Классификация сварочной дуги: Классификация сварочной дуги | Сварка и сварщик

Содержание

Классификация сварочной дуги | Сварка и сварщик

По подключению к источнику питания

Прямого действия

ДУГОВОЙ РАЗРЯД МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДОМ И ИЗДЕЛИЕМ

ИСПОЛЬЗУЕТСЯ:

  • при дуговой сварке покрытыми электродами
  • при сварке неплавящимся электродом в защитных газах
  • при сварке плавящимся электродом под флюсом или в защитных газах

Косвенного действия

ДУГОВОЙ РАЗРЯД — МЕЖДУ ДВУМЯ ЭЛЕКТРОДАМИ

ИСПОЛЬЗУЕТСЯ:

  • при специальных видах сварки и атомно-водородной сварке и наплавке

Комбинированная

ДВА ДУГОВЫХ РАЗРЯДА МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДАМИ И ИЗДЕЛИЕМ, А ТРЕТИЙ — МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДАМИ

ИСПОЛЬЗУЕТСЯ:

  • при сварке спиралешовных труб на станках автоматической сварки под флюсом

ПО ПРИМЕНЯЕМЫМ ЭЛЕКТРОДАМ

При плавящемся электроде

При неплавящимся электроде

ПО СТЕПЕНИ СЖАТИЯ ДУГИ

Свободная

Сжатая

ПО ПОЛЯРНОСТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Прямая

Обратная

При обратной полярности температура на поверхности металла ниже. Используют при сварке тонкой или высоколегированной стали

ПО ДЛИНЕ

Классификация сварочных дуг | Машкрепеж

Сварочная дуга представляет собой мощный электрический разряд в ионизированной области, образовавшейся в процессе сварки и включающей смесь газов, паров металла, флюса и компонентов покрытия сварочного электрода. Ионизированный воздушный промежуток в электрическом поле между металлом и сварочным электродом способствует большому выделению теплоты при прохождении через эту среду электрического тока с высоким значением плотности, которое зависит от расстояния между анодом и катодом, а также от вида источника питания и подаваемого к месту сварки напряжения.

Для возбуждения (зажигания) сварочной дуги при ручной дуговой сварке и образования начальной ионизации сварочный электрод сначала приводят в соприкосновение с поверхностью металла, а затем быстро отводят на некоторое расстояние. Это способствует значительному нагреванию материала изделия в точке соприкосновения с электродом и быстрому началу процесса испарения нагретого до высоких температур металла с поверхности изделия. При высокой температуре паров ионизация промежутка электрод-металл получается настолько существенной, что приводит к образованию сварочного дугового разряда. Если все факторы, поддерживающие ионизацию промежутка, являются стабильными во времени, то образовавшийся разряд продолжает существовать в виде стационарной устойчивой электрической сварочной дуги.

Классификация сварочных дуг производится по:

  • виду подключаемого источника питания (прямого, косвенного и комбинированного действия).

  • применяемым электродам (плавкие и неплавкие).

  • степени сжатия дуги (свободная или сжатая).

  • роду и полярности тока (переменного тока; постоянного тока прямой и обратной полярности).

  • длине (короткая, нормальная и длинная).

При увеличении силы тока в промежутке между сварочным электродом и металлом изделия возрастают площадь поперечного сечения сварочной дуги и электропроводность газа в ионизированной области. Это приводит к уменьшению электрического сопротивления внутри дуги и падению напряжения в электрической цепи, то есть для поддержания большего тока в цепи требуется меньшее напряжение. Такая зависимость между силой тока в сварочной дуге и напряжением в дуговом промежутке является однозначной и существует для тока величиной до 50 Ампер при постоянных составе газовой среды, свойствах электродов и длине самой сварочной дуги. Однако, при больших значениях силы тока, которые обычно используются при дуговой сварке, напряжение электрической дуги постоянной длины остается практически неизменным. Это происходит из-за того, что электропроводность дугового промежутка при увеличении силы тока до 50 А возрастает быстрее силы тока на его

вольт-амперной характеристике, а при более высоких значениях их зависимость становится прямо-пропорциональной.

Источники питания сварочной дуги включают в свой состав стационарные и передвижные источники: переменного тока, постоянного тока прямой и обратной полярности, сварочные генераторы и сварочные инверторы.



Товары каталога:



Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by

строение, температура, классификация и виды дуги

Сварочная дуга представляет собой поток газа, ионизированного до высоких температур (от 50000С и более), и являющегося одной из форм существования плазмы. Этот поток возбуждается между катодной и анодной областями электродов и характеризуется чрезвычайно высокими показателями плотности объёмной тепловой мощности. Такая природа физического явления (см. фото) позволяет широко использовать его для создания прочных неразъёмных соединений металлов, а также для размерной их обработки.

Как происходит формирование дугового разряда

Дуга  производится пробоем межэлектродного промежутка между неподвижным и подвижным электродами (см. рис. 1). В процессе ионизации среды между электронами, плотность их потока по длине возрастает, а диэлектрические свойства среды остаются постоянными. Простейший способ ионизации столба  – увеличение разности потенциалов между электродами при одновременном росте тока и температуры межэлектродного промежутка.

Сварочная дуга

Эти факторы, действующие совместно, ионизируют среду, превращая её из диэлектрика в проводник. Таким образом, в течение короткого времени поток электронов становится непрерывным, поддерживая в промежутке ток короткого замыкания.

Определение стабильности существования процесса производится следующими факторами:

  1. Диэлектрической прочностью среды.
  2. Степенью ионизации, т.е. количеством электронов, которые находятся в ионизированном потоке
  3. Длиной: при увеличении данного параметра сопротивление дуги возрастает.
  4. Поперечным сечением разряда, чем оно меньше, тем выше сопротивление дуги.
  5. Необходимым временем разделения: с его увеличением мощность снижается.

В процессе возбуждения разряда дальнейшим условием стабильности существования является требование правильно настроить все вышеперечисленных параметров. Такие пределы классифицируются по назначению устройства, использующего сварочную дугу – для целей сварки, наплавки или размерной обработки требования будут различными.

Схема сварочной дуги        

Рисунок 1 — Схема сварочной дуги

Виды сварочной дуги

Сварочная дуга с неконтролируемым поперечным сечением, предназначенным для соединения нескольких токопроводящих материалов между собой, использует  два разных типа сварочных аппаратов  – с расходуемыми и нерасходуемыми электродами. К первому типу относятся:

  1. Сварка металла газом: инертным (MIG по международной классификации) или активным (MAG, но чаще используется буквосочетание GMAW – сварка с применением защитного газа, предохраняющего основной металл от активного окисления).
  2. Экранированная дуговая сварка (MMA). Представляет собой процесс ручной электродуговой сварки, при котором разряд возбуждается между металлическим стержнем (электрод покрыт флюсом или содержит его) и обрабатываемой деталью. Поверхность стержня и заготовки плавятся, образуя сварочную ванну. При одновременном плавлении флюсового покрытия на стержне образуются газ и шлак, который впоследствии защищает сварочную ванну от окружающей атмосферы. Это – универсальный процесс, идеально подходящий для соединения черных и цветных металлов с различной толщиной и при всех положениях заготовки.
  3. Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW) использует электрод с сердечником из флюсового сердечника с непрерывной подачей и источник постоянного напряжения, обеспечивающий постоянную длину разряда. В этом процессе используется либо защитный газ, либо газ, образующийся при термическом испарении флюса с целью защиты зоны шва от загрязнений.
  4. Сварка под флюсом (SAW). Часто применяемый процесс с расходуемым электродом (который непрерывно подаётся к зоне расплава) и защитным слоем из плавкого флюса. Флюс становится токопроводящим при расплавлении, обеспечивая току лёгкий путь между деталью и электродом. Поток помогает также предотвратить разбрызгивание металла и искры, поскольку подавляет пары и ультрафиолетовое излучение.
  5. Электрошлаковая сварка (ESW). Вертикальный процесс, используемый для сварки толстых листов (более 25 мм) за один проход. Сварочная дуга при этом способе зажигания возбуждается ещё до того, как добавление флюса погасит её. В результате плавления флюса, когда расходные материалы для проволоки подаются в расплавленную ванну, на поверхности ванны образуется расплавленный шлак. Тепло, необходимое для плавления торцов сварочной проволоки и заготовки, генерируется за счет сопротивления расплавленного шлака прохождению электрического тока. Для предотвращения вытеканию расплавленного шлака, в конструкции предусматриваются два подвижных медных башмака, которые постоянно охлаждаются водой.

Ко второму типу относят сварку неплавящимся вольфрамовым электродом (TIG), который используется для возникновения дугового разряда. Защита сварного шва и ванны  состоит в применении защитного инертного газа (чаще – аргона).

Сварочная дуга может легко управляться, для этого достаточно ограничить размеры её поперечного сечения.

С этой целью можно применять, например, концентрированный поток любой рабочей среды, обладающий минимальными электроизоляционными свойствами (например, масло или керосин).  При условии контролируемого перемещения по поверхности такая сжатая дуга обладает особенностью высокопроизводительной размерной обработки металлов (см. рис.2).

Размерная обработка металлов дуговым разрядом

Рисунок 2 – Размерная обработка металлов дуговым разрядом: 1 – Дуговой разряд; 2 – Поперечный поток рабочей среды; 3 —  Верхний электрод; 4 – Источник возбуждения дугового разряда; 5 – Гидропривод; 6 – Бак с рабочей средой; 7 – Нижний электрод

Строение и главные условия возбуждения разряда

В области разряда дуга представляет собой  проводник электрического тока, который протекает через ионизированный газовый столб. Для стабильного существования этого столба необходима весьма значительная разность потенциалов, при которой в зоне дугового разряда формируются две зоны — отрицательно заряженный катод и положительно заряженный анод. Полярность протекания тока при этом значения не имеет, поскольку разряд может возбуждаться и при  прямой, и при обратной полярности.

Для сварки и размерной обработки твёрдых сплавов используется преимущественно прямая полярность, а при размерной обработке металлов – обратная. Зависимость между током и напряжением называется вольт-амперной характеристикой  (ВАХ) сварочной дуги. У каждой модели сварочного аппарата характеристики ВАХ различны.

Строение предполагает, что между катодным и анодным пятном  располагается зона плазменного столба с повышенной яркостью, что обусловлено высокими скоростями перемещения электронов.

При сварке дуга не только обеспечивает тепло, необходимое для плавления электрода и основного металла, но — при определенных условиях – является средством транспортировки расплавленного металла от электрода к заготовке. Основных способов перемещения расплава может быть два:

  • Механическое натяжение, когда преобладающая часть капель расплавленного металла касается ванны и втягивается в нее силами поверхностного натяжения;
  • Электродинамические силы, когда выброс расплавленного металла происходит во время его выталкивания из сварочной ванны

При простом соединении холодного электрода с устройством, генерирующим большие токи, ионизированный канал отсутствует.  Тогда дуга зажигается плохо. Поджиг дуги в сварочных инверторах вызывается либо подачей начального напряжения, достаточно высокого, чтобы вызвать разряд, либо прикосновением электрода к заготовке для создания короткого замыкания.

Во втором случае говорят о явлении форсажа дуги, когда область контакта быстро и сильно нагревается. В результате инициируется поток ионизированного газа, после чего контакт ликвидируется, а  горение продолжается «естественным» образом.

Дуговая сварка может выполняться постоянным или переменным током. Выбор жёсткости схемы и её вида зависит от процесса, типа электрода, атмосферы дуги и свариваемого металла.

Как подобрать параметры для устойчивого горения

Четырьмя важными свойствами процесса являются: величина сварочного тока, зазор между электродами, напряжение рабочего и холостого циклов и скорость перемещения дуги. Эти параметры будут в значительной степени влиять на характеристики сварного шва.

Поскольку эти факторы могут варьироваться в широком диапазоне, они считаются основными настройками для любой сварочной операции. Пример использования ВАХ источника питания  представлен на рис. 4.

Сварочный ток определяется характеристиками источника питания и напрямую связан со скоростью подачи электрода/проволоки.  В нижнем диапазоне токов для каждого размера проволоки кривая является почти линейной.

Однако при более высоких сварочных токах, особенно с проволокой малого диаметра, кривая теряет линейность, что сопровождается повышенным расходом проволоки (особенно при длительной работе на больших токах).

Эксплуатационные характеристики приведены в таблице:

Статическая сварочная дуга приПлощадь пятна, м2Плотность электрической мощности, Вт/м2Градиент энергии по длине столба, Вт/м
-ручной дуговой сваркеДо 10-6До 1×1011До 2,3×106
-сварке в среде защитного газаДо 10-7До 1×1012До 1,3×104
-автоматизированной сваркеДо 10-7До 1×1012До 8,0×105

При увеличении зазора между электродами нагрев зоны столба увеличивается. Это имеет особое значение для процессов полуавтоматической или автоматической сварки, когда протяжённость участка контакта возрастает и дуга становится менее стабильной.

Настройка напряжения напрямую контролирует длину дуги. Кроме того, для условия устойчивого горения на любом заданном уровне сварочного тока требуется определенный диапазон.

Выбор требуемых значений

Рисунок 4- Выбор требуемых значений тока и напряжения на сварочной дуге

Скорость перемещения дугового разряда обычно выражается в метрах в минуту. При управлении данным параметром следует учитывать следующее:

  • По мере увеличения толщины материала скорость должна быть уменьшена;
  • Для заданной толщины материала по мере увеличения сварочного тока увеличивается и скорость перемещения. Обратное также верно.

Электрическая сварочная дуга: свойства, строение, характеристики

Во время дуговой сварки сварочная дуга является основным инструментом, который должен расплавлять основной металл заготовки и присадочный материал, чтобы создать шов и соединить две части неразрывно. В большинстве случаев, явление электрической дуги является вредным для электрических приборов. Оно возникает всегда, когда размыкаются контакты. В бытовых выключателях, магнитных контакторах и в прочих устройствах данное явление неизбежно, так что принимаются различные меры, чтобы погасить дугу и сделать ее более короткой. В сварке она является главной особенностью, но ею нужно научиться управлять.

Электрическая сварочная дуга возникает в тот момент, когда контакт, образованный между основным металлом и электродом, размыкается. В это время образуется длительный и мощный заряд электричества, который обладает высокой температурой. В данном месте наблюдается высокая плотность тока, способствующая расплавлению. Для ее создания требуется высокий уровень затрат энергии.

Область применения

Сварочная дуга применяется в обыкновенной ручной дуговой сварке, которая на данный момент является наиболее простым методом стандартного сваривания. Здесь она защищается обмазкой электродов, которая при сгорании образует газовые испарения, препятствующие проникновению посторонних элементов внутрь ванны расплавленного металла.

Также дуга используется в полуавтоматической газовой сварке. Здесь используется сварочная электрическая дуга, которая подается не на обыкновенный электрод, а на неплавкий вольфрамовый. Соответственно, расплавления металла идет не с одного из выходов, как это было в предыдущем методе. На дугу подается сварочная проволока, которая расплавляет материал.

Еще одним вариантом являются автоматы. Они проще в создании, чем газовые, так что получили широкое распространение в промышленности. Они могут быть как с плавкими, так и с неплавкими электродами. С одной установки может зажигаться несколько электродуг, если они имеют многопостовую конструкцию.

В ручной дуговой сварке идет работа с обыкновенными конструкционными сталями. Иногда пробуют сваривать цветные металлы, но это сложно и не всегда успешно. Лучше дуга проявляет себя при защите газа. Она оказывается более стабильной при горении, а также позволяет создавать качественные надежные швы.

Классификация сварочной дуги

Электрические свойства сварочной дуги могут отличаться в зависимости от того, с какого источника подается электричество. Для ее создания используют инверторы, генераторы, выпрямители, трансформаторы и прочую технику. Выделяют два основных типа получаемой дуги:

  • В первом случае наблюдаются статичные параметры. Они не меняются в течение длительного времени использования. Допустимы минимальные отклонения, но они не являются существенными и не влияют на характеристики накладываемого шва.
  • Во втором случае получается динамические параметры. Это переходные, когда параметры в системе изменяют и из-за них меняется характеристика дуги.

Классифицировать дугу можно еще по другим признакам:

  • Открытая – горение происходит в воздухе;
  • Закрытая – горение происходит во флюсе;
  • С подачей защитных газов – в дугу поставляются газы с защитными функциями.
Классификация сварочной дуги

Классификация сварочной дуги

Строение сварочной дуги

Сварочная дуга представляет собой явление, в котором можно выделить несколько основных областей, определяющих ее строение. Выделяют три основные области:

  • Столб дуги – это основная доля всего дугового промежутка. В него входят положительные и отрицательные ионы. Столб обладает нейтральным зарядом, так как положительные и отрицательные элементы здесь находятся в одинаковом количестве.
  • Катодная область – это источник электронов, которые ионизируют газы, находящиеся рядом. Здесь очень высокое напряжение. Выделившиеся электроды удаляются из данной области под действием электрического поля. Это поле притягивает положительные ионы. Ионов здесь всегда больше, чем электронов.
  • Анодная область – это самая широкая область из всей дуги. Ток анода условно считают сугубо электронным, но на самом деле здесь присутствуют и ионы, пусть и в незначительном количестве. Здесь создается отрицательный объемный заряд. В анодной области присутствует низкий уровень напряжения.
Схема строения сварочной дуги

Схема строения сварочной дуги

Во время горения дуги на электроде можно выделить несколько активных пятен. Они разделяются по степени нагревания, так как есть несколько зон нагретых по-разному, и они наблюдаются практически при каждом процессе сваривания. Если пятно находится на аноде, то его называют анодным, а если на катоде, то катодным.

Свойства дуги

Дуга обладает очень ярким светом, который оказывается вредным для глаз и может привести к их ожогу во время своего горения. Помимо видимого спектра, она излучает еще ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Если расстояние между электродом и заготовкой слишком большое, то дуга тухнет. Она обладает очень высокой силой тока и температурой, которая увеличивается, если размер столба будет расти. При подаче плотного воздуха или газа под давлением, а также масла, дуга может потухнуть.

Свойства сварочной электрической дуги

Свойства сварочной электрической дуги

Характеристики

Вольтамперная характеристика сварочной дуги зависит от напряжения и сварочного тока, которые формируются источником питания. При изменении какого-либо из параметров меняются и другие значения данного явления. Существует три основных разновидности характеристик:

  • Жесткая;
  • Возрастающая;
  • Падающая.

Падающая характеристика получается, когда производится сварка в обыкновенных условиях в среде защитных газов. Она характеризуется относительно небольшими значениями сварочного тока. Если сила тока будет повышаться, то возрастает и уровень процесса ионизации. Дуга увеличивает площадь своего сечения, а также температура горения.

«Важно!

Если сила тока находится от 80 до 300 А, то дуга получает жесткую характеристику.»

Здесь характерны низкие значения напряжения. Площадь сечения напрямую зависит от силы тока, так что можно легко регулировать ширину свариваемого шва.

Возрастающая характеристика присущая наиболее высоким значениям сварочного тока, более 300 А. Напряжение может увеличиваться тогда, когда скапливается большое количество зарядов на электроде. Это де приводит к падению напряжения на катоде.

Чем определяется мощность сварочной дуги?

От мощности сварочной дуги зависит много факторов, но и сама она является результатом определенных воздействий. Длина сварочной дуги является одним из определяющих факторов. Даже при одних и тех же параметрах на источнике электричества, при более высокой длине мощность будет расти. Также она зависит от силы тока, который подается на электрод. Он позволяет развивать мощность на более широком диапазоне, так что даже при длинном столбе она не будет тухнуть. Толщина и плотность также оказывают решающие значения на мощность, но для их увеличения требуется обеспечить достаточную силу тока.

Заключение

Сварочная электрическая дуга является одним из основных инструментов для данной области. Практически все инновации современных инверторов направлены на то, чтобы лучше освоить управление ее свойствами.

 

что это, температура и строение, особенности и характеристики

На чтение 6 мин. Просмотров 3k. Опубликовано Обновлено

Современная промышленная сфера подразумевает под собой сварочные процессы, которые используются в разных направлениях.

Для того чтобы провести эту работу качественно, надежно, быстро и без затрат особых усилий, необходимо разобраться в понятии сварочная дуга – что это такое, каковы её особенности и другие моменты, пригодившиеся в работе.

Что собой представляет сварочная дуга?

представляет собой электрический разряд с высокой мощностью и большой длительностью, проходящий между электродами под напряжением в газовых смесях.

Характеризуется рассматриваемый элемент для сварки повышенной температурой, плотностью тока, за счет чего механизм может расплавить любой металл с температурой плавления больше, чем 3000 градусов.

Кроме этого данная деталь в сварочном инструменте выступает газовым проводником, c помощью которого преобразовывается тепловая энергия из электрической. Электрический заряд, в свою очередь, – это прохождение тока под напряжением сквозь газы.

Способы зажигания сварочной дуги.

Можно выделить несколько основных типов электрического заряда, при помощи которого происходит процесс горения:

  1. Тлеющий.
    Можно возникнуть из-за низкого давления. Используется для процесса освещения в люминесцентной лампе и плазменного экрана.
  2. Искровой.
    Появляется, после того, как давление сравняется с атмосферным. Имеет прерывистую форму. Механизм действия можно сравнить с молнией. Эксплуатируется для розжига двигателя внутреннего сгорания.
  3. Дуговой.
    Используется во время сварочных работ либо для простого освещения. Имеет непрерывистую форму, появляется за счет атмосферного давления.
  4. Коронный.
    Появляется в случае, если электрод структурно шероховатый, неоднородный, дополнительного электрода нет, иными словами появляется струйка. Используются для очистки газовой смеси от грязи и других инородных предметов.

Природа и строение

Строение и параметры сварочной дуги.

По своим особенностям, характеристика сварочной дуги и её природа достаточно легкие в понимании. Максимальная температура в электрическом рассматриваемом элементе для сварки может быть до 10 тысяч градусов.

Это получается за счет прохождения электрического тока через катоды, куда он попадает в ионизированный газ, а затем, после разряда с яркой вспышкой, дает возможность разогреться до необходимой температуры.

После ток попадает на металл, который подвергается сварке и дальнейшей обработке.

Поскольку температура достаточно большая, то данный элемент для сварки излучает инфракрасные и ультрафиолетовые лучи, которые является опасными для организма человека. От этого может нарушиться зрение, либо возникнуть сильный ожог на кожном покрове.

Чтобы защитить себя от негативных последствий необходимо изучить ее свойства, характеристики, а также обеспечить себя или мастера надежной защитой.

Ещё одним немаловажным аспектом является строение сварочной дуги. Вопрос о том, из скольких частей состоит сварочный элемент, достаточно интересный и познавательный. В первую очередь стоит отметить, что она обладает тремя главными зонами: анодной, катодной и столбом.

Когда горит механизм на катоде или аноде, появляются небольшого размера пятна – места, где температура имеет максимальное значение. Сквозь эти области и протекает электрический ток, а анодное и катодное места на поверхности подразумевают под собой пониженное действие напряжения.

Столб зачастую находится посреди этих локаций, и напряжение может незначительно спадать в нем. За счет этого элемент имеет длину, которая включает в себя все перечисленные области.

[box type=”info”]Самым оптимальным размером длины детали является 5 миллиметров, благодаря чему температура горения становиться постоянной, благоприятной и стабильной.[/box]

Разновидности

Существует несколько классификаций рассматриваемого элемента, которые имеют различные схемы подвода тока и среды, где он появляется.

дугой делится на следующие виды:
  1. С прямым действием.
    В данном случае оборудование устанавливается в параллель изделию из металла, которое необходимо сварить. Дуга, в свою очередь, становится под прямым углом по направлению к электродам и металлической поверхности.
  2. С косвенным действием.
    Появляется при использовании двух электродов, которые находятся от свариваемого изделия под углом в 50 градусов. Дуга появляется между электродом и свариваемым материалом.
чертеж сварочной дугиВозникновение сварочной дуги.

Помимо этого, можно поделить по принципу атмосферы, где появляется сварочная дуга:

  1. Открытая сфера.
    Дуга может гореть на открытом пространстве с образованием газовой фазы, где содержится пар металла, электрода и поверхностей после обработки сварочным инструментом.
  2. Закрытая сфера.
    Дуга горит под флюсом. В газовой фазе возле дуги попадает пар материала, электродов и самого флюсового слоя.
  3. С подачей газовой смеси.
    В дуге могут находиться сжатый газ, такой как гелий, углекислый газ, водород, аргон и иные примеси газовых веществ. Они необходимы, чтобы свариваемая поверхность изделия не подвергалась окислению. Благодаря их подаче среда восстанавливается либо становиться нейтральной к внешним факторам. В дугу попадает газ, который подается для работы, пар от свариваемого изделия и электродов.

Помимо перечисленных классификаций можно также выделить виды по длительности действия:

  • классический используется для постоянной эксплуатации;
  • импульсный – для одноразового использования.
[box type=”fact”]Также можно выделить разновидности в зависимости от материала, применяемого электрода – уголь, вольфрам, плавящийся либо неплавящийся электрод соответственно.[/box]

Одним из самых востребованных деталей является стальной, т.е. плавящийся электрод. Однако на сегодняшний день большинство профессионалов отдают предпочтение неплавящемуся, из чего можно сделать вывод, что типы рассматриваемых элементов достаточно различны между собой.

Условия горения

Со стандартными условиями в столбе сварочной дуги достигает 7000 градусов, в максимальном своем значении. Используя катод, необходимо добиться постоянной температуры, при которой будет возникать и горечь дуга. В этом случае также учитываются такие факторы, как диаметр, размер и температура окружающей среды.

виды сварочной дугиКлассификация сварочной дуги.

Важно следить за тем, чтобы значение не колебалось, благодаря чему можно сваривать абсолютно любой материал. Исправный источник питания – залог постоянного показателя температуры элемента, именно это дает влияние на свойство работы элемента.

Основные области сварочной дуги – это работа ионизированного газа, а также применение щелочной либо щелочно-земельной группы в виде калия или кальция, чтобы способствовать надежному и хорошему горению сварочной дуги. Вопрос, в какой среде может гореть сварочная дуга достаточно актуальный.

Необходимо учитывать много физических и химических факторов, уметь рассчитывать, сколько энергии затрачивается для отрыва электрона от атома, в зависимости от природы газового новообразования и т.д.

Итог

Исходя из всего сказанного, можно сделать вывод, что при сварке дуговой металлические конструкции скрепляются надежнее всего. Сварочные работы сильно влияют на промышленную сферу сегодняшнего дня, из-за возможности под высокой температурой сварочной дуги припаивать различные материалы друг к другу.

Чтобы получить качественный и надежный шов нужно задействовать силы, действующие в сварочной дуге, изучить всю её характеристику, понимать каждое значение плотности тока, температуры, напряжения, что даст возможность провести процедуру быстро и без трудностей.

Виды сварочных дуг | СВАРОМЕТР

 Классификация сварочных дуг по свойствам и характеристикам.

Как мы уже говорили, сварочная дуга – это мощный электрический разряд в газовой среде между двумя заряженными электродами.

Различаются несколько видов такой дуги, в зависимости от свойств и характеристик. Сегодня мы их и рассмотрим.

Классификация сварочной дуги

Виды сварочных дуг  по принципу действия:

  • Прямого
  • Косвенного
  • Комбинированного

Дуга прямого действия всегда происходит между заряженным электродом и свариваемой деталью – а.

Если дуга создалась между двумя электродами – это сварочная дуга косвенного действия (б).

Соответственно, сочетание прямой и косвенной дуг называется комбинированным действием (в).

Например: трехфазная дуга. В ней две дуги связывают заряженные электроды с поверхностью сваривания, а третья – горит между двумя электродами, которые изолированы друг от друга.

Виды сварочных дуг по виду тока:

  • Постоянный
  • Переменный
  • Трехфазный

Виды сварочных дуг по длительности горения:

  • Стационарная дуга
  • Импульсная дуга

Виды сварочных дуг по полярности постоянного тока:

  • Прямой полярности
  • Обратной полярности

При прямой полярности постоянного тока при сварке отрицательный заряд находится на электроде, а положительный – на свариваемом металле.

При обратной полярности – наоборот.

Виды сварочных дуг по типу применяемого электрода:

  • С плавящимся электродом (металлическим)
  • С неплавящимся электродом (вольфрамовый, угольный и тд.)

При сварке плавящимся электродом свариваемый шов образуется из расплавленного электрода. При этом в зоне сварки всегда должна быть постоянная длина дуги.

При сварке неплавящимся электродом шов образуется из металла свариваемых частей. Длина дуги постепенно возрастает, поэтому нужно будет ее корректировать.

Исходя из длины дуги, возникает еще одна классификация сварочной дуги.

Виды сварочной дуги по длине дуги:

  • Короткая (2-4мм)
  • Нормальная (4-6мм)
  • Длинная (больше 6 мм)

Виды сварочной дуги, исходя из среды горения:

  • Открытая (в воздухе)
  • Закрытая (под флюсом)
  • В защитных газах

Виды дуги по степени сжатия:

  • Свободная
  • Сжатая

Мы рассмотрели с вами виды сварочной дуги, исходя из различных характеристик. Чтобы научиться правильно работать сварочным аппаратом с помощью дуги, читайте следующие наши публикации.

Сварочная дуга

В современной промышленности сварка имеет большое значение, она имеет очень широкую область применения во всех отраслях промышленности. Для осуществления сварочного процесса необходима сварочная дуга.

jelektrodugovaja-svarka-metallov-tehnologija-svarochnaja-duga-3

Что такое сварочная дуга, ее определение

Сварочной дугой считается очень большой по величине мощности и длительности электрический разряд, который существует между электродами, на которые подано напряжение, в смеси газов. Ее свойства отличаются высокой температурой и плотностью тока, благодаря которым она способна расплавлять металлы, имеющие температуру плавления выше 3000 градусов. Вообще можно сказать, что электрическая дуга – это проводник из газа, который преобразует электрическую энергию в тепловую. Электрическим зарядом называется прохождение электрического тока через газовую среду.

Существует несколько видов электрического разряда:

  • Тлеющий разряд. Возникает в низком давлении, применяется в люминесцентных лампах и плазменных экранах;
  • Искровой разряд. Возникает, когда давление равно атмосферному, отличается прерывистой формой. Искровому разряду соответствует молния, также применяется для зажигания двигателей внутреннего сгорания;
  • Дуговой разряд. Применяет при сварке и для освещения. Отличается непрерывистой формой, возникает при атмосферном давлении;
  • Коронный. Возникает, когда тело электрода шероховато и неоднородно, второй электрод может отсутствовать, то есть возникает струя. Применяется для очистки газов от пыли;

Природа и строение

image072

Природа сварочной дуги не так уж и сложна, как может показаться на первый взгляд. Электрический ток, проходя через катод, затем проникает в ионизированный газ, происходит разряд с ярким свечением и очень высокой температурой, поэтому температура электрической дуги может достигать 7000 – 10000 градусов. После этого ток перетекает на обрабатываемый свариваемый материал. Так как температура настолько высока дуга выделяет вредное для человеческого организма ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, оно может навредить глазам или оставить световые ожоги на коже, поэтому при проведении сварочного процесса необходима надлежащая защита.

Строение сварочной дуги представляет собой три главные области: анодная, катодная и столб дуги. Во время горения дуги на катоде и аноде образуются активные пятна – области, в которых температура достигает самых высоких значений, именно через данные области проходит весь электрический ток, анодные и катодные области представляют собой более большие падения напряжения. А сам столб располагается между этими областями падение напряжения в столбе очень незначительно. Таким образом, длина сварочной дуги представляет собой сумму вышеперечисленных областей, обычно длина равна нескольким миллиметрам, когда анодные и катодные области, соответственно, равны 10-4 и 10-5 см. Самая благоприятная длина примерно равна 4-6мм, при такой длине обеспечивается постоянная и благоприятная температура.

Разновидности

Виды сварочной дуги отличаются схемой подвода сварочного тока и средой, в которой они возникают, наиболее распространенными вариантами являются:

  • Прямое действие. При таком способе сварочный располагается параллельно свариваемой металлической конструкции и дуга возникает под углом девяносто градусов по отношению к электроду и металлу;
  • Сварочная дуга косвенного действия. Возникает, когда используется два электрода, которые располагаются под углом 40-60 градусов к поверхности свариваемой детали, дуга возникает между электродами и сваривает металл;

Также существует классификация в зависимости от атмосферы, в которой они возникают:

  • Открытый тип. Дуга данного типа горит на воздухе и вокруг нее образовывается газовая фаза, содержащая пары свариваемого материала, электродов и их покрытий;
  • Закрытый тип. Горение такой дуги происходит под слоем флюса, в газовую фазу, образовавшуюся вокруг дуги входят пары металла, электрода и флюса;
  • Дуга с подачей газов. В горящую дугу подаются сжатые газы – гелий, аргон, углекислый газ, водород и другие различные смеси газов, подаются они для того, чтобы не окислялся свариваемый металл, их подача способствует восстановительной или нейтральной среде. В газовую фазу вокруг дуги входят – подающийся газ, пары металла и электрода;

Также различают по длительности действия – стационарная (для долгого применения) и импульсная (для однократного), по материалу используемого электрода – угольные, вольфрамовые – неплавящиеся электроды и металлические – плавящиеся. Самый распространенный плавящийся электрод – стальной. На сегодняшний день наиболее часто применяется сварка с неплавящимся электродом. Таким образом, виды сварочных дуг разнообразны.

Условия горения

При стандартных условиях, то есть температуре в 25 градусов и давлении в 1 атмосферу газы не способны проводить электрический ток. Для того, чтобы образовалась дуга необходимо, чтобы газы между электродами были ионизированы, то есть имели в своем составе различные заряженные частицы – электроны или ионы (катионы или анионы). Процесс образования ионизированного газа будет называться ионизацией, а работа, которую необходимо затратить на отрыв электрона у атомной частицы для образования электрона и иона – работой ионизации, которая измеряется в электрон-вольтах и называется потенциалом ионизации. Какую именно энергию необходимо затратить для отрыва электрона от атома зависит от природы газовой фазы, значения могут быть от 3,5 до 25 эВ. Самый маленький потенциал ионизации имеют металлы щелочной и щелочно-земельной группы – калий, кальций и, соответственно, их химический соединения. Такими соединениями покрывают электроды, для того, чтобы они способствовали устойчивому существованию и горению сварочной дуги.

Также для возникновения и горения дуги необходима постоянная температура на катод, которая зависит от природы катода, его диаметра, размера и температуры окружающей среды. Температура электрической дуги поэтому должна быть постоянной и не колебаться, благодаря огромным значениям силы тока температура может достигать 7 тысяч градусов, таким образом, сваркой можно присоединять абсолютно все материалы. Постоянная температура обеспечивается с помощью исправного источника питания, поэтому его выбор при конструировании сварочного аппарата очень важен, он оказывает влияние на свойства дуги.

Возникновение

Она возникает при быстром замыкании, то есть когда электрод соприкасается с поверхность свариваемого материала, из-за колоссальной температуры поверхность материала расплавляется, а между электродом и поверхность образуется небольшая полоса из расплавившегося материала. К моменту расхождения электрода и свариваемого материала образуется шейка из материала, которая моментально разрывается и испаряется из-за высокого значений плотности тока. Газ ионизируется и возникает электрическая дуга. Возбудить ее можно с помощью касания или чирканья.

Особенности

Она имеет следующие особенности по сравнению с другими электрическими зарядами:

  • Высокая плотность тока, которая достигает нескольких тысяч ампер на квадратный сантиметр, благодаря чему достигается очень высокая температура;
  • Неравномерность распределения электрического поля в пространстве между электродами. Вблизи электродов падение напряжения очень велико, когда в столбе – наоборот;
  • Огромная температура, которая достигает самых больших значений в столбе из-за высокой плотности тока. При увеличении длины столба температура уменьшается, а при сужении – наоборот увеличивается;
  • С помощью сварочных дуг можно получать самые различные вольт-амперные характеристики – зависимости падения напряжения от плотности тока при постоянной длине, то есть установившемся горении. На данный момент существует три вольтамперные характеристики.

Первая – падающая, когда при увеличении силы и ,соответственно, плотности тока, напряжение падает. Вторая- жесткая, когда изменение силы тока никак не влияет на значение величины напряжения итретья – возрастающая, когда при увеличении силы тока напряжение также увеличивается.

Таким образом, сварочную дугу можно назвать самым лучшим и надежным способом скрепления металлических конструкций. Сварочный процесс оказывает большое влияние на сегодняшнюю промышленность, потому что только высокая температура сварочной дуги способна скреплять большинство металлов. Для получения качественных и надежных швов необходимо правильно и верно учитывать все характеристики дуги, следить за всеми значениями, благодаря этому процедура пройдет быстро и наиболее эффективно. Также необходимо учитывать свойства дуги: плотность тока, температуру и напряжение.

Поделись с друзьями

2

0

0

0

Классификация изображений с использованием дополнительного модуля ArcGIS Spatial Analyst — ArcMap

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

С дополнительным модулем ArcGIS Spatial Analyst набор инструментов Multivariate предоставляет инструменты как для контролируемой, так и для неконтролируемой классификации. Панель инструментов классификации изображений предоставляет удобную среду для создания обучающих выборок и файлов сигнатур, используемых в контролируемой классификации. Инструмент классификации максимального правдоподобия является основным методом классификации.Файл подписи, который идентифицирует классы и их статистику, является обязательным входом для этого инструмента. Для контролируемой классификации файл подписи создается с использованием обучающих выборок с помощью панели инструментов Классификация изображений. Для неконтролируемой классификации файл подписи создается с помощью инструмента кластеризации. Spatial Analyst также предоставляет инструменты для постклассификационной обработки, такой как фильтрация и очистка границ. Подробные шаги рабочего процесса классификации изображений показаны на следующей диаграмме.

Рабочий процесс классификации изображений

1. Исследование и предварительная обработка данных

Исследование данных

Анализ классификации основан на предположении, что данные диапазона и данные обучающей выборки подчиняются нормальному распределению. Чтобы проверить распределение данных в полосе, используйте интерактивный инструмент «Гистограмма» на панели инструментов Spatial Analyst. Чтобы проверить распределение отдельных обучающих выборок, используйте инструмент «Гистограммы» в диспетчере обучающих выборок.

Растяжение данных диапазона

Процесс классификации чувствителен к диапазону значений в каждом диапазоне. Чтобы атрибуты каждой полосы считались одинаковыми, диапазон значений для каждой полосы должен быть одинаковым. Если диапазон значений одного канала слишком мал (или слишком велик) относительно других каналов, вы можете использовать математические инструменты в наборе инструментов Spatial Analyst, чтобы растянуть его. Например, вы можете использовать математический инструмент Times, чтобы умножить полосу на постоянное значение, чтобы расширить его диапазон значений.

Анализ главных компонентов

Анализ главных компонентов преобразует многополосное изображение для удаления корреляции между полосами. Информация в выходном изображении в основном сосредоточена в первых нескольких полосах. Улучшив первые несколько каналов, можно увидеть больше деталей на изображении, когда оно отображается в ArcMap. Это может быть полезно для сбора обучающих выборок. Инструмент «Основные компоненты» из группы инструментов «Мультивариант» позволяет выполнять анализ основных компонентов.

Создание многополосного изображения

Панель инструментов классификации изображений работает с многополосным слоем изображения. Чтобы загрузить отдельные полосы в новое многополосное изображение, используйте инструмент Composite Bands.

Создание подмножества каналов для классификации

Чтобы использовать все каналы в наборе данных изображения в классификации, добавьте набор данных изображения в ArcMap и выберите слой изображения на панели инструментов Классификация изображений.

Чтобы использовать для классификации только определенные каналы из существующего набора данных, создайте для них новый растровый слой с помощью инструмента Создать растровый слой.Новый растровый слой будет содержать только указанное подмножество каналов и может использоваться на панели инструментов классификации изображений.

2. Сбор обучающих выборок

В контролируемой классификации обучающие выборки используются для идентификации классов и вычисления их сигнатур. Обучающие образцы можно создавать в интерактивном режиме с помощью инструментов рисования обучающих образцов на панели инструментов Классификация изображений. Создание обучающей выборки аналогично рисованию графики в ArcMap, за исключением того, что формы обучающей выборки управляются с помощью Менеджера обучающей выборки, а не в графическом слое ArcMap.

Чтобы создать обучающую выборку, выберите один из инструментов рисования обучающей выборки (например, инструмент многоугольника) на панели инструментов Классификация изображений и нарисуйте на слое входного изображения. Количество пикселей в каждой обучающей выборке не должно быть ни слишком маленьким, ни слишком большим. Если обучающая выборка слишком мала, она может не предоставить достаточно информации для адекватного создания сигнатуры класса. Если обучающая выборка слишком велика, вы можете включить пиксели, не относящиеся к этому классу. Если количество полос в изображении составляет n , оптимальное количество пикселей для каждой обучающей выборки будет между 10 n и 100 n .

Сбор обучающих выборок

3. Оценка обучающих выборок

Когда обучающие выборки отображаются на дисплее, в Менеджере обучающих выборок автоматически создаются новые классы. Менеджер предоставляет вам три инструмента для оценки обучающих выборок — инструмент «Гистограммы», инструмент «Диаграммы рассеяния» и инструмент «Статистика». Вы можете использовать эти инструменты для исследования спектральных характеристик различных областей. Вы также можете использовать эти инструменты для оценки обучающих выборок, чтобы увидеть, достаточно ли разделения между классами.

Оценка обучающих выборок

4. Редактирование классов

В зависимости от результата оценки обучающей выборки может потребоваться объединить классы, перекрывающие друг друга, в один класс. Это можно сделать с помощью инструмента «Объединить» в окне диспетчера. Кроме того, вы можете переименовать или перенумеровать класс, изменить цвет отображения, разделить класс, удалить классы, сохранить и загрузить обучающие образцы и т. Д. На следующем изображении показано, как объединить два класса:

Редактирование классов

5.Создание файла подписи

После того, как вы определите, что обучающие выборки являются репрезентативными для требуемых классов и отличаются друг от друга, можно создать файл подписи с помощью инструмента «Создать файл подписи» в окне менеджера.

Создание файла сигнатуры

6. Кластеризация (неконтролируемая классификация)

В контролируемой классификации файл сигнатуры был создан из известных, определенных классов (например, типа землепользования), идентифицированных пикселями, заключенными в многоугольники.В неконтролируемой классификации кластеры, а не классы, создаются из статистических свойств пикселей. Пиксели со схожими статистическими свойствами в многомерном пространстве группируются в кластеры. Кластеры не имеют категориального значения (например, тип землепользования) в отличие от классов контролируемой классификации.

Для неконтролируемой классификации с использованием панели инструментов Классификация изображений файл сигнатуры создается путем запуска инструмента Неконтролируемая классификация изокластера.Вы также можете использовать инструмент Изокластер из группы инструментов «Многовариантность».

Инструмент Изокластер создает только файл подписи, который впоследствии может быть использован в классификации (шаг 9 в приведенной выше схеме рабочего процесса). Новый инструмент Iso Cluster Unsupervised Classification, доступ к которому осуществляется как с панели инструментов Классификация изображений, так и из набора инструментов Multivariate, был создан, чтобы позволить вам создать файл подписи и выходное классифицированное изображение с помощью одного инструмента (шаги 6 и 9).

7. Изучение файла подписи

Инструмент Dendrogram позволяет вам исследовать расстояния между атрибутами между последовательно объединенными классами в файле подписи.Результатом является файл ASCII с древовидной диаграммой, показывающей разделение классов. По дендрограмме вы можете определить, достаточно ли различимы два или более класса или кластера; в противном случае вы можете решить объединить их на следующем шаге.

Инструмент Дендрограмма доступен из группы инструментов многомерного анализа Spatial Analyst.

8. Редактирование файла подписи

Файл подписи не должен редактироваться напрямую в текстовом редакторе. Вместо этого вам следует использовать инструмент «Редактировать подписи» в наборе инструментов «Многовариантность».Этот инструмент позволяет объединять, изменять нумерацию и удалять сигнатуры классов.

9. Применение классификации

Для классификации изображения следует использовать инструмент Классификация максимального правдоподобия. Этот инструмент основан на теории максимального правдоподобия. Он назначает каждый пиксель одному из различных классов на основе средних значений и отклонений сигнатур классов (хранящихся в файле сигнатур). Инструмент также доступен из панели инструментов классификации изображений.

Инструмент интерактивной контролируемой классификации — это еще один способ классификации изображения.Этот инструмент ускоряет процесс классификации максимального правдоподобия. Это позволяет быстро просмотреть результат классификации, не используя инструмент Классификация максимального правдоподобия.

10. Обработка после классификации

Классифицированное изображение, созданное с помощью инструмента классификации максимального правдоподобия, может неправильно классифицировать определенные ячейки (случайный шум) и создавать небольшие недопустимые области. Чтобы улучшить классификацию, вы можете переклассифицировать эти неправильно классифицированные ячейки в класс или кластер, который непосредственно их окружает.Наиболее часто используемые методы очистки классифицированного изображения включают фильтрацию, сглаживание границ классов и удаление небольших изолированных областей. Инструменты очистки данных делают карту более привлекательной.

Фильтрация классифицированного вывода

Этот процесс удаляет отдельные изолированные пиксели из классифицированного изображения. Это может быть выполнено с помощью инструмента «Фильтр большинства» или инструмента «Фокусная статистика» с типом статистики «Большинство». Разница между этими двумя инструментами заключается в том, что инструмент «Фильтр большинства» предполагает квадратную окрестность 3 х 3 во время обработки, тогда как инструмент «Фокусная статистика» поддерживает больше типов окрестностей (например, кольцо или круг).

Сглаживание границ классов

Инструмент «Очистка границ» группирует классы и сглаживает неровные края классов. Инструмент работает путем расширения, а затем сжатия классов. Это повысит пространственную когерентность классифицированного изображения. Соседние регионы могут стать связанными.

Обобщение вывода путем удаления небольших изолированных областей

После процесса фильтрации и сглаживания классифицированное изображение должно быть намного чище, чем раньше. Однако на классифицированном изображении все еще могут быть отдельные небольшие участки.Процесс обобщения дополнительно очищает изображение, удаляя такие небольшие области из изображения. Это многоэтапный процесс, в котором задействованы несколько инструментов Spatial Analyst.

  1. Запустите инструмент «Группа областей» с классифицированным изображением, чтобы присвоить уникальные значения каждой области изображения.
  2. Откройте таблицу атрибутов нового растрового слоя, созданного инструментом «Группа регионов». Используйте количество пикселей, чтобы определить порог небольших областей, которые вы хотите удалить.
  3. Создайте растр маски для областей, которые вы хотите удалить.Это можно сделать, запустив инструмент «Установить нулевое значение», чтобы установить для областей с небольшим количеством пикселей нулевое значение.
  4. Запустите инструмент Nibble на классифицированном изображении. Используйте растр маски, созданный с помощью инструмента «Установить нулевое значение» на предыдущем шаге, в качестве растра входной маски. Это приведет к растворению небольших участков на выходном изображении.

Связанные темы

.

1 Сокращения для классификации внутренней дуги

Сокращенное обозначение классификации внутренней дуги

APA
Все сокращения. 2020. Классификация внутренней дуги . Получено 27 сентября 2020 г. с https://www.allacronyms.com/internal_arc_classification/abbreviated
Chicago
All Acronyms. 2020. «Классификация внутренней дуги». https: //www.allacronyms.com / internal_arc_classification / abbreviated (по состоянию на 27 сентября 2020 г.).
Harvard
Все сокращения. 2020. Классификация внутренней дуги , Все сокращения, дата просмотра 27 сентября 2020 г.,
MLA
Все сокращения. «Классификация внутренней дуги» . 27 сентября 2020 г. Web. 27 сентября 2020 г.
AMA
Все сокращения.Классификация внутренней дуги. https://www.allacronyms.com/internal_arc_classification/abbreviated. Опубликовано 27 сентября 2020 г. Проверено 27 сентября 2020 г.
CSE
Все сокращения. Классификация внутренней дуги [Интернет]; 27 сентября 2020 г. [цитируется 27 сентября 2020 г.]. Доступно по адресу: https://www.allacronyms.com/internal_arc_classification/abbreviated.
MHRA
«Классификация внутренней дуги», все сокращения, 27 сентября 2020 г., [доступ 27 сентября 2020 г.]
Bluebook
All Acronyms, Классификация внутренней дуги (27 сентября 2020 г., 5:09), доступно на https://www.allacronyms.com/ internal_arc_classification / сокращенно.
CSE
Все сокращения. Классификация внутренней дуги [Интернет]; 27 сентября 2020 г. [цитируется 27 сентября 2020 г.]. Доступно по адресу: https://www.allacronyms.com/internal_arc_classification/abbreviated.
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *