वेल्डिंग आर्क है विवरण और विशेषताएं

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

वेल्डिंग प्रक्रिया को सफलतापूर्वक पूरा करने के लिए, एक वेल्डिंग आर्क की आवश्यकता होती है। यह एक विद्युत निर्वहन है, जो एक बहुत ही उच्च शक्ति की विशेषता है और काफी लंबा है। यह इलेक्ट्रोड जैसे तत्वों के बीच होता है जो एक निश्चित गैसीय वातावरण में होते हैं। एक चाप होने के लिए, इलेक्ट्रोड पर वोल्टेज लागू किया जाना चाहिए।

चाप का सामान्य विवरण

वेल्डिंग चाप के मुख्य विशिष्ट गुण बहुत अधिक तापमान के साथ-साथ वर्तमान घनत्व भी हैं। इन दो गुणों के लिए धन्यवाद, संयोजन में, चाप बिना किसी समस्या के 3000 डिग्री सेल्सियस के गलनांक के साथ धातुओं को पिघलाने में सक्षम है। हम कह सकते हैं कि यह चाप एक कंडक्टर है, जिसमें वाष्पशील पदार्थ होते हैं, और मुख्य उद्देश्य विद्युत ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में बदलना है। विद्युत आवेश ही वह क्षण होता है जब विद्युत धारा गैसीय माध्यम से गुजरती है।

डिस्चार्ज किस्में

वेल्डिंग आर्क एक डिस्चार्ज है, और चूंकि इसके कई प्रकार होते हैं, इसलिए कई प्रकार के होते हैंमेहराब:

1. पहली किस्म को ग्लो डिस्चार्ज कहते हैं। यह प्रकटन केवल कम दबाव वाले वातावरण में होता है, और इसका उपयोग केवल प्लाज्मा स्क्रीन या फ्लोरोसेंट लैंप जैसी चीज़ों में किया जाता है।
2. दूसरा प्रकार है स्पार्क डिस्चार्ज। इस प्रकार की घटना उस समय होती है जब दबाव वायुमंडलीय के लगभग बराबर होता है। यह इस मायने में भिन्न है कि इसमें रुक-रुक कर आकार होता है। इस तरह के निर्वहन का एक उल्लेखनीय उदाहरण बिजली है।
3. वेल्डिंग आर्क एक आर्क डिस्चार्ज है। यह वह प्रकार है जिसका उपयोग अक्सर वेल्डिंग के दौरान किया जाता है। यह वायुमंडलीय दबाव की उपस्थिति में होता है, और इसका आकार निरंतर होता है।
4. अंतिम प्रकार को ताज कहा जाता है। ज्यादातर तब होता है जब इलेक्ट्रोड की सतह खुरदरी और असमान होती है।

चाप की प्रकृति

यह कहने योग्य है कि इलेक्ट्रिक वेल्डिंग आर्क इतना जटिल नहीं है जितना पहली नज़र में लगता है, इसकी प्रकृति को समझना काफी सरल है। यह एक विद्युत प्रवाह का उपयोग करता है जो कैथोड जैसे तत्व से बहता है। उसके बाद, यह आयनित गैस के साथ पर्यावरण में प्रवेश करता है। इस समय, एक निर्वहन होता है, जो उज्ज्वल प्रकाश और बहुत उच्च तापमान की विशेषता है। सामान्य तौर पर, एक वेल्डिंग चाप का तापमान 7,000 से 10,000 डिग्री सेल्सियस तक हो सकता है। इस चरण से गुजरने के बाद, करंट उस सामग्री में जाएगा जिसे वेल्ड किया जा रहा है। हम कह सकते हैं कि वेल्डिंग चाप का स्रोत एक विद्युत प्रवाह है जिसमें परिवर्तन हुए हैं।

इतने उच्च तापमान के कारण चाप इंफ्रारेड का उत्सर्जन करेगाऔर पराबैंगनी किरणें, जो मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हैं। यह मानव आंखों के लिए खतरनाक है, और हल्की जलन भी छोड़ सकता है। उपरोक्त कारणों से, सभी वेल्डरों के पास अच्छे व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण होने चाहिए।

चाप संरचना

वेल्डिंग चाप की संरचना (संरचना) में तीन मुख्य घटक या खंड शामिल हैं - एनोड और कैथोड खंड, साथ ही चाप स्तंभ। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वेल्डिंग चाप के जलने के दौरान, एनोड और कैथोड के क्षेत्रों में सक्रिय धब्बे या क्षेत्र बनेंगे, जो अधिकतम तापमान मूल्य की विशेषता है। इन दो क्षेत्रों के माध्यम से बिजली की आपूर्ति उत्पन्न करने वाले सभी विद्युत प्रवाह को पारित कर दिया जाएगा। वहीं, इन दोनों क्षेत्रों में वेल्डिंग आर्क का सबसे बड़ा वोल्टेज ड्रॉप भी दर्ज किया जाएगा। चाप स्तंभ इन दो क्षेत्रों के बीच स्थित है, और इस मामले में वोल्टेज ड्रॉप जैसे पैरामीटर न्यूनतम होंगे।

