Jaká je teplota obloukového svařování?

Samotný svařovací oblouk je elektrický výboj, který trvá poměrně dlouho. Nachází se mezi elektrodami pod napětím umístěnými ve směsi plynů a par. Hlavní charakteristiky svařovacího oblouku jsou poměrně vysoká teplota a vysoká proudová hustota.

Obecný popis

Mezi elektrodou a kovovým obrobkem, se kterým je práce prováděna, vzniká oblouk. K tvorbě tohoto výboje dochází v důsledku toho, že dochází k elektrickému rozbití vzduchové mezery. Když k takovému účinku dojde, dojde k ionizaci molekul plynu, nejenže se zvýší jeho teplota, ale také jeho elektrická vodivost, plyn sám přejde do stavu plazmy. Proces svařování, nebo spíše spalování oblouku, je doprovázen takovými účinky, jako je uvolňování velkého množství tepla a světelné energie. Je to způsobeno prudkou změnou těchto dvou parametrů ve směru jejich velkého nárůstu, že dochází k procesu tavení kovu, protože na místním místě se teplota několikrát zvyšuje. Kombinace všech těchto akcí se nazývá svařování.

Vlastnosti oblouku

Aby se oblouk objevil, je nutné se krátce dotknout elektrody obrobku, se kterým chcete pracovat. Dojde tedy ke zkratu, v důsledku čehož se objeví svařovací oblouk, jeho teplota stoupá poměrně rychle. Po dotyku je nutné přerušit kontakt a vytvořit vzduchovou mezeru. Můžete tedy zvolit požadovanou délku oblouku pro další práci.

Pokud je výboj příliš krátký, je možné, že se elektroda přilepí na zpracovávaný materiál. V tomto případě dojde k roztavení kovu příliš rychle a to způsobí pokles, což je velmi nežádoucí. Pokud jde o charakteristiku oblouku, který je příliš dlouhý, je nestabilní, pokud jde o spalování. V takovém případě také teplota svařovacího oblouku ve svařovací zóně nedosáhne požadované hodnoty. Docela často můžete vidět zakřivený oblouk a také silnou nestabilitu při práci s průmyslovým svařovacím strojem, zejména pokud pracujete s díly, které mají velké rozměry. Toto se často označuje jako magnetické foukání.

Magnetický úder

Podstatou této metody je, že svařovací proud oblouku je schopen vytvářet malé magnetické pole, které může dobře interagovat s magnetickým polem, které je vytvářeno proudem protékajícím zpracovávaným prvkem. Jinými slovy, k vychýlení oblouku dochází v důsledku skutečnosti, že se objevují některé magnetické síly. Tento proces se nazývá vyfukování, protože odklon oblouku ze strany vypadá, jako by byl způsoben silným větrem. Neexistují žádné skutečné způsoby, jak se tohoto jevu zbavit. Abyste minimalizovali účinek tohoto efektu, můžete použít zkrácený oblouk a samotná elektroda musí být umístěna pod určitým úhlem.

Struktura oblouku

V současné době je svařování procesem, který je probírán dostatečně podrobně. Díky tomu je známo, že existují tři oblasti hoření oblouku. Oblasti, které sousedí s anodou a katodou, jsou anodové a katodové sekce. Přirozeně se v těchto zónách bude lišit i teplota svařovacího oblouku při ručním obloukovém svařování. Je zde třetí sekce, která je umístěna mezi anodou a katodou. Toto místo se obvykle nazývá obloukový sloup. Teplota potřebná k roztavení oceli je přibližně 1300-1500 stupňů Celsia. Teplota sloupce svařovacího oblouku může dosáhnout 7000 stupňů Celsia. I když je zde spravedlivé poznamenat, že není zcela přenesen na kov, tato hodnota je dostatečná k úspěšnému roztavení materiálu. Pro zajištění stabilního oblouku je třeba vytvořit několik podmínek. Je nutný stabilní proud o síle asi 10 A. S touto hodnotou můžete udržet stabilní oblouk s napětím od 15 do 40 V. Za zmínku stojí, že hodnota proudu 10 A je minimální, maximální může dosah 1000 A. Rozložení napětí napříč oblastmi je nerovnoměrné a především na anodě a katodě. K poklesu napětí dochází také při obloukovém výboji. Po provedení určitých experimentů bylo zjištěno, že pokud je svařování prováděno stavnou elektrodou, největší pokles bude v katodové zóně. V tomto případě se také mění rozložení teploty ve svařovacím oblouku a ve stejné oblasti vzniká největší gradient. Po znalosti těchto vlastností je jasné, proč je důležité zvolit správnou polaritu při svařování. Pokud připojíte elektrodu ke katodě, můžete dosáhnout nejvyšší teploty svařovacího oblouku.

