Co to jest spawanie łukiem elektrycznym: zasada działania i typy

Pierwsza metoda spawania łukowego została opracowana w XIX wieku i zyskała komercyjne znaczenie w przemyśle stoczniowym podczas II wojny światowej. Obecnie pozostaje znaczącym procesem w produkcji pojazdów i konstrukcji stalowych. Jest to jedna ze znanych metod spawania stosowanych w przemyśle do łączenia metali. W tego rodzaju spawaniu złącze można wykonać poprzez stopienie metalu za pomocą Elektryczność . Z tego powodu nazywa się to łukiem elektrycznym. Główną zaletą tego spawania jest to, że do spawania można łatwo uzyskać wysoką temperaturę. Zakres temperatur spawania łukowego będzie wynosić od 6k stopni Celsjusza do 7k stopni Celsjusza. W tym artykule omówiono przegląd spawania łukiem elektrycznym.

Co to jest spawanie łukiem elektrycznym?

Definicja spawania łukowego to proces spawania stosowany do spawania metali za pomocą energii elektrycznej w celu wytworzenia wystarczającej ilości ciepła do zmiękczenia metal , a także po schłodzeniu zmiękczonego metalu, wówczas metale zostaną spawane. Ten rodzaj spawania wykorzystuje zasilacz wykonać łuk między metalowym patyczkiem a materiałem podstawowym w celu zmiękczenia metali na końcu kontaktu.

Spawanie elektryczne ARC

Ci spawacze mogą wykorzystać oba DC inaczej AC i elektrody, takie jak materiały eksploatacyjne, w przeciwnym razie nie ulegające zużyciu. Ogólnie rzecz biorąc, miejsce spawania można zabezpieczyć gazem osłonowym, żużlem lub oparami. Ten proces spawania może być ręczny, w pełni lub półautomatyczny.

Schemat obwodu

W procesie spawania łukowego ciepło może być wytwarzane przez łuk elektryczny zajarzany zarówno między elektrodą, jak i obrabianym przedmiotem. Łuk elektryczny rozjaśnia wyładowanie elektryczne między dwiema elektrodami za pomocą zjonizowanego gazu.
Każdy rodzaj techniki spawania łukowego zależy od obwodu elektrycznego, który zawiera głównie różne części, takie jak zasilacz, przedmiot obrabiany, elektroda spawalnicza i kable elektryczne do podłączenia elektrody, a także obrabiany przedmiot w kierunku źródła zasilania.

Obwód spawania łukowego

Plik obwód uzwojenia łuku elektrycznego może być utworzony przez łuk elektryczny między elektrodą, jak i obrabianym przedmiotem. Temperatura łuku może osiągnąć 5500 ° C (10000 ° F), co wystarczy do połączenia krawędzi przedmiotu obrabianego.

Gdy konieczne jest długie połączenie, łuk można przesunąć przez linię złącza. Jeziorko spawalnicze na przedniej krawędzi rozpuszcza spawaną powierzchnię, gdy tylna krawędź jeziorka stwardnieje, tworząc złącze.
Gdy spoiwo jest potrzebne do lepszego spajania, drut można zastosować poza materiałem podawanym do obszaru łuku, który rozpuszcza i obciąża jeziorko spawalnicze. Skład chemiczny spoiwa jest powiązany ze składem przedmiotu obrabianego.

Stopiony metal w jeziorku spawalniczym może być aktywny chemicznie i reagować poprzez pobliską atmosferę. W konsekwencji spoina może zostać zakażona przez wtrącenie tlenków i azotków w celu osłabienia jej właściwości mechanicznych. Zatem jeziorko spawalnicze może być chronione przed zanieczyszczeniem przez neutralne gazy osłonowe, takie jak hel, argon i topniki osłonowe. Osłony są dostarczane dla strefy spawania w postaci powłoki topnika dla elektrody, w przeciwnym razie w innych formach.

