Ark kaynağı sırasında neden sadece elektrotun ucu erir?

Ben youtube bazı insanlar "sarf elektrotlar" ile ark kaynak performans gördüm. İlk bakışta, akımın tüm elektrottan ve iş parçasından aktığını gördüm ve sorum bu gerçeğe dayanıyor.

İş parçasının erimediğini düşünüyorum, çünkü genellikle elektrottan çok daha büyüktür, bu nedenle ısıyı çok daha hızlı dağıtabilir. Elektrot yine de daha incedir ve içinden geçen akım elektrotun ucunu eritecek kadar yüksekse, tüm elektrotun neden erimediğini anlamıyorum.

Bunu düşündüm ve tahminim, elektrotun ucundaki temas direncinin elektrot malzemesinden farklı olmasıyla ilgili bir şey olması. Bunun nedeni, üretilen ısı ile bir şekilde orantılı olan gücün olması gerektiğidir, ancak iki direnç arasındaki farkın bu fenomeni açıklayacak kadar yüksek olduğunu düşünmüyorum, bu yüzden hangi kısmı merak ediyorum Özlüyorum!

Elektrotun direnci ısınan şey değildir - arktaki iyonize havanın direnci!

Bu nedenle, yaya yakın olan şeyler ısınır ve daha uzaktaki şeyler ıslanmaz.

Elektrot iş parçasına yaklaştığında, hava boşluğu, elektrik alan kuvveti (örneğin metre başına volt cinsinden) araya giren hava moleküllerini iyonize edecek kadar yükseldiğinde kıvılcım oluşma noktasına kadar daralır.

İyonize hava, elektrodu ve iş parçası malzemesini eritecek kadar yüksek bir sıcaklığa sahip bir plazmandır.

Kaynakçı doğru uzunlukta bir boşluğu koruduğu sürece, elektrik alan kuvveti boşluk içindeki havayı iyonize edecek ve kaynak çubuğunun ve iş parçasının yakındaki malzemesini eritecek kadar yüksek olacaktır. Bazı metaller gazlaşabilir ve plazmaya dönüşebilir ve böylece arka katkıda bulunabilir.

Boşluk çok büyük olursa, plazma herhangi bir kaynakla birlikte durur.

Bir çubuk kaynak makinesi ile çalışan herkes (kaynak çubukları kullanan biri), boşluk çok küçük olursa, çubuğa iş parçasına dokunabileceğinizi, temas anında kaynak yapmak için yeterli plazma oluşturabileceğinizi söyleyebilir. iş parçasına çubuk. Bu noktada, plazmasız sürekli bir metalik devreniz var. Doğru bir kaynak yaparken olduğu gibi aynı miktarda akım iletecektir, ancak plazma ark olmadan hiçbir şey eriyemez.

Bu açıklamanın hiçbirinin plazmanın direnci ile ilgisi yoktur. Emilen elektrik alan kuvvetine yanıt olarak plazmanın nasıl oluştuğunun bir fonksiyonudur.

Farklı yollardan ısı üreten birkaç kaynak işlemi vardır. Bence TIG kaynağının anlaşılması sopa veya MIG kaynağından daha kolay. Açıklama, diğer kaynak işlemlerini anlamaya yardımcı olacak, bu yüzden TIG kaynağını açıklamaya başlayacağım.

TIG kaynağında (gaz tungsten ark kaynağı veya GTAW), bir kaynak güç kaynağı bir tungsten ucu olan bir el fenerine bağlanır. Negatif elektrot torca bağlanır. Pozitif elektrot, kaynak yapılacak iş parçasına bağlanır.

Bir yay, güç kaynağındaki, tungsten ucu ile iş parçası arasında yüksek voltaj, yüksek frekanslı darbe üreten bir ark starter adı verilen bir devre tarafından oluşturulur. Ark, elektronları koruyucu gazdan çıkarmak ve tungsten ucundan iş parçasına elektrik ileten bir iyon yolu oluşturmak için yeterli enerjiye sahiptir. Tig kaynağı için, argon gazı tipik olarak ucuz olduğundan, kolayca iyonlaştığından ve havadan daha ağır olduğundan oksijeni dışarıda tuttuğu için kullanılır.

