什么是原子氢焊接?——完整的解释

作品简介:

原子氢焊接是一种焊接过程,其使用两种钨电极和原子氢作为焊接气体。它是最卓越的焊接工艺之一,提供光滑的焊接光洁度,非常适合工业用途。呼叫工艺原子氢焊接的原因,因为产生的电弧足够高,以将氢分子破裂成原子。焊接过程中的温度可以高达6500o因此,在生产过程中需要个人防护装备。本文将对该联接工艺进行详细的讨论,讨论其历史、工作原理、过程变量、优缺点及应用。让我们开始吧。

历史和发展

这一切都始于产生一个连续的弧线,这创造了不同的连接过程的变体。1800年,汉弗莱·戴维发现了短脉冲电弧。1802年,一位名叫瓦西里·彼得罗夫的俄罗斯科学家发明了一种连续电弧,并建议将其应用于焊接.在创造电弧并提出应用后,CL Coffin在19世纪90年代是第一个介绍惰性条件下焊接的人。提出的想法很难实现,直到1900年才实现。到20世纪40年代,钨和氦开始被用作电极材料,氦被用作惰性气体。1940年左右,欧文·朗缪尔(Irving Langmuir)发明了原子氢焊,采用钨电极,在氢屏蔽环境下进行焊接。

历史发展大致如下:

  • 1800 -短脉冲电弧的开发由汉姆·戴维完成
  • 1802 -瓦西里·彼得罗夫对连续电弧进行了发展,并提出了在焊接中应用的设想
  • 1890 -提出了利用惰性气体作为屏蔽环境的设想
  • 1900年代使用保护气体作为惰性气体气氛进行焊接启动
  • 20世纪40年代(周围) -Irving Langmuir发明了原子氢焊接,在焊接过程中,原子氢被用作保护气体。

原子氢焊接的主要部件:

连接过程由组成完整机制的不同部分组成。在本标题中,我们将详细讨论这些组件及其应用程序。这些部件对原子氢焊接的成功运行至关重要。这个连接过程的主要部分如下:

原子氢焊接

1.钨电极:在这个连接过程中,使用两个相互成角度的焊条。它们以一定的角度倾斜以产生稳定的电弧。

2.电极夹:电极夹用来夹住钨电极,钨电极也像钨电极一样倾斜。

3.喷嘴:喷嘴与氢气缸连接,在连接过程中取出原子氢。它们是环形的并且用于提供屏蔽气体的目的。

4.交流电源:电源通过产生电流和产生所需的热量在电极之间产生电弧。交流电源优于直流电源,因为两端需要相等的热量。

5.氢气缸:气缸填充有氢气,我们将在加入过程中发送到所需的位置。

6.变压器:变压器必须产生电弧并将其维持在所需的时间内。

7.压力调节阀:装在氢钢瓶上的一种阀门,用来测量和调节钢瓶内的压力。它还与喷嘴连接,用于在所需的目的地供应氢气。

8.填充棒:在该焊接过程中的填充棒的使用是可选的。它们用作可消耗电极,仅在需要时使用。

9.工件板:这些是要通过焊接连接的金属件。在焊接金属件之前要清除污垢、氧化物和其他杂质。

交流/直流供电方式:

在了解这些电源应用于原子氢焊接的区别之前,让我们先看看交直流电源是什么意思。

1.AC电源:

它代表交流电源。当电气参数(如电压、电流和阻抗)随时间变化时,电源是交流的。这样,变化在循环的一半是正的,在循环的另一半是负的,这是在工业应用中应用最广泛的。

2.直流电源:

它代表直流电源。它是一种常规的电能,其电气参数如电流、电压和阻抗(这里的电阻)不随时间变化。它们主要应用于电气仪表、焊接仪表等领域。

现在,您已经理解了这些电源源之间的差异。现在,让我们知道这种加入过程的使用情况。使用AC电源而不是直流电源是我们必须在电极的末端之间保持相等的热量,以正确地采用该过程并产生稳定的弧形。交流电源可以轻松实现DC电源的这种要求。因此在原子氢焊接期间,在DC电源上使用AC电源。

原子氢焊接工作

这一连接过程涉及两个钨电极,产生电弧和氢气,这提供了一个保护环境,以保护焊缝池免受外部污染。

原子氢焊接

这一过程首先是在两个电极之间(相距近1.5毫米)使用交流电源产生电弧。然后电极被稍微分开以稳定电弧更长的一段时间。我们可以通过改变电极间的距离来控制电弧在电极间产生的热量。同时,喷嘴提供氢气,在熔池周围形成保护环境,避免外部污染。保护气体也将确保焊接的正确完成。

氢的主要优点是,当它与大气氧气接触时,它将迅速形成水蒸气并突然蒸发,保护焊缝免受任何外部污染物。名称原子氢焊接来自于在工艺中使用的氢的分子形式改变原子氢由于该过程中产生的热量。弧线附近的温度约为6,000℃,足够高,以提供将分子氢转化为原子氢的必要条件。