Zasada działania

Plik zasada działania uzwojenia łukowego Oznacza to, że w procesie spawania ciepło może być generowane poprzez zajarzenie łuku elektrycznego zarówno między przedmiotem obrabianym, jak i elektrodą. Jest to świecące wyładowanie elektryczne między dwiema elektrodami w zjonizowanym gazie.

Plik sprzęt do spawania łukowego obejmuje głównie maszynę prądu przemiennego, inaczej maszynę prądu stałego, elektrodę, uchwyt elektrody, kable, Złącza do kabli, zaciski uziemiające, młotek do krojenia, hełm, szczotka druciana, rękawice ręczne, okulary ochronne, rękawy, fartuchy itp.

Rodzaje spawania łukowego

Spawanie łukowe dzieli się na różne typy, które obejmują następujące.

• Spawanie łukiem plazmowym
• Spawanie łukiem metalowym
• Spawanie łukiem węglowym
• Spawanie łukiem wolframowym
• Spawanie łukiem gazowym
• Spawanie łukiem krytym
• SMAW - spawanie łukiem metalowym ekranowanym
• FCAW (spawanie łukiem proszkowym)
• ESW (spawanie elektro-udarowe)
• Spawanie łukowe kołków

Spawanie łukiem plazmowym

Spawanie łukiem plazmowym (PAW) jest podobne do spawania metodą GTAW lub wolframu gazowego. W tego rodzaju procesie spawania łuk będzie powstawał między częścią obrabianą, jak i elektrodą wolframową. Główna różnica między spawaniem łukiem plazmowym a spawaniem z wolframem gazowym polega na tym, że elektroda znajduje się w palniku do spawania łukiem plazmowym. Można go podgrzać do temp. Gazu Temperatura 30000oF i zmień go na plazmę, aby zaatakować obszar spawania.

Spawanie łukiem metalowym

W procesie spawania łukiem metalowym (MAW) do spawania wykorzystuje się głównie elektrodę metalową. Ta metalowa elektroda może być zużywalna lub nietopliwa w zależności od wymagań. Większość użytych elektrod topliwych może być pokryta topnikiem, a główną zaletą tego typu procesu spawania jest to, że wymaga on niskiej temperatury w porównaniu z innymi.

Spawanie łukiem węglowym

Proces spawania łukiem węglowym (CAW) wykorzystuje głównie pręt węglowy, taki jak elektrodę, do spawania złącza metalowego. Ten rodzaj spawania łukowego jest najstarszym procesem spawania łukowego i do wytworzenia łuku wymaga wysokiego prądu, niskiego napięcia. W niektórych przypadkach łuk może powstawać między dwiema elektrodami węglowymi, które nazywane są spawaniem podwójnym łukiem węglowym.

Spawanie łukiem wolframowym

Spawanie elektrodą wolframową (TIGW) jest również nazywane spawaniem w osłonie gazów obojętnych (TIGW). W tego typu procesie spawania do spawania materiału można zastosować elektrodę wolframową, która nie podlega zużyciu. Elektroda, która jest używana w tym spawaniu, może być otoczona gazami, takimi jak argon, hel itp. Gazy te będą chronić obszar spawania przed utlenianiem. Ten rodzaj spawania może być stosowany do spawania cienkich blach.

Spawanie łukiem gazowym

Spawanie łukowe w osłonie gazów obojętnych (GMAW) jest również nazywane spawaniem w osłonie gazów obojętnych (MIGW). Wykorzystuje świeżą metalową elektrodę, która jest chroniona gazami, takimi jak hel, argon itp. Gazy te chronią miejsce łączenia przed utlenianiem i tworzą wiele warstw materiału spawalniczego. W tego typu procesie spawania łukowego drut elektrodowy może być podawany w sposób ciągły za pomocą nietopliwej elektrody metalowej do spawania metalu.

