Methoden der Arc-Initiierung und Wartung

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, lernen Sie die Methoden der Lichtbogeninitialisierung und der Bogenpflege kennen.

Methoden der Lichtbogeninitiierung:

Es ist nicht möglich, einen Lichtbogen zwischen der Elektrode und dem Werkstück zu erzeugen, indem man sie einfach in einem Schweißstromkreis verbindet. Dies liegt daran, dass der Strom einen ionisierten Durchgang benötigt, um durch den Spalt zu fließen. Daher muss ein Schweißlichtbogen ausgelöst werden. Das Verfahren zum Auslösen eines Schweißlichtbogens hängt vom verwendeten Prozess ab. Im Allgemeinen können diese Methoden jedoch in zwei Kategorien eingeteilt werden.

In der einen Kategorie wird die Ionisierung der Gase zwischen der Elektrode und dem Arbeitsspalt durch Anlegen einer Hochspannung erreicht, und in der anderen Kategorie werden die Elektrode und das Werkstück durch Berühren kurzzeitig kurzgeschlossen. Ersteres wird für unbewegliche oder feste Bögen verwendet, letzteres für mobile oder fahrbare Bögen.

Bei unbeweglichen Lichtbögen werden die Elektrode und die Werkstücke ohne Berührung nahe zueinander gebracht und es wird eine Hochspannung in der Größenordnung von 104 Volt angelegt. Da eine solche hohe Spannung bei einer normalen Netzfrequenz von 50 Hertz tödlich sein wird, wird zur Lichtbogenauslösung mit Hilfe eines Funkenstreckenoszillators eine Hochfrequenz-Hochspannung angelegt.

Dies hilft beim Ionisieren der Gase in dem Spalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück, und der Lichtbogen wird somit in wenigen Millisekunden eingeleitet. Sobald der Lichtbogen stabilisiert ist, wird die hochfrequente Hilfsspannungsversorgung automatisch abgeschaltet.

Dieses Lichtbogeninitiierungsverfahren wird beim Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen und beim Kohlenstoff-Lichtbogenschweißverfahren eingesetzt, um die Verunreinigung der Wolframelektrode zu vermeiden oder die Möglichkeit der Aufnahme von Kohlenstoff von der Kohlenstoffelektrode zu beseitigen, wenn das Berührungsverfahren den Lichtbogen initiiert .

Das Berührungsverfahren zum Auslösen des Lichtbogens wird normalerweise für Prozesse verwendet, bei denen der mobile Lichtbogen verwendet wird. Sie hat jedoch zwei Varianten, je nach Größe, dh Durchmesser der Elektrode. Bei dicken Elektroden erfolgt die Lichtbogeninitiierung durch Berühren der Elektrode mit dem Werkstück und anschließendes Herausziehen. Bei Berührung fließt ein starker Kurzschlussstrom in der Schaltung, der das Schmelzen winziger Kontaktpunkte verursacht.

Wenn die Elektrode herausgezogen wird, führt dies zu Funkenbildung und Ionisierung des Spalts zwischen der Elektrode und dem Werkstück. Wenn der Lichtbogen beim ersten Versuch nicht ausgelöst wird, kann der Vorgang wiederholt werden, bis ein stabiler Lichtbogen hergestellt ist. Dieses Verfahren zum Einleiten des Schweißlichtbogens ist als "Berührungsverfahren" bekannt, und der so eingeleitete Lichtbogen wird als "gezogener" Lichtbogen bezeichnet. Diese Methode wird zur Lichtbogenauslösung beim manuellen Metalllichtbogenschweißen oder im SMAW-Prozess verwendet.

Zum Schweißen mit Drähten, dh dünnen Elektroden, wird eine Elektrode mit einer voreingestellten Geschwindigkeit dem Werkstück zugeführt. Sobald es das Werkstück berührt, fließt ein starker Kurzschlussstrom und die Elektrode schmilzt, was zu einer Ionisierung des Arbeitsspaltes der Elektrode führt.

Der Prozess wiederholt sich normalerweise zwei bis vier Mal, bevor ein stabiler Lichtbogen hergestellt wird. Diese Methode der Lichtbogeneinleitung wird für das Metallgasschweißen und für das Unterpulverschweißen sowohl im halbautomatischen als auch im automatischen Modus verwendet.

In einigen begrenzten Fällen wird der Schweißlichtbogen auch dadurch ausgelöst, dass eine Kugel aus Stahlwolle zwischen der Elektrode und dem Werkstück angeordnet wird. Wenn ein starker Strom durch Stahlwolle fließt, schmilzt sie und bietet dabei einen ionisierten und metallischen Dampfpfad für den Stromfluss, und es wird ein stabiler Lichtbogen erzeugt.

Methoden der Lichtbogenpflege:

Sobald ein stabiler Lichtbogen mit einem geeigneten thermischen Gleichgewicht hergestellt wurde, ist es unbedingt notwendig, ihn so zu erhalten, dass Schweißnähte von gleichbleibender Qualität erzielt werden können. Normalerweise ist es nicht schwierig, einen stabilen Lichtbogen wieder zu entzünden, wenn er kurzzeitig erlischt. Während beim Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen möglicherweise Tausende von Volt erforderlich sind, um einen Lichtbogen auszulösen, sind möglicherweise nur einige zehn oder höchstens hundert Volt erforderlich, um ihn wieder zu entzünden.

Die Wartung eines Lichtbogens beim Schweißen mit einer Wechselstromquelle ist eher ein Problem, da der Lichtbogen bei einem Strom von Null jeden Halbzyklus erlischt, dh bei einer normalen 50-Hertz-Netzversorgung 100-mal pro Sekunde erlischt. Zum erneuten Zünden muss die erforderliche Spannung zum Zeitpunkt vorhanden sein, an dem der Strom Null ist.

Dies wird beim Wechselstromschweißen erreicht, indem die Strom- und Spannungswellen außer Phase gehalten werden, indem eine Stromquelle mit einem niedrigen Betriebsleistungsfaktor von etwa 0, 3 verwendet wird, wobei der Leistungsfaktor für einen Schweißtransformator durch das Verhältnis der Lichtbogenspannung zum offenen Stromkreis gegeben ist Spannung, dh

Für diese Bedingungen steht fast die volle OCV-Spannung (Leerlaufspannung) zur Verfügung, um den Lichtbogen erneut zu zünden, während der Strom Null ist. Dieser Zustand ist in Abb. 3.16 durch die Versorgungsübergänge (V & / Spuren) und den Lichtbogenübergang dargestellt Der Betriebsleistungsfaktor einer Leistungsquelle kann verbessert werden, während die Leichtigkeit der erneuten Zündung nur durch Verwendung von Hilfsmitteln zum Beibehalten oder erneuten Zünden des Lichtbogens aufrechterhalten wird. Beispielsweise kann ein Hochfrequenz-Hochspannungs-Funkenstrecken-Oszillator verwendet werden, um einen zu versorgen Hochspannungsimpuls an der entsprechenden Instanz.

Wenn eine solche Technik zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens verwendet wird, kann der Leistungsfaktor der Wechselstromversorgungsquelle durch Verringern der OCV erhöht werden. Diese Verfahren werden normalerweise für das Wolfram-Lichtbogenschweißen unter Verwendung einer Wechselstrom-Schweißstromquelle verwendet. Die Situation kann weiter verbessert werden, indem eine thorierte Elektrode mit besseren Elektronenemissionseigenschaften verwendet wird. In ähnlicher Weise helfen beim abgeschirmten Metalllichtbogenschweißen die Elektrodenbeschichtungen mit niedrigerem Ionisationspotential bei der leichten Wiederzündung des Schweißlichtbogens.

Beim Gleichstromschweißen ist die Lichtbogenaufrechterhaltung ziemlich einfach und erst zum Zeitpunkt eines Kurzschlusses zwischen der Elektrode und dem Werkstück wird der Lichtbogen gelöscht. Dieses Problem wird jedoch gelöst, indem geeignete dynamische Volt-Ampere-Eigenschaften der Stromquelle bereitgestellt werden. Auch hier können Elektrodenbeschichtungen mit niedrigem Ionisationspotential oder besserem Emissionsvermögen dazu beitragen, den Lichtbogen leicht einzuleiten und zu warten.