İyon yolu tamamlandığında, güç kaynağı elektrotlar arasındaki voltaj düşüşünü algılar. Elektrot ve iş parçası arasında iyonize bir yol olmadığında, tungsten ve iş elektrotları arasında 50V veya daha fazla fark olabilir. Ark başlatıldıktan sonra, boşluk boyutuna bağlı olarak elektrotlar arasındaki voltaj yaklaşık 10V'a düşecektir. Bu noktada, güç kaynağı kaynak akımını açar. Tig kaynağı sabit akım güç kaynağı ile yapılır.

Ark, koruyucu gazın dirençli ısıtılmasıyla korunur. İyonize gaz, ısının boşluk boyunca voltajın ve içinden geçen akımın bir fonksiyonu olduğu bir direnç görevi görür. İyonize gazdan geçen yüksek akım o kadar fazla ısı yayar ki gaz bir plazma kalacak kadar sıcak kalır ve iletmeye devam eder.

Bununla birlikte, ısı yay boyunca eşit olarak dağılmamıştır. Az önce anlattığım bu konfigürasyonda, elektronlar aslında tungsten ucundan ateş ediyor ve iş parçasına çarpıyor. Bu, ısının iş parçasına odaklanmasına neden olur. Elektrotların polaritesini tersine çevirir ve negatifi iş parçasına ve pozitifi torca bağlarsam, tam tersi bir etkiye sahip olurdum. Hala bir ark ve bol miktarda ısı alırdım, ancak ısı kaynak yapmaya çalıştığım parçaya değil uca odaklanıyordu. Bu durum, bir topun içine erimesi ve düşmesi olacaktır. Tungsten, herhangi bir metalin en yüksek erime noktasına sahip olduğu için uç için kullanılır. Tig kaynağında, elektrotun erimesini ve kaynağın bir parçası olmasını istemezsiniz, ancak diğer kaynak türlerinde yaparsınız.

MIG kaynağında (gaz metal ark kaynağı veya GMAW), istediğiniz şey budur. MIG kaynağında, elektrot yüksek hızda bir tel makarasından beslenen iletken bir teldir. Tel erir ve kaynağın bir parçası haline gelir. Polarite, telin pozitif ve iş parçasının negatif olacağı şekilde ters çevrilir. MIG ile ark marş motoruna ihtiyacınız yok.

Mig torçunun tetiğini sıktığınızda, tel besleyici teli dışarı itmeye başlar. Tel işle temas ettiğinde, tel bir direnç görevi görür ve ısınır. Telin uzaması ne kadar uzun olursa, o kadar fazla direnç gösterir ve tel üzerinde farklı bir volt düşümü meydana getirir.

Telden geçen yüksek akım nedeniyle, tel eriyecek ve geri yanacaktır. Bu, iyonize etmek için yeterli voltajın olduğu iş ve tel arasında küçük bir boşluk oluşturur. Bu bir yay oluşturur. Farklı MIG işlemlerinin (kısa devre, damlama ve sprey transferi) özelliklerine girmeden bu süreç esasen tekrar eder. Tel temas eder. Isınır ve erir. Bir yay vurur, sonra tekrar temas eder. Vb.

İş parçasının genellikle erimesi gerekir (ancak çok fazla değil veya malzeme atılımı elde edersiniz), aksi takdirde güçlü bir mekanik bağlantınız olmazdı. Akım ve malzeme besleme hızını ayarlayarak iş parçasının kalınlığını, termal kütlesini ve termal iletkenliğini dikkate alırsınız. Marcus Müller'in söylediği gibi: bu elektrot direnci ile ilgili değil.