Elektrot ark kaynağı, endüstriyel üretimde en yaygın kullanılan kaynak yöntemidir.Kaynak yapılacak metal bir kutup, elektrot ise diğer kutuptur.İki kutup birbirine yakın olduğunda bir yay oluşur.Ark deşarjı (genellikle ark yanması olarak bilinir) tarafından üretilen ısı, güçlü bir bağlantıya sahip bir kaynak işlemi elde etmek amacıyla, elektrotu iş parçalarının birbirini erittiği ve yoğunlaştıktan sonra bir kaynak oluşturduğu şekilde bağlamak için kullanılır.
Şekil 1. Kaynağın tarihçesi
Kısa tarih
19. yüzyılın başlarında yapılan pek çok kaynak deneyinin ardından, Willard adlı bir İngiliz, ark kaynağı için ilk patenti 1865 yılında aldı. İki küçük demir parçasını başarıyla kaynaştırmak için elektrik akımını kullandı ve yaklaşık yirmi yıl sonra bir Rus, Bernard isimli bir ark kaynağı işlemi için patent aldı.Karbon direk ile iş parçaları arasında bir yay tuttu.Ark, iş parçalarının birleşim yerinden manuel olarak çalıştırıldığında, kaynaklanacak iş parçaları birbirine kaynaştırıldı.1890'larda katı metal, erimiş havuzda tüketilen ve kaynak metalinin bir parçası haline gelen elektrot olarak geliştirildi.Ancak havadaki oksijen ve nitrojen, kaynak metalinde zararlı oksitler ve nitrürler oluşturdu.Bu da kaynak kalitesinin düşmesine neden olur.
20. yüzyılın başlarında, hava sızmasını önlemek için arkı korumanın önemi anlaşıldı ve kaplamayı koruyucu gaz kalkanının elektroduna ayrıştırmak için ark ısısının kullanılması en iyi yöntem haline geldi.1920'lerin ortalarında, kaynaklı metalin kalitesini büyük ölçüde artıran kaplanmış elektrot geliştirildi.Aynı zamanda ark kaynağının en önemli dönüşümü de olabilir.Kaynak işlemindeki ana ekipmanlar arasında elektrikli kaynak makinesi, kaynak maşası ve yüz maskesi bulunmaktadır.
Şekil 2. Kaynak prensibi
Prensip
Kaynak arkı, kaynak güç kaynağı tarafından çalıştırılır.Belirli bir voltajın etkisi altında, elektrot (ve kaynak telinin veya kaynak çubuğunun ucu) ile iş parçası arasında güçlü ve uzun süreli bir deşarj olgusu meydana gelir.Kaynak arkının özü gaz iletimidir, yani arkın bulunduğu boşluktaki nötr gaz, iyonizasyon adı verilen belirli bir voltajın etkisi altında pozitif yüklü pozitif iyonlara ve negatif yüklü elektronlara ayrışır.Bu iki yüklü parçacık iki kutba yönlendirilir.Yönlü hareket, yerel gazın elektriği ileterek bir ark oluşturmasını sağlar.Elektrik arkı, elektrik enerjisini ısıya dönüştürür, bu da metali ısıtıp eriterek kaynaklı bir bağlantı oluşturur.
Arkın "tutuşması" için indüklenmesinden sonra, deşarj işleminin kendisi, kendi kendine devam eden bir deşarj olgusu olan deşarjı sürdürmek için gereken yüklü parçacıkları üretebilir.Ark deşarj işleminde düşük voltaj, yüksek akım, yüksek sıcaklık ve güçlü parlaklık vardır.Bu işlemle elektrik enerjisi ısı, mekanik ve ışık enerjisine dönüştürülür.Kaynak, metalleri birleştirme amacına ulaşmak için esas olarak termal ve mekanik enerjisini kullanır.
Kaynak sırasında ark, kaynak çubuğu ile kaynak iş parçaları arasında yanar ve iş parçalarını ve elektrot çekirdeğini eriterek bir erimiş havuz oluşturur.Aynı zamanda elektrot kaplaması da eritilir ve elektrotun ucunu, damlacıkları, erimiş havuzu ve yüksek sıcaklıktaki kaynak metalini koruyan cüruf ve gaz oluşturmak için kimyasal bir reaksiyon meydana gelir.
Ana sınıflandırma
Yaygın ark kaynağı yöntemleri arasında Korumalı Metal Ark Kaynağı (SMAW), Tozaltı Ark Kaynağı (SAW), Gaz Tungsten Ark Kaynağı (GTAW veya TIG kaynağı), Plazma Ark Kaynağı (PAW) ve Gaz Metal Ark Kaynağı (GMAW, MIG veya MAG kaynağı) yer alır ) vesaire.
Şekil 3. E7018 kaynak elektrodu
Korumalı Metal Ark Kaynağı (SMAW)
Korumalı metal ark kaynağı, elektrotu ve iş parçasını iki elektrot olarak kullanır ve arkın ısısı ve üfleme kuvveti, kaynak sırasında iş parçasını lokal olarak eritmek için kullanılır.Aynı zamanda, ark ısısının etkisi altında, elektrotun ucu bir damlacık oluşturacak şekilde eritilir ve iş parçası kısmen eritilerek sıvı metalle dolu oval bir çukur oluşturulur.Erimiş sıvı metal ve iş parçasının damlacığı bir erimiş havuz oluşturur.Kaynak işlemi sırasında kaplama ve metal olmayan kalıntılar birbirini çözer ve cüruf adı verilen kimyasal değişikliklerle kaynak yüzeyini kaplayan metalik olmayan bir madde oluşturur.Ark hareket ettikçe erimiş havuz soğur ve bir kaynak oluşturmak üzere katılaşır.SMAW için çeşitli kaynak elektrotlarımız var, en popüler modellerE6010, E6011, E6013, E7016, E7018, ve içinpaslanmaz çelik, dökme demir, sert yüzey kaplamavesaire.
