Elektrik Ark Kaynağı: Anlamı, Prosedürü ve Ekipmanları

Bu makaleyi okuduktan sonra öğreneceksiniz: - 1. Elektrik Ark Kaynağının Anlamı 2. Elektrik Ark Kaynağının Prosedürü 3. Kaynak İçin Elektrik Akımı 4. Polaritenin Önemi 5. Ekipmanlar 6. Eklemin Kenar Hazırlığı 7. Elektrotlar.

Elektrik Ark Kaynağının Anlamı:

Ark kaynağı, metali kaynatmak için gereken ısının, baz metal ile bir elektrot arasındaki bir elektrik arkından elde edildiği bir füzyon kaynak işlemidir.

Elektrik arkı, iki iletken birbirine dokunup ardından 2 ila 4 mm'lik küçük bir boşlukla ayrıldığında, akımın havada akmaya devam etmesiyle üretilir. Elektrik arkı tarafından üretilen sıcaklık yaklaşık 4000 ° C ila 6000 ° C'dir.

Dolgu metalini besleyen bir metal elektrot kullanılır. Elektrot akı kaplı veya çıplak olabilir. Çıplak elektrot durumunda, ekstra akı malzemesi sağlanır. Ark kaynağı için hem doğru akım (DC) hem de alternatif akım (AC) kullanılır.

Ark için alternatif akım, bir azaltma transformatöründen elde edilir. Transformatör ana beslemeden 220 ila 440 voltta akım alır ve istenen gerilime, yani 80 ila 100 volt'a iner. Yay için doğru akım, genellikle bir elektrik motoru veya devriye ya da dizel motor tarafından çalıştırılan bir jeneratörden elde edilir.

DC kaynağı durumunda bir açık devre voltajı (ark vuruşu için) 60 ila 80 volt iken, kapalı devre voltajı (arkın korunması için) 15 ila 25 volt arasındadır.

Elektrik Ark Kaynağı Prosedürü:

Her şeyden önce, kaynaklanacak metal parçalar toz, kir, yağ, yağ, vb.'nin giderilmesi için iyice temizlenir. Daha sonra iş parçası uygun fikstürlerde sıkıca tutulmalıdır. İş parçasıyla 60 ila 80 ° açıyla elektrot tutucuya uygun bir elektrot yerleştirin.

Uygun akımı ve polariteyi seçin. Nokta, kaynak yapılacak yerlerde ark tarafından işaretlenir. Kaynak, elektrotun işle temas ettirilmesi ve ardından bir ark üretmek için elektrotun uygun bir mesafeye ayrılmasıyla yapılır.

Ark elde edildiğinde, bu şekilde üretilen yoğun ısı, arkın altındaki işi eritir ve erimiş bir metal havuz oluşturur. Çalışmada küçük bir çöküntü oluşur ve erimiş metal bu çöküşün kenarı çevresinde biriktirilir. Bu ark crator denir. Eklem soğuduktan sonra cüruf kolayca fırçalanır. Kaynak işlemi bittikten sonra, arkı kırmak için elektrot tutucu hızlı bir şekilde çıkarılmalı ve akım beslemesi kesilmelidir.

Kaynak için Elektrik Akımı:

Elektrik ark kaynağında bir ark üretmek için hem DC (doğru akım) hem de AC (alternatif akım) kullanılır. Her ikisinin de kendi avantajları ve uygulamaları vardır.

DC kaynak makinesi, güçlerini bir AC motordan veya dizel / benzinli jeneratörden veya katı hal redresöründen alır.

DC makinenin kapasiteleri:

Güncel:

600 ampere kadar.

Açık devre voltajı:

50 ila 90 volt, (yay üretmek için).

Kapalı Devre Gerilimi:

18 ila 25 volt, (ark korumak için).

AC kaynak makinesinde ana AC kaynağından akım alan bir aşağı akım trafosu vardır. Bu transformatör, voltajı 220 V-440V'dan 80 ila 100 volt arası normal açık devre voltajına düşürür. Akım aralığı 50 amper'lik adımlarla 400 ampere kadar kullanılabilir.

AC kaynak makinesinin kapasiteleri:

Geçerli Menzil:

50 amperlik adımlarla 400 ampere kadar.

Giriş gerilimi:

220V - 440V

Gerçek Gerilim Gerilim:

80 - 100 volt.

