائيًا يتدفق عبر عنصر مثل الكاثود. بعد ذلك ، يدخل البيئة بالغاز المتأين. في هذه اللحظة يحدث تفريغ يتميز بضوء ساطع ودرجة حرارة عالية جدًا. بشكل عام ، يمكن أن تتراوح درجة حرارة قوس اللحام من 7000 إلى 10000 درجة مئوية. بعد اجتياز هذه المرحلة ، سيمر التيار إلى المادة التي يتم لحامها. يمكننا القول أن مصدر قوس اللحام هو تيار كهربائي خضع لتغييرات.

بسبب درجات الحرارة المرتفعة هذه ، سيصدر القوس الأشعة تحت الحمراءوالأشعة فوق البنفسجية الضارة بصحة الإنسان. إنه خطير على عيون الإنسان ، ويمكن أن يتسبب أيضًا في حروق خفيفة. للأسباب المذكورة أعلاه ، يجب أن يكون لدى جميع عمال اللحام معدات حماية شخصية جيدة.

هيكل القوس

يشتمل هيكل (هيكل) قوس اللحام على ثلاثة مكونات أو أقسام رئيسية - أقسام الأنود والكاثود ، بالإضافة إلى عمود القوس. وتجدر الإشارة إلى أنه أثناء احتراق قوس اللحام ، تتشكل مناطق أو مناطق نشطة في مناطق القطب الموجب والكاثود ، والتي تتميز بأقصى قيمة لدرجة الحرارة. من خلال هذين المجالين سوف يمر كل التيار الكهربائي الذي يولده مزود الطاقة. في نفس الوقت ، سيتم أيضًا تسجيل أكبر انخفاض في الجهد لقوس اللحام في هاتين المنطقتين. يقع عمود القوس بين هاتين المنطقتين ، وسيكون مثل هذا المعامل مثل انخفاض الجهد ، في هذه الحالة ، ضئيلاً.

مما سبق ، يمكننا أن نستنتج ، أولاً ، أن مصدر الطاقة لقوس اللحام يمكن أن ينتج جهدًا عاليًا وتيارًا عاليًا إلى حد ما. ثانيًا ، سيتكون طول القوس من مجموع تلك المناطق المذكورة أعلاه. غالبًا ما يكون طول هذا القوس عدة مليمترات بشرط أن تكون مناطق القطب الموجب والكاثود 10-4 و 10-5 سم على التوالي ، والطول الأكثر ملاءمة هو قوس من 4-6 مم. باستخدام مثل هذه المؤشرات ، سيكون من الممكن تحقيق احتراق مستقر ودرجات حرارة عالية.

أنواع القوس

يكمن الاختلاف بين قوس اللحام في مخطط النهج ، وكذلك في البيئة التي يمكن أن يحدث فيها. يوجد حاليًا نوعان من أنواع القوس الأكثر شيوعًا:

• قوس العمل المباشر. في هذه الحالة ، يجب أن تكون آلة اللحام موازية للكائن المراد لحامه. سيحدث قوس كهربائي عندما تكون الزاوية بين الشغل المعدني والقطب 90 درجة.
• الصنف الثاني الرئيسي هو نوع غير مباشر من قوس اللحام. يحدث فقط إذا تم استخدام قطبين ، وكانا موجودين بزاوية 40-60 درجة بالنسبة لسطح الجزء المعدني. سيتشكل قوس بين هذين العنصرين ويلحم المعدن معًا.

التصنيف

وتجدر الإشارة إلى أن هناك تصنيفًا للقوس اعتمادًا على الغلاف الجوي الذي سيحدث فيه. حتى الآن ، هناك ثلاثة أنواع معروفة:

• النوع الأول هو قوس مفتوح. عند لحام هذا النوع يحترق القوس في الهواء الطلق ، وتتشكل حوله طبقة غاز صغيرة تشمل أبخرة من المعدن وأقطاب كهربائية وطبقاتها.
• نوع مغلق. يتميز حرق قوس اللحام هذا بحقيقة أنه يتم تحت طبقة من التدفق.
• الصنف الأخير هو القوس المزود بالغاز. في هذه الحالة ، يتم توفير مادة مثل الهيليوم أو الأرجون أو ثاني أكسيد الكربون. يمكن أيضًا استخدام بعض أنواع الغازات الأخرى.

الاختلاف الرئيسي في النوع الأخير هو ذلكالغازات المزودة ستمنع ظاهرة أكسدة المعدن أثناء اللحام.

لوحظ أيضًا اختلاف طفيف من حيث مدة هذا القوس. وفقًا لخصائصه ، يمكن أن يكون قوس اللحام ثابتًا أو نابضًا. تستخدم الثابتة في اللحام المستمر للمعادن ، أي أنها مستمرة. نوع القوس النبضي هو تأثير فردي على اللمسة المعدنية المحفورة.

عناصر العمل ، أي الأقطاب الكهربائية ، يمكن أن تكون كربون أو تنجستن. وتسمى هذه الأقطاب الكهربائية أيضًا بأنها غير قابلة للاستهلاك. يمكن أيضًا استخدام العناصر المعدنية ، لكنها تذوب بنفس طريقة قطعة العمل. أكثر أنواع الأقطاب الكهربائية شيوعًا هو الفولاذ عندما يتعلق الأمر بأنواع الصهر. ومع ذلك ، فإن استخدام الأنواع غير القابلة للذوبان أصبح أكثر شيوعًا اليوم.

لحظة حدوث القوس

يحدث قوس اللحام في اللحظة التي تحدث فيها دائرة سريعة. يحدث هذا عندما يتلامس القطب مع قطعة معدنية. نظرًا لحقيقة أن درجة الحرارة ضخمة جدًا ، يبدأ المعدن في الذوبان ، ويظهر شريط رفيع من المعدن المنصهر بين القطب الكهربائي وقطعة العمل. عندما يتباعد القطب والمعدن ، يتبخر الأخير على الفور تقريبًا ، نظرًا لأن كثافة التيار عالية جدًا. بعد ذلك ، يتأين الغاز ، ولهذا يظهر قوس اللحام.

ظروف القوس

في ظل الظروف القياسية ، أي بمتوسط درجة حرارة 25 درجة وضغط 1الغلاف الجوي ، الغاز غير قادر على توصيل الكهرباء. الشرط الرئيسي لحدوث القوس هو تأين الوسط الغازي بين الأقطاب الكهربائية. بمعنى آخر ، يجب أن يحتوي الغاز على بعض الجسيمات المشحونة أو الإلكترونات أو الأيونات.

الشرط الثاني المهم الذي يجب مراعاته هو الصيانة المستمرة لدرجة الحرارة عند الكاثود. ستعتمد درجة الحرارة المطلوبة على خصائص مثل طبيعة الكاثود وقطره وحجمه. ستلعب درجة الحرارة المحيطة أيضًا دورًا مهمًا. يجب أن يكون قوس اللحام مستقرًا وفي نفس الوقت يكون له قوة تيار كبيرة ، والتي ستعطي مؤشر درجة حرارة عالية (7 آلاف درجة مئوية أو أكثر). إذا تم استيفاء جميع الشروط ، فيمكن معالجة أي مادة بالقوس الناتج. لضمان وجود درجة حرارة ثابتة وعالية ، من الضروري أن يعمل مزود الطاقة بثبات قدر الإمكان. ولهذا السبب فإن مصدر الطاقة هو أهم جزء عند اختيار آلة اللحام.

ميزات القوس

هناك العديد من الأشياء التي تميز قوس اللحام عن التفريغ الكهربائي الآخر.

الأول هو كثافة التيار الهائلة ، والتي يمكن أن تصل إلى عدة آلاف من الأمبيرات لكل سنتيمتر مربع. هذا يعطي درجة حرارة عالية أثناء العملية. توزيع المجال الكهربائي بين الأقطاب الكهربائية في مساحتها غير متساوٍ نوعًا ما. بالقرب من هذه العناصر ، لوحظ انخفاض قوي في الجهد ، وفي اتجاه المركز ، على العكس من ذلك ، يتناقص بشكل كبير. من المستحيل عدم الحديث عن اعتماد درجة الحرارة على طول العمود. كلما طال الطول ، زادت درجة الحرارة ،والعكس صحيح. باستخدام أقواس اللحام ، يمكنك الحصول على خاصية مختلفة جدًا للجهد الحالي (CVC).

لحام العاكس. القوس ومميزاته

يجدر البدء على الفور مع الاختلاف الرئيسي بين مصدر طاقة العاكس ومصدر محول تقليدي. انخفض استهلاك الطاقة الكهربائية بمقدار النصف تقريبًا. تسمح خاصية التيار الذي يحدث عند استخدام العاكس بإشعال أسرع للقوس ، وتضمن أيضًا احتراقًا مستقرًا طوال العملية بأكملها.

في حد ذاته ، يعد محول اللحام جهازًا معقدًا إلى حد ما يقوم بعمليات لتغيير التيار لضمان التشغيل الأكثر استقرارًا للقوس. على سبيل المثال ، الجهاز متصل بالشبكة ويتلقى تيارًا متناوبًا كمدخل ، وهو قادر على تحويله إلى تيار مباشر. بعد ذلك ، يدخل التيار المباشر إلى كتلة العاكس ، حيث يتم تحويله مرة أخرى إلى تيار متردد ، ولكن بتردد أعلى بكثير مما كان عليه في الشبكة. يتم نقل هذا التيار إلى المحول ، حيث يتم تقليل جهده بشكل كبير ، مما يزيد من قوته. بعد ذلك ، يتم نقل التيار المتردد المعدل والمضبوط إلى المعدل ، حيث يتم تحويله إلى تيار مباشر ويتم توفيره للتشغيل.