इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंगचा विकास

आर्क वेल्डिंगचा इतिहास

प्रथम व्यावहारिक अनुप्रयोग एक इंद्रधनुष्य 1882 मध्ये जेव्हा एन.एन. बेनार्डोस यांनी सेंट पीटर्सबर्ग येथे धातूंच्या विद्युत वेल्डिंगमध्ये "विद्युत प्रवाहाच्या थेट क्रियेद्वारे धातू जोडण्याची आणि विभक्त करण्याची पद्धत" तयार केली, ज्याला त्यांनी "इलेक्ट्रोहेफेस्टस" म्हटले.

N. S. Kurnakov, O. D. Khvolson आणि इतरांच्या निष्कर्षानुसार, या पद्धतीचा सार असा आहे की प्रक्रिया केलेली वस्तू एका शी जोडलेली असते आणि कोळसा विद्युत स्त्रोताच्या दुसर्‍या ध्रुवाशी जोडलेली असते आणि प्रक्रिया केलेल्या वस्तू आणि व्होल्टेज चाप यांच्यामध्ये तयार होते. कोळसा धातू गरम करून वितळल्यावर ब्लोटॉर्चच्या ज्वालामुळे निर्माण होणाऱ्या कृतीसारखीच क्रिया निर्माण करतो. होल्डरमध्ये एक विशेष कार्बन किंवा इतर प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड घातला जातो आणि चाप हाताने समर्थित असतो.

1888 - 1890 मध्ये, वेल्डिंग धातूसाठी इलेक्ट्रिक आर्कची उष्णता वापरण्याची पद्धत खाण अभियंता एन.जी.स्लाव्हियानोव्ह, ज्याने कार्बन इलेक्ट्रोडला केवळ धातूने बदलले आणि धातूचे इलेक्ट्रोड जळताना आणि चाप राखण्यासाठी पुरवठा करण्यासाठी अर्ध-स्वयंचलित उपकरण विकसित केले, ज्याला त्याने "मेल्टर" म्हटले.

मार्गांचे सार इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंगप्रतिभावान अभियंते-शोधक एन.एन. बेनार्डोस आणि एनजी स्लाव्हियानोव्ह यांच्या कार्याच्या परिणामी तयार केले गेले, आजही अपरिवर्तित आहे आणि खालीलप्रमाणे वैशिष्ट्यीकृत केले जाऊ शकते: इलेक्ट्रोड आणि उत्पादनाच्या जोडलेल्या भागांमध्ये तयार झालेला विद्युत चाप मूळ सामग्री वितळतो. उत्पादन त्याच्या उष्णतेसह आणि आर्क फ्लेम झोनला पुरवलेले इलेक्ट्रोड वितळते - एक फिलर सामग्री जी वितळलेल्या धातूच्या थेंबांच्या रूपात, जंक्शन भरते आणि उत्पादनाच्या बेस मेटलसह फ्यूज करते. या प्रकरणात, कंसची एकूण उष्णता निर्मिती योग्य मोड निवडून नियंत्रित केली जाते, ज्याचा मुख्य पॅरामीटर वर्तमान आहे.

व्यावहारिक अनुप्रयोगामध्ये, पद्धतींमध्ये असंख्य सुधारणा केल्या गेल्या आहेत आणि केल्या जात आहेत, ज्या प्रक्रियेचे सार बदलत नाहीत, परंतु त्यांचे व्यावहारिक मूल्य वाढवतात. वेल्डिंगची गुणवत्ता आणि उत्पादकता सुधारण्याच्या दिशेने वेल्डिंग तंत्रज्ञानाच्या उर्जा बेसच्या विकासासह तयार केलेल्या वेल्डिंग पद्धतींचा विकास होतो.

या विकासास कारणीभूत असलेल्या मुख्य परिस्थिती होत्या:

• कंसचे स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करणे;

• कनेक्शनची योग्य गुणवत्ता आणि सामर्थ्य प्राप्त करणे.

वेल्डिंगच्या परिस्थितीत इलेक्ट्रिक आर्कच्या गुणधर्मांद्वारे निर्धारित केलेल्या वैशिष्ट्यांसह ऊर्जा स्त्रोत तयार करून पहिली अट पूर्ण केली गेली.

वेल्डिंग दरम्यान हीटिंगचा मुख्य स्त्रोत आणि ऊर्जेचा ग्राहक म्हणून कंस, डायनॅमिक लोडद्वारे दर्शविले जाते, ज्यामध्ये, एका सेकंदाच्या शंभरावा भागामध्ये मोजल्या जाणार्या वेळेच्या अंतराने, आर्क सर्किटमध्ये विद्युतीय शासनामध्ये तीव्र बदल दिसून येतात.

इलेक्ट्रोडचे वितळणे आणि इलेक्ट्रोडमधून वर्कपीसमध्ये धातूचे हस्तांतरण यामुळे कमानाच्या लांबीमध्ये तीव्र चढ-उतार होतात आणि आर्क पॉवर स्त्रोताचे शॉर्ट सर्किट (प्रति सेकंद 30 वेळा) अगदी कमी अंतराने पुनरावृत्ती होते. या प्रकरणात, वर्तमान आणि व्होल्टेज स्थिर राहत नाहीत, परंतु एका विशिष्ट मूल्यापासून कमाल आणि त्याउलट तात्काळ बदल होतात.

लोडमधील अशा अचानक बदलांमुळे इलेक्ट्रिक आर्क सिस्टमची समतोल स्थिती बिघडते - वर्तमान स्रोत… विद्युत प्रवाहाच्या विशिष्ट मूल्यावर कंस दीर्घकाळ जळत राहण्यासाठी, विझविल्याशिवाय आणि विद्युत डिस्चार्जच्या इतर प्रकारांमध्ये बदलू नये म्हणून, कंसमध्ये होणार्‍या बदलांवर त्वरीत प्रतिक्रिया देणे आवश्यक आहे. चाप मोड आणि त्याचे स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करते.

इलेक्ट्रिक वेल्डिंग अभियांत्रिकीच्या विकासाच्या सुरुवातीच्या काळात, विद्युत यंत्रांच्या मुख्य सर्किटमध्ये विद्युत् प्रवाह मर्यादित करण्यासाठी आणि क्रमशः कंस शांत करण्यासाठी अंतर्भूत बॅलास्ट प्रतिरोधकांच्या मदतीने हे केले गेले. त्यानंतर, घसरणारी वैशिष्ट्ये आणि कमी चुंबकीय जडत्व असलेले विशेष उर्जा स्त्रोत तयार केले जातात, जे वेल्डिंग आर्कच्या गुणधर्मांमुळे उद्भवलेल्या आवश्यकता पूर्ण करतात.

इलेक्ट्रिक वेल्डिंग अभियांत्रिकीच्या विकासाच्या समांतर, अभ्यास केले जातात जे वेल्डिंग परिस्थितीत कंसच्या स्थिर वैशिष्ट्यांचे मुख्य पॅरामीटर्स स्थापित करण्यास आणि इष्टतम परिस्थिती आणि ऊर्जा स्त्रोतांच्या मुख्य विद्युत मापदंडांचा अभ्यास करण्यास आणि त्यांच्यावरील प्रभावाचा अभ्यास करण्यास अनुमती देतात. वेल्डिंग दरम्यान चाप जळण्याची स्थिरता आणि सातत्य.

पुढील काळात, इलेक्ट्रिक वेल्डिंग मशीनमधील प्रक्रियेची स्थिरता आणि गतिशीलतेच्या संशोधनावर आधारित, वेल्डिंग मशीन सिस्टम आणि उपकरणांचे वर्गीकरण विकसित केले गेले आणि वेल्डिंग मशीनचा एक एकीकृत सामान्यीकृत सिद्धांत तयार केला गेला.

आर्क वेल्डिंग प्रक्रियेची वैशिष्ट्ये

इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंगची प्रक्रिया ही भौतिक, रासायनिक आणि विद्युत घटनांची एक अतिशय जटिल जटिल आहे जी अत्यंत कमी कालावधीत सर्व टप्प्यांवर सतत घडते. धातू वितळण्याच्या पारंपारिक मेटलर्जिकल प्रक्रियेच्या तुलनेत, वेल्डिंग प्रक्रिया वेगळी आहे:

• वितळलेल्या धातूसह बाथची लहान मात्रा;

• मेटल हीटिंगचे उच्च तापमान, जे उच्च वेगाने आणि स्थानिक हीटिंगमुळे उच्च तापमान ग्रेडियंट होते:

• अप्लाइड मेटल आणि बेस मेटल यांच्यातील एक अविभाज्य कनेक्शन, नंतरचे अस्तित्व, जसे होते, पूर्वीचे स्वरूप.

