مقاله تاثیر قطبیت قوس بر ذوب الکترودها. قطبیت رو به جلو و معکوس

ماهیت ذوب و انتقال فلز الکترود تأثیر زیادی بر بهره وری جوشکاری، برهمکنش فلز با سرباره و گازها دارد. پایداری قوس، از دست دادن فلز، تشکیل جوش و سایر عوامل تکنولوژیکی به آن بستگی دارد.

ذوب شدن الکترود ذوب الکترود عمدتاً به دلیل انرژی حرارتی قوس رخ می دهد. ویژگی های اصلی ذوب الکترود، نرخ ذوب خطی یا جرمی است که با طول یا جرم الکترود ذوب شده (سیم) در واحد زمان اندازه گیری می شود. سرعت ذوب به ترکیب سیم جوش، پوشش، شار، گاز محافظ، حالت جوشکاری، چگالی و قطبیت جریان، چسبندگی الکترود و تعدادی از عوامل دیگر بستگی دارد. اما حتی برای همان شرایط جوشکاری، سرعت ذوب الکترود ثابت نمی ماند، بلکه می تواند به تدریج تغییر کند. بنابراین، در عمل، متوسط ​​نرخ ذوب الکترود به عنوان یک مشخصه استفاده می شود که معمولا برای برخی دلخواه تعیین می شود، اما به طور قابل توجهی بیش از مدت زمان دوره انتقال قطره، یک دوره زمانی است.

از آنجایی که میانگین نرخ ذوب به شدت به حالت جوش بستگی دارد، هنگام ارزیابی تأثیر عوامل مختلف بر ذوب الکترود، گاهی اوقات استفاده از مقدار خاص (به واحد جریان) این مشخصه که ذوب نامیده می شود راحت تر است. ضریب نرخ ذوب الکترود Gp با بیان ضریب ذوب ap مرتبط است

که در آن k یک ضریب بسته به انتخاب واحد است.

مهم ترین شاخص هایی که فرآیند ذوب الکترود را مشخص می کند، ضریب رسوب csn و ضریب تلفات i| است. ضریب جوش، مانند ضریب ذوب، مقدار مشخصی از سرعت است

تنه شنا سرعت یافتن bn مربوط به ضریب ^bm d9- است.

بیان ذوب

که در آن gp و gn به ترتیب جرم‌های فلز مذاب و رسوب‌شده هستند.

عبارت (2-14) فقط برای الکترودهایی معتبر است که حاوی مواد افزودنی فلزی (پودر آهن یا فروآلیاژها) در پوشش نیستند.

در صورت وجود افزودنی های فلزی در پوشش، ضریب "f" می تواند مقادیر منفی به دست آورد.در چنین مواردی تفاوت بین مقدار فلز از دست رفته و مقدار فلز منتقل شده از پوشش است.برای الکترودهایی از این نوع، ضریب تلفات کل را می توان از عبارت تعیین کرد

پوشش افزودنی های فلزی

با کمک شاخص های در نظر گرفته شده، می توان ویژگی هایی مانند بازده فلز رسوب شده kc و بازده فلز خوب k3 را تعیین کرد.

برای الکترودهای دارای افزودنی های فلزی در پوشش، این شاخص می تواند به طور قابل توجهی بیشتر از واحد (یا بیش از 100٪) باشد.

بازده فلز قابل استفاده k3 نسبت جرم فلز ته نشین شده به جرم قسمت مذاب الکترود است:

قطعات الکترود؛ kn نسبت جرم پوشش است که نسبت جرم پوشش به جرم قسمت پوشش داده شده میله الکترود است.

سرعت ذوب الکترود در تمام روش های جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود مصرفی با افزایش قدرت جریان افزایش می یابد (شکل 2-23). در طیف گسترده ای از حالت ها، تناسب بین سرعت ذوب الکترود و قدرت جریان جوشکاری مشاهده می شود. با این حال، در منطقه جریان کم و زیاد، تناسب نقض می شود، که با تغییر در ویژگی های انرژی قوس، اندازه نقاط فعال و چگالی جریان در آنها و گرم شدن الکترود توسط جریان همراه است. افزایش سرعت ذوب الکترود در چگالی جریان بالا نیز در اثر گرم شدن میله الکترود توسط جریان عبوری ایجاد می شود. گرمایش الکترود در محل خروجی چوب با مجذور قدرت جریان، مقاومت سیم و طول چوب بیرونی متناسب است.