पूर्वगामी से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि, सबसे पहले, वेल्डिंग चाप का शक्ति स्रोत काफी उच्च वोल्टेज और उच्च धारा उत्पन्न कर सकता है। दूसरे, चाप की लंबाई में उन क्षेत्रों की समग्रता शामिल होगी जो ऊपर सूचीबद्ध थे। सबसे अधिक बार, ऐसे चाप की लंबाई कई मिलीमीटर होती है, बशर्ते कि एनोड और कैथोड क्षेत्र क्रमशः 10-4 और 10-5 सेमी हों। सबसे अनुकूल लंबाई 4-6 मिमी का चाप है। यह ऐसे संकेतकों के साथ है कि स्थिर दहन और उच्च तापमान प्राप्त करना संभव होगा।

चाप के प्रकार

वेल्डिंग आर्क के बीच का अंतर दृष्टिकोण योजना के साथ-साथ उस वातावरण में भी है जिसमें यह हो सकता है। वर्तमान में, चाप के दो सबसे सामान्य प्रकार हैं:

• सीधी कार्रवाई का चाप। इस मामले में, वेल्डिंग मशीन को वेल्ड की जाने वाली वस्तु के समानांतर होना चाहिए। एक विद्युत चाप तब उत्पन्न होगा जब धातु के वर्कपीस और इलेक्ट्रोड के बीच का कोण 90 डिग्री होगा।
• दूसरी मुख्य किस्म एक अप्रत्यक्ष प्रकार का वेल्डिंग आर्क है। यह तभी होता है जब दो इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है, और वे धातु के हिस्से की सतह के संबंध में 40-60 डिग्री के कोण पर स्थित होते हैं। इन दोनों तत्वों के बीच एक चाप बनेगा और धातु को आपस में जोड़ेंगे।

वर्गीकरण

यह ध्यान देने योग्य है कि चाप का वर्गीकरण उस वातावरण पर निर्भर करता है जिसमें यह घटित होगा। आज तक, तीन प्रकार ज्ञात हैं:

• पहला प्रकार एक खुला चाप है। इस प्रकार की वेल्डिंग करते समय, चाप खुली हवा में जलेगा, और इसके चारों ओर एक छोटी गैस की परत बनेगी, जिसमें धातु के वाष्प, इलेक्ट्रोड और उनके कोटिंग्स शामिल होंगे।
• बंद प्रकार। इस तरह के वेल्डिंग चाप के जलने की विशेषता इस तथ्य से होती है कि यह फ्लक्स की एक परत के नीचे किया जाता है।
• आखिरी किस्म गैस आपूर्ति के साथ चाप है। ऐसे में हीलियम, आर्गन या कार्बन डाइऑक्साइड जैसे पदार्थ की आपूर्ति की जाती है। कुछ अन्य प्रकार की गैसों का भी उपयोग किया जा सकता है।

अंतिम प्रकार का मुख्य अंतर यह है किआपूर्ति की गई गैसें वेल्डिंग के दौरान धातु के ऑक्सीकरण की घटना को रोकेंगी।

ऐसे चाप की अवधि के संदर्भ में थोड़ा सा अंतर भी देखा जाता है। इसकी विशेषताओं के अनुसार, वेल्डिंग चाप स्थिर या स्पंदित हो सकता है। धातुओं की निरंतर वेल्डिंग के लिए स्टेशनरी का उपयोग किया जाता है, अर्थात यह निरंतर होता है। पल्स चाप प्रकार धातु, छेनी स्पर्श पर एकल प्रभाव है।

काम करने वाले तत्व, यानी इलेक्ट्रोड, कार्बन या टंगस्टन हो सकते हैं। इन इलेक्ट्रोडों को गैर-उपभोज्य भी कहा जाता है। धातु के तत्वों का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन वे वर्कपीस की तरह ही पिघलेंगे। जब पिघलने के प्रकारों की बात आती है तो सबसे आम प्रकार का इलेक्ट्रोड स्टील होता है। हालाँकि, गैर-पिघलने वाली प्रजातियों का उपयोग आज अधिक से अधिक लोकप्रिय होता जा रहा है।

चाप आने का क्षण

वेल्डिंग आर्क उस समय होता है जब एक तेज सर्किट होता है। यह तब होता है जब इलेक्ट्रोड धातु के वर्कपीस के संपर्क में आता है। इस तथ्य के कारण कि तापमान बहुत बड़ा है, धातु पिघलना शुरू हो जाती है, और इलेक्ट्रोड और वर्कपीस के बीच पिघली हुई धातु की एक पतली पट्टी दिखाई देती है। जब इलेक्ट्रोड और धातु अलग हो जाते हैं, तो बाद वाला लगभग तुरंत वाष्पित हो जाता है, क्योंकि वर्तमान घनत्व बहुत अधिक है। इसके बाद, गैस को आयनित किया जाता है, जिसके कारण वेल्डिंग चाप दिखाई देता है।