Teplotní pásmo

Bez ohledu na typ elektrody použité pro svařování, tavení nebo nekonzumovatelné, bude maximální teplota na sloupci svařovacího oblouku od 5000 do 7000 stupňů Celsia. Oblast s nejnižší teplotou svařovacího oblouku se posune do jedné z jeho zón, anodické nebo katodické. Tyto oblasti zažívají 60 až 70 % maximální teploty.

AC svařování

Všechno výše uvedené bylo pro postup DC svařování. Pro tyto účely však lze použít i střídavý proud. Pokud jde o negativní strany, dochází k znatelnému zhoršení stability a častým skokům teploty svařovacího oblouku. Z výhod vyniká, že můžete použít jednodušší, a tedy levnější zařízení. Navíc za přítomnosti proměnné složky takový účinek, jako je magnetické foukání, prakticky zmizí. Posledním rozdílem je, že není třeba volit polaritu, protože u střídavého proudu dochází ke změně automaticky s frekvencí asi 50krát za sekundu.

Lze dodat, že při použití ručního zařízení budou kromě vysoké teploty svařovacího oblouku metodou manuálního oblouku vyzařovány infračervené a ultrafialové vlny. V tomto případě jsou emitovány výbojem. To vyžaduje maximální ochranu pracovníka.

Prostředí pro obloukové spalování

Dnes existuje několik různých technologií, které lze při svařování použít. Všechny se liší svými vlastnostmi, parametry a teplotou svařovacího oblouku. Jaké metody existují? Otevřená metoda. V tomto případě je výboj spálen v atmosféře. Uzavřená metoda. Během spalování vzniká poměrně vysoká teplota, která způsobuje silné uvolňování plynů v důsledku spalování tavidla. Toto tavidlo je obsaženo v povlaku, který se používá ke zpracování svařovaných dílů. Metoda využívající ochranné těkavé látky. V tomto případě se do svařovací zóny přivádí plyn, který je obvykle přítomen ve formě argonu, helia nebo oxidu uhličitého. Přítomnost takové metody je odůvodněna skutečností, že pomáhá vyhnout se aktivní oxidaci materiálu, ke které může dojít při svařování, když je kov vystaven kyslíku. Je vhodné dodat, že do určité míry dochází k rozložení teploty ve svařovacím oblouku tak, že se ve střední části vytvoří maximální hodnota, čímž se vytvoří malé vlastní mikroklima. V tomto případě se vytvoří malá oblast se zvýšeným tlakem. Taková oblast může nějakým způsobem bránit proudění vzduchu. Použití tavidla vám umožní zbavit se kyslíku v oblasti svařování ještě efektivněji. Pokud k ochraně použijete plyny, lze tuto závadu téměř úplně odstranit.

Klasifikace trvání

Existuje klasifikace výbojů svařovacího oblouku podle doby jejich trvání. Některé procesy se provádějí, když je oblouk v režimu, jako je pulzní. Taková zařízení svařují v krátkých dávkách. Na krátkou dobu, kdy dochází k blikání, se teplota svařovacího oblouku dokáže zvýšit na takovou hodnotu, která stačí k lokálnímu roztavení kovu. Svařování probíhá velmi přesně a pouze v místě, kde se zařízení dotýká obrobku. Naprostá většina svařovacích zařízení však používá svařovací oblouk s dlouhou životností. Během tohoto procesu se elektroda nepřetržitě pohybuje podél těch okrajů, které je třeba připojit. Existují oblasti zvané svarové lázně. V takových oblastech je teplota oblouku výrazně zvýšena a následuje elektrodu. Poté, co elektroda projde oblastí, po ní odchází svarová lázeň, proto se oblast začíná poměrně rychle ochlazovat. Při ochlazení dochází k procesu zvanému krystalizace. V důsledku toho vzniká svarový šev.

Teplota kolony

Trochu podrobnější je rozebrat sloupec oblouku a jeho teplotu. Faktem je, že tento parametr významně závisí na několika parametrech. Nejprve je silně ovlivněn materiál, ze kterého je elektroda vytvořena. Důležitou roli hraje také složení plynu v oblouku. Zadruhé, velikost proudu má také významný účinek, protože s jeho nárůstem se například zvýší také teplota oblouku a naopak. Za třetí, typ povlaku elektrody a polarita jsou velmi důležité.

Elasticita oblouku

Během svařování je nutné velmi pečlivě sledovat délku oblouku také proto, že na ní závisí takový parametr jako pružnost. Aby bylo výsledkem získání vysoce kvalitního a trvanlivého svaru, je nutné, aby oblouk hořel stabilně a nepřetržitě. Pružnost svařovaného oblouku je charakteristikou, která popisuje nepřerušované spalování. Je možné pozorovat dostatečnou pružnost, pokud je možné udržet stabilitu procesu svařování a zároveň zvýšit délku samotného oblouku. Pružnost svařovacího oblouku je přímo úměrná charakteristikám, jako je intenzita proudu používaná při svařování.