سرعت ذوب الکترود عمدتاً با شرایط انتشار و انتقال گرما در مناطق آند و کاتد تعیین می شود و به قطبیت جریان بستگی دارد. هنگام جوشکاری در قطبیت معکوس، ضریب ذوب عملاً مستقل از ترکیب سیم، پوشش، شار یا گاز محافظ است. هنگام جوشکاری در قطبیت مستقیم، ضریب ذوب در محدوده وسیعی بسته به ترکیب و وضعیت سطح سیم، ترکیب پوشش، شار یا گاز محافظ متفاوت است (شکل 2-24). به همین ترتیب، ولتاژ قوس نیز تغییر می کند. در عمل معمولاً از مقدار ولتاژ قوس اسمی UH استفاده می شود - مشخصه ولتاژ یک مارک معین از الکترود، سیم، شار یا گاز محافظ در طول کار قوس.

سرعت ذوب الکترود را می توان با تغییر قدرت جریان یا مقدار افت ولتاژ کاتدی کنترل کرد. امکان افزایش سرعت ذوب الکترودهای پوشش داده شده برای

با افزایش قدرت جریان به دلیل گرمای بیش از حد میله الکترود محدود می شود. با روش های جوشکاری اتوماتیک و نیمه اتوماتیک این

این محدودیت به دلیل سیم‌چسب‌های کوچک کمتر قابل توجه است.

ورود موادی به سیم، پوشش یا شار که باعث افزایش افت ولتاژ کاتد (و در نتیجه ولتاژ قوس اسمی) می‌شود، به افزایش سرعت ذوب سیم در قطبیت مستقیم کمک می‌کند. تغییر ترکیب گاز محافظ تأثیر نسبتاً کمی بر سرعت ذوب سیم دارد. استفاده از مقادیر کمی نمک فلز قلیایی یا قلیایی خاکی بر روی سیم جوش سرعت ذوب کاتد را به شدت کاهش می دهد. این پدیده گاهی اوقات برای به اصطلاح فعال سازی سیم به منظور کاهش سرعت ذوب و به دست آوردن انتقال فلز ریز در قطبیت مستقیم استفاده می شود.

هنگام جوشکاری با الکترودهای پوشش داده شده، سرعت ذوب الکترود به ضخامت پوشش نیز بستگی دارد. ضخیم شدن پوشش منجر به مصرف گرمای اضافی برای ذوب آن و همچنین افزایش قدرت آزاد شده در ستون قوس می شود. برای الکترودهای بدون افزودنی های فلزی در پوشش، افزایش ضخامت پوشش منجر به هزینه های بیهوده برای ذوب آن می شود. با وارد کردن افزودنی های فلزی یا پودر آهن به پوشش، می توان میزان رسوب را به میزان قابل توجهی افزایش داد. افزایش ضخامت پوشش و افزایش محتوای پودر آهن در آن باعث می شود که چگالی جریان بدون ترس از گرم شدن بیش از حد میله الکترود به میزان قابل توجهی افزایش یابد. همه این عوامل به افزایش بهره وری جوش کمک می کند.

جوشکاری DC فلزات را می توان در دو حالت با قطبیت مستقیم و معکوس انجام داد. قطبیت مستقیم در حین جوشکاری زمانی است که یک منهای به الکترود به علاوه به یک قطعه کار فلزی متصل می شود. هنگام جوشکاری با جریان قطبی معکوس، برعکس است، یعنی یک پلاس به میله و یک منفی به محصول متصل می شود.

هنگام جوشکاری با جریان مستقیم، یک نقطه حرارتی در نوک الکترود ایجاد می شود که دمای بالایی دارد. بسته به اینکه کدام قطب به الکترود متصل است، دمای نوک آن نیز بستگی دارد، و بر این اساس، حالت فرآیند جوشکاری بستگی دارد. به عنوان مثال، اگر یک پلاس به یک ماده مصرفی متصل شود، در انتهای آن یک نقطه آندی تشکیل می شود که دمای آن 3900 درجه سانتیگراد است. اگر منفی باشد، یک نقطه کاتدی با دمای 3200 درجه سانتیگراد به دست می آید. تفاوت قابل توجه است.

چه چیزی می دهد.

• هنگام جوشکاری با جریان قطبی مستقیم، بار دمایی اصلی روی قطعه کار فلزی می افتد. یعنی با شدت بیشتری گرم می شود که به شما امکان می دهد ریشه جوش را عمیق تر کنید.
• هنگام جوشکاری با جریان قطبی معکوس، غلظت دما در نوک الکترود رخ می دهد. یعنی فلز پایه کمتر گرم می شود. بنابراین، این حالت عمدتا در هنگام اتصال قطعات کار با ضخامت کم استفاده می شود.

باید اضافه کرد که حالت قطبیت معکوس نیز هنگام اتصال فولادهای پرکربن و آلیاژی، فولاد ضد زنگ استفاده می شود. یعنی آن دسته از فلزاتی که به گرمای بیش از حد حساس هستند.

توجه! از آنجایی که دما در نقاط آند و کاتد با اتصال صحیح متفاوت است دستگاه جوشبه مصرف خود الکترود بستگی دارد. یعنی قطبیت معکوس هنگام جوشکاری با اینورتر اتلاف الکترود است.

در فرآیند جوشکاری با جریان مستقیم، باید اطمینان حاصل شود که فلز قطعات کار به خوبی گرم می شود، تقریباً تا حالت مذاب. یعنی یک حوضچه جوش تشکیل شود. این قطبیت مستقیم و معکوس حالت جوش است که بر کیفیت حمام تأثیر می گذارد.

• اگر قدرت جریان زیاد باشد، به این معنی که دمای گرمایش نیز بالا باشد، آنگاه فلز تا حدی گرم می شود که قوس الکتریکی به سادگی آن را دفع می کند. در اینجا نیازی به صحبت در مورد ارتباط نیست.
• اگر جریان، برعکس، خیلی کم باشد، فلز به حالت مورد نیاز گرم نمی شود. و این نیز یک منفی است.

با قطبیت مستقیم، محیطی در داخل حمام ایجاد می شود که به راحتی الکترود را هدایت می کند. پخش می شود، بنابراین یک حرکت میله، جهت جوش را ایجاد می کند. در عین حال، عمق جوش به راحتی کنترل می شود.

به هر حال، سرعت الکترود به طور مستقیم بر کیفیت نتیجه نهایی تأثیر می گذارد. هرچه سرعت بیشتر باشد، گرمای کمتری وارد ناحیه جوش می شود، فلز پایه قطعه کار کمتر گرم می شود. کاهش سرعت باعث افزایش دمای داخل حوضچه جوش می شود. یعنی فلز به خوبی گرم می شود. بنابراین جوشکاران با تجربه بیش از حد لازم جریان را روی اینورتر تنظیم می کنند. اما کیفیت جوش دقیقاً توسط سرعت حرکت الکترود کنترل می شود.

در مورد خود الکترودها، انتخاب قطبیت با موادی که از آن ساخته شده است یا نوع پوشش تعیین می شود. به عنوان مثال، استفاده از قطب معکوس در جوشکاری DC، که از الکترود کربن استفاده می کند، منجر به مصرف سریع میله های جوش می شود. زیرا در دماهای بالا، الکترود کربن شروع به شکستن می کند. بنابراین، این نمای فقط در حالت قطبی مستقیم استفاده می شود. از طرف دیگر، یک میله فلزی لخت و بدون پوشش، جوش را با قطبیت معکوس پر می کند.

عمق و عرض جوش نیز به حالت مورد استفاده بستگی دارد. هرچه جریان بیشتر باشد، نفوذ بیشتر است. یعنی عمق جوش افزایش می یابد. همه چیز در مورد گرمای ورودی در قوس است. در واقع این مقدار انرژی حرارتی است که از یک واحد طول جوش عبور می کند. اما افزایش جریان تا بی نهایت غیرممکن است، حتی بدون توجه به ضخامت قطعات فلزی در حال جوش. زیرا انرژی حرارتی روی فلز مذاب فشار ایجاد می کند که باعث جابجایی آن می شود. نتیجه نهایی چنین جوشکاری الکتریکی در جریان افزایش یافته، سوختن حوضچه جوش است. اگر در مورد تأثیر قطبیت مستقیم و معکوس هنگام جوشکاری با اینورتر صحبت کنیم، حالت قطبی معکوس می تواند عمق نفوذ بیشتری را فراهم کند.

برخی از ویژگی های جوش با قطبیت مستقیم

قطبیت مستقیم تعریف شده است. هنگامی که فرآیند اتصال در حالت قطبی مستقیم انجام می شود، برخی از کیفیت های جوش نشان داده می شوند. اما برخی از نکات ظریف باقی مانده است.

