Come funziona una saldatrice ad arco elettrico?

Questo articolo contiene informazioni sul modo in cui utilizzare una saldatrice ad arco elettrico. Esso comprende:

1. Definizione di saldatura ad arco elettrico

2. Funzionamento della saldatura ad arco elettrico

3. Corrente elettrica per saldatura

4. Significato della polarità

5. Attrezzature

6. Preparazione del bordo di un giunto

Definizione di saldatura ad arco elettrico:

La saldatura ad arco è un processo di saldatura per fusione in cui il calore necessario per fondere il metallo è ottenuto da un arco elettrico tra il metallo base e un elettrodo.

L’arco elettrico viene prodotto quando due conduttori vengono toccati insieme e quindi separati da un piccolo spazio di 2-4 mm, in modo tale che la corrente continui a fluire, attraverso l’aria. La temperatura prodotta dall’arco elettrico è di circa 4000 ° C a 6000°C.

Saldatura ad arco con elettrodo rivestito

Viene utilizzato un elettrodo metallico che fornisce il metallo di apporto. L’elettrodo può essere rivestito di flusso o nudo. In caso di elettrodo nudo, viene fornito materiale di flusso aggiuntivo. Sia la corrente continua (DC) che la corrente alternata (AC) sono utilizzate per la saldatura ad arco.

La corrente alternata per arco è ottenuta da un trasformatore step down. Il trasformatore riceve corrente dall’alimentazione principale a 220 a 440 volt e scende alla tensione richiesta, ovvero da 80 a 100 volt. La corrente continua per l’arco è solitamente ottenuta da un generatore azionato da un motore elettrico, o da un motore patrol o diesel.

Una tensione a circuito aperto (per colpire l’arco) in caso di saldatura DC è da 60 a 80 volt mentre una tensione a circuito chiuso (per mantenere l’arco) è da 15 a 25 volt.

Procedura di saldatura ad arco elettrico:

Prima di tutto, i pezzi di metallo da saldare vengono accuratamente puliti per rimuovere polvere, sporco, grasso, olio, ecc. Quindi il pezzo da lavorare deve essere tenuto saldamente in dispositivi adatti. Inserire un elettrodo adatto nel supporto dell’elettrodo con un angolo da 60 a 80° con il pezzo da lavorare.

Selezionare la corrente corretta e la polarità. I punti sono contrassegnati dall’arco nei punti in cui deve essere eseguita la saldatura. La saldatura avviene facendo contatto dell’elettrodo con il lavoro e quindi separando l’elettrodo ad una distanza adeguata per produrre un arco.

Quando l’arco è ottenuto, calore intenso così prodotto, fonde il lavoro sotto l’arco, e formando un pool di metallo fuso. Una piccola depressione si forma nel lavoro e il metallo fuso si deposita attorno al bordo di questa depressione. Si chiama arc crator. La scoria viene spazzolata via facilmente dopo che il giunto si è raffreddato. Dopo la saldatura è finita, il portaelettrodo deve essere tolto rapidamente per rompere l’arco e l’alimentazione di corrente viene disattivata.

La saldatura ad arco Setup

Corrente elettrica per la saldatura:

Sia DC (corrente continua) e AC (corrente alternata) sono utilizzati per produrre un arco in saldatura ad arco elettrico. Entrambi hanno i loro vantaggi e applicazioni.

La saldatrice DC ottiene la sua potenza da un motore a corrente alternata o da un generatore diesel/benzina o da un raddrizzatore a stato solido.

Le capacità della macchina DC sono:

Corrente:

Fino a 600 ampere.

Tensione a circuito aperto:

da 50 a 90 volt, (per produrre arco).

Tensione a circuito chiuso:

da 18 a 25 volt, (per mantenere l’arco).

La saldatrice A. C. ha un trasformatore step down che riceve corrente dall’alimentazione principale A. C. Questo trasformatore scendere la tensione da 220 V – 440 V alla normale tensione a circuito aperto di 80 a 100 volt. La gamma di corrente disponibile fino a 400 ampere nei passaggi di 50 ampere.

Le capacità della saldatrice A. C. sono:

Gamma corrente:

Fino a 400 ampere in passi di 50 ampere.

Tensione in ingresso:

220 V – 440 V

Reale Tensione richiesta:

80 – 100 volt.

Frequenza:

50/60 HZ.

Significato della polarità:

Quando la corrente DC viene utilizzata per la saldatura, sono disponibili i seguenti due tipi di polarità:

(i) Polarità diritta o positiva.

(ii) Polarità inversa o negativa.

Quando il lavoro è fatto positivo e l’elettrodo come negativo, la polarità viene chiamata polarità diritta o positiva, come mostrato in Fig. 7.16, lettera a).

In polarità diritta, circa il 67% del calore viene distribuito sul lavoro (terminale positivo) e il 33% sull’elettrodo (terminale negativo). La polarità diritta viene utilizzata dove è richiesto più calore al lavoro. Il metallo ferroso come l’acciaio dolce, con velocità più veloce e saldatura del suono, utilizza questa polarità.

(a) Polarità diritta.

(b) Inversione di polarità

Polarità per la saldatura ad arco DC

D’altra parte, quando il lavoro è reso negativo e l’elettrodo come positivo, la polarità è nota come polarità inversa o negativa, come mostrato in Fig. 7.16 (b).

In polarità inversa, circa il 67% del calore viene liberato sull’elettrodo (terminale positivo) e il 33% sul lavoro (terminale negativo).

L’inversione di polarità viene utilizzata dove è richiesto meno calore al lavoro come nel caso di saldatura di lamiere sottili. I metalli non ferrosi come alluminio, ottone e nichel bronzo sono saldati con polarità inversa.

Attrezzature necessarie per la saldatura ad arco elettrico:

Le varie attrezzature necessarie per la saldatura ad arco elettrico sono:

La saldatrice utilizzata può essere saldatrice AC o DC. L’A. C. la saldatrice ha un trasformatore step-down per ridurre la tensione di ingresso di 220 – 440V a 80-100V. La saldatrice DC è costituita da un gruppo elettrogeno motore a corrente alternata o da un gruppo elettrogeno motore diesel/benzina o da un set di saldatura trasformatore-raddrizzatore.

A. C. macchina di solito funziona con 50 hertz o 60 hertz di alimentazione. L’efficienza del trasformatore di saldatura AC varia dall ‘80% all’ 85%. L’energia consumata per Kg. di metallo depositato è 3 a 4 kWh per AC saldatura mentre 6 a 10 kWh per DC saldatura. La saldatrice A. C. di solito funziona con un basso fattore di potenza da 0,3 a 0,4, mentre il motore in corrente continua la saldatura ha un fattore di potenza da 0,6 a 0,7. La seguente tabella 7.9 mostra la tensione e la corrente utilizzate per la saldatrice.

Tensione e corrente per saldatrice

portaelettrodi:

La funzione del portaelettrodo è quella di tenere l’elettrodo all’angolo desiderato. Questi sono disponibili in diverse dimensioni, secondo la valutazione ampere da 50 a 500 ampere.

Cavi o cavi:

La funzione dei cavi o dei cavi è di trasportare la corrente dalla macchina al lavoro. Questi sono flessibili e realizzati in rame o alluminio. I cavi sono fatti di 900 a 2000 fili molto sottili intrecciati insieme in modo da fornire flessibilità e maggiore resistenza.

I fili sono isolati da un rivestimento in gomma, da un rivestimento in fibra rinforzata e da un rivestimento in gomma pesante.

Connettori e alette del cavo:

Le funzioni dei connettori del cavo sono di effettuare una connessione tra gli interruttori della macchina e il supporto dell’elettrodo di saldatura. Vengono utilizzati connettori di tipo meccanico; come possono essere assemblati e rimossi molto facilmente. I connettori sono progettati in base alla capacità di corrente dei cavi utilizzati.

Chipping Hammer:

La funzione di chipping hammer è quella di rimuovere le scorie dopo che il metallo saldato si è solidificato. Ha forma a scalpello ed è appuntito ad una estremità.

Spazzola metallica, ruota del cavo di alimentazione:

La funzione della spazzola metallica è quella di rimuovere le particelle di scorie dopo la scheggiatura con il martello di scheggiatura. A volte, se disponibile, viene utilizzata una ruota del cavo di alimentazione in posizione spazzola metallica manuale.

Indumenti protettivi:

Le funzioni degli indumenti protettivi utilizzati sono per proteggere le mani e gli indumenti del saldatore dal calore, dalle scintille, dai raggi ultravioletti e dagli infrarossi. Gli indumenti protettivi utilizzati sono grembiule in pelle, cappuccio, guanti in pelle, maniche in pelle, ecc. Le scarpe in pelle alla caviglia alta devono essere indossate dal saldatore.

Schermo o visiera:

La funzione di schermo e visiera è quella di proteggere gli occhi e il viso del saldatore dalle radiazioni ultraviolette e infrarosse nocive prodotte durante la saldatura. La schermatura può essere ottenuta da casco testa o casco mano.

Preparazione del bordo di un giunto:

L’efficienza e la qualità del giunto saldato dipendono anche dalla corretta preparazione dei bordi delle piastre da saldare. È necessario rimuovere tutte le squame, ruggine, grasso, vernice, ecc. dalla superficie prima della saldatura.

La pulizia della superficie deve essere effettuata meccanicamente mediante spazzola metallica o ruota del cavo di alimentazione e quindi chimicamente mediante tetracloruro di carbonio. Dovrebbe essere data una forma adeguata ai bordi della piastra per produrre un giunto adeguato.

La forma dei bordi può essere semplice, a forma di V, a forma di U, rimodellata, ecc. La scelta di varie forme di bordo dipende dal tipo, spessore del metallo da saldare. Alcuni diversi tipi di scanalature per i bordi del lavoro :

(i) Testa quadrata:

Viene utilizzato quando lo spessore della piastra è da 3 a 5 mm. Entrambi i bordi da saldare devono essere distanziati di circa 2 a 3 mm come mostrato in Fig. 7.17, lettera a).

(ii) Testa a V singola:

Viene utilizzato quando lo spessore delle piastre è da 8 a 16 mm. Entrambi i bordi sono smussati per formare un angolo di circa 70° a 90°, come mostrato se Fig. 7.17 (b).

(Iii) Doppio-V-Butt:

Viene utilizzato quando lo spessore delle piastre è superiore a 16 mm e dove la saldatura può essere eseguita su entrambi i lati della piastra. Entrambi i bordi sono smussati per formare una doppia V, come mostrato in Fig. 7.17, lettera c).

(iv) Testa a testa singola e doppia:

Viene utilizzato quando lo spessore della piastra è superiore a 20 mm. La preparazione del bordo è difficile ma le articolazioni sono più soddisfacenti. Richiede meno metallo d’apporto, come mostrato in Fig. 7.17, lettere d) ed e).