전기아크용접의 개발
아크 용접의 역사
첫 실용화 무지개 1882년에 획득한 금속의 전기 용접에서 N.N. Benardos는 상트페테르부르크에서 «직접 전류에 의한 금속 결합 및 분리 방법»을 만들었으며 이를 «electrohephaestus»라고 불렀습니다.
학자 N. S. Kurnakov, O. D. Khvolson 등의 결론에 따르면, 이 방법의 본질은 처리 대상이 하나에 연결되고 석탄이 전원의 다른 극에 연결되고 처리 대상과 처리 대상 사이에 전압 아크가 형성된다는 것입니다. 석탄은 금속이 가열되어 녹을 때 토치의 화염에 의해 생성되는 것과 유사한 작용을 합니다. 특수 탄소 또는 기타 전도성 전극을 홀더에 삽입하고 아크를 손으로 지지합니다.
1888-1890년에 금속 용접에 전기 아크의 열을 사용하는 방법이 광산 엔지니어 N.G.탄소 전극을 금속 전극으로만 교체하고 연소 중에 금속 전극을 공급하고 아크를 유지하는 반자동 장치를 개발한 Slavyanov는 이를 "용융기"라고 불렀습니다.
방법의 본질 전기 아크 용접, 재능있는 엔지니어 발명가 N.N. Benardos 및 N.G. Slavyanov의 작업 결과로 생성되었으며 오늘날까지 변경되지 않았으며 다음과 같이 특징 지어 질 수 있습니다. 전극과 제품의 연결된 부분 사이에 형성된 전기 아크는 기본 재료를 녹입니다. 아크 플레임 존에 공급되는 전극을 열로 제품을 녹입니다. 용융 금속 방울 형태로 접합부를 채우고 제품의 기본 금속과 융합하는 충전재입니다. 이 경우 아크의 총 열 발생은 적절한 모드를 선택하여 조절되며 주요 매개 변수는 전류입니다.
실제 적용에서 프로세스의 본질을 변경하지 않고 실용적인 가치를 높이는 방법에서 수많은 개선이 이루어지고 있습니다. 생성된 용접방법의 발전은 용접의 품질과 생산성을 향상시키는 방향으로 용접기술의 에너지 기반의 발전과 함께 진행된다.
이 개발에 기여한 주요 조건은 다음과 같습니다.
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아크의 안정적인 작동 보장;
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연결의 적절한 품질과 강도를 얻습니다.
첫 번째 조건은 용접 조건 하에서 전기 아크의 특성에 의해 결정되는 특성을 가진 에너지원을 생성함으로써 충족되었습니다.
용접 중 가열 및 에너지 소비의 주요 원인인 아크는 동적 부하를 특징으로 하며, 100분의 1초 단위로 측정된 시간 간격으로 전기 체제의 급격한 변화가 아크 회로에 나타납니다.
전극이 녹고 금속이 전극에서 공작물로 이동하면 아크 길이가 급격히 변동하고 아크 전원이 매우 짧은 간격으로 반복 단락됩니다(초당 최대 30회). 이 경우 전류와 전압은 일정하게 유지되지 않고 특정 값에서 최대 값으로 또는 그 반대로 순간적으로 변경됩니다.
이러한 급격한 부하 변화는 전기 아크 시스템의 평형 상태를 방해합니다. 현재 소스... 아크가 꺼지지 않고 다른 형태의 방전으로 변하지 않고 특정 전류 값에서 장시간 연소되기 위해서는 아크를 공급하는 전류원이 아크의 모드와 안정적인 작동을 보장합니다.
전기 용접 공학의 개발 초기에 이것은 전기 기계의 주 회로에서 전류를 제한하고 순차적으로 아크를 진정시키기 위해 내장된 밸러스트 저항기의 도움으로 수행되었습니다. 결과적으로 용접 아크의 특성에서 발생하는 요구 사항을 완전히 충족하는 하강 특성과 낮은 자기 관성을 가진 특수 전원이 생성됩니다.
전기 용접 공학의 발전과 병행하여 용접 조건에서 아크의 정적 특성의 주요 매개변수를 설정하고 에너지원의 최적 조건 및 주요 전기 매개변수와 그 영향을 연구할 수 있는 연구가 수행됩니다. 용접 중 아크 연소의 안정성과 연속성.
다음 기간에는 전기 용접기 프로세스의 정적 및 동역학 연구를 기반으로 용접기 시스템 및 장치의 분류가 개발되고 통합된 일반화된 용접기 이론이 만들어졌습니다.
아크 용접 공정의 특성
전기 아크 용접 공정은 극히 짧은 시간 동안 모든 단계에서 지속적으로 발생하는 물리적, 화학적 및 전기적 현상의 매우 복잡한 복합체입니다. 금속을 녹이는 기존의 야금 공정과 비교할 때 용접 공정은 다릅니다.
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용융 금속이 있는 소량의 욕조;
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고속 및 국부 가열에서 높은 온도 구배로 이어지는 고온의 금속 가열:
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적용된 금속과 기본 금속 사이의 불가분의 연결, 후자는 말하자면 전자의 형태입니다.
따라서 소량의 용접 풀에서 가열되고 용융된 금속은 상당한 양의 저온 모재로 둘러싸여 있습니다. 물론 이러한 상황은 금속의 높은 가열 및 냉각 속도를 결정하고 결과적으로 용접 풀에서 발생하는 반응의 특성과 방향을 결정합니다.
아크 갭을 통과하는 용융된 추가 금속은 매우 높은 온도에서 아크의 대기에 노출되어 금속의 산화 및 가스 흡수로 이어지고 불활성 가스(주로 질소)의 활성화가 관찰됩니다. 아크, 그 활동은 기존의 야금 공정에서 무시할 수 있습니다.
용접 풀의 용융 금속은 또한 아크 분위기에 노출되어 금속, 불순물 및 금속에 흡수된 가스 사이에서 물리 화학적 반응이 발생합니다. 이러한 현상의 결과로 용착된 용접 금속은 알려진 바와 같이 금속의 기계적 특성을 감소시키는 산소 및 질소 함량이 증가합니다.
금속이 아크를 통과하고 철의 불순물 대신 용융 상태로 남아있을 때 합금 첨가물이 타서 금속의 기계적 특성도 저하됩니다. 불순물 연소 중에 형성된 가스와 용융 금속이 응고되는 동안 금속에 용해된 가스는 증착된 금속에 공극과 기공을 형성할 수 있습니다.
따라서 용접 중에 발생하는 공정으로 인해 고품질의 용접 금속을 얻기가 어렵습니다. 이러한 어려움은 특별한 조치 없이는 용접 품질의 주요 지표인 용접 금속의 특성에 가까운 특성을 가진 용접을 얻는 것이 불가능할 정도로 밝혀졌습니다.
아크 용접 기술 향상
기존 아크 용접 방법에서 금속 조인트의 품질과 강도를 높이는 주요 조치는 전극에 코팅하는 특수 코팅을 사용하는 것입니다.
초기에 이러한 코팅 코팅의 기능은 점화를 촉진하고 이온화 효과로 인해 아크의 안정성을 높이는 것입니다. 나중에 아크의 안정성을 높이는 것 외에도 증착 금속의 화학적 조성과 구조를 개선하는 기능을 가진 두껍거나 고품질 코팅이 개발됨에 따라 용접 품질이 크게 향상되었습니다. 관찰했다.
전극에 대한 특수 코팅의 개발로 최근 수중에서 금속을 용접하고 절단하는 기본 방법의 사용이 확산되었습니다. 이 경우 전극 코팅의 목적은 (전극보다 연소가 느리기 때문에) 아크 주변에 보호막을 유지하고 코팅이 연소될 때 방출되는 가스로 아크가 연소되는 기포를 형성하는 것입니다. .
용접 연결의 품질 향상과 동시에 용접 생산성의 증가가 관찰되며 수동 용접에서는 금속 전극의 직경이 동시에 증가하면서 용접 아크의 힘이 증가하여 달성됩니다. 전력이 크게 증가하고 전극 크기가 증가하여 수동 용접이 자동으로 대체되었습니다.
자동 용접의 가장 큰 어려움은 전극 코팅 문제로 인해 현대적인 요구 사항에 따라 고품질 용접이 거의 불가능합니다.
성공적인 해결책은 분쇄된 입상 플럭스의 코팅을 전극이 아닌 모재에 공급하는 것이었습니다.이 경우 아크는 플럭스 층 아래에서 연소되므로 아크의 열이 더 효율적으로 사용되며 솔기가 공기에 노출되지 않도록 보호됩니다. 이 추가는 생산성을 크게 높이고 용접 품질을 개선한 기본 금속 전극 용접 공정을 개선한 것입니다.
용접 아크에 대한 최신 에너지원을 사용하여 결합할 금속의 열 상태를 제어하는 기능을 통해 플라스틱에서 재료의 액체, 용융 상태로의 결합 프로세스의 모든 전이 형태를 실현할 수 있습니다. 이러한 상황은 서로 다른 금속뿐만 아니라 비금속 재료를 서로 연결할 수 있는 새로운 가능성을 열어줍니다.
기술 용접 공정의 개선으로 용접 구조물의 강도와 신뢰성이 향상되었습니다. 초기에는 용접 공정이 전적으로 수동으로 수행되었을 때 모든 유형의 복원 및 수리 작업에 전기 아크 용접이 사용되었습니다.
현재 주요 및 고급 기술 프로세스 중 하나인 전기 아크 용접의 중요성은 부인할 수 없습니다. 다양한 산업 분야에서 용접을 사용한 경험을 통해 이 금속 가공 방법은 금속을 절약할 수 있을 뿐만 아니라(25 - 50%) 모든 유형의 금속 구조물 작업의 생산 속도를 크게 높일 수 있음이 분명히 입증되었습니다.
지속적인 생산성 향상과 용접 품질 및 강도의 꾸준한 증가를 목표로 하는 프로세스의 기계화 및 자동화 개발은 적용 범위를 더욱 확장합니다.현재 전기 아크 용접은 저온 및 고온에서 정적 및 동적 부하 하에서 작동하는 모든 유형의 금속 구조물 생산에서 선도적인 기술 프로세스입니다.
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