L'arco di saldatura è Descrizione e caratteristiche

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

Per eseguire con successo il processo di saldatura, è necessario un arco di saldatura. Si tratta di una scarica elettrica, che è caratterizzata da una potenza molto elevata ed è piuttosto lunga. Si verifica tra elementi come elettrodi che si trovano in un determinato ambiente gassoso. Affinché si verifichi un arco, è necessario applicare tensione agli elettrodi.

Descrizione generale dell'arco

Le principali proprietà distintive dell'arco di saldatura sono una temperatura molto elevata e la densità di corrente. Grazie a queste due qualità, in combinazione, l'arco è in grado di fondere metalli con un punto di fusione di 3000 gradi Celsius senza alcun problema. Possiamo dire che questo arco è un conduttore, costituito da sostanze volatili, e lo scopo principale è la conversione dell'energia elettrica in energia termica. La carica elettrica stessa è il momento in cui la corrente elettrica passa attraverso il mezzo gassoso.

Varietà di scarico

Un arco di saldatura è una scarica e, poiché ne esistono diversi tipi, esistono anche diversi tipi diarchi:

1. La prima varietà è chiamata scarica a bagliore. Questo aspetto si verifica solo in un ambiente a bassa pressione e viene utilizzato solo in cose come schermi al plasma o lampade fluorescenti.
2. Il secondo tipo è la scarica di scintille. Il verificarsi di questo tipo si verifica nel momento in cui la pressione è approssimativamente uguale a quella atmosferica. Si differenzia in quanto ha una forma piuttosto intermittente. Un esempio lampante di tale scarica è il fulmine.
3. L'arco di saldatura è una scarica ad arco. È questo tipo che viene utilizzato più spesso durante la saldatura. Si verifica in presenza di pressione atmosferica e la sua forma è continua.
4. L'ultimo tipo è chiamato corona. Il più delle volte si verifica se la superficie dell'elettrodo è ruvida e irregolare.

Natura dell'arco

Vale la pena dire che l'arco di saldatura elettrica non è così complicato come sembra a prima vista, è abbastanza semplice capirne la natura. Utilizza una corrente elettrica che scorre attraverso un elemento come un catodo. Successivamente, entra nell'ambiente con gas ionizzato. In questo momento si verifica una scarica, caratterizzata da luce intensa e temperatura molto elevata. In generale, un arco di saldatura può avere una temperatura compresa tra 7.000 e 10.000 gradi Celsius. Dopo aver attraversato questa fase, la corrente passerà al materiale che viene saldato. Possiamo dire che la sorgente dell'arco di saldatura è una corrente elettrica che ha subito delle variazioni.

A causa di temperature così elevate, l'arco emetterà infrarossie raggi ultravioletti, dannosi per la salute umana. È pericoloso per gli occhi umani e può anche lasciare una leggera ustione. Per i motivi di cui sopra, tutti i saldatori dovrebbero avere un buon equipaggiamento di protezione individuale.

Struttura ad arco

La struttura (struttura) dell'arco di saldatura comprende tre componenti principali, o sezioni: le sezioni dell'anodo e del catodo, nonché la colonna dell'arco. Va notato che durante la combustione dell'arco di saldatura si formano punti o aree attive nelle aree dell'anodo e del catodo, che sono caratterizzate dal valore massimo di temperatura. Attraverso queste due zone passerà tutta la corrente elettrica che l'alimentatore genera. Allo stesso tempo, in queste due aree si registrerà anche la maggiore caduta di tensione dell'arco di saldatura. La colonna dell'arco si trova tra queste due zone e un parametro come la caduta di tensione, in questo caso, sarà minimo.

Da quanto precede, possiamo concludere che, in primo luogo, la fonte di alimentazione dell'arco di saldatura può produrre una tensione e una corrente piuttosto elevate. In secondo luogo, la lunghezza dell'arco sarà costituita dalla totalità delle aree sopra elencate. Molto spesso, la lunghezza di un tale arco è di diversi millimetri, a condizione che le regioni dell'anodo e del catodo siano rispettivamente di 10-4 e 10-5 cm La lunghezza più favorevole è un arco di 4-6 mm. È con tali indicatori che sarà possibile ottenere una combustione stabile e temperature elevate.

Tipi di arco

La differenza tra l'arco di saldatura sta nello schema di approccio, così come nell'ambiente in cui può verificarsi. Attualmente, ci sono due tipi più comuni di arco:

• Arco di azione diretta. In questo caso, la saldatrice deve essere parallela all'oggetto da saldare. Si verificherà un arco elettrico quando l'angolo tra il pezzo metallico e l'elettrodo è di 90 gradi.
• La seconda varietà principale è un tipo indiretto di arco di saldatura. Si verifica solo se vengono utilizzati due elettrodi e si trovano ad un angolo di 40-60 gradi rispetto alla superficie della parte metallica. Si formerà un arco tra questi due elementi e salderà insieme il metallo.