अशा प्रकारे, एका लहान व्हॉल्यूम वेल्ड पूलमध्ये गरम आणि वितळलेली धातू कमी तापमानाच्या बेस मेटलच्या महत्त्वपूर्ण वस्तुमानाने वेढलेली असते. ही परिस्थिती, अर्थातच, धातूचे गरम आणि थंड होण्याचे उच्च दर निर्धारित करते आणि परिणामी, वेल्ड पूलमध्ये होणाऱ्या प्रतिक्रियांचे स्वरूप आणि दिशा निर्धारित करते.

आर्क गॅपमधून जाताना, वितळलेली अतिरिक्त धातू कंसाच्या वातावरणात खूप उच्च तापमानात येते, ज्यामुळे धातूचे ऑक्सिडेशन होते आणि त्यातून वायू शोषले जातात आणि अक्रिय वायू (प्रामुख्याने नायट्रोजन) सक्रिय होतात. चाप, ज्याची क्रिया पारंपारिक मेटलर्जिकल प्रक्रियांमध्ये नगण्य आहे.

वेल्ड पूलमधील वितळलेली धातू देखील चाप वातावरणाच्या संपर्कात असते, जिथे धातू, त्यातील अशुद्धता आणि त्यातून शोषलेले वायू यांच्यामध्ये भौतिक-रासायनिक प्रतिक्रिया घडतात. या घटनेच्या परिणामी, जमा केलेल्या वेल्ड मेटलमध्ये ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनची सामग्री वाढली आहे, जे ज्ञात आहे की, धातूची यांत्रिक वैशिष्ट्ये कमी करते.

जेव्हा धातू चाप मध्ये जाते आणि लोखंडातील अशुद्धतेच्या ठिकाणी वितळलेल्या अवस्थेत राहते, तसेच मिश्रित जोड जळतात, ज्यामुळे धातूचे यांत्रिक गुणधर्म देखील खराब होतात. अशुद्धतेच्या ज्वलनाच्या वेळी तयार झालेल्या वायू, तसेच वितळलेल्या धातूच्या घनतेच्या वेळी धातूमध्ये विरघळलेल्या वायूंमुळे जमा झालेल्या धातूमध्ये व्हॉईड्स आणि छिद्रे तयार होऊ शकतात.

अशा प्रकारे, वेल्डिंग दरम्यान होणार्‍या प्रक्रियांमुळे उच्च-गुणवत्तेची वेल्ड मेटल मिळवणे कठीण होते. या अडचणी अशा झाल्या की विशेष उपाय न करता वेल्डिंगच्या गुणवत्तेचे मुख्य सूचक असलेल्या वेल्ड मेटलच्या वैशिष्ट्यांच्या जवळ असलेल्या वैशिष्ट्यांसह वेल्ड मिळवणे अशक्य होते.

आर्क वेल्डिंग तंत्रज्ञानामध्ये सुधारणा

विद्यमान आर्क वेल्डिंग पद्धतींमध्ये धातूच्या सांध्यांची गुणवत्ता आणि सामर्थ्य वाढवणारा मुख्य उपाय म्हणजे विशेष कोटिंग्ज - इलेक्ट्रोडवरील कोटिंग्सचा वापर.

सुरुवातीच्या काळात, अशा कोटिंग्स-कोटिंग्जचे कार्य प्रज्वलन सुलभ करणे आणि त्यांच्या आयनीकरण प्रभावामुळे कमानाची स्थिरता वाढवणे हे होते. नंतर, जाड किंवा उच्च-गुणवत्तेच्या कोटिंग्जच्या विकासासह, ज्याचे कार्य, कमानीची स्थिरता वाढविण्याव्यतिरिक्त, जमा केलेल्या धातूची रासायनिक रचना आणि रचना सुधारणे हे आहे, वेल्डिंगच्या गुणवत्तेत लक्षणीय वाढ होते. निरीक्षण केले.

इलेक्ट्रोडवरील विशेष कोटिंग्सच्या विकासामुळे अलिकडच्या वर्षांत पाण्याखाली धातू वेल्डिंग आणि कटिंगच्या मूलभूत पद्धतींचा वापर पसरवणे शक्य झाले आहे. या प्रकरणात, इलेक्ट्रोडवरील कोटिंग्जचा उद्देश (इलेक्ट्रोडपेक्षा त्यांच्या हळू बर्निंगमुळे) चापभोवती संरक्षणात्मक कवच राखणे आणि कोटिंग्ज जळताना सोडल्या जाणार्‍या वायूंसह एक बबल तयार करणे देखील आहे. .

