Електричне зварювання, наріжний камінь сучасного виробництва та будівництва, покладається на інтенсивне тепло, що утворюється електричними дугами, щоб розплавити та злити метали. Температура є ключовим фактором його здатності приєднатися навіть до найскладніших матеріалів, але вона змінюється залежно від типу зварювання, налаштувань обладнання та зварювання металів.
Ядро тепла: Температура електричної дуги
В основі електричного зварювання лежить електрична дуга, яка утворюється, коли електричний струм стрибає між електродом і заготовкою через іонізований газ. Ця дуга надзвичайно гаряча, температура, як правило, від 3000 градусів до 20 000 градусів. Широкий діапазон обумовлений кількома факторами, включаючи тип процесу зварювання, інтенсивність струму та матеріали, що стосуються.
Наприклад, у зварюваннях на палиці (екрановане металеве зварювання дуги, Smaw) температура дуги зазвичай падає від 3000 градусів до 6000 градусів. Цього достатньо для того, щоб розплавити загальні метали, такі як м'яка сталь, яка має температуру плавлення близько 1510 градусів. Зварювання MIG (зварювання металевого інертного газу) створює аналогічний діапазон температури дуги, більшість застосувань працює від 3500 градусів до 7000 градусів. Дуга в зваренні TIG (інертне газове зварювання вольфраму) ще гарячіша, часто досягає 5000 градусів до 10 000 градусів, що дозволяє йому обробляти високі - плавлення - точкових металів, таких як титановий (плавлення близько 1 668 градусів) та натуральна сталь.
Коливання температури для типів зварювання
Різні методи електричного зварювання призначені для отримання конкретних температур, щоб відповідати їх призначеним використанню. Зварювання TIG, відоме точною роботою на екзотичних металах, вимагає більш високої температури дуги, щоб забезпечити належне злиття металів з високими темами плавлення. Його не -, що споживає вольфрамовий електрод, може протистояти екстремальному теплу, що дозволяє дузі досягати цих підвищених температур без пошкоджень.
Зварювання MIG, яке широко використовується при масовому виробництві, врівноваженій температурі та ефективності. Температура дуги досить висока, щоб розплавити дріт наповнювача та базовий метал швидко, але не настільки високий, що викликає надмірний розбризкування або викривлення. Це робить його ідеальним для зварювання тонких та середніх - сталевих аркушів товщини у виробництві автомобілів та приладів.
Зварювання на палиці, універсальний варіант для ремонту поля та густого металевого з'єднання, працює при нижній температурі дуги порівняно з TIG, але все ще генерує достатньо тепла для глибокого проникнення. Покриття потоку на електродах палиці допомагає регулювати розподіл тепла, гарантуючи, що розплавлений металевий басейн охолоне з контрольованою швидкістю, утворюючи міцні зварні шви.
Передача тепла та танення металу
У той час як сама дуга надзвичайно гаряча, температура в пулі зварного шва - область, де метал насправді тане -, дещо нижча, але все ще значно вище температури плавлення основного металу. Для м'якого сталевого зварювання температура зварного басейну, як правило, коливається від 1500 градусів до 2500 градусів. Це досить гаряче, щоб повністю розплавити сталь, що дозволяє їй змішуватись з металевим наповненням (якщо використовується) і утворювати міцний зв’язок, коли він охолоне.
Тепло від дуги передається на заготовку через випромінювання та провідність. У більш товстих металах тепло поширюється більше, тому для забезпечення плавлення всієї товщини суглоба потрібні більш високі температури дуги або довший час зварювання. Наприклад, зварювання сталевої пластини товщиною 10 мм вимагає більш високої температури дуги або множинних проходів порівняно з зварюванням тонкого листа 1 мм, оскільки для проникнення більш товстого матеріалу потрібно більше тепла.
Фактори, що впливають на температуру зварювання
Кілька факторів впливають на фактичну температуру, досягнуту під час електричного зварювання. Інтенсивність струму є первинним фактором: більш висока ампераж призводить до більш гарячої дуги. Зварювальник MIG, встановлений на 200 Ампер, створить більш гарячу дугу, ніж один набір на 100 ампер, що робить його придатним для більш товстих металів. Напруга також відіграє певну роль, оскільки більша напруга збільшує довжину дуги, що може поширити тепло на більшій площі.
Тип електрода та матеріалу наповнювача може впливати на поглинання тепла. Вунденські електроди, що використовуються в зваренні TIG, мають високу температуру плавлення (близько 3422 градусів), що дозволяє їм підтримувати форму навіть у гарячій дузі. Навпаки, поточне покриття на паличкових електродах може певною мірою ізолювати дугу, впливаючи на те, як тепло розподіляється на заготовку.
Метал зварений також впливає на вимоги до температури. Метали з більш високими темами плавлення, такими як нікелеві сплави (точка плавлення близько 1453 градусів), потребують більш гарячої дуги, ніж м'яка сталь. Зварювачі регулюють налаштування обладнання відповідно до властивостей металу, забезпечуючи достатню температуру дуги для розплаву матеріалу без перегріву та спричинення дефектів, таких як спалювання - через або розтріскування.
Міркування безпеки високих температур
Екстремальна спека електричного зварювання становить значні ризики безпеки. Дуга може викликати важкі опіки миттєво, навіть від короткого опромінення. Зварювачі повинні носити полум'я - стійкий одяг, рукавички та шоломи з темними лінзами для захисту від тепла та ультрафіолетового випромінювання. Гарячий метал і іскри, що виробляються під час зварювання, можуть розпалити легкозаймисті матеріали, тому робочі зони повинні бути утримуються від горючих, а вогнегасники повинні бути легко доступними.
Повідомлення - звареного металу залишається гарячим протягом тривалого періоду, часто зберігаючи температуру вище 100 градусів протягом годин. Це означає, що навіть після завершення зварювання є ризик опіків, і правильне охолодження або маркування гарячих поверхонь є важливим.
Висновок
Електричне зварювання генерує надзвичайно високі температури, при цьому температура дуги становить від 3000 градусів до 20 000 градусів, залежно від типу зварювання та налаштувань. Цього тепла достатньо для розплаву широкого діапазону металів, від звичайної м'якої сталі до високих - силові сплави. Конкретна температура підібрана до методу зварювання, товщини матеріалу та типу металу, забезпечуючи міцні, надійні стики. Хоча інтенсивне тепло - це те, що робить електричне зварювання ефективним, воно також вимагає суворої безпеки безпеки для захисту працівників та запобігання пожеж. Розуміння цієї динаміки температури є ключовим для використання електричного зварювання безпечно та ефективно в різних промислових та ремонтних програмах.