Spawanie łukiem krytym

Spawanie łukiem krytym (SAW) może być szeroko stosowane w ramach metody spawania automatycznego. W tego rodzaju procesie spawania elektroda jest całkowicie zanurzona w ziarnistej powłoce topnika, a ten topnik może być przewodnik elektryczny które nie będą przeciwstawiać się dostawom energii elektrycznej. Stała powłoka topnika chroni stopiony metal przed bardzo gwałtownym promieniowaniem i atmosferą.

SMAW - spawanie łukiem metalowym ekranowanym

Termin SMAW oznacza „spawanie łukowe elektrodą otuloną”, które jest również nazywane spawaniem elektrodowym w osłonie topnika lub ręcznym spawaniem łukiem metalowym (MMA / MMAW). Ten rodzaj spawania stosuje się w przypadku zajarzenia łuku między przedmiotem obrabianym, jak i metalowym prętem. Zatem ich powierzchnia może się rozpuścić, tworząc jeziorko spawalnicze.

Kiedy powłoka topnika topi się natychmiast na pręcie, tworzy żużel i gaz, aby chronić jeziorko spawalnicze przed otoczeniem. Jest to metoda elastyczna i odpowiednia do łączenia materiałów takich jak żelazne i nieżelazne przez materiał o dużej grubości we wszystkich lokalizacjach.

FCAW (spawanie łukiem proszkowym)

Ten rodzaj spawania jest alternatywą dla spawania łukiem metalowym w osłonie. To spawanie łukowe proszkowe współpracuje z elektrodą oraz stabilnym napięciem zasilającym, dzięki czemu zapewnia stabilną długość łuku. Ta metoda działa przy użyciu gazu osłonowego lub gazu, który powstaje w strumieniu, aby zapewnić ochronę przed zakażeniem.

ESW (spawanie elektro-udarowe)

Podczas tego rodzaju spawania ciepło jest wytwarzane przez prąd i przepływa przez stopiony żużel pomiędzy spoiwem, jak i przedmiotem obrabianym na powierzchnię spoiny. W tym przypadku topnik spawalniczy służy do wypełnienia szczeliny między dwoma obrabianymi przedmiotami. Ten rodzaj spawania można rozpocząć od łuku elektrycznego między elektrodą, jak i obrabianym przedmiotem.

Łuk wytwarza ciepło do stopienia topnika i tworzy stopiony żużel. Tutaj żużel ma mniejszą przewodność elektryczną, którą można utrzymać w stanie ciekłym z powodu ciepła wytwarzanego przez prąd elektryczny. Żużel osiąga temperaturę 3500 ° F i jest ona odpowiednia do stopienia krawędzi przedmiotu obrabianego i elektrody topliwej. Krople metalu spadną w kierunku jeziorka spawalniczego i połączą elementy obrabiane. Ten rodzaj spawania ma zastosowanie głównie do stali.

Spawanie łukowe kołków

Ten rodzaj spawania jest wyjątkowo niezawodny i znajduje szerokie zastosowanie. Ta metoda jest stosowana do spawania dowolnych rozmiarów metalu z przedmiotem obrabianym poprzez najwyższy wtopienie spoiny.

Ten rodzaj spawania może tworzyć mocne, jednostronne spoiny na metalach nieszlachetnych o grubości 0,048 cala. Łuk ten można uformować za pomocą metalowych tulejek mocujących do zasilania prądem stałym i pistoletu do zgrzewania kołków. W tym spawaniu są trzy powszechnie stosowane metody, takie jak spawanie łukiem ciągnionym, kołkowanie z łukiem krótkim i kołkowanie łukiem gazowym.

Metoda łuku ciągnionego działa z topnikiem poprzez zamocowanie w kołku, aby oczyścić powierzchnię metalu podczas spawania. Przez cały czas łuku topnik może odparować i reaguje poprzez zanieczyszczające elementy w środowisku, aby utrzymać obszar spoiny w czystości.

