什么是电弧焊-定义,类型,工作,优点和缺点

作品简介:

焊接是连接过程,几乎在所有行业中都使用。在焊接部门工作的工程师需要对不同的焊接工艺有详细的了解。除了工程师,焊工也需要有良好的知识,因为它在他们的日常生活中使用。由于其简单性,电弧焊是应用最广泛的焊接工艺。尽管这个过程存在各种各样的问题,但我们可以将它用于特定的应用。在这篇文章中,我们将详细地学习弧焊工艺从工作到应用。那么,让我们开始吧。

定义和基本术语

电弧焊工艺用于产生电弧,提高温度并熔化连接的金属,以便在凝固后,他们成为一个单一的金属块。这个连接过程使用变压器,可以供应所需的电压和电流,以产生所需的火花,足以熔化金属被连接。我们可以使用直流(直流电)或交流(交流电),与消耗性和非消耗性电极。

弧焊电路图

图:电弧焊基本电路图

使用的重要术语如下:

1.电极:在端子的正负点之间保持大量的电压差,称为电极。

2.工件:要连接的金属称为工件。它也被称为贱金属。

3.通量:它是碳酸盐和硅酸盐材料的结合,用于焊接,形成一个屏蔽环境周围的工件。

4。。焊接机:根据焊接的要求和强度提供电流,并连接电极的正负极的机器。

5.电弧电压:通过焊接电弧的电压。

电弧焊主要部件:

以下是电弧焊的主要部分:

1.交流/直流电机:

本机提供生产电弧所需的电流和电压。

2.电极:

有两个电极,正极和负极。电弧是由于这些电极之间的高电压差而产生的。

3.电缆和电缆连接器:

用电缆连接电极以产生电流并产生所需的电位差。

4.接地夹:

确保电源和工件之间的电路是闭合的。

5.凿锤:

它用于去除附加电极沉积在连接工件上。

6.焊工帽:

它可以保护火花不进入眼睛和脸部的其他部位。所以建议选择焊接用的最好的头盔

7.安全护目镜:

它是专门设计来保护眼睛免受有害的紫外线和红外辐射。

8.钢丝刷:

用于焊缝表面的清洁、除锈、除渣等。

9.手手套:

它是用来保护手不接触组件的热部分和保护他们坠落的火花

10.围裙或夹克:

它们保护身体其他部位免受火花、紫外线和红外辐射。

电弧焊工作机理

通过了解闪电对地的工作原理,就可以很容易地理解其工作机理。它是由于真空层的电离而产生的,这使它们成为良好的导体。从天空到底部的整个层帮助将光线传递到地面。闪电击中的地方变得非常热,一段时间后可以看到。

如果你能理解空中闪电的工作原理,那么理解电弧焊的工作原理就很容易了。用能量源替换天空,用产生的电弧替换闪电,用需要连接的金属替换地面。产生的电弧加热不同的金属,使他们成为一个单一的金属块。

工作机制分为三个部分:

  1. 形成的弧
  2. 加热工件并熔化
  3. 凝固和连接

弧的创建:

如果两点之间存在电位差,则两点之间就会形成电弧。电位差产生的电弧是通过介质击穿形成的。这是一种现象,在两个点之间的粒子破坏,温度变得非常高,并产生电弧。温度的升高取决于提供的电流和维持的电压。因此,使用大型变压器直接向焊机提供电流。

等离子体状态

除了最常见的三种物质状态——固体、液体和气体,我们还有另外两种成功建立和稳定的物质状态。这些是等离子体,玻色-爱因斯坦凝聚体。

图3:物质的不同状态

用简单句解释;等离子体态是一种高温高能态,是中性原子和电离粒子的结合。在电弧焊过程中,两个点之间的电位差变得如此之高,以至于点之间的粒子被电离,电子从相邻的原子中被移走以中和它们。因此,在温度和能量都非常高的情况下,电离粒子和中性原子一起出现,就形成了一种状态。

完整的工作:

它是一种熔焊工艺,用于连接两个金属块。提供的电压足以在电极和金属片之间产生大量的热量(6500左右)0F),熔化金属。产生的电弧被导向连接点,两件熔化和凝固在一起,成为单一的金属件。

更清楚地了解电弧焊的工作原理。观看视频:

不同类型的电弧焊:

电弧焊工艺可以根据不同的基础进行划分。在这里,我们将主要在电极的基础上讨论,使用的电极是消耗品还是非消耗品。

下图简要描述了基于电极的不同类型电弧焊工艺的完整分类:

基于消耗性电极的类型:

电极被消耗的过程有六种不同的类型,如下所示:

1.金属惰性气体(MIG)/金属活性气体(MAG)焊接:

它也称为气体保护金属电弧焊(GMAW)。在这里,我们使用惰性气体气氛产生的电弧,保护连接金属免受污染。

要了解MIG/MAG焊接的工作原理,请观看本视频

2.电弧焊(SMAW):

它也被称为棒焊或手工金属电弧焊。形成的焊接金属被保护气体和产生的渣保护不受大气的影响。

要了解保护金属电弧焊的工作原理,请观看本视频

3.药芯电弧焊(FCAW)

