Temperatura dell'arco di saldatura: descrizione, lunghezza dell'arco e condizioni per il suo aspetto

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

L'arco di saldatura stesso è una scarica elettrica che esiste da molto tempo. Si trova tra gli elettrodi sotto tensione, situati in una miscela di gas e vapori. Le caratteristiche principali dell'arco di saldatura sono la temperatura e un'elevata densità di corrente.

Descrizione generale

Si forma un arco tra l'elettrodo e il pezzo di metallo su cui si sta lavorando. La formazione di questa scarica si verifica a causa del fatto che si verifica un'interruzione elettrica del traferro. Quando si verifica un tale effetto, si verifica la ionizzazione delle molecole di gas, non solo la sua temperatura aumenta, ma anche la sua conduttività elettrica e il gas stesso passa allo stato plasma. Il processo di saldatura, o meglio la combustione dell'arco, è accompagnato da effetti come il rilascio di una grande quantità di calore e di energia luminosa. È a causa del brusco cambiamento di questi due parametri nella direzione del loro grande aumento che si verifica il processo di fusione del metallo, poiché in un luogo locale la temperatura aumenta più volte. La combinazione di tutte queste azioni è chiamata saldatura.

Proprietà dell'arco

Affinché appaia un arco, è necessario toccare brevemente con l'elettrodo il pezzo con cui lavorare. Pertanto, si verifica un cortocircuito, a causa del quale appare un arco di saldatura, la sua temperatura aumenta abbastanza rapidamente. Dopo aver toccato, è necessario interrompere il contatto e stabilire un traferro. Quindi puoi scegliere la lunghezza dell'arco richiesta per ulteriori lavori.

Se la scarica è troppo breve, l'elettrodo potrebbe attaccarsi al pezzo. In questo caso, la fusione del metallo avverrà troppo rapidamente e ciò causerà la formazione di cedimenti, il che è altamente indesiderabile. Quanto alle caratteristiche di un arco troppo lungo, è instabile in termini di combustione. Anche in questo caso la temperatura dell'arco di saldatura nella zona di saldatura non raggiungerà il valore richiesto. Abbastanza spesso puoi vedere un arco storto, oltre a una forte instabilità, quando si lavora con una saldatrice industriale, soprattutto quando si lavora con parti di grandi dimensioni. Questo è spesso indicato come soffiaggio magnetico.

Esplosione magnetica

L'essenza di questo metodo è che la corrente di saldatura dell'arco è in grado di creare un piccolo campo magnetico, che può benissimo interagire con il campo magnetico creato dalla corrente che scorre attraverso l'elemento in lavorazione. In altre parole, la deflessione dell'arco si verifica a causa del fatto che compaiono alcune forze magnetiche. Questo processo è chiamato soffiaggio perché la deflessione dell'arco conlato sembra che sia dovuto a un forte vento. Non ci sono modi reali per sbarazzarsi di questo fenomeno. Per ridurre al minimo l'influenza di questo effetto, è possibile utilizzare un arco ridotto e l'elettrodo stesso deve essere posizionato ad una certa angolazione.

Struttura ad arco

Attualmente, la saldatura è un processo che è stato analizzato in modo sufficientemente dettagliato. Per questo motivo, è noto che ci sono tre regioni di combustione dell'arco. Quelle aree adiacenti all'anodo e al catodo, rispettivamente, l'area dell'anodo e del catodo. Naturalmente, anche la temperatura dell'arco di saldatura nella saldatura ad arco manuale differirà in queste zone. C'è una terza sezione, che si trova tra l'anodo e il catodo. Questo luogo è chiamato il pilastro dell'arco. La temperatura richiesta per fondere l'acciaio è di circa 1300-1500 gradi Celsius. La temperatura della colonna dell'arco di saldatura può raggiungere i 7000 gradi Celsius. Sebbene sia corretto notare qui che non è completamente trasferito al metallo, tuttavia, questo valore è sufficiente per fondere con successo il materiale.

Ci sono diverse condizioni che devono essere create per garantire un arco stabile. È necessaria una corrente stabile con una forza di circa 10 A. Con questo valore è possibile mantenere un arco stabile con una tensione da 15 a 40 V. Vale la pena notare che il valore di corrente di 10 A è minimo, il massimo può raggiungere 1000 A. nell'anodo e nel catodo. Una caduta di tensione si verifica anche in una scarica ad arco. Dopo ilalcuni esperimenti, è stato riscontrato che se viene eseguita la saldatura con elettrodo di consumo, la caduta maggiore sarà nella zona del catodo. In questo caso cambia anche la distribuzione della temperatura nell'arco di saldatura e il gradiente maggiore cade sulla stessa area.

Conoscendo queste caratteristiche, diventa chiaro perché è importante scegliere la giusta polarità durante la saldatura. Se si collega l'elettrodo al catodo, è possibile ottenere la massima temperatura dell'arco di saldatura.

Zona di temperatura

Nonostante il tipo di elettrodo da saldare, consumabile o non consumabile, la temperatura massima sarà esattamente alla colonna dell'arco di saldatura, da 5000 a 7000 gradi Celsius.

