Pag-unlad ng electric arc welding
Kasaysayan ng arc welding
Unang praktikal na aplikasyon isang bahaghari sa electric welding ng mga metal na nakuha lamang noong 1882, nang nilikha ni N.N. Benardos sa St. Petersburg «Paraan ng pagsali at paghihiwalay ng mga metal sa pamamagitan ng direktang pagkilos ng electric current», na tinawag niyang «electrohephaestus».
Ayon sa konklusyon ng mga akademiko N. S. Kurnakov, O. D. Khvolson at iba pa, ang kakanyahan ng pamamaraang ito ay ang naprosesong bagay ay konektado sa isa, at ang karbon sa kabilang poste ng pinagmumulan ng kuryente at ang boltahe na arko na nabuo sa pagitan ng naprosesong bagay at ang karbon ay gumagawa ng isang aksyon na katulad ng ginawa ng apoy ng isang blowtorch kapag ang metal ay pinainit at natutunaw. Ang isang espesyal na carbon o iba pang conductive electrode ay ipinasok sa may hawak at ang arko ay sinusuportahan ng kamay.
Noong 1888 - 1890, ang paraan ng paggamit ng init ng isang electric arc para sa mga welding metal ay napabuti ng mining engineer N.G.Slavyanov, na pinalitan ang carbon electrode ng eksklusibo ng isang metal at bumuo ng isang semi-awtomatikong aparato para sa pagbibigay ng isang metal na elektrod sa panahon ng pagsunog nito at pagpapanatili ng arko, na tinawag niyang "melter".
Ang kakanyahan ng mga paraan electric arc welding, na nilikha bilang isang resulta ng gawain ng mga mahuhusay na inhinyero-imbentor N.N. Benardos at N.G. Slavyanov, ay nananatiling hindi nagbabago hanggang sa araw na ito at maaaring mailalarawan bilang mga sumusunod: ang electric arc na nabuo sa pagitan ng elektrod at ang mga konektadong bahagi ng produkto ay natutunaw ang base na materyal ng ang produkto sa init nito at tinutunaw ang electrode na ibinibigay sa arc flame zone - isang materyal na tagapuno na, sa anyo ng mga patak ng tinunaw na metal, pinupuno ang junction at nagsasama sa base metal ng produkto. Sa kasong ito, ang kabuuang henerasyon ng init ng arko ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagpili ng angkop na mode, ang pangunahing parameter kung saan ay ang kasalukuyang.
Sa praktikal na aplikasyon, maraming mga pagpapabuti ang ginawa at ginagawa sa mga pamamaraan, na hindi nagbabago sa kakanyahan ng mga proseso, ngunit nagpapataas ng kanilang praktikal na halaga. Ang pagbuo ng mga nilikha na pamamaraan ng hinang ay sumasabay sa pagbuo ng mga base ng enerhiya ng teknolohiya ng hinang sa direksyon ng pagpapabuti ng kalidad at pagiging produktibo ng hinang.
Ang mga pangunahing kondisyon na nag-ambag sa pag-unlad na ito ay:
-
tinitiyak ang matatag na operasyon ng arko;
-
pagkuha ng naaangkop na kalidad at lakas ng koneksyon.
Ang unang kondisyon ay natugunan sa pamamagitan ng paglikha ng mga mapagkukunan ng enerhiya na may mga katangian na tinutukoy ng mga katangian ng isang electric arc sa ilalim ng mga kondisyon ng hinang.
Ang arko, bilang pangunahing pinagmumulan ng pag-init at consumer ng enerhiya sa panahon ng hinang, ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang dynamic na pagkarga, kung saan, sa mga agwat ng oras na sinusukat sa daan-daang segundo, ang mga matalim na pagbabago sa rehimeng elektrikal ay lumilitaw sa arc circuit.
Ang pagkatunaw ng elektrod at ang paglipat ng metal mula sa elektrod patungo sa workpiece ay nagdudulot ng matalim na pagbabagu-bago sa haba ng arko at paulit-ulit na mga maikling circuit ng pinagmumulan ng kapangyarihan ng arko (hanggang sa 30 beses bawat segundo) sa napakaikling pagitan. Sa kasong ito, ang kasalukuyang at boltahe ay hindi nananatiling pare-pareho, ngunit may mga agarang pagbabago mula sa isang tiyak na halaga sa isang maximum at vice versa.
Ang mga biglaang pagbabago sa pagkarga ay nakakagambala sa estado ng balanse ng electric arc system - kasalukuyang pinagmulan… Upang ang arko ay magsunog ng mahabang panahon sa isang tiyak na halaga ng kasalukuyang, nang hindi namamatay at hindi nagiging iba pang mga anyo ng electric discharge, kinakailangan na ang pinagmumulan ng kasalukuyang nagsusuplay sa arko ay mabilis na tumutugon sa mga pagbabagong nagaganap sa mode ng arko at tinitiyak ang matatag na operasyon nito.
