L'arc de soldadura és Descripció i característiques

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Per dur a terme amb èxit el procés de soldadura, és necessari un arc de soldadura. Es tracta d'una descàrrega elèctrica, que es caracteritza per una potència molt elevada i és força llarga. Es produeix entre elements com els elèctrodes que es troben en un determinat ambient gasós. Perquè es produeixi un arc, cal aplicar tensió als elèctrodes.

Descripció general de l'arc

Les principals propietats distintives de l'arc de soldadura són una temperatura molt elevada, així com la densitat de corrent. Gràcies a aquestes dues qualitats, en combinació, l'arc és capaç de fondre metalls amb un punt de fusió de 3000 graus centígrads sense cap problema. Podem dir que aquest arc és un conductor, que està format per substàncies volàtils, i la finalitat principal és la conversió d'energia elèctrica en energia tèrmica. La càrrega elèctrica en si és el moment en què el corrent elèctric passa pel medi gasós.

Varietats de descàrrega

Un arc de soldadura és una descàrrega, i com que n'hi ha diversos tipus, també n'hi ha diversos.arcs:

1. La primera varietat s'anomena descàrrega brillant. Aquesta aparença només es produeix en un entorn de baixa pressió i només s'utilitza en coses com ara pantalles de plasma o làmpades fluorescents.
2. El segon tipus és la descàrrega d'espurna. L'aparició d'aquest tipus es produeix en el moment en què la pressió és aproximadament igual a la atmosfèrica. Es diferencia perquè té una forma força intermitent. Un exemple sorprenent d'aquesta descàrrega són els llamps.
3. L'arc de soldadura és una descàrrega d'arc. És aquest tipus el que s'utilitza més sovint durant la soldadura. Es produeix en presència de pressió atmosfèrica i la seva forma és contínua.
4. L'últim tipus s'anomena corona. La majoria de vegades es produeix si la superfície de l'elèctrode és rugosa i irregular.

Natura de l'arc

Val la pena dir que l'arc de soldadura elèctrica no és tan complicat com sembla a primera vista, és bastant senzill d'entendre la seva naturalesa. Utilitza un corrent elèctric que circula per un element com un càtode. Després d'això, entra al medi amb gas ionitzat. En aquest moment, es produeix una descàrrega, que es caracteritza per una llum brillant i una temperatura molt elevada. En general, un arc de soldadura pot tenir una temperatura que oscil·la entre 7.000 i 10.000 graus centígrads. Després de passar per aquesta etapa, el corrent passarà al material que s'està soldant. Podem dir que la font de l'arc de soldadura és un corrent elèctric que ha sofert canvis.

A causa de les altes temperatures, l'arc emetrà infrarojosi els raigs ultraviolats, que són perjudicials per a la salut humana. És perillós per als ulls humans i també pot deixar una lleugera cremada. Per les raons anteriors, tots els soldadors han de tenir un bon equip de protecció personal.

Estructura d'arc

L'estructura (estructura) de l'arc de soldadura inclou tres components o seccions principals: les seccions d'ànode i càtode, així com la columna d'arc. Cal tenir en compte que durant la crema de l'arc de soldadura, es formaran punts o àrees actives a les zones de l'ànode i el càtode, que es caracteritzen pel valor màxim de temperatura. Per aquestes dues zones passarà tot el corrent elèctric que genera la font d'alimentació. Al mateix temps, també es registrarà la caiguda de tensió més gran de l'arc de soldadura en aquestes dues zones. La columna d'arc es troba entre aquestes dues zones, i un paràmetre com la caiguda de tensió, en aquest cas, serà mínim.

A partir de l'anterior, podem concloure que, en primer lloc, la font d'alimentació de l'arc de soldadura pot produir una tensió i un corrent força elevats. En segon lloc, la longitud de l'arc constarà de la totalitat d'aquelles àrees que s'han enumerat anteriorment. Molt sovint, la longitud d'aquest arc és de diversos mil·límetres, sempre que les regions de l'ànode i el càtode siguin respectivament de 10-4 i 10-5 cm. La longitud més favorable és un arc de 4-6 mm. És amb aquests indicadors que serà possible aconseguir una combustió estable i altes temperatures.

Tipus d'arc

La diferència entre l'arc de soldadura rau en l'esquema d'aproximació, així com en l'entorn en què es pot produir. Actualment, hi ha dos tipus d'arc més comuns:

• Arc d'acció directa. En aquest cas, la màquina de soldadura ha d'estar paral·lela a l'objecte a soldar. Es produirà un arc elèctric quan l'angle entre la peça metàl·lica i l'elèctrode sigui de 90 graus.
• La segona varietat principal és un tipus indirecte d'arc de soldadura. Només es produeix si s'utilitzen dos elèctrodes i estan situats en un angle de 40-60 graus respecte a la superfície de la peça metàl·lica. Es formarà un arc entre aquests dos elements i soldarà el metall.