类型的焊接可以很好地替代SMAW。它使用熔剂形成的气体来保护金属免受空气污染。保护气体是通过连续提供药芯焊条而产生的。

要了解药芯电弧焊的工作原理,请观看这个视频

4.埋弧焊:

它在不断馈电的电极和工件之间产生电弧。电弧创造了一个可熔剂的保护层,它创造了一个气体保护周围的金属,以防止其腐蚀。

要了解埋弧焊的工作原理,请观看这个视频

5.电渣焊(ESW):

这种焊接过程使用熔化的熔渣,由电源的热量产生,覆盖焊缝表面。所产生的渣能抵抗电流的通过,而电流的通过又为金属的熔化创造了热量。金属一接触水就会凝固。

要了解电渣焊接的工作原理,请观看这个视频

6.螺柱电弧焊(SW):

这种类型的电弧焊用于连接金属件与螺柱组件,如螺母,螺栓等。

了解电弧螺柱焊接的工作,看这个视频

基于非消耗性电极:

在非消耗性电极的基础上,有两种焊接工艺,分别如下:

1.钨极惰性气体焊接(TIG):

这种焊接工艺也称为气体保护钨极电弧焊(GTAW)。它使用非消耗性电极生产电弧。产生的电弧作为一种保护气体,保护金属不受腐蚀。

要了解钨插入气焊的工作原理,请观看这个视频

2.等离子弧焊(PAW):

这个过程在金属和电极之间产生电弧。在这里,等离子气体从保护气体中分离出来,保护气体负责产生精细和深焊缝。

要了解等离子弧焊的工作原理,请观看这个视频

电弧焊的问题:

尽管这种类型的焊接在工业中发现了许多应用,因为有不同种类的子类的可用性,它有各种各样的问题,人们应该注意。它们主要分为以下两种不同的类型:

1.腐蚀相关的问题:

我们已经从类型解释中看到,所有的工作都在创建一个屏蔽环境,以避免金属污染。由于温度很高,金属周围的分子分解成更小的分子,如氧,它可以在这样的高温下反应,将其转化为金属氧化物,腐蚀将开始。

为了保护金属免受污染,要么使用惰性气氛(如MIG, TIG等),要么使用屏蔽气体气氛(SMAW等)。这有助于防止金属与大气相互作用而受到污染。更重要的是要注意的是,如果要焊接的金属件是不同的成分,腐蚀的影响可能是严重的。

2.安全相关问题:

没有任何预防措施的焊接可能是危险和不健康的做法。在焊接之前,我们需要使用合适的个人防护装备。与健康有关的主要问题包括:

(我)吸入物质:

在焊接过程中,焊工接触到不同类型的物质,这可能是危险的。例如,焊剂芯焊接时产生的烟雾中含有各种氧化物,对人体健康危害极大。因此,我们应该在进行任何焊接过程之前覆盖我们的脸。

心脏起搏器干扰:

这一过程会产生高频交流电,会干扰离电源2米和焊缝1米的起搏器工作。

(3)眼损伤:

这种焊接过程会产生高强度的火花,会对眼睛造成很大的伤害。在焊接操作过程中,直接看眼睛,眼睛会变红,并产生数天的疼痛。因此,在强制焊接时,我们需要使用焊接护目镜来保护我们的眼睛。

(iv)热、火和爆炸危险:

焊接芯部温升可高达65000F,可以产生大量的热量。产生的火花可以落在身体上,也可以发生爆炸。因此,在焊接期间,我们应该用充分设计的设备覆盖我们的身体。我们还应该注意,在焊接区域附近没有爆炸性材料。

优点:

除了所有的问题,它提供了不同的优势,因为它被用于许多行业。其中一些建议如下:

  • 适合任何环境:不同的焊接工艺机制都是利用这种类型的屏蔽在特定的环境下进行的。我们可以在任何环境下使用电弧焊工艺。
  • 不洁金属的使用:该工艺可以直接在脏金属上进行,不需要清洗表面。
  • 可移植性:在这个过程中使用的材料是高度便携的
  • 低成本:焊接过程很简单;因此成本很低。

缺点:

除了与腐蚀和安全有关的问题,这一过程还有其他缺点,具体如下:

  • 技能要求:需要一个非常熟练的人来完成完美的表面处理。
  • 薄金属:这个过程在使用薄金属时存在一些问题。

应用程序:

这种焊接工艺最常见的应用是在汽车、航空航天、石油和天然气、电力和建筑行业。

常见问题:

问1:我们在哪里不能使用电弧焊?

答:我们几乎可以在任何地方使用它。虽然初学者不能使用,因为有很多安全要求。它在连接两种不同的金属时也是无效的。

问题2:谁是心脏起搏器?

答:心脏起搏器是植入式除颤器,焊接时交流电频率对其有影响。

电弧焊中残余应力是如何形成的?

答:电弧焊过程中,金属在加热和瞬间凝固过程中会产生一定的残余应力。为了消除这个问题,凝固是在加热一段时间后完成的。

引用:

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