चाप की स्थिति

मानक परिस्थितियों में, यानी 25 डिग्री के औसत तापमान और 1. के दबाव परवातावरण, गैस बिजली का संचालन करने में सक्षम नहीं है। चाप की घटना के लिए मुख्य आवश्यकता इलेक्ट्रोड के बीच गैसीय माध्यम का आयनीकरण है। दूसरे शब्दों में, गैस में कुछ आवेशित कण, इलेक्ट्रॉन या आयन होने चाहिए।

दूसरी महत्वपूर्ण शर्त जिसे अवश्य देखा जाना चाहिए वह है कैथोड पर तापमान का निरंतर रखरखाव। आवश्यक तापमान कैथोड की प्रकृति और उसके व्यास और आकार जैसी विशेषताओं पर निर्भर करेगा। परिवेश का तापमान भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा। वेल्डिंग चाप स्थिर होना चाहिए और साथ ही साथ एक बड़ी वर्तमान ताकत होनी चाहिए, जो उच्च तापमान सूचकांक (7 हजार डिग्री सेल्सियस या अधिक) देगी। यदि सभी शर्तें पूरी होती हैं, तो परिणामी चाप के साथ किसी भी सामग्री को संसाधित किया जा सकता है। एक स्थिर और उच्च तापमान की उपस्थिति सुनिश्चित करने के लिए, यह आवश्यक है कि बिजली की आपूर्ति यथासंभव स्थिर रूप से कार्य करे। यही कारण है कि वेल्डिंग मशीन चुनते समय शक्ति स्रोत सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा होता है।

आर्क विशेषताएं

ऐसी कई चीजें हैं जो वेल्डिंग चाप को अन्य विद्युत निर्वहन से अलग करती हैं।

पहला विशाल धारा घनत्व है, जो कई हजार एम्पीयर प्रति वर्ग सेंटीमीटर तक पहुंच सकता है। यह ऑपरेशन के दौरान एक बड़ा तापमान देता है। उनके स्थान में इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत क्षेत्र का वितरण असमान है। इन तत्वों के पास, एक मजबूत वोल्टेज ड्रॉप देखा जाता है, और केंद्र की ओर, इसके विपरीत, यह बहुत कम हो जाता है। स्तंभ की लंबाई पर तापमान की निर्भरता के बारे में नहीं कहना असंभव है। लंबाई जितनी लंबी होगी, ताप उतना ही खराब होगा,और इसके विपरीत। वेल्डिंग आर्क्स का उपयोग करके, आप एक बहुत अलग करंट-वोल्टेज विशेषता (CVC) प्राप्त कर सकते हैं।

वेल्डिंग इन्वर्टर। चाप और उसकी विशेषताएं

यह एक इन्वर्टर पावर स्रोत और एक पारंपरिक, ट्रांसफॉर्मर के बीच मुख्य अंतर के साथ तुरंत शुरू करने लायक है। विद्युत ऊर्जा की खपत लगभग आधी हो गई है। इन्वर्टर का उपयोग करते समय होने वाली धारा की विशेषता चाप के तेज प्रज्वलन की अनुमति देती है, और पूरी प्रक्रिया के दौरान स्थिर जलने को भी सुनिश्चित करती है।

अपने आप में, एक वेल्डिंग इन्वर्टर एक जटिल उपकरण है जो चाप के सबसे स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए करंट को बदलने के लिए ऑपरेशन करता है। उदाहरण के लिए, डिवाइस नेटवर्क से जुड़ा है और इनपुट के रूप में एक प्रत्यावर्ती धारा प्राप्त करता है, जिसे वह प्रत्यक्ष धारा में बदलने में सक्षम है। इसके बाद, डायरेक्ट करंट इन्वर्टर ब्लॉक में प्रवेश करता है, जहाँ इसे फिर से अल्टरनेटिंग करंट में बदल दिया जाता है, लेकिन नेटवर्क की तुलना में बहुत अधिक आवृत्ति पर। इस करंट को ट्रांसफॉर्मर में ट्रांसफर कर दिया जाता है, जहां इसका वोल्टेज काफी कम हो जाता है, जिससे इसकी ताकत बढ़ जाती है। उसके बाद, रेक्टिफाइड और ट्यून्ड अल्टरनेटिंग करंट को रेक्टिफायर में ट्रांसफर कर दिया जाता है, जहां इसे डायरेक्ट करंट में बदल दिया जाता है और ऑपरेशन के लिए सप्लाई किया जाता है।