Metoda łuku krótkiego jest podobna do łuku ciągnionego, poza tym, że nie wykorzystuje obciążenia topnikiem, w przeciwnym razie ferrula. Zatem ta metoda zapewnia najkrótsze czasy spawania spośród technik spawania kołków łukowych. Metoda kołków gazowych działa w oparciu o statyczny gaz osłonowy bez tulei i topnika, co ułatwia automatyzację.

Inne rodzaje spawania łukowego

Wiemy, że większość branż wykorzystuje projektowanie metali, a najczęściej stosowane spawy zostały omówione powyżej. Ale kilka innych metod może również spawać ze sobą dwa lub więcej metali, jak poniżej.

Elektroniczne spawanie wiązką

Spawanie EBM lub wiązką elektronową jest stosowane do łączenia metali wszędzie tam, gdzie fale elektronowe zapalane są z dużą prędkością w celu spawania jednej powierzchni metalu z drugą. Gdy fala elektronowa dotrze do celu, dotknięta plamka stopi się na tyle, aby połączyć sąsiednią część na miejscu.

Ten rodzaj spawania jest bardzo popularny w przemyśle. Technika ta jest szczególnie przydatna dla producentów przemysłu lotniczego i motoryzacyjnego, którzy używają tego spawania do łączenia kilku metalowych części w ciężarówkach, samochodach, samolotach i statkach kosmicznych. Ze względu na charakter spawania wiązką elektronową opartego na próżni metoda ta jest bezpieczna do pracy kryzysowej w opuszczonych domach i budynkach.

Spawanie wodorem atomowym

Spawanie wodorem AHW lub atomowym jest starą techniką łączenia metali, które często wypadały z krawędzi, w celu uzyskania bardziej wydajnych technik, takich jak spawanie łukiem metalowym w osłonie gazów. Jednym z obszarów, w którym automatyczne spawanie wodorem jest nadal znane, jest spawanie wolframowe. Ponieważ wolfram jest wyjątkowo wrażliwy na ciepło, to spawanie jest bezpieczne dla tej metody.

Spawanie elektrożużlowe

To szybkie spawanie, wynalezione w latach pięćdziesiątych XX wieku. Ten rodzaj spawania łączy metale ciężkie do wykorzystania w sprzęcie i maszynach w przemyśle. Jak sama nazwa wskazuje, pochodzi z miedzianych uchwytów na wodę znajdujących się w narzędziu, które służy do spawania elektrożużlowego. Woda zapobiega przenikaniu płynnego żużla do innych obszarów podczas sesji spawania.

Spawanie łukiem węglowym

Spawanie łukowe CAW lub węglowe jest techniką spajania, stosowaną do łączenia metali w temperaturach powyżej 300 stopni Celsjusza. Podczas tego rodzaju spawania łuk może tworzyć się między elektrodami, a także powierzchniami metalu. Ta technika była kiedyś popularna, ale teraz jest przestarzała dzięki spawaniu łukiem dwuwęglowym.

Spawanie tlenem

Ten rodzaj spawania to metoda, która wykorzystuje tlen i paliwo ciekłe do wtopienia metalu w formę. Francuscy inżynierowie Charles Picard i Edmond Fouché zostali wynalezieni w XX wieku. W tym procesie temperatura wytwarzana przez tlen jest wykorzystywana w obszarach metalowych. To spawanie odbywa się w atmosferze wewnętrznej.

Spawanie punktowe oporowe

Punktowe zgrzewanie oporowe stosuje się tam, gdzie ciepło łączy powierzchnie metalu. Ciepło może być wytwarzane z oporu prądów elektrycznych. Ten rodzaj spawania należy do zbioru technik spawalniczych zwanych zgrzewaniem oporowym.