• در حوضچه جوش، فلز از الکترودها یا مواد پرکننده به صورت قطرات بزرگ منتقل می شود. این اولاً یک پاشش بزرگ فلز است. ثانیاً افزایش ضریب نفوذ.
• در این حالت قوس الکتریکی ناپایدار است.
• از یک سو، کاهش عمق نفوذ، از سوی دیگر، کاهش ورود کربن به جرم فلز قطعه کار.
• گرمایش مناسب فلز
• گرمای کمتر میله الکترود یا سیم پرکننده که به جوشکار اجازه می دهد از جریان های بالاتر استفاده کند.
• با برخی از مواد مصرفی جوش، افزایش ضریب رسوب مشاهده می شود. به عنوان مثال، هنگام استفاده از الکترودهای مصرفی در گازهای بی اثر و برخی گازهای فعال. یا هنگام استفاده از مواد پرکننده که تحت شار برخی از انواع اعمال می شوند، به عنوان مثال، درجه OSC-45.
• به هر حال، قطبیت مستقیم نیز بر ترکیب ماده ای که در درز بین دو صفحه فلزی است تأثیر می گذارد. معمولاً کربن عملاً در فلز وجود ندارد، اما سیلیکون و منگنز در مقادیر زیادی وجود دارد.

ویژگی های جوشکاری با جریان قطبی معکوس

جوشکاری قطعات نازک فرآیندی با سختی زیاد است، زیرا همیشه خطر سوختگی وجود دارد. بنابراین، آنها در حالت قطبیت معکوس متصل می شوند. اما روش های دیگری برای کاهش خطر وجود دارد.

• کاهش پتانسیل فعلی برای کاهش دما در قطعه کار.
• جوشکاری بهتر است با یک درز متناوب انجام شود. به عنوان مثال، در ابتدا یک بخش کوچک ایجاد کنید، سپس به مرکز حرکت کنید، سپس از طرف مقابل شروع به داک کنید، سپس شروع به پختن قسمت های میانی کنید. به طور کلی، طرح را می توان تغییر داد. به این ترتیب می توان از تاب برداشتن فلز جلوگیری کرد، به خصوص اگر طول اتصال بیش از 20 سانتی متر باشد.
• قطعات فلزی بسیار نازک با قطع دوره ای قوس الکتریکی جوش داده می شوند. یعنی الکترود از ناحیه جوش بیرون کشیده می شود، سپس بلافاصله دوباره به سرعت مشتعل می شود و این روند ادامه می یابد.
• اگر جوشکاری همپوشانی انجام شود، دو قطعه کار باید به صورت هرمتیک روی یکدیگر فشرده شوند. یک شکاف کوچک هوا منجر به سوختگی قسمت بالایی می شود. برای ایجاد یک تناسب راحت، باید از گیره یا هر وزنی استفاده کنید.
• هنگام به هم پیوستن قسمت های خالی، بهتر است فاصله بین قطعات را به حداقل برسانید و در حالت ایده آل، هیچ شکافی وجود نداشته باشد.
• برای جوشکاری قطعات کار بسیار نازک با لبه‌های ناهموار، لازم است ماده‌ای در زیر اتصال قرار داده شود که گرمای فرآیند را به خوبی بگیرد. معمولا برای این کار از صفحه مسی استفاده می شود. شاید فولاد در این حالت، هر چه ضخامت لایه کمکی بیشتر باشد، بهتر است.
• می توان لبه های محصولات جوش داده شده را انجام داد. زاویه فلنج - 180 درجه.

عملکرد فرآیندبسیاری از محققین عملکرد برخی از روش های جوشکاری الکترود مصرفی را در قطبیت مستقیم مطالعه کرده اند. I. I. Zaruba نشان داد که هنگام جوشکاری با قطبیت مستقیم تحت شارهای OSC-45، AN-348، AN-3، ضرایب رسوب بالاتر از جوشکاری با قطبیت معکوس است. افزایش ضرایب رسوب برای قطبیت مستقیم نیز در جوشکاری الکترود مصرفی در گازهای بی اثر و برخی گازهای فعال (هیدروژن، مخلوط آرگون-نیتروژن، گاز گرمایش مسکو) مشاهده شد.

مطالعه دقیق تأثیر قطبیت بر ضرایب رسوب در حین جوشکاری در دی اکسید کربن در جریان 200-500 A (شکل سمت راست) نشان داد که ضرایب رسوب برای قطبیت مستقیم 1.6-1.8 برابر بیشتر از جوشکاری با معکوس است. قطبیت

افزایش قابل توجه ضریب رسوب، و در نتیجه، سرعت ذوب سیم الکترود هنگام جوشکاری با قطبیت مستقیم، نشان می دهد که گرمای بسیار بیشتری نسبت به جوشکاری با قطبیت معکوس، زمانی که الکترود آند است، روی الکترود آزاد می شود. محاسبات نشان می دهد که هنگام جوشکاری در قطبیت مستقیم، مقدار حرارت صرف شده برای ذوب فلز الکترود تقریباً 1/3 بیشتر از جوشکاری روی آن است. قطبیت معکوس (جدول زیر).

مقدار حرارت مصرف شده برای ذوب فلز الکترود هنگام جوشکاری در دی اکسید کربن در قطبیت مستقیم و معکوس:

هندسه درز. هنگام جوشکاری با قطبیت مستقیم، نسبت فلز ته نشین شده در جوش بسیار بیشتر از جوشکاری با قطبیت معکوس است (شکل زیر سمت چپ). برعکس، عمق نفوذ هنگام جوشکاری در قطبیت مستقیم به شدت کاهش می یابد (شکل زیر در سمت راست).

ترکیب شیمیاییدرز فلز. ترکیب شیمیایی فلز ته نشین شده در دی اکسید کربن در قطبیت مستقیم و معکوس در جدول زیر نشان داده شده است.

توجه به ضرایب بالای جذب کربن توسط فلز جوش جلب می شود. این ممکن است به دلیل سوختگی بسیار جزئی کربن از حوضچه جوش هنگام جوشکاری در دی اکسید کربن، و همچنین از سیم الکترود زمانی که محتوای کربن در آن کم است، باشد. مورد دوم داده های مربوط به عدم وجود فرسودگی کربن را در غلظت کمتر از 0.1٪ تأیید می کند.

پایداری قوس اکثر به روشی سادههمانطور که مشخص است، پایداری سوزش قوس، طول شکست آن است. در جدول آورده شده است. 37، نتایج اندازه گیری طول شکست قوس در هنگام جوشکاری در دی اکسید کربن در قطبیت معکوس مستقیم و برای مقایسه در هنگام جوشکاری با قوس غوطه ور OSC-45 (قطب معکوس) نشان می دهد که طول شکست قوس در قطبیت مستقیم بسیار کمتر از قطبیت معکوس است. قطبیت

توجه به این واقعیت جالب است که طول شکست قوس در حال سوختن در اتمسفر دی اکسید کربن با قطبیت مستقیم کمتر از طول شکستن قوس هنگام جوشکاری با قطبیت معکوس در زیر یک قوس غوطه ور OSC-45 نیست.

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که جوشکاری با سیم با قطر 2 میلی‌متر در قطبیت مستقیم در جریان‌های نسبتاً کم (200-300 A) با کاهش پایداری قوس، پاشش زیاد (15-18٪) و تشکیل درز بدتر در مقایسه با جوشکاری مشخص می‌شود. قطبیت معکوس در این راستا، انجام جوشکاری با قطبیت مستقیم در این جریان ها غیر عملی است. در جریان‌های بالاتر (بیش از 400 A)، قوس به‌طور پیوسته‌تری می‌سوزد، پاشش به‌طور محسوسی کاهش می‌یابد و شکل‌گیری جوش بهبود می‌یابد. به عنوان مثال، هنگام جوشکاری در قطبیت مستقیم با جریان 400 A، تلفات فلز در اثر پاشش، ضایعات و تبخیر به 8٪ و در جریان 500 A - به 3-5٪ کاهش می یابد.

همانطور که می دانیم دلیل تشکیل لخته ها هیدروژن محلول در فلز جوش است. هیدروژن همچنین می تواند خواص پلاستیکی فلز را کاهش دهد. مشخص شد که 3 تا 5 برابر بیشتر هیدروژن از درزهای جوش داده شده در قطبیت مستقیم نسبت به درزهایی که در شرایط مشابه در قطبیت معکوس جوش داده شده اند آزاد می شود (جدول زیر).

مقدار هیدروژن آزاد شده از فلز که تحت حفاظت دی اکسید کربن ته نشین شده است:

هنگام جوشکاری با قطبیت معکوس، الکترون های اضافی که می توان در نزدیکی سطح حوضچه جوش انتظار داشت، تعادل واکنش را به سمت چپ تغییر می دهد و از حل شدن هیدروژن جلوگیری می کند. هنگام جوشکاری در قطبیت مستقیم، شرایط برای جذب هیدروژن توسط فلز جوش مساعدتر است.

مکانیسم دیگری برای افزایش محتوای هیدروژن در جوش نیز هنگام جوشکاری با قطبیت مستقیم امکان پذیر است. تعداد قطرات منتقل شده از طریق قوس در واحد زمان هنگام جوشکاری با قطبیت مستقیم بسیار بیشتر از جوشکاری با قطبیت معکوس است (شکل سمت چپ). در این راستا سطح تماس آنها با گازها افزایش می یابد و در نتیجه میزان هیدروژن در فلز مایع نیز می تواند افزایش یابد.

افزایش درجه خشک شدن دی اکسید کربن (جدول بالا) باعث کاهش محتوای هیدروژن در درز می شود.

برخلاف جوشکاری گاز سنتی، روش قوس الکتریکی دارای تعدادی ویژگی است. یکی از مهمترین آنها دمای قوس است که می تواند به 5000 درجه سانتیگراد برسد که بسیار بالاتر از نقطه ذوب هر یک از فلزات موجود است. این تا حدی طیف گسترده ای از روش ها و فن آوری های این روش جوشکاری را توضیح می دهد که به کمک آن انواع وظایف و اهداف کاربردی را حل می کند.

در جوشکاری قوس الکتریکی می توان از چندین نوع قوس الکتریکی، الکترود با خواص مختلف و درجات مکانیزه متفاوت استفاده کرد. در این مورد، فرآیند را می توان توسط یک قوس الکتریکی تغذیه شده توسط جریان های مختلف (مستقیم یا متناوب)، در قطبیت مستقیم و معکوس در درزهای جوشکاری موقعیت های مختلف فضایی انجام داد. علاوه بر این عوامل، برای حالت جوشکاری که دارند پراهمیتسرعت، قطر، نوع و مارک الکترود و ولتاژ قوس آن با قدرت جریان الکتریکی جوشکاری. هر یک از این پارامترها می تواند به طور قابل توجهی بر روند فرآیند تأثیر بگذارد و نیاز به بررسی دقیق در حالت جوشکاری دارد.

در انتخاب قطر الکترود، علاوه بر ضخامت فلزات فرآوری شده، محل درز در فضا و همچنین تعداد لایه های جوش اهمیت دارد. از بین گزینه های مختلف برای موقعیت های فضایی، گزینه پایین تر به عنوان راحت ترین ترجیح داده می شود. بر اساس قطر الکترود انتخاب شده، با در نظر گرفتن محل درز، قدرت جریان الکتریکی جوش تنظیم می شود. در تعیین نوع آن با قطبیت، علاوه بر ضخامت فلز در حال پردازش، ظاهر آن با خواص فیزیکوشیمیایی نیز تأثیر می گذارد.

در حین جوشکاری DC با قطبیت معکوس، مقدار زیادی گرما در الکترود تولید می شود. بنابراین، برای فلزات نازک استفاده می شود و به جلوگیری از سوختگی از طریق آنها کمک می کند. هنگام جوشکاری با اینورتر برای پردازش، قطبیت معکوس نیز لازم است فولادهای آلیاژی بالاتا بیش از حد داغ نشوند. در سایر موارد معمولاً از جریان متناوب استفاده می شود زیرا ارزان تر از جریان مستقیم است.

جریان جوش قطبی مستقیم و معکوس

جوش با قطبیت مستقیم به این معنی است که در فرآیند آن، جریان از یکسو کننده جوش به قطعه کار در حال پردازش با بار مثبت تامین می شود. در این حالت، ترمینال "plus" دستگاه با استفاده از یک کابل به محصول متصل می شود. یک بار منفی به ترتیب با استفاده از نگهدارنده الکترود به الکترود متصل به ترمینال "منهای" اعمال می شود. آند که قطب مثبت است، دمایی بالاتر از کاتدی دارد که به عنوان قطب منفی عمل می کند. بنابراین، استفاده از جریان های الکتریکی با قطبیت مستقیم در جوشکاری قطعات کار با دیواره های ضخیم توصیه می شود. برای برش هم توجیه دارد محصولات فلزیو در شرایط دیگری که نیاز به آزاد شدن مقدار قابل توجهی گرما دارد که این نوع اتصال با آن مشخص می شود.

هنگام جوشکاری با جریان قطبی معکوس، ترتیب مخالف اتصال ضروری است. بار منفی از ترمینال منفی به ساختار جوش داده شده اعمال می شود و بار مثبت از ترمینال مثبت به الکترود هدایت می شود. با قطبیت معین جریان جوشکاری، در مقایسه با اتصال مستقیم، مقدار گرمای بیشتری در انتهای الکترود با حرارت نسبتاً کمتر قطعه کار تولید می‌شود که به جوشکاری "ظریف" کمک می‌کند.

در مواقعی استفاده می شود که احتمال سوختن قطعات کار وجود داشته باشد. بنابراین، جوشکاری با الکترودهایی با قطبیت جریان معکوس برای کار با فولادهای ضد زنگ و آلیاژی، سایر آلیاژهایی که به گرمای بیش از حد واکنش نشان می دهند و همچنین برای اتصال ساختارهای فلزی با ورق نازک توصیه می شود. اتصال قطب معکوس در فرآیند جوشکاری با استفاده از قوس الکتریکی، محافظ گاز و جوش شار به همان اندازه موثر است.

صرف نظر از قطبیت جریان تغذیه مورد استفاده، تعدادی از عوامل کلی وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند. اگر جریان مستقیم اعمال شود، درز حاصل دقت بیشتری خواهد داشت، بدون مقدار زیادی پاشش فلز. این به دلیل عدم وجود تغییرات مکرر در قطبیت هنگام کار با جریان مستقیم است که آن را از جریان متناوب متمایز می کند.

اگر از الکترودهای مصرفی برای جوشکاری استفاده شود، به دلیل گرمایش متفاوت آند و کاتد، روش اتصال جریان الکتریکی ممکن است بر حجم فلز الکترود مذاب منتقل شده به محصول تأثیر بگذارد. برای جلوگیری از سوختن احتمالی قطعات جوشکاری شده در محل اتصال کابل برق، صرف نظر از اینکه با چه باری (مثبت یا منفی)، باید از گیره گیره استفاده کرد.

چه چیزی انتخاب قطبیت را تعیین می کند؟

انتخاب قطبیت جریان الکتریسیتهمحدودیت هایی را بر روی مواد پوشش الکترود مورد استفاده برای جوشکاری اعمال می کند. نمونه‌ای از این فرآیند جوشکاری با استفاده از الکترودهای کربنی است که در طول جوشکاری با قطبیت معکوس قوی‌تر گرم می‌شوند و سریع‌تر تجزیه می‌شوند. و مثلا سیم بدون روکش با پلاریته مستقیم بهتر از قطبیت معکوس می سوزد و وقتی با جریان متناوب تغذیه می شود اصلا نمی سوزد.

عمق نفوذ با عرض درز تشکیل شده تا حد زیادی به شاخص های حالت جوش بستگی دارد. بنابراین، با افزایش قدرت جریان الکتریکی جوشکاری، حتی در سرعت جوش ثابت، نفوذ افزایش می یابد، یعنی افزایش عمق نفوذ فلز. این به دلیل افزایش گرمای ورودی قوس است که به مقدار گرمای عبوری از طول واحد جوشکاری بستگی دارد. با افزایش جریان جوشکاری، فشار وارد شده توسط قوس بر سطح حوضچه مذاب نیز افزایش می یابد. تحت تأثیر آن، فلز مذاب می تواند از زیر قوس خارج شود، این امر از طریق نفوذ قطعه مملو از آن است.

شکل با ابعاد درز تشکیل شده نیز می تواند تحت تأثیر نوع جریان الکتریکی با قطبیت آن باشد. بنابراین، یک جریان مستقیم قطبی معکوس می تواند عمق نفوذ بسیار بیشتری نسبت به جریان مستقیم با قطبیت مستقیم ایجاد کند، این به دلیل حجم نابرابر گرمای تولید شده روی آند و کاتد است. از افزایش سرعت فرآیند جوشکاری، عرض درز با عمق نفوذ کاهش می یابد.

بسته به عوامل متعددی، قوس جوشی عرضه شده در طول جوشکاری DC می تواند قطبیت مستقیم یا معکوس داشته باشد. در حالت اول، یک بار "بعلاوه" به عناصر پردازش شده و یک بار "منهای" به الکترود عرضه می شود. قطبیت معکوس در حین جوشکاری با عرضه "بعلاوه" و "منهای" به الکترود به قطعه مشخص می شود. در مورد ویژگی های روش های زیر بیشتر بخوانید.

در جهت مستقیم، کابل جوش المنتی که قرار است جوش داده شود را به ترمینال مثبت دستگاه متصل می کند. بنابراین، یک بار مثبت از اینورتر به قطعه کار می آید. منفی از طریق نگهدارنده الکترود تغذیه می شود.

