Schweißlichtbogentemperatur: Beschreibung, Lichtbogenlänge und Bedingungen für sein Auftreten

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Der Schweißlichtbogen selbst ist eine elektrische Entladung, die lange besteht. Es befindet sich zwischen unter Spannung stehenden Elektroden, die sich in einem Gemisch aus Gasen und Dämpfen befinden. Die Haupteigenschaften des Schweißlichtbogens sind Temperatur und ziemlich hohe sowie hohe Stromdichte.

Allgemeine Beschreibung

Lichtbogen entsteht zwischen der Elektrode und dem zu bearbeitenden Metallwerkstück. Die Bildung dieser Entladung erfolgt aufgrund der Tatsache, dass ein elektrischer Durchbruch des Luftsp alts auftritt. Wenn ein solcher Effekt auftritt, tritt die Ionisation von Gasmolekülen auf, nicht nur ihre Temperatur steigt, sondern auch ihre elektrische Leitfähigkeit, und das Gas selbst geht in den Plasmazustand über. Der Schweißvorgang bzw. das Brennen des Lichtbogens wird von Effekten wie der Freisetzung einer großen Menge an Wärme und Lichtenergie begleitet. Aufgrund der starken Änderung dieser beiden Parameter in Richtung ihres starken Anstiegs tritt der Prozess des Schmelzens des Metalls auf, da die Temperatur an einem lokalen Ort mehrmals ansteigt. Die Kombination all dieser Aktionen wird Schweißen genannt.

Arc-Eigenschaften

Damit ein Lichtbogen entsteht, muss die Elektrode das zu bearbeitende Werkstück kurz berühren. Somit tritt ein Kurzschluss auf, durch den ein Schweißlichtbogen auftritt, dessen Temperatur ziemlich schnell ansteigt. Nach dem Berühren ist es notwendig, den Kontakt zu unterbrechen und einen Luftsp alt herzustellen. So können Sie für die weitere Arbeit die benötigte Lichtbogenlänge auswählen.

Bei zu kurzer Entladung kann die Elektrode am Werkstück haften bleiben. In diesem Fall findet das Schmelzen des Metalls zu schnell statt und dies führt zur Bildung von Durchbiegungen, was höchst unerwünscht ist. Was die Eigenschaften eines zu langen Lichtbogens betrifft, so ist er in Bezug auf die Verbrennung instabil. Auch die Temperatur des Schweißlichtbogens in der Schweißzone erreicht in diesem Fall nicht den erforderlichen Wert. Bei der Arbeit mit einem Industrieschweißgerät sieht man häufig einen krummen Lichtbogen sowie eine starke Instabilität, insbesondere bei der Arbeit mit Teilen mit großen Abmessungen. Dies wird oft als magnetisches Blasen bezeichnet.

Magnetische Explosion

Die Essenz dieser Methode besteht darin, dass der Schweißstrom des Lichtbogens in der Lage ist, ein kleines Magnetfeld zu erzeugen, das möglicherweise mit dem Magnetfeld interagiert, das durch den Strom erzeugt wird, der durch das zu bearbeitende Element fließt. Mit anderen Worten, die Ablenkung des Lichtbogens erfolgt aufgrund der Tatsache, dass einige magnetische Kräfte auftreten. Dieser Vorgang wird als Blasen bezeichnet, da die Ablenkung des Lichtbogens mitSeite sieht aus, als käme es von starkem Wind. Es gibt keine wirklichen Möglichkeiten, dieses Phänomen loszuwerden. Um den Einfluss dieses Effekts zu minimieren, kann ein verkürzter Lichtbogen verwendet werden und die Elektrode selbst muss in einem bestimmten Winkel angeordnet sein.