Sıklık:

50/60 HZ.

Polaritenin Önemi:

Kaynak için DC akım kullanıldığında, aşağıdaki iki kutup türü mevcuttur:

(i) Düz veya pozitif kutupluluk.

(ii) Ters veya negatif polarite.

İş pozitif ve elektrot negatif olarak yapıldığında, kutuplara Şekil 7.16 (a) 'da gösterildiği gibi düz veya pozitif kutuplar denir.

Düz kutupsallıkta, ısının yaklaşık% 67'si (pozitif terminal) ve elektrotta (negatif terminal)% 33 dağılır. Düz polarite, işte daha fazla ısının gerekli olduğu yerlerde kullanılır. Hafif çelik gibi demir çelik, daha hızlı hız ve ses kaynağı ile bu kutupları kullanır.

(a) Düz kutupluluk.

(b) Ters polarite

Öte yandan, iş negatif ve elektrot pozitif olarak yapıldığında, polarite, Şekil 7.16 (b) 'de gösterildiği gibi ters veya negatif polarite olarak bilinir.

Ters polaritede, elektrotta (pozitif terminal) yaklaşık% 67 ısı ve işlerde (negatif terminal)% 33 serbest bırakılır.

Ters polarite, ince sac metal kaynağında olduğu gibi iş yerinde daha az ısının gerekli olduğu yerlerde kullanılır. Alüminyum, pirinç ve bronz nikel gibi demir dışı metaller ters kutup ile kaynaklanmıştır.

Elektrik Ark Kaynağı İçin Gerekli Ekipmanlar:

Elektrik ark kaynağı için gerekli çeşitli ekipmanlar şunlardır:

1. Kaynak Makinesi:

Kullanılan kaynak makinesi AC veya DC kaynak makinesi olabilir. AC kaynak makinesinin giriş gerilimi 220- 440V ile 80-100V arasındadır. DC kaynak makinesi, bir AC motor jeneratör seti veya dizel / benzinli motor jeneratör seti veya bir transformatör doğrultucu kaynak setinden oluşur.

AC makinesi genellikle 50 hertz veya 60 hertz güç kaynağı ile çalışır. AC kaynak transformatörünün verimliliği% 80 ila% 85 arasında değişmektedir. Kg başına tüketilen enerji. biriken metallerin AC kaynağı için 3 ila 4 kWh, DC kaynağı için 6 ila 10 kWh'dir. AC kaynak makinesi genellikle 0, 3 ila 0, 4 düşük güç faktörü ile çalışırken, DC kaynak motorunun 0, 6 ila 0, 7 güç faktörü vardır. Aşağıdaki tablo 7.9, kaynak makinesi için kullanılan voltaj ve akımı göstermektedir.

2. Elektrot Tutucular:

Elektrot tutucunun işlevi elektrodu istenen açıda tutmaktır. Bunlar, 50 - 500 amper arasındaki amper derecesine göre farklı boyutlarda mevcuttur.

3. Kablolar veya Kablolar:

Kabloların veya kabloların işlevi akımı makineden işe taşır. Bunlar esnektir ve bakır veya alüminyumdan yapılmıştır. Kablolar, 900 ila 2000 arasında esneklik ve daha fazla güç sağlamak için birlikte bükülmüş çok ince tellerden yapılmıştır.

Teller, bir lastik kaplama, güçlendirilmiş bir elyaf kaplama ve ayrıca ağır kauçuk kaplama ile yalıtılmıştır.

4. Kablo Konnektörleri ve Pabuçları:

Kablo konektörlerinin işlevleri, makine anahtarları ve kaynak elektrot tutucusu arasında bir bağlantı kurmaktır. Mekanik tip konnektörler kullanılır; ellerinden geldiğince kolayca toplandı ve çıkarıldı. Konektörler, kullanılan kabloların mevcut kapasitesine göre tasarlanmıştır.

5. Chipping Çekiç:

Kırma çekiçinin işlevi, kaynak metali katılaşınca cürufu gidermektir. Keski şekline sahiptir ve bir ucundan işaretlenmiştir.

6. Tel Fırça, Güç Tel Tekerlek:

Tel fırçanın işlevi, talaş kırıcı ile talaş işleminden sonra cüruf parçacıklarını uzaklaştırmaktır. Bazen, mümkünse elektrikli tel tekerlek manuel tel fırça yerine kullanılır.