Spawanie oporowe

Spawanie oporowe jest techniką, która wytwarza ciepło pomiędzy metalowymi powierzchniami poprzez powiązane właściwości. Ten rodzaj spawania rozpoczyna się na jednej stronie złącza i działa na drugim końcu. Tak więc ta metoda opiera się głównie na podwójnych elektrodach, które zwykle są wykonane z materiału miedzianego.

Spawanie projekcyjne

Zgrzewanie garbowe to metoda, która ogranicza ciepło w określonym obszarze do umieszczenia. Ta metoda jest bardzo powszechna w projektach wykorzystujących kołki, nakrętki i inne metalowe łączniki gwintowane, druty i poprzeczki.

Spawanie na zimno

Alternatywną nazwą tego zgrzewania jest spawanie kontaktowe. Ten rodzaj spawania służy do łączenia powierzchni metali bez topienia się pod wpływem ciepła.

Zalety spawania łukowego

Zalety spawania łukowego obejmują głównie następujące zalety.

• Spawanie łukowe charakteryzuje się dużą prędkością oraz wydajnością spawania
• Zawiera prosty aparat spawalniczy.
• Jest po prostu ruchomy.
• Spawanie łukowe tworzy fizycznie silne połączenie między spawanymi metalami.
• Zapewnia niezawodną jakość spawania
• Spawanie łukowe zapewnia doskonałą atmosferę spawania.
• Plik źródło prądu tego spawania nie jest kosztowne.
• Spawanie to szybki i spójny proces.
• Spawacz może wykorzystywać zwykły prąd domowy.

Wady spawania łukowego

Wady spawania łukowego są następujące.

• Do wykonywania spawania łukowego niezbędny jest wykwalifikowany operator.
• Szybkość osadzania może być niepełna, ponieważ powłoka elektrody ma tendencję do palenia się i zmniejszania
• Długość elektrody wynosi 35 mm i wymaga wymiany elektrody w całym tempie produkcji.
• Nie są one czyste dla metali reaktywnych, takich jak tytan i aluminium

Aplikacje

Zastosowania spawania łukowego obejmują:

• Stosowany przy spawaniu blach
• Do spawania metali cienkich, żelaznych i nieżelaznych
• Służy do projektowania zbiorników ciśnieniowych i ciśnieniowych
• Rozwój rurociągów w przemyśle
• Stosowany w branży motoryzacyjnej i wyposażenia domu
• Przemysły przemysłu stoczniowego
• Używany w przemyśle lotniczym i kosmicznym
• Uzupełnienia karoserii samochodowych
• Koleje
• Branże takie jak budownictwo, motoryzacja, mechanika itp
• Spawanie łukowe z wolframem gazowym jest stosowane w przemyśle lotniczym do łączenia wielu obszarów, takich jak blachy
• Te spawy są używane do naprawy matryc, narzędzi i głównie na metalach wykonanych z magnezu i aluminium.
• Większość branż produkcyjnych używa GTAW do spawania cienkich elementów, zwłaszcza metali nieżelaznych.
• Spoiny TIG są stosowane tam, gdzie wymagana jest ekstremalna odporność na korozję, a także pękanie przez długi okres czasu.
• Znajduje zastosowanie w produkcji pojazdów kosmicznych
• Służy do spawania części o małej średnicy, cienkościennych rur, dzięki czemu ma zastosowanie w przemyśle rowerowym

Tak więc chodzi o spawanie łukiem elektrycznym i jest to elastyczna metoda spawania. Elektryczny aplikacje do spawania łukowego angażują się w przemysł wytwórczy do tworzenia mocnych połączeń na całym świecie ze względu na ich cechy, takie jak łatwość i doskonała wydajność spawania. Jest szeroko stosowany w różnych gałęziach przemysłu do zabezpieczania prac renowacyjnych, takich jak motoryzacja, budownictwo, przemysł stoczniowy i lotniczy. Oto pytanie do Ciebie, jaki jest zakres temperatur spawania łukowego?