Classificació

Val la pena destacar que hi ha una classificació de l'arc en funció de l'atmosfera en què es produirà. Fins ara, se'n coneixen tres tipus:

• El primer tipus és un arc obert. En soldar aquest tipus, l'arc cremarà a l'aire lliure i es formarà una petita capa de gas al seu voltant, que inclourà vapors de metall, elèctrodes i els seus recobriments.
• Tipus tancat. La combustió d'aquest arc de soldadura es caracteritza pel fet que es realitza sota una capa de flux.
• L'última varietat és l'arc amb subministrament de gas. En aquest cas, se li subministra una substància com l'heli, l'argó o el diòxid de carboni. També es poden utilitzar altres tipus de gasos.

La principal diferència de l'últim tipus és queels gasos subministrats evitaran el fenomen d'oxidació del metall durant la soldadura.

També s'observa una lleugera diferència pel que fa a la durada d'aquest arc. Segons les seves característiques, l'arc de soldadura pot ser estacionari o polsat. L'estacionari s'utilitza per a la soldadura contínua de metalls, és a dir, és continu. El tipus d'arc de pols és un impacte únic sobre el metall, tacte cisellat.

Els elements de treball, és a dir, els elèctrodes, poden ser de carboni o de tungstè. Aquests elèctrodes també s'anomenen no consumibles. També es poden utilitzar elements metàl·lics, però es fonen de la mateixa manera que la peça. El tipus d'elèctrode més comú és l'acer quan es tracta de tipus de fusió. Tanmateix, l'ús d'espècies que no es fonen és cada cop més popular avui dia.

El moment de l'aparició de l'arc

L'arc de soldadura es produeix en el moment en què es produeix un circuit ràpid. Això passa quan l'elèctrode entra en contacte amb una peça metàl·lica. A causa del fet que la temperatura és simplement enorme, el metall comença a fondre i apareix una tira fina de metall fos entre l'elèctrode i la peça de treball. Quan l'elèctrode i el metall divergeixen, aquest s'evapora gairebé a l'instant, ja que la densitat de corrent és molt elevada. A continuació, el gas s'ionitza, per això apareix l'arc de soldadura.

Condicions de l'arc

En condicions estàndard, és a dir, a una temperatura mitjana de 25 graus i una pressió d'1atmosfera, el gas no és capaç de conduir l'electricitat. El principal requisit per a l'aparició d'un arc és la ionització del medi gasós entre els elèctrodes. En altres paraules, el gas ha de contenir algunes partícules carregades, electrons o ions.

La segona condició important que cal respectar és el manteniment constant de la temperatura al càtode. La temperatura requerida dependrà de característiques com la naturalesa del càtode i el seu diàmetre i mida. La temperatura ambient també jugarà un paper important. L'arc de soldadura ha de ser estable i, al mateix temps, tenir una gran força de corrent, que donarà un alt índex de temperatura (7 mil graus centígrads o més). Si es compleixen totes les condicions, es pot processar qualsevol material amb l'arc resultant. Per garantir la presència d'una temperatura constant i alta, és necessari que la font d'alimentació funcioni de la manera més estable possible. És per aquest motiu que la font d'alimentació és la part més important a l'hora d'escollir una màquina de soldadura.

Funcions d'arc

Hi ha diverses coses que distingeixen l'arc de soldadura d' altres descàrregues elèctriques.

La primera és l'enorme densitat de corrent, que pot arribar a diversos milers d'amperes per centímetre quadrat. Això dóna una temperatura enorme durant el funcionament. La distribució del camp elèctric entre els elèctrodes en el seu espai és força desigual. Prop d'aquests elements s'observa una forta caiguda de tensió, i cap al centre, al contrari, disminueix molt. És impossible no dir sobre la dependència de la temperatura de la longitud de la columna. Com més llarga sigui, pitjor serà la calefacció,i viceversa. Utilitzant arcs de soldadura, podeu obtenir una característica de corrent-tensió (CVC) molt diferent.

Inversor de soldadura. L'arc i les seves característiques

Val la pena començar de seguida amb la diferència principal entre una font d'alimentació inversora i una de transformador convencional. El consum d'energia elèctrica s'ha reduït gairebé a la meitat. La característica del corrent que es produeix quan s'utilitza l'inversor permet l'encesa més ràpida de l'arc i també garanteix una combustió estable durant tot el procés.

Per si mateix, un inversor de soldadura és un dispositiu força complex que realitza operacions per canviar el corrent per garantir el funcionament més estable de l'arc. Per exemple, el dispositiu està connectat a la xarxa i rep un corrent altern com a entrada, que és capaç de convertir en corrent continu. A continuació, el corrent continu entra al bloc inversor, on es torna a convertir en corrent altern, però a una freqüència molt superior a la que hi havia a la xarxa. Aquest corrent es transfereix al transformador, on la seva tensió es redueix significativament, la qual cosa augmenta la seva força. Després d'això, el corrent altern rectificat i sintonitzat es transfereix al rectificador, on es converteix en corrent continu i es subministra per funcionar.