Bogenstruktur

Derzeit ist das Schweißen ein Prozess, der hinreichend genau analysiert wurde. Aus diesem Grund ist bekannt, dass es drei Bereiche des Lichtbogenbrennens gibt. Diejenigen Bereiche, die an die Anode bzw. Kathode angrenzen, sind der Anoden- und Kathodenbereich. Natürlich unterscheidet sich auch die Temperatur des Lichtbogens beim Lichtbogenhandschweißen in diesen Zonen. Es gibt einen dritten Abschnitt, der sich zwischen Anode und Kathode befindet. Dieser Ort wird die Säule des Bogens genannt. Die zum Schmelzen von Stahl erforderliche Temperatur beträgt etwa 1300-1500 Grad Celsius. Die Temperatur der Schweißlichtbogensäule kann 7000 Grad Celsius erreichen. Zwar ist hier anzumerken, dass es nicht vollständig auf das Metall übertragen wird, jedoch reicht dieser Wert aus, um das Material erfolgreich zu schmelzen.

Es gibt mehrere Bedingungen, die geschaffen werden müssen, um einen stabilen Lichtbogen zu gewährleisten. Erforderlich ist ein stabiler Strom mit einer Stärke von etwa 10 A. Mit diesem Wert ist es möglich, einen stabilen Lichtbogen mit einer Spannung von 15 bis 40 V aufrechtzuerh alten. Es ist erwähnenswert, dass der Stromwert von 10 A minimal und maximal ist kann 1000 A. in der Anode und Kathode erreichen. Auch bei einer Bogenentladung tritt ein Spannungsabfall auf. Nach demBei bestimmten Experimenten wurde festgestellt, dass beim Schweißen mit abschmelzender Elektrode der größte Abfall in der Kathodenzone auftritt. In diesem Fall ändert sich auch die Temperaturverteilung im Lichtbogen und der größte Gradient fällt auf die gleiche Fläche.

Wenn man diese Eigenschaften kennt, wird klar, warum es wichtig ist, beim Schweißen die richtige Polarität zu wählen. Wenn Sie die Elektrode mit der Kathode verbinden, können Sie die höchste Temperatur des Schweißlichtbogens erreichen.

Temperaturzone

Egal welche Art von Elektrode geschweißt wird, verbrauchbar oder nicht verbrauchbar, die maximale Temperatur liegt genau an der Säule des Schweißlichtbogens, von 5000 bis 7000 Grad Celsius.

Der Bereich mit der niedrigsten Temperatur des Lichtbogens wird in eine seiner Zonen, Anode oder Kathode, verschoben. In diesen Bereichen werden 60 bis 70 % der maximalen Temperatur beobachtet.

AC-Schweißen

Alles oben Bezogen auf das Verfahren zum Schweißen mit Gleichstrom. Für diese Zwecke kann aber auch Wechselstrom verwendet werden. Was die negativen Seiten betrifft, so gibt es eine merkliche Verschlechterung der Stabilität sowie häufige Sprünge in der Verbrennungstemperatur des Schweißlichtbogens. Von den Vorteilen sticht hervor, dass einfachere und damit billigere Geräte verwendet werden können. Außerdem verschwindet in Gegenwart einer variablen Komponente ein solcher Effekt wie magnetisches Blasen praktisch. Der letzte Unterschied besteht darin, dass es keine Notwendigkeit gibt, die Polarität zu wählenwie beim Wechselstrom erfolgt der Wechsel automatisch mit einer Frequenz von etwa 50 mal pro Sekunde.

Es kann hinzugefügt werden, dass bei der Verwendung von manuellen Geräten zusätzlich zu der hohen Temperatur des Lichtbogens beim manuellen Lichtbogenverfahren Infrarot- und Ultraviolettwellen emittiert werden. Dabei werden sie durch eine Entladung emittiert. Dies erfordert maximale Schutzausrüstung für den Arbeiter.

Lichtbogenbrennumgebung

Heute gibt es verschiedene Technologien, die beim Schweißen eingesetzt werden können. Alle unterscheiden sich in ihren Eigenschaften, Parametern und der Temperatur des Schweißlichtbogens. Was sind die Methoden?

1. Methode öffnen. In diesem Fall brennt die Entladung in der Atmosphäre.
2. Geschlossener Weg. Während der Verbrennung entsteht eine ausreichend hohe Temperatur, die durch die Verbrennung des Flussmittels zu einer starken Freisetzung von Gasen führt. Dieses Flussmittel ist in der Aufschlämmung enth alten, mit der geschweißte Teile behandelt werden.
3. Methode mit schützenden flüchtigen Substanzen. Dabei wird der Schweißzone Gas zugeführt, das üblicherweise in Form von Argon, Helium oder Kohlendioxid vorliegt.