वेल्डेड कनेक्शनच्या गुणवत्तेच्या सुधारणेसह, वेल्डिंग उत्पादकतेत वाढ दिसून येते, जी मॅन्युअल वेल्डिंगमध्ये मेटल इलेक्ट्रोडच्या व्यासामध्ये एकाचवेळी वाढीसह वेल्डिंग आर्कची शक्ती वाढवून प्राप्त केली जाते. पॉवरमध्ये लक्षणीय वाढ आणि इलेक्ट्रोडच्या आकारात वाढ झाल्यामुळे मॅन्युअल वेल्डिंग स्वयंचलितपणे बदलले.

स्वयंचलित वेल्डिंगमधील सर्वात मोठ्या अडचणी इलेक्ट्रोड कोटिंग्स-कोटिंग्जच्या समस्येमुळे उद्भवल्या होत्या, ज्याशिवाय आधुनिक आवश्यकतांनुसार उच्च-गुणवत्तेचे वेल्डिंग जवळजवळ अशक्य आहे.

चुरलेल्या ग्रॅन्युलर फ्लक्सचे लेप इलेक्ट्रोडला नव्हे तर बेस मेटलला देणे हा एक यशस्वी उपाय होता.या प्रकरणात, कंस फ्लक्सच्या थराखाली जळतो, ज्यामुळे कंसची उष्णता अधिक कार्यक्षमतेने वापरली जाते आणि सीम हवेच्या संपर्कात येण्यापासून संरक्षित आहे. हे जोडणे मूलभूत धातू इलेक्ट्रोड वेल्डिंग प्रक्रियेत सुधारणा होते ज्यामुळे उत्पादकता मोठ्या प्रमाणात वाढली आणि वेल्डची गुणवत्ता सुधारली.

वेल्डिंग आर्कसाठी आधुनिक उर्जा स्त्रोतांचा वापर करून जोडल्या जाणार्‍या धातूंच्या थर्मल स्थितीवर नियंत्रण ठेवण्याची क्षमता प्लास्टिकपासून पदार्थांच्या द्रव, वितळलेल्या अवस्थेपर्यंत जोडण्याच्या प्रक्रियेचे सर्व संक्रमणकालीन स्वरूप लक्षात घेणे शक्य करते. ही परिस्थिती केवळ भिन्न धातूच नव्हे तर धातू नसलेली सामग्री देखील एकमेकांशी जोडण्यासाठी नवीन शक्यता उघडते.

तांत्रिक वेल्डिंग प्रक्रियेच्या सुधारणेसह, वेल्डेड संरचनांची ताकद आणि विश्वासार्हता वाढते. सुरुवातीच्या काळात, जेव्हा वेल्डिंग प्रक्रिया केवळ व्यक्तिचलितपणे केली जात असे, तेव्हा इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंगचा वापर सर्व प्रकारच्या जीर्णोद्धार आणि दुरुस्तीच्या कामात केला जात असे.

या क्षणी मुख्य आणि प्रगत तांत्रिक प्रक्रियांपैकी एक म्हणून इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंगचे महत्त्व निर्विवाद आहे. विविध उद्योगांमध्ये वेल्डिंगच्या वापराच्या अनुभवाने हे स्पष्टपणे सिद्ध केले आहे की मेटलवर्किंगची ही पद्धत केवळ धातू (25 - 50%) वाचवू शकत नाही, तर सर्व प्रकारच्या मेटल स्ट्रक्चर्सच्या कामाच्या उत्पादनात लक्षणीय गती वाढवू शकते.

प्रक्रियेचे यांत्रिकीकरण आणि ऑटोमेशनचा विकास, उत्पादकतेमध्ये सतत वाढ करण्याच्या उद्देशाने, वेल्डिंगच्या गुणवत्तेत आणि सामर्थ्यामध्ये स्थिर वाढ, त्याच्या अनुप्रयोगाची व्याप्ती आणखी विस्तृत करते.सध्या, इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंग ही कमी आणि उच्च तापमानात स्थिर आणि डायनॅमिक भारांखाली कार्यरत असलेल्या सर्व प्रकारच्या मेटल स्ट्रक्चर्सच्या उत्पादनातील अग्रगण्य तांत्रिक प्रक्रिया आहे.

इलेक्ट्रिक वेल्डिंगबद्दल इतर मनोरंजक आणि उपयुक्त लेख:

वेल्डिंगसाठी वायूंचे संरक्षण

इन्व्हर्टर वेल्डिंग मशीन

वेगवेगळ्या प्रकारच्या वेल्डिंगचे फायदे आणि तोटे

प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) वेल्डिंग

स्फोट वेल्डिंग - ते काय आहे आणि ते कसे वापरले जाते