این نوع اتصال باعث افزایش دما در آند (قطب "+")، در مقایسه با کاتد ("-") می شود. این محدوده استفاده از قطبیت مستقیم در جوشکاری را تعیین می کند. برای برش سازه های فلزی، قطعات کار با دیواره ضخیم و همچنین در مواردی که به مقدار زیادی گرما نیاز است یا دمای فرآیند بالا نیاز است، قابل استفاده است.

قطبیت معکوس هنگام جوشکاری با اینورتر، تامین بار منفی به فلز در حال پردازش و بار مثبت به الکترود است. وضعیت انتشار گرما برعکس است - گرمایش بیش از حد روی عنصر مصرفی و گرمایش ناکافی روی قطعه کار جوش داده شده وجود دارد. بنابراین در صورت نیاز به حداقل رساندن آسیب به قطعه کار در حین کار و همچنین برای کارهای ظریف، از قطبیت معکوس در حین جوشکاری استفاده می شود. برای اتصالات دائمی موادی مانند:

• فولاد ضد زنگ؛
• ورق فلز؛
• فولاد کربن یا آلیاژ بالا؛
• آلیاژهای حساس به گرمای بیش از حد

شناخته شده ترین انواع جوشکاری که در آن از جریان معکوس استفاده می شود، قوس شار و گازهای محافظ هستند.

الگوهای انتخابی

چرا برای برخی مشاغل قطب معکوس و برای برخی دیگر قطبیت مستقیم انتخاب می شود؟ ما با در نظر گرفتن ویژگی های حرارتی فرآیند با استفاده از جهت معکوس به این سوال پاسخ خواهیم داد.

ابعاد و شکل درز حاصل نیز به محل قرارگیری قطب ها بستگی دارد. به عنوان مثال، نفوذ عمیق تر با جریان معکوس مستقیم امکان پذیر است که به دلیل افزایش تولید گرما در آند و کاتد است.

یادآوری این نکته ضروری است که هرچه فرآیند جوشکاری سریعتر انجام شود، عرض درز و عمق نفوذ کمتر می شود.

از چه تجهیزاتی استفاده کنیم

جهت معکوس در کار تأسیسات ویژه مورد تقاضا است. ویژگی این است که دستگاه سیم را با سرعت مشخصی به قطعه کار تغذیه می کند، بنابراین می توان چندین نوع جوش را انتخاب کرد.

به عنوان مثال، در یک محیط گاز محافظ (زمانی که از آرگون یا دی اکسید کربن استفاده می شود)، یا استفاده از سیم پودر شده. جهت معکوس جریان هنگام کار با گازها قابل اعمال است، جهت مستقیم زمانی است که فرآیند با یک سیم شاردار (همچنین به عنوان سیم با هسته شار شناخته می شود) انجام شود.

جوشکاری نیمه اتوماتیک شامل تعدادی تغییرات فرآیندی است. اولا، اتصال "درژاک" و "انبوه" تغییر می کند - در "بعلاوه" اول، در "منهای" دوم (معکوس). این کار به گونه ای انجام می شود که شار به طور کامل بسوزد و فرآیند جوشکاری در داخل ابر گازی حاصل انجام شود. فلز کمتر گرم می شود و پاشیدن قطرات به حداقل می رسد.

خط مستقیم برای جوشکاری فلزات غیر آهنی استفاده می شود، زمانی که الکترود تنگستن به عنوان یک ماده مصرفی عمل می کند. بنابراین، افزایش دما در منطقه گرمایش حاصل می شود که می تواند برای مثال برای آلومینیوم حیاتی باشد.

هنگام کار با جریان متناوب، وظیفه کاربر این است که مواد مصرفی را به موقع تغییر دهد. حرفه ای ها یا آماتورهای پیشرفته جریان مستقیم را به عنوان تضمین قابل اعتماد جوشکاری با کیفیت بالا ترجیح می دهند. کار با اینورتر به شما امکان می دهد یکی از دو گزینه شناخته شده را انتخاب کنید. قطبیت مستقیم و معکوس در حین جوشکاری به عنوان روش هایی عمل می کنند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. انتخاب جهت توسط تعدادی از عوامل تعیین می شود که اصلی ترین آنها مواد مصرفی و تجهیزات مورد استفاده است.

اگر دیگران را می شناسید ویژگی های خاصبا انتخاب پارامترهای جوشکاری، اطلاعات را در نظرات مقاله به اشتراک بگذارید.