Classificazione

Vale la pena notare che esiste una classificazione dell'arco a seconda dell'atmosfera in cui si verificherà. Ad oggi se ne conoscono tre tipologie:

• Il primo tipo è un arco aperto. Durante la saldatura di questo tipo, l'arco brucerà all'aria aperta e attorno ad esso si formerà un piccolo strato di gas che includerà vapori di metallo, elettrodi e i loro rivestimenti.
• Tipo chiuso. La combustione di un tale arco di saldatura è caratterizzata dal fatto che viene eseguita sotto uno strato di flusso.
• L'ultima varietà è l'arco con alimentazione a gas. In questo caso, gli viene fornita una sostanza come elio, argon o anidride carbonica. È possibile utilizzare anche altri tipi di gas.

La principale differenza dell'ultimo tipo è chei gas forniti preverranno il fenomeno dell'ossidazione dei metalli durante la saldatura.

Si osserva anche una leggera differenza in termini di durata di tale arco. A seconda delle sue caratteristiche, l'arco di saldatura può essere stazionario o pulsato. La stazionaria viene utilizzata per la saldatura continua di metalli, ovvero è continua. Il tipo ad arco a impulsi è un singolo impatto sul metallo, tocco cesellato.

Gli elementi di lavoro, ovvero gli elettrodi, possono essere di carbonio o di tungsteno. Questi elettrodi sono anche chiamati non consumabili. Possono essere utilizzati anche elementi metallici, ma si fondono allo stesso modo del pezzo. Il tipo più comune di elettrodo è l'acciaio quando si tratta di tipi di fusione. Tuttavia, l'uso di specie che non si sciolgono sta diventando sempre più popolare oggi.

Il momento del verificarsi dell'arco

L'arco di saldatura si verifica nel momento in cui si verifica un circuito veloce. Ciò accade quando l'elettrodo viene a contatto con un pezzo di metallo. A causa del fatto che la temperatura è semplicemente enorme, il metallo inizia a fondersi e una sottile striscia di metallo fuso appare tra l'elettrodo e il pezzo. Quando l'elettrodo e il metallo divergono, quest'ultimo evapora quasi istantaneamente, poiché la densità di corrente è molto elevata. Successivamente, il gas viene ionizzato, motivo per cui appare l'arco di saldatura.

Condizioni dell'arco

In condizioni standard, cioè ad una temperatura media di 25 gradi e ad una pressione di 1atmosfera, il gas non è in grado di condurre elettricità. Il requisito principale per il verificarsi di un arco è la ionizzazione del mezzo gassoso tra gli elettrodi. In altre parole, il gas deve contenere alcune particelle cariche, elettroni o ioni.

La seconda condizione importante da osservare è il mantenimento costante della temperatura al catodo. La temperatura richiesta dipenderà da caratteristiche quali la natura del catodo e il suo diametro e dimensione. Anche la temperatura ambiente giocherà un ruolo importante. L'arco di saldatura deve essere stabile e allo stesso tempo avere un'enorme forza di corrente, che fornirà un indice di temperatura elevato (7 mila gradi Celsius o più). Se tutte le condizioni sono soddisfatte, qualsiasi materiale può essere lavorato con l'arco risultante. Per garantire la presenza di una temperatura costante ed elevata, è necessario che l'alimentatore funzioni nel modo più stabile possibile. È per questo motivo che il generatore è la parte più importante nella scelta di una saldatrice.

Caratteristiche dell'arco

Ci sono diverse cose che distinguono l'arco di saldatura dalle altre scariche elettriche.

Il primo è l'enorme densità di corrente, che può raggiungere diverse migliaia di ampere per centimetro quadrato. Questo dà una temperatura enorme durante il funzionamento. La distribuzione del campo elettrico tra gli elettrodi nel loro spazio è piuttosto irregolare. Vicino a questi elementi si osserva una forte caduta di tensione e verso il centro, al contrario, diminuisce notevolmente. È impossibile non dire della dipendenza della temperatura dalla lunghezza della colonna. Più lunga è la lunghezza, peggiore è il riscaldamento,e viceversa. Utilizzando gli archi di saldatura, è possibile ottenere una caratteristica corrente-tensione (CVC) molto diversa.

Invertitore di saldatura. L'arco e le sue caratteristiche

Vale la pena iniziare subito con la differenza principale tra una fonte di alimentazione a inverter e una convenzionale a trasformatore. Il consumo di energia elettrica è stato ridotto di quasi la metà. La caratteristica della corrente che si genera quando si utilizza l'inverter consente un'accensione più rapida dell'arco e garantisce inoltre una combustione stabile durante l'intero processo.

Di per sé, un inverter di saldatura è un dispositivo piuttosto complesso che esegue operazioni per modificare la corrente per garantire il funzionamento più stabile dell'arco. Ad esempio, il dispositivo è connesso alla rete e riceve in ingresso una corrente alternata, che è in grado di convertire in corrente continua. Successivamente, la corrente continua entra nel blocco dell'inverter, dove viene nuovamente convertita in corrente alternata, ma a una frequenza molto più elevata rispetto a quella della rete. Questa corrente viene trasferita al trasformatore, dove la sua tensione viene notevolmente ridotta, aumentandone la forza. Successivamente, la corrente alternata raddrizzata e sintonizzata viene trasferita al raddrizzatore, dove viene convertita in corrente continua e fornita per il funzionamento.