جوش برقی ، سنگ بنای تولید و ساخت مدرن ، به گرمای شدید تولید شده توسط قوس های برقی برای ذوب شدن و فیوز فلزات متکی است. درجه حرارت درگیر یک عامل اصلی در توانایی پیوستن به حتی سخت ترین مواد است ، اما بسته به نوع جوشکاری ، تنظیمات تجهیزات و فلزات جوش داده می شود.
هسته گرما: دمای قوس الکتریکی
در قلب جوش الکتریکی قوس الکتریکی قرار دارد که وقتی جریان الکتریکی بین الکترود و قطعه کار از طریق گاز یونیزه پرش می شود ، شکل می گیرد. این قوس بسیار گرم است و دمای آن به طور معمول از 3000 درجه تا 20،000 درجه است. دامنه وسیع به دلیل چندین عامل از جمله نوع فرآیند جوشکاری ، شدت جریان و مواد درگیر است.
به عنوان مثال ، در جوشکاری چوب (جوشکاری قوس فلزی محافظ ، SMAW) ، دمای قوس معمولاً بین 3000 درجه و 6000 درجه کاهش می یابد. این برای ذوب شدن فلزات مشترک مانند فولاد خفیف ، که دارای نقطه ذوب در حدود 1510 درجه است ، کافی است. جوشکاری MIG (جوشکاری گاز بی اثر فلزی) دامنه دمای قوس مشابه را تولید می کند و بیشتر برنامه های کاربردی بین 3500 درجه و 7000 درجه کار می کنند. قوس موجود در جوشکاری TIG (جوشکاری گاز بی اثر تنگستن) حتی داغ تر است ، اغلب به 5000 درجه تا 10،000 درجه می رسد و به آن اجازه می دهد تا {17} ذوب {{18} metals مانند تیتانیوم (نقطه ذوب در حدود 1،668 درجه) و فولاد استنلس است.
تغییرات دما در انواع جوشکاری
روشهای مختلف جوشکاری برقی برای تولید دمای خاص برای مطابقت با کاربردهای مورد نظر خود طراحی شده است. جوشکاری TIG ، که برای کار دقیق روی فلزات عجیب و غریب شناخته شده است ، برای اطمینان از همجوشی مناسب فلزات با نقاط ذوب بالا ، به دمای قوس بالاتر نیاز دارد. الکترود تنگستن قابل مصرف آن غیر- می تواند در برابر گرمای شدید مقاومت کند و به قوس اجازه می دهد بدون آسیب به این دماهای بالا برسد.
جوشکاری MIG ، که به طور گسترده در تولید جرم مورد استفاده قرار می گیرد ، دما و کارآیی را متعادل می کند. دمای قوس آن به اندازه کافی بالا است تا سیم پرکننده و فلز پایه را به سرعت ذوب کند اما آنقدر زیاد نیست که باعث پراکندگی بیش از حد یا پیچ و تاب شود. این امر باعث می شود که برای جوشکاری ورق های فولادی ضخامت نازک تا متوسط - در ساخت خودرو و لوازم خانگی ایده آل شود.
جوشکاری چوب ، گزینه ای همه کاره برای تعمیرات میدانی و پیوستن به فلز ضخیم ، در دمای قوس پایین تر در مقایسه با TIG کار می کند اما هنوز گرمای کافی برای نفوذ عمیق ایجاد می کند. پوشش شار روی الکترودهای چوب به تنظیم توزیع گرما کمک می کند ، و اطمینان حاصل می کند که استخر فلزی مذاب با سرعت کنترل شده برای تشکیل جوش های قوی خنک می شود.
انتقال حرارت و ذوب فلز
در حالی که قوس خود بسیار گرم است ، درجه حرارت در استخر جوش {{0} منطقه ای که در آن فلز در واقع ذوب می شود- تا حدودی پایین است اما هنوز هم بسیار بالاتر از نقطه ذوب فلز پایه است. برای جوشکاری خفیف فولاد ، دمای استخر جوش به طور معمول از 1500 درجه تا 2500 درجه متغیر است. این به اندازه کافی گرم است که فولاد را به طور کامل ذوب کرده و به آن اجازه می دهد تا با فلز پرکننده (در صورت استفاده) مخلوط شود و با خنک شدن پیوند قوی ایجاد کند.
