Kaynak arkı Tanım ve özellikler

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Kaynak işlemini başarılı bir şekilde gerçekleştirmek için bir kaynak arkına ihtiyaç vardır. Bu, çok yüksek bir güç ile karakterize edilen ve oldukça uzun olan bir elektrik boşalmasıdır. Belli bir gaz ortamında bulunan elektrotlar gibi elementler arasında oluşur. Bir ark oluşması için elektrotlara voltaj uygulanmalıdır.

Yayın genel açıklaması

Kaynak arkının ana ayırt edici özellikleri, akım yoğunluğunun yanı sıra çok yüksek bir sıcaklıktır. Bu iki kalite kombinasyonu sayesinde ark, erime noktası 3000 santigrat derece olan metalleri sorunsuz bir şekilde eritebilir. Bu arkın uçucu maddelerden oluşan bir iletken olduğunu ve asıl amacının elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüştürülmesi olduğunu söyleyebiliriz. Elektrik yükünün kendisi, elektrik akımının gazlı ortamdan geçtiği andır.

Deşarj çeşitleri

Kaynak arkı bir deşarjdır ve bunun birkaç türü olduğundan, birkaç türü de vardır.kemerler:

1. İlk çeşit, parlama deşarjı olarak adlandırılır. Bu görünüm yalnızca düşük basınçlı bir ortamda oluşur ve yalnızca plazma ekranlar veya floresan lambalar gibi şeylerde kullanılır.
2. İkinci tip kıvılcım deşarjıdır. Bu türün oluşumu, basıncın yaklaşık olarak atmosfere eşit olduğu anda meydana gelir. Oldukça aralıklı bir şekle sahip olması bakımından farklılık gösterir. Böyle bir deşarjın çarpıcı bir örneği yıldırımdır.
3. Kaynak arkı bir ark boşalmasıdır. Kaynak sırasında en sık kullanılan bu tiptir. Atmosfer basıncının varlığında oluşur ve şekli süreklidir.
4. Son türe taç denir. Çoğu zaman elektrot yüzeyi pürüzlü ve pürüzlüyse oluşur.

Yayın doğası

Elektrikli kaynak arkının ilk bakışta göründüğü kadar karmaşık olmadığını, doğasını anlamak oldukça basit olduğunu söylemeye değer. Katot gibi bir elementten akan bir elektrik akımı kullanır. Daha sonra iyonize gaz ile ortama girer. Bu anda, parlak ışık ve çok yüksek sıcaklık ile karakterize edilen bir deşarj meydana gelir. Genel olarak, bir kaynak arkı 7.000 ila 10.000 santigrat derece arasında değişen bir sıcaklığa sahip olabilir. Bu aşamadan geçtikten sonra kaynak yapılan malzemeye akım geçecektir. Kaynak arkının kaynağının değişime uğramış bir elektrik akımı olduğunu söyleyebiliriz.

Bu kadar yüksek sıcaklıklar nedeniyle ark kızılötesi yayarve insan sağlığına zararlı ultraviyole ışınları. İnsan gözleri için tehlikelidir ve hafif yanık da bırakabilir. Yukarıdaki nedenlerden dolayı tüm kaynakçılar iyi kişisel koruyucu donanıma sahip olmalıdır.

Yay yapısı

Kaynak arkının yapısı (yapısı) üç ana bileşen veya bölüm içerir - anot ve katot bölümleri ile ark sütunu. Kaynak arkının yanması sırasında, maksimum sıcaklık değeri ile karakterize edilen anot ve katot alanlarında aktif noktalar veya alanlar oluşacağına dikkat edilmelidir. Bu iki alandan güç kaynağının ürettiği tüm elektrik akımı geçecektir. Aynı zamanda, kaynak arkının en büyük voltaj düşüşü de bu iki alanda kaydedilecektir. Ark sütunu bu iki bölge arasında bulunur ve bu durumda voltaj düşüşü gibi bir parametre minimum olacaktır.

Yukarıdakilerden, ilk olarak, kaynak arkının güç kaynağının oldukça yüksek voltaj ve yüksek akım üretebileceği sonucuna varabiliriz. İkinci olarak, yayın uzunluğu yukarıda listelenen alanların toplamından oluşacaktır. Çoğu zaman, böyle bir yayın uzunluğu, anot ve katot bölgelerinin sırasıyla 10-4 ve 10-5 cm olması şartıyla birkaç milimetredir, en uygun uzunluk 4-6 mm'lik bir yaydır. Bu tür göstergelerle kararlı yanma ve yüksek sıcaklıklar elde etmek mümkün olacaktır.

Yay türleri

Kaynak arkı arasındaki fark, yaklaşma şemasında ve oluşabileceği ortamda yatmaktadır. Şu anda en yaygın iki ark türü vardır:

• Doğrudan eylem yayı. Bu durumda kaynak makinesi kaynak yapılacak nesneye paralel olmalıdır. Metal iş parçası ile elektrot arasındaki açı 90 derece olduğunda bir elektrik arkı meydana gelir.
• İkinci ana çeşit, dolaylı bir kaynak ark türüdür. Sadece iki elektrot kullanıldığında meydana gelir ve bunlar metal parçanın yüzeyine göre 40-60 derecelik bir açıyla yerleştirilir. Bu iki eleman arasında bir yay oluşacak ve metali birbirine kaynak yapacaktır.

Sınıflandırma

Ark, meydana geleceği atmosfere bağlı olarak bir sınıflandırma olduğunu belirtmekte fayda var. Bugüne kadar üç tür bilinmektedir:

• İlk tür açık bir yaydır. Bu tür kaynak yaparken, ark açık havada yanacak ve çevresinde metal buharları, elektrotlar ve bunların kaplamalarını içeren küçük bir gaz tabakası oluşacaktır.
• Kapalı tür. Böyle bir kaynak arkının yanması, bir akı tabakası altında gerçekleştirilmesiyle karakterize edilir.
• Son çeşit, gaz beslemeli arktır. Bu durumda, ona helyum, argon veya karbondioksit gibi bir madde verilir. Diğer bazı gaz türleri de kullanılabilir.

Son türün temel farkı şudur:sağlanan gazlar, kaynak sırasında metal oksidasyonu olgusunu önleyecektir.

Böyle bir yayın süresi açısından da küçük bir fark gözlemlenir. Özelliklerine göre kaynak arkı sabit veya darbeli olabilir. Sabit metallerin sürekli kaynağı için kullanılır, yani süreklidir. Darbeli ark tipi, metal, yontulmuş dokunuş üzerinde tek bir darbedir.

Çalışan elemanlar, yani elektrotlar karbon veya tungsten olabilir. Bu elektrotlar ayrıca sarf malzemesi olmayan olarak da adlandırılır. Metal elemanlar da kullanılabilir, ancak iş parçasıyla aynı şekilde eriyeceklerdir. Eritme türleri söz konusu olduğunda en yaygın elektrot türü çeliktir. Ancak erimeyen türlerin kullanımı günümüzde giderek daha popüler hale geliyor.

Yay oluşum anı

Kaynak arkı, hızlı bir devre oluştuğu anda meydana gelir. Bu, elektrot metal bir iş parçası ile temas ettiğinde olur. Sıcaklığın çok büyük olması nedeniyle, metal erimeye başlar ve elektrot ile iş parçası arasında ince bir erimiş metal şeridi belirir. Elektrot ve metal birbirinden ayrıldığında, akım yoğunluğu çok yüksek olduğu için ikincisi neredeyse anında buharlaşır. Ardından gaz iyonize olur, bu nedenle kaynak arkı görünür.

Ark koşulları

Standart koşullar altında, yani ortalama 25 derecelik bir sıcaklıkta ve 1°C'lik bir basınçtaatmosfer, gaz elektriği iletemez. Bir ark oluşumu için temel gereksinim, elektrotlar arasındaki gazlı ortamın iyonlaşmasıdır. Başka bir deyişle, gaz bazı yüklü parçacıklar, elektronlar veya iyonlar içermelidir.

Gözlemlenmesi gereken ikinci önemli koşul, katottaki sıcaklığın sürekli korunmasıdır. Gerekli sıcaklık, katodun doğası, çapı ve boyutu gibi özelliklere bağlı olacaktır. Ortam sıcaklığı da önemli bir rol oynayacaktır. Kaynak arkı kararlı olmalı ve aynı zamanda yüksek bir sıcaklık indeksi (7 bin santigrat derece veya daha fazla) verecek büyük bir akım gücüne sahip olmalıdır. Tüm koşullar karşılanırsa, ortaya çıkan ark ile herhangi bir malzeme işlenebilir. Sabit ve yüksek bir sıcaklığın varlığını sağlamak için güç kaynağının mümkün olduğunca kararlı bir şekilde çalışması gerekir. Bu nedenle kaynak makinesi seçerken güç kaynağı en önemli kısımdır.

Ark Özellikleri

Kaynak arkını diğer elektrik boşalmalarından ayıran birkaç şey vardır.

Birincisi, santimetrekare başına birkaç bin ampere ulaşabilen devasa akım yoğunluğudur. Bu, çalışma sırasında büyük bir sıcaklık verir. Elektrotlar arasındaki elektrik alanının boşluklarındaki dağılımı oldukça düzensizdir. Bu elemanların yakınında güçlü bir voltaj düşüşü gözlenir ve merkeze doğru tam tersine büyük ölçüde azalır. Sıcaklığın kolonun uzunluğuna bağımlılığı hakkında bir şey söylememek mümkün değil. Uzunluk ne kadar uzun olursa, ısıtma o kadar kötü olur,ve tersi. Kaynak arklarını kullanarak çok farklı bir akım-voltaj karakteristiği (CVC) elde edebilirsiniz.

Kaynak invertörü. Ark ve özellikleri

Bir invertör güç kaynağı ile geleneksel, transformatörlü bir güç kaynağı arasındaki temel farkla hemen başlamaya değer. Elektrik enerjisi tüketimi neredeyse yarı yarıya azaldı. İnverter kullanılırken oluşan akımın özelliği, arkın daha hızlı ateşlenmesini sağlar ve ayrıca tüm süreç boyunca kararlı yanma sağlar.

Kendi başına bir kaynak invertörü, arkın en kararlı çalışmasını sağlamak için akımı değiştirmek için işlemler gerçekleştiren oldukça karmaşık bir cihazdır. Örneğin, cihaz ağa bağlıdır ve giriş olarak doğru akıma dönüştürebildiği bir alternatif akım alır. Ardından, doğru akım inverter bloğuna girer ve burada yine alternatif akıma dönüştürülür, ancak ağdakinden çok daha yüksek bir frekansta. Bu akım, voltajının önemli ölçüde azaldığı ve gücünü artıran transformatöre aktarılır. Bundan sonra, doğrultulmuş ve ayarlanmış alternatif akım doğrultucuya aktarılır, burada doğru akıma dönüştürülür ve işletmeye verilir.