7. Koruyucu Giysiler:

Kullanılan koruyucu giysilerin işlevleri, kaynak makinesinin ellerini ve kıyafetlerini ısı, kıvılcım, ultraviyole ve kızılötesi ışınlardan korumaktır. Kullanılan koruyucu kıyafetler deri önlük, başlık, deri el eldivenleri, deri manşonlar, vs.'dir. Yüksek ayak bileği derisi ayakkabılar kaynakçı tarafından kullanılmalıdır.

9. Ekran veya Yüz Kalkanı:

Ekran ve yüz siperinin işlevi, kaynak makinesinin gözlerini ve yüzünü kaynak sırasında üretilen zararlı ultraviyole ve kızılötesi radyasyonlardan korumaktır. Ekranlama, baş kaskından veya el kaskından sağlanabilir.

Eklem Kenarının Hazırlanması:

Kaynaklı ek yerinin etkinliği ve kalitesi ayrıca kaynaklanacak plakaların kenarlarının doğru hazırlanmasına bağlıdır. Kaynak işleminden önce yüzeydeki tüm kireç, pas, yağ, boya vb.

Yüzeyin temizliği mekanik olarak tel fırça veya elektrikli tel çarkı ile ve sonra kimyasal olarak karbon tetraklorürle yapılmalıdır. Uygun bir bağlantı oluşturmak için plakanın kenarlarına uygun şekil verilmelidir.

Kenarların şekli düz, V şeklinde, U şeklinde, yeniden şekillendirilmiş, vb. Olabilir. Çeşitli kenar şekillerinin seçimi, kaynaklanacak metalin cinsine, kalınlığına bağlıdır. İşin kenarları için bazı farklı yiv tipleri, Şekil 7.17'de gösterilmiştir. badd

(i) Kare Alın:

Plakanın kalınlığı 3 ile 5 mm arasında olduğunda kullanılır. Kaynak yapılacak her iki kenar, Şekil 7.17 (a) 'da gösterildiği gibi yaklaşık 2 ila 3 mm aralıklı olmalıdır.

(ii) Tek V-Kalça:

Plakaların kalınlığı 8 ila 16 mm olduğunda kullanılır. Her iki kenar, Şekil 7.17 (b) 'de gösterildiği gibi, yaklaşık 70 ° ila 90 °' lik bir açı oluşturmak üzere eğimlidir.

(Iii) İkili V Popo:

Plakaların kalınlığı 16 mm'den fazla olduğunda ve plakanın her iki tarafında da kaynak yapılabildiğinde kullanılır. Her iki kenar, Şekil 7.17 (c) 'de gösterildiği gibi bir çift V oluşturmak üzere eğimlidir.

(iv) Tekli ve İkili U Popo:

Plakanın kalınlığı 20 mm'den fazla olduğunda kullanılır. Kenar hazırlığı zor ancak eklemler daha tatmin edici. Şekil 7.17 (d) ve (e) 'de gösterildiği gibi daha az dolgu metaline ihtiyaç duyar.

Ark Kaynak Elektrotları:

Ark kaynağı elektrotları iki geniş kategoride sınıflandırılabilir:

1. Tüketilmeyen elektrotlar.

2. Tüketilebilir elektrotlar.

1. Tüketilmeyen Elektrotlar:

Bu elektrotlar kaynak işlemi sırasında tüketilmez, dolayısıyla adlandırılır, tükenmeyen elektrotlar. Genellikle karbon, grafit veya tungsten yapılırlar. Tungsten ve grafit elektrotlar sert ve kırılgan iken karbon elektrotları daha yumuşaktır.

Karbon ve grafit elektrotlar sadece DC kaynak için kullanılabilirken, tungston elektrotlar hem DC hem de AC kaynak için kullanılabilir. Bu tip elektrotlar kullanıldığında dolgu malzemesi ayrı olarak eklenir. Elektrotlar tüketilmediğinden elde edilen yay stabildir.

2. Tüketilebilir Elektrotlar:

Bu elektrotlar kaynak işlemi sırasında erir ve dolgu maddesi sağlar. Genellikle kaynak yapılacak metalle aynı bileşim ile yapılır.

Ark uzunluğu, elektrotu işe doğru veya işten uzağa hareket ettirerek korunabilir.