Das Vorhandensein dieses Verfahrens ist durch die Tatsache gerechtfertigt, dass es hilft, eine aktive Oxidation des Materials zu vermeiden, die beim Schweißen auftreten kann, wenn das Metall Sauerstoff ausgesetzt ist. Es ist erwähnenswert, dass die Temperaturverteilung im Schweißlichtbogen bis zu einem gewissen Grad so verläuft, dass im zentralen Teil ein Maximalwert entsteht, wodurch ein kleines eigenes Mikroklima entsteht. In diesem Fall bildet es sichein kleines Hochdruckgebiet. Ein solcher Bereich kann den Luftstrom auf irgendeine Weise behindern.

Durch die Verwendung eines Flussmittels können Sie den Sauerstoff im Schweißbereich noch effizienter entfernen. Werden Gase zum Schutz verwendet, kann dieser Mangel fast vollständig beseitigt werden.

Klassifizierung nach Dauer

Es gibt eine Klassifizierung von Lichtbogenentladungen beim Schweißen nach ihrer Dauer. Einige Prozesse werden ausgeführt, wenn der Lichtbogen in einem Modus wie z. B. gepulst ist. Solche Geräte schweißen mit kurzen Blitzen. Während des Blitzens hat die Temperatur des Schweißlichtbogens für kurze Zeit Zeit, auf einen Wert anzusteigen, der ausreicht, um ein lokales Schmelzen des Metalls zu bewirken. Das Schweißen erfolgt sehr genau und nur an der Stelle, an der das Werkstück Gerät berührt.

Die überwiegende Mehrheit der Schweißwerkzeuge verwendet jedoch einen kontinuierlichen Lichtbogen. Dabei wird die Elektrode kontinuierlich entlang der zu verbindenden Kanten bewegt.

Es gibt Bereiche, die Schweißbäder genannt werden. In solchen Bereichen wird die Temperatur des Lichtbogens deutlich erhöht und folgt der Elektrode. Nachdem die Elektrode die Stelle passiert hat, verlässt das Schweißbad sie, wodurch die Stelle ziemlich schnell abzukühlen beginnt. Beim Abkühlen findet ein Prozess namens Kristallisation statt. Dadurch entsteht eine Schweißnaht.

Nachtemperatur

Es lohnt sich, die Lichtbogensäule und ihre Temperatur etwas genauer zu analysieren. Tatsache ist, dass dieser Parameter maßgeblich von mehreren Parametern abhängt. Erstens wirkt sich das Material, aus dem die Elektrode besteht, stark aus. Auch die Zusammensetzung des Gases im Lichtbogen spielt eine wichtige Rolle. Zweitens hat auch die Größe des Stroms einen erheblichen Einfluss, da mit seiner Erhöhung beispielsweise auch die Temperatur des Lichtbogens ansteigt und umgekehrt. Drittens ist die Art der Elektrodenbeschichtung sowie die Polarität sehr wichtig.

Lichtbogenelastizität

Während des Schweißens muss die Lichtbogenlänge genau überwacht werden, auch weil ein Parameter wie die Elastizität davon abhängt. Um im Ergebnis eine qualitativ hochwertige und langlebige Schweißnaht zu erh alten, ist es erforderlich, dass der Lichtbogen stabil und unterbrechungsfrei brennt. Die Elastizität des geschweißten Lichtbogens ist eine Eigenschaft, die die unterbrechungsfreie Verbrennung beschreibt. Eine ausreichende Elastizität ist gegeben, wenn es gelingt, die Stabilität des Schweißprozesses aufrechtzuerh alten und gleichzeitig die Länge des Lichtbogens selbst zu erhöhen. Die Elastizität des Lichtbogens ist direkt proportional zu Eigenschaften wie der zum Schweißen verwendeten Stromstärke.