ฟิสิกส์การเชื่อมและการตัด ตอนที่ 13
เอกสารอ้างอิง
Kathy Sinnes. (2018) Welding handbook. 10Th Ed. Vol, 1. Welding and cutting science and technology. American welding society. Miami. USA.
Arc welding
Electric arc ใช้งานอย่างแพร่หลายในกระบวนการเชื่อม
เนื่องจากเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพในลักษณะที่ควบคุมและกระจายได้อย่างเหมาะสม
Electric arc ประกอบด้วยการคายประจุ-กระแสไฟฟ้าสูงอย่างต่อเนื่องผ่านแก๊สที่ถูกไอออนไนซ์ด้วยความร้อน
thermally ionized gaseous ซึ่งเรียกว่า plasma
column การเกิดอาร์กจะเกิดขึ้นระหว่าง welding electrode และ workpiece, Electrode อาจเป็นแบบที่ไม่สิ้นเปลือง
(nonconsumable) เช่นใน gas tungsten arc welding และ plasma arc welding หรืออาจเป็นแบบสิ้นเปลือง (consumable)
และทำหน้าที่เป็น filler metal เช่นใน
shielded metal arc welding, gas metal arc welding, และ
submerged arc welding ในกรณีที่ electrode เป็นแบบสิ้นเปลืองและทำหน้าที่เป็น
filler metal พลังงานความร้อนที่ส่งเข้าสู่แนวเชื่อมจะถูกถ่ายโอนในรูปของพลังงานความร้อนของ
liquid filler metal, พลังงานของอาร์ก (arc power) Pa
สามารถแสดงได้ด้วยสมการ
Arc power
เป็นผลคูณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอาร์ก
(Ia) และแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงผ่านอาร์ก
(Va) โดยค่าทั่วไปของกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่
300 A และ 25 V ตามลำดับ
ทำให้พลังงานไฟฟ้า 7500 W ถูกเปลี่ยนเป็นความร้อน
อย่างไรก็ตามไม่ใช่ความร้อนทั้งหมดที่เกิดจากอาร์กจะถูกใช้อย่างมีประสิทธิภาพในกระบวนการเชื่อมอาร์ก
ความร้อนบางส่วนจะสูญเสียไปเนื่องจากการพาความร้อน (convection), การนำความร้อน (conduction), การแผ่รังสี (radiation)
และเม็ดโลหะกระเด็น (spatter) โดยทั่วไปส่งผลให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของอาร์ก
(heat transfer efficiencies) อยู่ในช่วง 0.5 ถึง 0.9, อาร์กเชื่อมโดยทั่วไปจะสัมผัสกับชิ้นงานในพื้นที่ประมาณ
10 ตารางมิลลิเมตร การคูณ
arc
power (7500 W) ด้วย arc
efficiency ที่ 0.8 และหารด้วยพื้นที่ของอาร์กจะให้ค่าความหนาแน่นของกำลังงานความร้อนของอาร์ก
(power density of arc heat input) ในช่วงประมาณ 600
W/mm2 ที่เข้าสู่ชิ้นงาน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น