在此过程中将发生以下反应:

H2= H + H - 422 kJ(吸热反应)

当分子氢转化成原子氢时,需要等于422kJ的能量来实现变化,同时将原子氢转化为分子氢,我们将在该过程中释放等于422kJ的能量。

h + h = h2+ 422 kJ(放热反应)

整个过程中产生的热量用于创建焊接池,然后固化形成成品。

有关原子氢焊接的更好的解释,请观看下面给出的视频:

流程变量:

原子氢焊接的工艺取决于决定最终焊缝光洁度的各种工艺变量。这些参数决定了从电弧产生到屏蔽环境生产和金属连接的过程。在这个标题中,我们将讨论在决定最终焊接完成中起重要作用的不同因素。过程变量是这个join过程的主要决定因素,如下所示:

1.弧的尺寸:

电弧的大小是决定焊接是否成功完成的重要因素。电弧的大小描绘了电弧的强度和它所影响的距离。它还在分子氢转化为原子氢的过程中起着重要作用,在连接过程中起到屏蔽作用。

2.随工作联系弧:

与工件的电弧接触也很重要,因为这将提供有效的焊缝和良好的焊缝光洁度。电弧与工件的接触有三种不同的条件——不接触、与表面相切和刺穿表面。第一个和第三个条件在某种程度上可能是劣势。第二个条件是达到良好焊缝光洁度的完全临界条件。

3.行走速度:

电弧的行进速度和电流对稳定电弧也是至关重要的。整体过程取决于加入过程中的电弧及其稳定性。

4.当前设置:

电流的强度很重要,因为它会影响产生的整体功率。由于电压差随时间(除了方向)几乎恒定,因此电流是用于产生和稳定电弧的主要决定因素。

除上述因素外,其他各种因素在决定适当的焊缝完成,包括适当的压力释放分子氢气,喷嘴直径等起着重要的作用。

避免参数:

在焊接过程中要避免各种参数的影响,以达到良好的焊接效果。需要避免的参数如下:

  1. 焊缝过少或过多根据需要焊接的材料而定。因此,我们必须适当地考虑在连接过程中需要产生的热量。我们用金属熔化时间过长的情况来表示热过小。
  2. 我们可以通过电极间的间隙来控制电弧强度,这种间隙不能太小或太大。这将导致在这个过程中产生最少的热量。
  3. 在工艺过程中产生的热量应该是中等的,少量的热量产生小的焊缝池,难以保持,造成表面孔隙,并造成焊缝光洁度不均匀。
  4. 根据前一点,该过程中产生的热量不足以使宽焊接池不够大,并在工件中产生孔。
  5. 如果没有正确的热量和弧线的正确融合,则改变焊接速度或电流设置(它们可以增加)。
  6. 为了焊接较少熔化温度的软金属,电弧距离应产生少量的热量。
  7. 产生的电弧应接触焊缝金属,以提供良好的焊接和适当的焊缝光洁度。

原子氢焊接的优点

原子氢焊接具有多种优点,在多个行业得到了广泛的应用。此连接过程的优势如下:

  1. 焊缝的形成相对比其他焊接过程更快。
  2. 氢气作为一种保护气体,也有助于产生热量。因此,不需要单独的保护气体。
  3. 形成的火焰是强烈的,可以集中在一点。
  4. 使用的电极在过程中保持冷却。因此,电极的寿命增加了。
  5. 少量调整可以容易地控制过程变量。
  6. 利用原子氢,用这种焊接工艺可以很容易地焊接合金。

原子氢焊的缺点:

连接工艺具有多种优点,但与其他连接工艺一样,也存在一些缺点,限制了其在某些行业的应用。这种连接过程的缺点如下:

  1. 与其他加入过程相比,该过程昂贵。
  2. 这个过程很复杂,因为它必须由熟练的焊工来完成。
  3. 我们可以将大量的金属存放在该加工过程中。
  4. 我们只能在平的位置做这个连接过程。
  5. 由于氢是一种高度易燃的气体,因此连接过程是有风险的。

应用程序:

原子氢焊接过程的应用如下:

  1. 它用作金属的快速焊接过程,如不锈钢和其他合金。
  2. 它可用于焊接大部分黑色和有色金属。
  3. 它也适用于焊接薄板和其他合金。
  4. 也可用于精密焊接工艺等。

常见问题:常见问题解答

Q1:是否有可能用这种连接过程焊接不同的金属?

答:它可以焊接不同的金属,但不会是有效的过程,因为应该精确地控制各种参数,以便实现适当的焊接完成。

问题2:防护装备的完整形式及其在这一过程中的使用是什么?

答:PPE套件代表个人防护设备套件。在加入过程中保护自己是非常重要的,因为焊接池周围的温度可以高达35000C。

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