Для початку детальніше розглянемо, який принцип роботи зварювальної дуги і які основні характеристики вона має.
Насправді працює зварювальна дуга за рахунок розряду – результату проходження струму крізь газовий простір. Сам розряд створює електрод, що знаходиться під високою напругою.
Весь процес формування та роботи розряду ми називаємо зварювальною дугою, величезна кількість теплової енергії якої легко змінює агрегатний стан металу.
Простіше кажучи, зварювальна дуга – це провідник, який перетворює електроенергію на тепло, за рахунок чого ми спостерігаємо плавлення металу під час зварювання.
“Будова дуги та суть її роботи”
У цілому нині, сенс дії дуги грунтується на гранично простих законах фізики. Отриманий струм, пропущений через катодну та анодну області, потрапляє у газовий простір.
Як результат, отримуємо розряд і зварювальну дугу, після чого струм із дуги потрапляє на поверхню потрібної нам деталі та з’єднує метал.
Сам принцип дії дуги зав’язується взаємодії катода і анода. Так, через ці області пропускається наш струм. На зварювальному стовпі (відстань між анодом і катодом) при цьому напруга практично залишається без змін, у той час як на катодних та анодних областях спостерігаємо його падіння.
Таким чином, просто подивившись на зварювальний стовп, катодну та анодну області можемо спостерігати ту саму зварювальну дугу, сама довжина якої має досягати приблизно п’ять міліметрів.
Саме така дистанція вважається найбільш підходящою для отримання оптимальної температури енергії, що проходить.
Класифікація зварювальної дуги
У цілому нині, основу класифікації зварювальної дуги лежать безліч чинників: дія зварювального струму (воно може бути як пряме, і непряме), атмосфера формування тощо.
Для початку розглянемо пряму дію. Основною відмінністю тут вважається специфічний напрямок струму.
Фактично, дуга в цьому випадку знаходиться під прямим кутом, а електрод виставляється практично паралельно поверхні нашої деталі.
Однак існує і протилежна, опосередкована дія зварювальної дуги. Тут вже застосовуємо два електроди, які розташовуємо під кутом трохи вище за поверхню металу.
Крім того, по атмосфері формування виділяють зварювальні дуги, що формуються у відкритому, закритому або газовому середовищі. У першому варіанті дуга виникає за допомогою кисню.
Це, до речі, найпопулярніша атмосфера. У процесі зварювання з випаровування металу і розплавленого електрода тут виходить спеціальний газ, що захищає створене з’єднання.
У закритому середовищі дуга горить під шаром флюсу. Під час роботи тут накопичується маса з розпечених парів флюсу, металу та електрода.
У газовому середовищі до дуги, що горить, додаємо стислий гелій або водень, які, створюючи нейтральну атмосферу, запобігають окисленню.
Подібно до зварювання у відкритій і закритій атмосферах тут утворюються пари металу і електрода, а також газу, що подається.
За типом електрода також виділяють різні види зварювання. Сам електрод може складатися із різних матеріалів (вольфрам, наприклад), плавиться або не плавиться під час роботи.
До речі, саме електроди, що не плавляться, полюбилися професіоналам, тому що з їх допомогою легше створювати акуратний і точний шов.
Крім того, як варто відзначити, виділяють стаціонарні та імпульсні дуги. Перші потрібні для точного та тривалого зварювання, а другі – для роботи швидкого.
Умови виникнення дуги
“Як не дивно, газ майже не здатний проводити струм і запалювати дугу в звичайних для нас умовах, де температурний режим дорівнює приблизно двадцяти градусам, а тиск і не перевищує однієї атмосфери.”
Так, для формування дуги потрібно, як це називають майстри, іонізація, тобто заповнення газу іонами.
Стабільний температурний режим у катодній ділянці також просто необхідний для правильної роботи.
З цього приводу, до речі, і виникає безліч питань у новачків, оскільки області анода і катода майже завжди швидко остигають. Плюс до всього, температура у приміщенні далеко не стабільна, що, своєю чергою, впливає на якість зварювання.
Однак не варто засмучуватись і переживати раніше часу. Проблеми легко запобігти, якщо уважно стежити за джерелом живлення та подачею електрики. В цілому всі ці фактори визначають роботу дуги і, як результат, якість отриманого в результаті роботи з’єднання.
Особливості
Для виконання акуратної роботи та створення міцного з’єднання необхідно враховувати низку виняткових характеристик зварювальної дуги.
По-перше, що критично важливо для якісного зварювання, необхідно враховувати екстремально високу температуру зварювального стовпа, яка виникає через особливу щільність струму, що проходить.
Так, неправильне налаштування Вашого апарата або необережність під час роботи з тонкими деталями може призвести до фіаско.
По-друге, пам’ятайте, що електричне поле між парою електродів розподіляється часто нерівномірно. Хоча в зварювальному стовпі коливання напруги майже не відбувається, в катодній області завжди помітно досить сильне зниження.
Не виключено, що такий дисбаланс помітно зменшить якість зробленого з’єднання. Протилежна ситуація спостерігається у зварювальному стовпі. Тут температура найвища.
“Це важливо враховувати, якщо хочете досягти збільшення дуги. Розриваючи дистанцію, Ви знижуєте температуру. Пам’ятайте про це, коли працюєте з металами з високим температурним порогом плавлення.”
Також зауважимо, що зниженням напруги зварювальної дуги можна керувати правильним підбором густини струму. Як правило, напруга зварювальної дуги знижується, як тільки щільність струму підвищується.
Однак, що важливо пам’ятати, напруга зварювальної дуги іноді таки може зростати, коли сила струму наростає.
Щоб краще зрозуміти такі тонкі закономірності, рекомендуємо більше практикуватися. Ви навчитеся підбирати потрібну Вам силу та щільність струму, напругу зварювальної дуги лише з досвідом.
Висновок
Отже, зварювальний стовп, катодні та анодні області, в яких, власне, і проходить струм, є елементами зварювальної дуги.
При подачі струму створюється розряд і дуга, яка і перетворює наш струм у величезну кількість тепла. Отримуємо дугу постукуючи, що й роблять більшість новачків, або чиркаючи поверхнею деталі.