L'area con la temperatura più bassa dell'arco di saldatura viene spostata in una delle sue zone, anodo o catodo. In queste aree si osserva dal 60 al 70% della temperatura massima.

Saldatura AC

Tutto quanto sopra relativo alla procedura di saldatura in corrente continua. Tuttavia, la corrente alternata può essere utilizzata anche per questi scopi. Per quanto riguarda i lati negativi, si nota un notevole deterioramento della stabilità, nonché frequenti sbalzi della temperatura di combustione dell'arco di saldatura. Tra i vantaggi, spicca il fatto che è possibile utilizzare apparecchiature più semplici e quindi più economiche. Inoltre, in presenza di una componente variabile, un effetto come il soffio magnetico praticamente scompare. L'ultima differenza è che non è necessario scegliere la polarità, poichécome per la corrente alternata, il cambiamento avviene automaticamente ad una frequenza di circa 50 volte al secondo.

Si può aggiungere che quando si utilizza un'attrezzatura manuale, oltre all'elevata temperatura dell'arco di saldatura nel metodo dell'arco manuale, verranno emesse onde infrarosse e ultraviolette. In questo caso, sono emessi da uno scarico. Ciò richiede la massima attrezzatura di protezione per il lavoratore.

Ambiente di combustione ad arco

Oggi ci sono diverse tecnologie che possono essere utilizzate durante la saldatura. Tutti differiscono per proprietà, parametri e temperatura dell'arco di saldatura. Quali sono i metodi?

1. Metodo aperto. In questo caso, lo scarico sta bruciando nell'atmosfera.
2. Via chiusa. Durante la combustione si forma una temperatura sufficientemente elevata che provoca un forte rilascio di gas dovuto alla combustione del flusso. Questo flusso è contenuto nell'impasto liquido usato per trattare le parti saldate.
3. Metodo che utilizza sostanze volatili protettive. In questo caso, il gas viene fornito alla zona di saldatura, che di solito si presenta sotto forma di argon, elio o anidride carbonica.

La presenza di questo metodo è giustificata dal fatto che aiuta ad evitare l'ossidazione attiva del materiale, che può verificarsi durante la saldatura, quando il metallo è esposto all'ossigeno. Vale la pena aggiungere che, in una certa misura, la distribuzione della temperatura nell'arco di saldatura va in modo tale da creare un valore massimo nella parte centrale, creando un piccolo microclima proprio. In questo caso si formauna piccola area di alta pressione. Tale area è in grado di ostruire in qualche modo il flusso d'aria.

L'utilizzo di un flusso consente di eliminare l'ossigeno nell'area di saldatura in modo ancora più efficiente. Se i gas vengono utilizzati per la protezione, questo difetto può essere eliminato quasi completamente.

Classificazione per durata

Esiste una classificazione delle scariche dell'arco di saldatura in base alla loro durata. Alcuni processi vengono eseguiti quando l'arco è in una modalità come pulsato. Tali dispositivi eseguono la saldatura con brevi lampi. Per un breve periodo di tempo, mentre si verifica il lampeggio, la temperatura dell'arco di saldatura ha il tempo di aumentare a un valore tale da produrre una fusione locale del metallo. La saldatura avviene in modo molto preciso e solo nel punto in cui il dispositivo del pezzo tocca.

Tuttavia, la stragrande maggioranza degli strumenti di saldatura utilizza un arco continuo. Durante questo processo, l'elettrodo viene continuamente spostato lungo i bordi da unire.

Ci sono aree chiamate bagni di saldatura. In tali aree, la temperatura dell'arco è notevolmente aumentata e segue l'elettrodo. Dopo che l'elettrodo ha superato il sito, il bagno di saldatura se ne va, a causa del quale il sito inizia a raffreddarsi piuttosto rapidamente. Una volta raffreddato, si verifica un processo chiamato cristallizzazione. Di conseguenza, si verifica un cordone di saldatura.

Post temperatura

Vale la pena analizzare la colonna dell'arco e la sua temperatura in modo un po' più dettagliato. Il fatto è che questo parametro dipende in modo significativo da diversi parametri. In primo luogo, il materiale di cui è fatto l'elettrodo ha un forte impatto. Anche la composizione del gas nell'arco gioca un ruolo importante. In secondo luogo, anche l'entità della corrente ha un effetto significativo, poiché con il suo aumento, ad esempio, aumenterà anche la temperatura dell'arco e viceversa. In terzo luogo, il tipo di rivestimento dell'elettrodo e la polarità sono piuttosto importanti.

Elasticità dell'arco

Durante la saldatura è necessario monitorare da vicino la lunghezza dell'arco anche perché da essa dipende un parametro come l'elasticità. Per ottenere una saldatura di alta qualità e duratura, è necessario che l'arco bruci in modo stabile e ininterrotto. L'elasticità dell'arco saldato è una caratteristica che descrive la combustione ininterrotta. Si vede una sufficiente elasticità se è possibile mantenere la stabilità del processo di saldatura aumentando la lunghezza dell'arco stesso. L'elasticità dell'arco di saldatura è direttamente proporzionale a caratteristiche quali la forza di corrente utilizzata per la saldatura.