Şekil 4. Tozaltı ark kaynağı
Tozaltı Ark Kaynağı (SAW)
Tozaltı ark kaynağı, kaynak için arkın akı tabakasının altında yakıldığı bir yöntemdir.Tozaltı ark kaynağında kullanılan metal elektrot, kesintisiz olarak otomatik olarak beslenen çıplak bir teldir.Kaynak işlemi sırasında arkın otomatik hareketini gerçekleştirmek için genellikle kaynak arabası veya diğer mekanik ve elektrikli cihazlar kullanılır.Tozaltı ark kaynağının arkı granüler akı altında yanar.Arkın ısısı, iş parçasının arkının, kaynak telinin ucunun ve eritkenin doğrudan etkilediği parçaları eritir ve buharlaştırır ve metalin ve eritkenin buharı, ark çevresinde kapalı bir boşluk oluşturacak şekilde buharlaşır.Bu boşlukta yan.Boşluk, akı eritmesiyle üretilen cüruftan oluşan bir cüruf filmi ile çevrelenmiştir.Bu cüruf filmi yalnızca havanın ark ve erimiş havuzla temasını iyi bir şekilde izole etmekle kalmaz, aynı zamanda arkın dışarı yayılmasını da önler.Ark tarafından ısıtılıp eritilen kaynak teli damlacıklar halinde düşer ve erimiş iş parçası metali ile karışarak erimiş bir havuz oluşturur.Daha az yoğun olan cüruf erimiş havuzda yüzer.Erimiş havuz metalinin mekanik izolasyonu ve korunmasına ek olarak, erimiş cüruf aynı zamanda kaynak işlemi sırasında erimiş havuz metali ile metalurjik bir reaksiyona girerek kaynak metalinin kimyasal bileşimini etkiler.Ark ileri doğru hareket eder ve erimiş havuz metali yavaş yavaş soğur ve bir kaynak oluşturmak üzere kristalleşir.Eriyik havuzunun üst kısmında yüzen erimiş cüruf soğuduktan sonra, kaynağı yüksek sıcaklıkta korumaya devam edecek ve oksitlenmesini önleyecek bir cüruf kabuğu oluşturulur.SAW için akıyı sağlıyoruz,SJ101,SJ301,SJ302
Şekil 5. Gaz Tungsten Ark Kaynağı-TIG
Gas TunGSTtr Ark Kaynağı/Tungsten İnert Gaz Kaynağı (GTAW veya TIG)
TIG kaynağı, elektrot olarak tungsten veya tungsten alaşımını (toryum tungsten, seryum tungsten vb.) ve koruyucu gaz olarak argonu kullanan, TIG kaynağı veya GTAW kaynağı olarak adlandırılan bir ark kaynağı yöntemini ifade eder.Kaynak sırasında, kaynağın kanal formuna ve kaynak metalinin performansına göre dolgu metali eklenebilir veya eklenmeyebilir.Dolgu metali genellikle arkın ön kısmından eklenir.Alüminyum-magnezyum ve alaşımlı malzemelerin özelliğinden dolayı kaynak için AC tungsten ark kaynağı gerekirken, diğer metal malzemeler için DC tungsten ark kaynağı kullanılır.Isı girdisini kontrol etmek için darbeli argon tungsten ark kaynağı giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır.Esas olarak kullanılan TIG kaynak telleriAWS ER70S-6, ER80S-G,ER4043,ER5356,HS221ve benzeri.
Şekil 5. Plazma Ark Kaynağı
Plazma Ark Kaynağı (PAW)
Plazma arkı özel bir ark şeklidir.Ark aynı zamanda ark elektrodu olarak tungsten veya tungsten alaşımıdır (toryum tungsten, seryum tungsten, vb.), koruyucu gaz olarak argon kullanılır, ancak tungsten elektrot nozulun dışına çıkmaz, ancak nozulun içinde geri çekilir su soğutmalı nozul olarak da bilinen su soğutmalı nozuldur.İnert gaz iki kısma ayrılır; bir kısmı tungsten elektrot ile su soğutmalı nozül arasında püskürtülen ve iyon gazı adı verilen gazdır;diğer kısmı ise kaynak, kesme, püskürtme, yüzey kaplama vb. işlemler için plazma arkını ısı kaynağı olarak kullanan, koruyucu gaz adı verilen, su soğutmalı nozul ile koruyucu gaz başlığı arasında püskürtülen gazdır.
Şekil 5 Metal-İnert Gaz Kaynağı
Metal İnert Gaz Kaynağı (MIG)
MIG kaynağı, kaynak telinin tungsten elektrodun yerini alması anlamına gelir.Kaynak telinin kendisi arkın kutuplarından biridir, elektrik iletimi ve ark oluşturma rolünü oynar ve aynı zamanda arkın etkisi altında sürekli olarak eriyen ve kaynağa doldurulan dolgu malzemesi olarak da kullanılır.Ark çevresinde yaygın olarak kullanılan koruyucu gaz inert gaz Ar, aktif gaz CO olabilir2veya Ar+CO2karışık gaz.Ar'ı koruyucu gaz olarak kullanan MIG kaynağına MIG kaynağı denir;CO kullanan MIG kaynağı2koruyucu gaz CO olarak adlandırıldığından2kaynak.En popüler MIG:AWS ER70S-6, ER80S-G.
Gönderim zamanı: Ağu-17-2021