Maaga sa pagbuo ng electric welding engineering, ito ay ginawa sa tulong ng incorporated ballast resistors upang limitahan ang kasalukuyang at sunud-sunod na kalmado ang arko sa pangunahing circuit ng mga de-koryenteng makina. Kasunod nito, ang mga espesyal na mapagkukunan ng kapangyarihan na may mga bumabagsak na katangian at mababang magnetic inertia ay nilikha, na ganap na nakakatugon sa mga kinakailangan na nagmumula sa mga katangian ng welding arc.
Kaayon ng pag-unlad ng electric welding engineering, ang mga pag-aaral ay isinasagawa na nagbibigay-daan upang maitaguyod ang pangunahing mga parameter ng mga static na katangian ng arko sa mga kondisyon ng hinang at upang pag-aralan ang pinakamainam na mga kondisyon at ang pangunahing mga de-koryenteng mga parameter ng mga mapagkukunan ng enerhiya at ang kanilang impluwensya sa ang katatagan at pagpapatuloy ng pagkasunog ng arko sa panahon ng hinang.
Sa susunod na panahon, batay sa pananaliksik ng statics at dynamics ng proseso sa mga electric welding machine, isang pag-uuri ng mga sistema ng welding machine at apparatus ay binuo at isang pinag-isang pangkalahatang teorya ng mga welding machine ay nilikha.
Mga katangian ng proseso ng arc welding
Ang proseso ng electric arc welding ay isang napakakomplikadong complex ng pisikal, kemikal at elektrikal na mga phenomena na patuloy na nagaganap sa lahat ng yugto sa napakaikling panahon. Kung ikukumpara sa mga maginoo na proseso ng metalurhiko ng natutunaw na mga metal, iba ang proseso ng hinang:
-
maliit na dami ng paliguan na may tinunaw na metal;
-
mataas na temperatura ng pag-init ng metal, na sa mataas na bilis at lokal na pag-init ay humahantong sa mga gradient ng mataas na temperatura:
-
isang hindi mapaghihiwalay na koneksyon sa pagitan ng inilapat na metal at ng base metal, ang huli ay, bilang ito ay, isang anyo para sa dating.
Kaya, ang pinainit at tinunaw na metal sa isang maliit na dami ng weld pool ay napapalibutan ng isang makabuluhang masa ng mas mababang temperatura ng base metal. Ang sitwasyong ito, siyempre, ay tumutukoy sa mataas na mga rate ng pag-init at paglamig ng metal at, bilang isang resulta, tinutukoy ang kalikasan at direksyon ng mga reaksyon na nagaganap sa weld pool.
Ang pagdaan sa puwang ng arko, ang natunaw na karagdagang metal ay nakalantad sa kapaligiran ng arko sa napakataas na temperatura, na humahantong sa oksihenasyon ng metal at pagsipsip ng mga gas mula dito, at ang pag-activate ng mga inert na gas (pangunahin ang nitrogen) ay sinusunod sa arc, ang aktibidad na kung saan ay bale-wala sa maginoo na proseso ng metalurhiko.
Ang tinunaw na metal sa weld pool ay nakalantad din sa isang arc atmosphere, kung saan nagaganap ang mga physico-chemical reactions sa pagitan ng metal, ang mga dumi nito at mga gas na hinihigop nito. Bilang resulta ng mga phenomena na ito, ang idineposito na weld metal ay may mas mataas na nilalaman ng oxygen at nitrogen, na, tulad ng kilala, binabawasan ang mga mekanikal na katangian ng metal.
Kapag ang isang metal ay pumasa sa isang arko at nananatili sa isang tinunaw na estado sa lugar ng karumihan sa bakal, pati na rin ang mga pagdaragdag ng haluang metal ay nasusunog, na nagpapalala din sa mga mekanikal na katangian ng metal. Ang mga gas na nabuo sa panahon ng pagkasunog ng mga impurities, pati na rin ang mga natunaw sa metal sa panahon ng solidification ng tinunaw na metal, ay maaaring humantong sa pagbuo ng mga voids at pores sa idineposito na metal.
Kaya, ang mga prosesong nagaganap sa panahon ng hinang ay nagpapahirap sa pagkuha ng mataas na kalidad na weld metal. Ang mga paghihirap na ito ay naging tulad na imposibleng makakuha ng isang weld na may mga katangian na malapit sa mga katangian ng weld metal, na siyang pangunahing tagapagpahiwatig ng kalidad ng hinang, nang hindi nagsasagawa ng mga espesyal na hakbang.
Pagpapabuti ng teknolohiya ng arc welding
Ang pangunahing sukatan na nagpapataas ng kalidad at lakas ng mga joints ng metal sa mga umiiral na pamamaraan ng arc welding ay ang paggamit ng mga espesyal na coatings - coatings sa mga electrodes.
Sa paunang panahon, ang pag-andar ng naturang mga coatings-coating ay upang mapadali ang pag-aapoy at dagdagan ang katatagan ng arko dahil sa kanilang ionizing effect. Nang maglaon, sa pagbuo ng makapal o mataas na kalidad na mga coatings, ang pag-andar kung saan, bilang karagdagan sa pagtaas ng katatagan ng arko, ay upang mapabuti ang komposisyon ng kemikal at istraktura ng idineposito na metal, isang makabuluhang pagtaas sa kalidad ng hinang ay sinusunod.
Ang pagbuo ng mga espesyal na coatings sa mga electrodes ay naging posible sa mga nakaraang taon upang maikalat ang paggamit ng mga pangunahing pamamaraan ng hinang at pagputol ng mga metal sa ilalim ng tubig. Sa kasong ito, ang layunin ng mga coatings sa mga electrodes ay din (dahil sa kanilang mas mabagal na pagsunog kaysa sa elektrod) upang mapanatili ang isang proteksiyon na kalasag sa paligid ng arko at upang bumuo ng isang bula kung saan ang arko ay nasusunog kasama ang mga gas na inilabas kapag ang mga coatings ay nasusunog. .
Kasabay ng pagpapabuti ng kalidad ng welded na koneksyon, ang isang pagtaas sa produktibidad ng hinang ay sinusunod, na sa manu-manong welding ay nakamit sa pamamagitan ng pagtaas ng kapangyarihan ng welding arc na may sabay na pagtaas sa diameter ng metal electrode. Ang isang makabuluhang pagtaas sa kapangyarihan at isang pagtaas sa laki ng mga electrodes ay humantong sa pagpapalit ng manu-manong hinang na may awtomatiko.
Ang pinakamalaking paghihirap sa awtomatikong hinang ay ibinabanta ng isyu ng mga electrode coatings-coatings, kung wala ang mataas na kalidad na hinang sa ilalim ng modernong mga kinakailangan ay halos imposible.
Ang isang matagumpay na solusyon ay ang pagpapakain sa patong ng durog na butil-butil na pagkilos ng bagay hindi sa elektrod, ngunit sa base metal.Sa kasong ito, ang arko ay nasusunog sa ilalim ng isang layer ng pagkilos ng bagay, salamat sa kung saan ang init ng arko ay ginagamit nang mas mahusay, at ang tahi ay protektado mula sa pagkakalantad sa hangin. Ang karagdagan na ito ay isang pagpapabuti sa pangunahing proseso ng welding ng electrode ng metal na lubos na nagpapataas ng produktibidad at nagpabuti ng kalidad ng weld.
Ang kakayahang kontrolin ang thermal state ng mga metal na pagsasamahin gamit ang mga modernong pinagkukunan ng enerhiya para sa welding arc ay ginagawang posible upang mapagtanto ang lahat ng mga transitional form ng proseso ng pagsali mula sa plastic hanggang sa likido, tinunaw na estado ng mga materyales. Ang sitwasyong ito ay nagbubukas ng mga bagong posibilidad para sa pagkonekta hindi lamang sa iba't ibang mga metal, kundi pati na rin sa mga di-metal na materyales sa bawat isa.
Sa pagpapabuti ng mga teknolohikal na proseso ng hinang, ang lakas at pagiging maaasahan ng mga welded na istruktura ay tumaas. Sa paunang panahon, kapag ang proseso ng hinang ay isinasagawa nang mano-mano, ginamit ang electric arc welding sa lahat ng uri ng pagpapanumbalik at pagkumpuni.
Ang kahalagahan ng electric arc welding bilang isa sa mga pangunahing at advanced na teknolohikal na proseso sa ngayon ay hindi maikakaila. Ang karanasan sa paggamit ng hinang sa iba't ibang mga industriya ay malinaw na napatunayan na ang pamamaraang ito ng paggawa ng metal ay nagbibigay-daan hindi lamang upang makatipid ng metal (25 - 50%), kundi pati na rin upang makabuluhang mapabilis ang paggawa ng mga gawa ng lahat ng uri ng mga istrukturang metal.
Ang pag-unlad ng mekanisasyon at automation ng proseso, na naglalayong patuloy na pagtaas ng produktibidad, na sinamahan ng isang tuluy-tuloy na pagtaas sa kalidad at lakas ng hinang, higit na nagpapalawak sa saklaw ng aplikasyon nito.Sa kasalukuyan, ang electric arc welding ay ang nangungunang teknolohikal na proseso sa paggawa ng lahat ng uri ng mga istrukturang metal na tumatakbo sa ilalim ng static at dynamic na mga pagkarga sa mababa at mataas na temperatura.
Iba pang mga kawili-wili at kapaki-pakinabang na mga artikulo tungkol sa electric welding: