گروه خبري : آرشیو مقالات
تاريخ انتشار : 1397/11/13 - 22:08
كد :50

جوشکاری با قوس الکتریکی

جوشکاری قوسی یک فرآیند جوشکاری است که در آن حرارت به وسیله یک قوس الکتریکی بین یک الکترود و قطعه کار به وجود می‌آید. قوس الکتریکی یک تخلیه الکتریکی بین دو الکترود از میان گازهای یونیزه شده است.

جوشکاری ذوبی

جوشکاری ذوبی روشی است که در آن لبه های مورد اتصال پس از ذوب شدن به کمک فلز پرکننده یا بدون آن درهم آمیخته و منجمد می گردند. به این ترتیب قطعات به یکدیگر متصل می شوند.
برای ذوب کردن لبه های مورد اتصال از انرژیهای مختلف استفاده می شود:

انرژی شیمیایی: جوشکاری با شعله گاز، جوشکاری ترمیت
جوشکاری الکتریکی: جوشکاری با قوس الکتریکی ( قوس و الکترود – قوس با گاز محافظ ...)
انرژی پرتو الکترونی: جوشکاری الکتروبیم
انرژی نورانی: جوشکاری با شعله لیزر

در جوشکاری با قوس الکتریکی حرارت لازم برای ذوب لبه های مورد اتصال و مفتول پرکننده درز (الکترود) از طریق ایجاد و برقراری قوس الکتریکی بین الکترود و فلز مورد جوشکاری تامین می شود.

قوس الکتریکی و چگونگی تشکیل آن

چنانچه قطبهای مثبت و منفی یک منبع انرژی الکتریکی را با هم تماس داده و سپس در فاصله کمی از یکدیگر قرار دهد. در اثر اختلاف پتانسیل الکتریکی موجود میان آنها جرقه هایی ایجاد می شود. این جرقه ها موجب یونیزه شدن اتمسفر بین دو قطب عبور الکترونها از فاصله ی هوایی میان دو قطب می شود.
ادامه جرقه ها و به هم پیوستن آنها در فضایی یونیزه شده موجب تشکیل قوس الکتریکی می شود. با وجود یونیزه شدن فضای بین الکترود و کار، باز هم مقاومت الکتریکی زیادی در این منطقه وجود دارد و همین مقاومت سبب تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی می شود و حرارت زیادی در حدود 6000 – 5000 درجه سانتیگرادایجاد می گردد که می تواد در زمان کوتاهی فلزات را به دمای ذوب برساند.

روش های مختلف ایجاد قوس الکتریکی

یکی از روش های ایجاد قوس الکتریکی استفاده از اختلاف پتانسیل زیاد یا ولتاژ بالا است. جرقه هایی که در شمع اتومبیل زده می شود تا مخلوط هوا و سوخت در سیلندر اتومبیل محترق شوند، با استفاده از ولتاژ بالا تحقق می یابد. همچنین در بعضی از انواع جوشکاری مثل جوشکاری با گاز محافظ، جرقه های اولیه با استفاده از ولتاژ بالا ایجاد می شوند.  
عوامل موثر در برقراری و تشکیل قوس الکتریکی و ایجاد حرارت عبارتند از: اختلاف پتانسیل دو سر قطب، شدت جریان و مقاومت الکتریکی بین دو قطب که به آنها می پردازیم.

جریان الکتریسیته ی مناسب در روش (SMAW)

همانطور که میدانید جریان الکتریکی عبارت است از حرکت الکترونها در یک هادی و برای الکترونها درون هادی فشار الکتریکی لازم است و در صورتی که اختلاف پتانسیل وجود داشته باشد، جریان نیز وجود دارد. 
چنانچه قطب های ( منفی و مثبت ) تغییر نکنند و به عبارت دیگر، جهت جریان همیشه ثابت باشد و الکترونها فقط در یک جهت حرکت کنند، جریان را جریان مستقیم یا  DC نامند. در صورتی که جریان ثابت نباشد و به عبارت دیگر، الکترونها نخست در یک جهت جریان یابند و بعد جهت خود را عوض کرده و عکس جهت قبلی سیر کنند، آن را جریان متناوب AC می نامند.
در جوشکاری با قوس الکتریکی از هر دو نوع جریان AC  و DC‌ استفاده می شود.

جوشکاری و آهنگری

ولتاژ در جوشکاری با قوس الکتریکی

ماکزیمم ولتاژ قوس 40 ولت است. زیرا کار با ولتاژ بیشتر احتمال خطر شوک الکتریکی دارد، از سوی دیگر برقراری و پایداری قوس الکتریکی با ولتاژهای کم دشوار است. 
ولتاژ مدار باز دستگاه های جوشکاری در محدوده 50 تا 80 ولت است ولی در بعضی از دستگاه های جوشکاری پیشرفته، به منظور افزایش ایمنی پس از قطع عمل جوشکاری ولتاژ دوسر کابل به طور اتومات در حد بسیار پایینی قرار می گیرد تا هنگام تعویض الکترود برای جوشکار کمترین احتمال شوک الکتریکی وجود نداشته باشد. بلافاصله پس از برقراری قوس، ولتاژ افت می کند و به حدود نصف می رسد که به آن ولتاژ قوس میگویند.

قطب الکترود

انتخاب نوع جریان در جوشکاری با قوس الکتریکی به روش جوشکاری، نوع الکترود و نوع فلزی که جوش میشود بستگی دارد. در فرایند جوشکاری با قوس الکتریکی، برق مستقیم و الکترود فلزیمی توانیم به دو صورت با قطب مستقیم و معکوس کار کنیم. برای جوشکاریهایی که سرعت جوشکاری در اولویت است و همچنین الکترودهایی که دارای روپوش دیر ذوب تر هستند، از قطب معکوس استفاده می کنیم.
 

جوشکاری با قوس الکتریکی