Svařovací oblouk je Popis a vlastnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

K úspěšnému provedení svařovacího procesu je zapotřebí svařovací oblouk. Jedná se o elektrický výboj, který se vyznačuje velmi vysokým výkonem a je poměrně dlouhý. Vyskytuje se mezi prvky, jako jsou elektrody, které jsou v určitém plynném prostředí. Aby došlo k oblouku, musí být na elektrody přivedeno napětí.

Obecný popis oblouku

Hlavními charakteristickými vlastnostmi svařovacího oblouku jsou velmi vysoká teplota a také proudová hustota. Díky těmto dvěma vlastnostem je v kombinaci oblouk schopen bez problémů tavit kovy s teplotou tání 3000 stupňů Celsia. Dá se říci, že tento oblouk je vodič, který se skládá z těkavých látek a hlavním účelem je přeměna elektrické energie na energii tepelnou. Samotný elektrický náboj je okamžikem, kdy elektrický proud prochází plynným prostředím.

Vypouštěcí odrůdy

Svařovací oblouk je výboj, a protože existuje několik jeho typů, existuje také několik typůoblouky:

1. První odrůda se nazývá doutnavý výboj. Tento vzhled se vyskytuje pouze v prostředí s nízkým tlakem a používá se pouze ve věcech, jako jsou plazmové obrazovky nebo zářivky.
2. Druhým typem je jiskrový výboj. K výskytu tohoto typu dochází v okamžiku, kdy je tlak přibližně roven atmosférickému. Liší se tím, že má spíše přerušovaný tvar. Pozoruhodným příkladem takového výboje je blesk.
3. Svařovací oblouk je výboj oblouku. Právě tento typ se nejčastěji používá při svařování. Vyskytuje se za přítomnosti atmosférického tlaku a jeho tvar je spojitý.
4. Poslední typ se nazývá koruna. Nejčastěji se vyskytuje, pokud je povrch elektrody drsný a nerovný.

Povaha oblouku

Za zmínku stojí, že elektrický svařovací oblouk není tak složitý, jak se na první pohled zdá, je docela jednoduché pochopit jeho podstatu. Využívá elektrický proud, který protéká prvkem, jako je katoda. Poté se dostává do prostředí s ionizovaným plynem. V tomto okamžiku dochází k výboji, který se vyznačuje jasným světlem a velmi vysokou teplotou. Obecně platí, že svařovací oblouk může mít teplotu v rozmezí od 7 000 do 10 000 stupňů Celsia. Po průchodu tímto stupněm proud přejde do materiálu, který je svařován. Můžeme říci, že zdrojem svařovacího oblouku je elektrický proud, který prošel změnami.

Vzhledem k tak vysokým teplotám bude oblouk vyzařovat infračervené zářenía ultrafialové paprsky, které jsou škodlivé pro lidské zdraví. Je nebezpečný pro lidské oči a může také zanechat lehké popáleniny. Z výše uvedených důvodů by všichni svářeči měli mít dobré osobní ochranné prostředky.

Struktura oblouku

Struktura (struktura) svařovacího oblouku zahrnuje tři hlavní součásti neboli sekce - anodové a katodové sekce a také sloupek oblouku. Je třeba poznamenat, že při hoření svařovacího oblouku se v oblastech anody a katody vytvoří aktivní body nebo oblasti, které se vyznačují maximální hodnotou teploty. Těmito dvěma oblastmi bude procházet veškerý elektrický proud, který zdroj generuje. Zároveň bude v těchto dvou oblastech zaznamenán také největší úbytek napětí svařovacího oblouku. Sloupec oblouku je umístěn mezi těmito dvěma zónami a takový parametr, jako je pokles napětí, bude v tomto případě minimální.

Z výše uvedeného můžeme usoudit, že za prvé, zdroj energie svařovacího oblouku může produkovat poměrně vysoké napětí a vysoký proud. Za druhé, délka oblouku se bude skládat ze všech oblastí, které byly uvedeny výše. Nejčastěji je délka takového oblouku několik milimetrů za předpokladu, že anodové a katodové oblasti jsou 10-4 a 10-5 cm, Nejvýhodnější délka je oblouk 4-6 mm. Právě s takovými indikátory bude možné dosáhnout stabilního spalování a vysokých teplot.

Typy oblouku

Rozdíl mezi svařovacím obloukem spočívá ve schématu přiblížení a také v prostředí, ve kterém může vzniknout. V současné době existují dva nejběžnější typy oblouku:

• Oblouk přímé akce. V tomto případě musí být svařovací stroj rovnoběžně s předmětem, který se má svařovat. Elektrický oblouk vznikne, když je úhel mezi kovovým obrobkem a elektrodou 90 stupňů.
• Druhou hlavní variantou je nepřímý typ svařovacího oblouku. Vyskytuje se pouze v případě, že jsou použity dvě elektrody a jsou umístěny pod úhlem 40-60 stupňů vzhledem k povrchu kovové části. Mezi těmito dvěma prvky se vytvoří oblouk a svaří kov dohromady.

Klasifikace

Za zmínku stojí, že existuje klasifikace oblouku v závislosti na atmosféře, ve které k němu dojde. K dnešnímu dni jsou známy tři typy:

• Prvním typem je otevřený oblouk. Při svařování tohoto typu bude oblouk hořet na vzduchu a kolem něj se vytvoří malá vrstva plynu, která bude obsahovat páry kovu, elektrody a jejich povlaky.
• Uzavřený typ. Spalování takového svařovacího oblouku je charakteristické tím, že se provádí pod vrstvou tavidla.
• Poslední variantou je oblouk s přívodem plynu. V tomto případě se k němu dodává látka jako helium, argon nebo oxid uhličitý. Lze použít i některé další typy plynů.

Hlavní rozdíl od posledního typu je v tompřiváděné plyny zabrání jevu oxidace kovu během svařování.

Je také pozorován mírný rozdíl, pokud jde o trvání takového oblouku. Svařovací oblouk může být podle svých charakteristik stacionární nebo pulzní. Stacionární se používá pro kontinuální svařování kovů, to znamená, že je kontinuální. Typ pulzního oblouku je jediný dopad na kov, vytesaný dotek.

Pracovní prvky, tedy elektrody, mohou být uhlíkové nebo wolframové. Tyto elektrody se také nazývají nekonzumovatelné. Lze použít i kovové prvky, které se však roztaví stejným způsobem jako obrobek. Nejběžnějším typem elektrody je ocel, pokud jde o typy tavení. Používání netajících druhů je však dnes stále více populární.

Okamžik výskytu oblouku

Svařovací oblouk vzniká v okamžiku, kdy dojde k rychlému okruhu. K tomu dochází, když se elektroda dostane do kontaktu s kovovým obrobkem. Vzhledem k tomu, že teplota je prostě obrovská, kov se začne tavit a mezi elektrodou a obrobkem se objeví tenký proužek roztaveného kovu. Když se elektroda a kov rozcházejí, kov se téměř okamžitě odpaří, protože hustota proudu je velmi vysoká. Dále je plyn ionizován, což je důvod, proč se objeví svařovací oblouk.

Podmínky oblouku

Za standardních podmínek, to znamená při průměrné teplotě 25 stupňů a tlaku 1atmosférou, plyn není schopen vést elektřinu. Hlavním požadavkem pro vznik oblouku je ionizace plynného prostředí mezi elektrodami. Jinými slovy, plyn musí obsahovat nějaké nabité částice, elektrony nebo ionty.

Druhou důležitou podmínkou, kterou je třeba dodržovat, je neustálé udržování teploty na katodě. Požadovaná teplota bude záviset na vlastnostech, jako je povaha katody a její průměr a velikost. Důležitou roli bude hrát i okolní teplota. Svařovací oblouk musí být stabilní a zároveň mít obrovskou proudovou sílu, která poskytne vysoký teplotní index (7 tisíc stupňů Celsia nebo více). Pokud jsou splněny všechny podmínky, pak lze výsledným obloukem zpracovat jakýkoli materiál. Pro zajištění přítomnosti konstantní a vysoké teploty je nutné, aby napájecí zdroj fungoval co nejstabilněji. Z tohoto důvodu je zdroj energie nejdůležitější částí při výběru svářečky.

Funkce oblouku

Je několik věcí, které odlišují svařovací oblouk od jiných elektrických výbojů.

Prvním je obrovská proudová hustota, která může dosáhnout několika tisíc ampér na centimetr čtvereční. To dává během provozu obrovskou teplotu. Rozložení elektrického pole mezi elektrodami v jejich prostoru je značně nerovnoměrné. V blízkosti těchto prvků je pozorován silný pokles napětí a směrem ke středu naopak velmi klesá. Nelze nemluvit o závislosti teploty na délce kolony. Čím delší délka, tím horší zahřívání,a naopak. Pomocí svařovacích oblouků můžete získat velmi odlišnou charakteristiku proudového napětí (CVC).

Svařovací invertor. Oblouk a jeho vlastnosti

Vyplatí se začít hned s hlavním rozdílem mezi invertorovým zdrojem energie a konvenčním, transformátorovým. Spotřeba elektrické energie se snížila téměř na polovinu. Charakteristika proudu, který vzniká při použití invertoru, umožňuje rychlejší zapálení oblouku a také zajišťuje stabilní hoření během celého procesu.

Svařovací invertor je sám o sobě poměrně složité zařízení, které provádí operace ke změně proudu, aby byl zajištěn co nejstabilnější provoz oblouku. Zařízení je například připojeno k síti a jako vstup přijímá střídavý proud, který je schopno převést na stejnosměrný. Dále stejnosměrný proud vstupuje do invertorového bloku, kde je opět přeměněn na střídavý proud, ale s mnohem vyšší frekvencí, než tomu bylo v síti. Tento proud se přenese do transformátoru, kde se jeho napětí výrazně sníží, čímž se zvýší jeho pevnost. Poté je usměrněný a vyladěný střídavý proud převeden do usměrňovače, kde je přeměněn na stejnosměrný proud a dodáván k provozu.