گرمای حاصل از قوس از طریق تابش و هدایت به قطعه کار منتقل می شود. در فلزات ضخیم تر ، گرما بیشتر پخش می شود ، بنابراین دمای قوس بالاتر یا زمان جوشکاری طولانی تر برای اطمینان از ذوب شدن ضخامت مفصل لازم است. به عنوان مثال ، جوشکاری یک صفحه فولادی ضخامت 10 میلی متر در مقایسه با جوشکاری یک ورق نازک 1 میلی متر به دمای قوس بالاتر یا پاس های متعدد نیاز دارد ، زیرا برای نفوذ به مواد ضخیم تر گرمای بیشتری لازم است.
عوامل مؤثر بر دمای جوشکاری
چندین عامل بر دمای واقعی حاصل از جوش برقی تأثیر می گذارد. شدت جریان یک عامل اصلی است: آمپراژ بالاتر منجر به یک قوس داغ تر می شود. یک جوشکار MIG برای 200 آمپر یک قوس داغ تر از یک مجموعه به 100 آمپر تولید می کند و آن را برای فلزات ضخیم تر مناسب می کند. ولتاژ همچنین نقش دارد ، زیرا ولتاژ بالاتر طول قوس را افزایش می دهد ، که می تواند گرما را در یک منطقه بزرگتر پخش کند.
نوع الکترود و مواد پرکننده می تواند بر جذب گرما تأثیر بگذارد. الکترودهای تنگستن مورد استفاده در جوشکاری TIG دارای نقطه ذوب بالا (حدود 3،422 درجه) هستند و به آنها امکان می دهد شکل خود را حتی در یک قوس گرم حفظ کنند. در مقابل ، پوشش شار روی الکترودهای چوب می تواند قوس را تا حدی عایق کند و بر نحوه توزیع گرما در قطعه کار تأثیر می گذارد.
جوش داده شده فلز نیز بر نیاز دما تأثیر می گذارد. فلزات با نقاط ذوب بالاتر ، مانند آلیاژهای نیکل (نقطه ذوب در حدود 1،453 درجه) ، به یک قوس داغ تر از فولاد خفیف نیاز دارند. جوشکار تنظیمات تجهیزات خود را برای مطابقت با خواص فلز تنظیم می کند ، اطمینان حاصل می کند که دمای قوس برای ذوب شدن مواد بدون گرمای بیش از حد و ایجاد نقصی مانند سوختگی- از طریق یا ترک خوردگی کافی است.
ملاحظات ایمنی از درجه حرارت بالا
گرمای شدید جوش الکتریکی خطرات ایمنی قابل توجهی را به همراه دارد. قوس می تواند فوراً باعث سوختگی شدید شود ، حتی از قرار گرفتن در معرض کوتاه. جوشکاران باید برای محافظت در برابر گرما و اشعه ماوراء بنفش ، لباس ، دستکش و کلاه ایمنی را با لنزهای تیره بپوشند. فلزات داغ و جرقه های تولید شده در هنگام جوشکاری می توانند مواد قابل اشتعال را مشتعل کنند ، بنابراین مناطق کار باید از احتراق پاک نگه داشته شوند و خاموش کننده های آتش باید به راحتی در دسترس باشند.
جوش - جوش ، فلز جوش داده شده برای مدت طولانی گرم می ماند و اغلب دمای بالاتر از 100 درجه را برای ساعت ها حفظ می کند. این بدان معنی است که حتی پس از اتمام جوشکاری ، خطر سوختگی وجود دارد و خنک کننده مناسب یا علامت گذاری سطوح گرم ضروری است.
پایان
جوش برقی بسته به نوع جوشکاری و تنظیمات ، دمای بسیار بالایی ایجاد می کند ، با دمای قوس از 3000 درجه تا 20،000 درجه. این گرما برای ذوب شدن طیف گسترده ای از فلزات ، از فولاد خفیف مشترک گرفته تا آلیاژهای قدرت بالا-. دمای خاص متناسب با روش جوشکاری ، ضخامت مواد و نوع فلز ، از اتصالات قوی و قابل اعتماد اطمینان می یابد. در حالی که گرمای شدید همان چیزی است که باعث می شود جوشکاری برقی مؤثر باشد ، همچنین برای محافظت از کارگران و جلوگیری از آتش سوزی ، اقدامات احتیاطی جدی را نیز می طلبد. درک این پویایی دما برای استفاده از جوشکاری برقی با خیال راحت و کارآمد در کاربردهای مختلف صنعتی و تعمیر مهم است.