Tüketilebilir elektrotlar iki tipte olabilir:

(i) Çıplak Elektrotlar:

Bunlar kesintisiz tel veya çubuk şeklinde temin edilebilir. DC kaynakta sadece düz kutuplarda kullanılmalıdırlar. Çıplak elektrotlar, erimiş metal havuzuna atmosferik oksijen ve azottan koruma sağlamaz.

Bu nedenle, bu elektrotlar tarafından elde edilen kaynaklar daha düşük mukavemet, daha düşük süneklik ve korozyona karşı daha düşük dirençlidir. Küçük onarımlarda ve düşük kaliteli işlerde sınırlı kullanım bulurlar. Ferforje ve yumuşak çeliği kaynatırlardı. Modern uygulamada kullanılmazlar veya nadiren kullanılırlar. Bunlar ayrıca düz elektrotlar olarak da bilinir.

(ii) Kaplanmış Elektrotlar:

Bunlar bazen geleneksel elektrotlar olarak da adlandırılır. Kaynak çubuğunun her yerine akı malzemeden bir kaplama (ince tabaka) uygulanır ve bu nedenle kaplanmış elektrot olarak adlandırılır. Kaynak sırasında akı, erimiş metal bölgesine atmosferik oksijen ve azottan koruma sağlar. Bu akı ayrıca oksit ve nitrid oluşumunu da önler. Akı, metalde bulunan oksitler ile kimyasal olarak reaksiyona girer ve düşük erime sıcaklıklı eriyebilir bir cüruf oluşturur.

Cüruf kaynağın üstünde yüzer ve kaynağın katılaşmasından sonra kolayca fırçalanabilir. Kaplanmış elektrot tarafından üretilen kaynak kalitesi, çıplak elektrotlara göre çok daha iyidir.

Kaplama faktörüne veya akı kaplamanın kalınlığına bağlı olarak, kaplanmış elektrotlar üç gruba ayrılır:

(a) Hafifçe kaplanmış elektrotlar.

(b) Orta kaplamalı elektrotlar.

Üç tip kaplanmış elektrotun karşılaştırması Tablo 7.10'da verilmiştir:

Akı Kaplamalı Elektrotların Avantajları:

Kaynak elektrotları üzerindeki akı kaplamanın avantajları olabilir. Bunlardan bazıları:

1. Arkın etrafındaki bir ara gaz atmosferi sağlayarak kaynak bölgesini oksidasyondan korur.

2. Metallerde oksitler ve nitritler gibi bulunan safsızlıkları çözen ve kaynak havuzu yüzeyinde yüzen düşük erime sıcaklığına sahip cüruf üretir.

3. Kaynak yapılan metalin tane boyutunu iyileştirir.

4. Kaynak yapılmış metale alaşım elementleri ekler.

5. Bu yeteneğe sahip bazı kimyasallar sağlayarak yayı stabilize eder.

6. Kaynak metalinin sıçramasını azaltır.

7. Ark akımını yoğunlaştırır ve termal kayıpları azaltır. Bu, ark sıcaklığının artmasına neden olur.

8. Kaynağın soğutma hızını yavaşlatır ve sertleştirme işlemini hızlandırır.

9. Metal biriktirme oranını ve elde edilen penetrasyonu arttırır.

Elektrot Kaplamaların Bileşenleri:

Elektrot kaplama iki veya daha fazla bileşen içerebilir. Kaynak yapılacak farklı metal tipleri için kullanılan farklı tip kaplamalar.

Tipik elektrot kaplamaların bileşenleri ve işlevleri tablo 7 11'de verilmiştir. Bunlardan bazıları burada tartışılmaktadır:

1. Cüruf Oluşturan Bileşenler:

Cüruf oluşturucu bileşenler silikon oksit (Sio ₂ ), Manganez oksit (Mno ₂ ), demir oksit (F _e O), asbest, mika, vs.'dir. Bazı durumlarda, alüminyum oksit (Al203) da kullanılır. ark daha az kararlı hale getirir.

2. Ark Karakteristiğini Geliştirmeye Yönelik Bileşenler:

Ark özelliklerini iyileştirmeye yönelik içerik maddeleri sodyum oksitler (Na20), Kalsiyum oksitler (CaO), magnezyum oksitler (MgO) ve titanyum oksittir (TIO2).

3. Oksitleyici Bileşenler:

Deoksitleyici bileşenler grafit, toz haline getirilmiş alüminyum, odun unu, kalsiyum karbonat, nişasta, selüloz, dolomit vb.

4. Bağlayıcı Bileşenler:

Kullanılan bağlayıcı maddeler sodyum silikat, potasyum silikat ve asbesttir.

5. Alaşım Bileşenleri:

Kaynak kuvvetinin iyileştirilmesinde kullanılan alaşım elementleri vanadyum kobalt, molibden, alüminyum, krom, nikel, zirkonyum, tungsten vb.

Elektrotların Özellikleri:

Elektrotların özellikleri, Hindistan standardı IS: 815-1974 (ikinci revizyon) Bürosu tarafından sağlanmıştır.

Buna göre, kaplanmış elektrotlar şu şekilde belirlenir:

(i) Bir önek mektubu.

(ii) Altı basamaklı bir kod numarası.

(iii) Bir sonek mektubu.

(i) Ön ek mektubu:

Ön harf, elektrotların üretim yöntemini gösterir.

Elektrotların imalat yöntemiyle birlikte bu ön mektuplar Tablo 7.12'de verilmiştir:

(ii) Altı Haneli Kod Numarası:

Altı basamaklı kod numarası, kaynak metal birikintisinin performans özelliklerini ve mekanik özelliklerini göstermiştir.

Her bir rakamın bir ila altı arasında anlamı Tablo 7.13'te verilmiştir:

(iii) Son Ek Mektup:

Soneki harf, elektrotun özel özelliklerini veya özelliklerini gösterir.

Bunlar Tablo 7.14'te verilmiştir:

Kod numarasının ilk rakamları temel olarak elektrot üzerinde kullanılan kaplama tipini açıklar ve bu kaplama performans özelliklerini gösterir.

Tablo 7.15'te verilen ilk rakamı temsil eden yedi tip kaplama vardır:

Kodun ikinci rakamı aşağıda verilen Tablo 7.16'ya göre kaynak pozisyonunu gösterir:

Kod numarasının üçüncü rakamı, elektrot üreticisi tarafından önerilen kaynak akımı koşullarını gösterir.

Bunlar Tablo 7.17'de verilmiştir:

Kod numarasının dördüncü, beşinci ve altıncı rakamları gerilme mukavemetini, maksimum verim stresini ve darbe değeri ile uzama yüzdesini gösterir.

Bunlar Tablo 7.18'de verilmiştir:

Yukarıda verilen kodlamaya ek olarak, tüm elektrotların IS: 814 (bölüm I ve II) - 1974'ün test şartlarına uygun olması gerekir. Her bir elektrot paketi kodlama ve şartname belirten bir işarete sahip olmalıdır.

Örnek:

IS: 815 kodlaması: E 315 - 411K

Özellikler: Ref: 814 (Bölüm-1)

Yukarıdaki örneğin önemi şudur:

(i) Elektrot katı ekstrüzyon ile üretilmiştir ve yumuşak çeliğin metal ark kaynağı için uygundur. [E].

(ii) Elektrot kaplaması, bazik malzemelerle birlikte kayda değer miktarda titanyum içerir ve sıvı cürufu üretecektir. [3].

(iii) Elektrot düz, yatay, dikey ve üst konumda kaynak yapmaya uygundur. [1].

(iv) Elektrot, doğru akımla kaynak yapmak için uygundur, elektrot + ve / veya. Ayrıca 90 volttan daha düşük açık devre gerilimi ile alternatif bir akımla kaynak yapmaya da uygundur. [5].

(v) Elektrot, biriktirilmiş metalin çekme gerilme aralığına sahip olup, 410 ila 510 N / mm2'dir. [411].

(vi) Elektrot, biriken metalin maksimum verim stresine sahiptir, 330 N / nm2'dir. [411].

(vii) Elektrot, biriktirilmiş metalin çekme testinde minimum yüzde uzama oranına sahip olup, 5.65 √So'luk bir uzunluk boyunca yüzde 20'dir ve biriktirilmiş metalin ortalama darbe test değeri 27 ° C'de 47J'dir. [411].

(viii) Elektrot, kaplamada demir tozuna sahiptir ve% 130 ila 150 metal geri kazanımı sağlar.

(ix) Elektrot IS: 814 (Bölüm-I) -1974'e uygundur.