In der Produktionspraxis wird beim Schweißen von Aluminium, Magnesium und deren Legierungen im Allgemeinen Wechselstrom verwendet, so dass beim Wechselstromschweißen das Werkstück als Kathode den Oxidfilm entfernen kann, der den darauf gebildeten Oxidfilm entfernen kann die Oberfläche des Schmelzbades; Wolfram ist extrem. Wenn die Kathode verwendet wird, kann die Wolframelektrode gekühlt werden und gleichzeitig können genügend Elektronen emittiert werden, was der Stabilität des Lichtbogens förderlich ist, so dass beides berücksichtigt werden kann, und das Schweißen Der Prozess kann reibungslos ablaufen.
Allerdings treten bei der Verwendung von Wechselstrom auch folgende Probleme auf: Erstens entsteht ein Gleichstromanteil, der schädlich ist; Zweitens durchläuft der Wechselstrom 100 Mal pro Sekunde den Nullpunkt und es müssen Maßnahmen zur Lichtbogenstabilisierung ergriffen werden.
Im Folgenden wird hauptsächlich die Erzeugung und Beseitigung der Gleichstromkomponente vorgestellt.
Im Fall eines Wechselstromlichtbogens sind aufgrund der Unterschiede in den elektrischen und thermisch-physikalischen Eigenschaften und den geometrischen Abmessungen der Elektrode und des Grundmetalls die Leitfähigkeit der Lichtbogensäule, die elektrische Feldstärke und die Lichtbogenspannung in den beiden Halbzyklen des Wechselstroms unterschiedlich asymmetrisch, wodurch der Lichtbogenstrom auch nicht symmetrisch ist. Im Halbzyklus der Wolframpolkathode ist die Leitfähigkeit der Lichtbogensäule hoch, die elektrische Feldstärke gering, die Lichtbogenspannung niedrig und der Strom groß; Im Halbzyklus, wenn das Grundmetall die Kathode ist, ist die Situation genau umgekehrt: Die Lichtbogenspannung ist hoch und der Strom klein. Aufgrund der Asymmetrie des Stroms in den beiden Halbzyklen kann der Strom des Wechselstromlichtbogens als aus zwei Teilen zusammengesetzt angesehen werden, einer ist der Wechselstrom und der andere ist der dem Wechselstrom überlagerte Gleichstrom und letzterer ist die Gleichstromkomponente. Das Phänomen, dass die Gleichstromkomponente im Wechselstromlichtbogen erzeugt wird, wird als Gleichrichtungseffekt beim Wolfram-Wechselstrom-Argon-Lichtbogenschweißen bezeichnet. Dieser Gleichrichtungseffekt tritt nicht nur beim AC-WIG-Schweißen von Aluminium auf, sondern tritt auch dann auf, wenn die physikalischen Eigenschaften der beiden Elektrodenmaterialien sehr unterschiedlich sind. Dieses Problem besteht auch beim Schweißen von Legierungen wie Kupfer und Magnesium mit Wechselstrom. Auch wenn beim Wechselstromschweißen das gleiche Material verwendet wird, entsteht aufgrund der unterschiedlichen Elektroden- und Werkstückgeometrie sowie der Wärmeableitungsbedingungen eine Gleichstromkomponente, deren Wert jedoch sehr gering ist und den normalen Betrieb der Anlage nicht beeinträchtigt.
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Wenn die elektrischen und thermophysikalischen Eigenschaften des Grundmetalls und der Elektrode unterschiedlich sind, wird die oben erwähnte Asymmetrie gravierender und der Gleichstromanteil größer. Im Gegenteil, die elektrischen und thermophysikalischen Eigenschaften des Grundmetalls und der Elektrode unterscheiden sich kaum, und der Unterschied in der Wärmeableitung zwischen beiden wird nur durch die unterschiedlichen geometrischen Abmessungen verursacht, und der Gleichrichtungseffekt ist nicht offensichtlich. Beispielsweise bestehen beim MIG-Schweißen der Schweißdraht und das Werkstück normalerweise aus demselben Material, sodass die oben erwähnte Asymmetrie nicht offensichtlich ist und der kleine Gleichstromanteil vernachlässigt werden kann.
Die Richtung der Gleichstromkomponente entspricht der Stromrichtung im Halbzyklus der Wolframpolkathode, die vom Grundmaterial zum Wolframpol fließt, was einer positiven Gleichstromversorgung im Stromkreis während des Schweißens entspricht. Aufgrund der Existenz der Gleichstromkomponente wird erstens die Entfernung des Oxidfilms durch die Kathode geschwächt und zweitens wird ein Teil des magnetischen Gleichstromflusses im Eisenkern des Schweißtransformators erzeugt, und dieser Teil von Der magnetische Gleichstromfluss wird dem ursprünglichen magnetischen Wechselfluss überlagert, wodurch der Eisenkern in eine Richtung die magnetische Sättigung erreichen kann, was zu einem starken Anstieg des Erregerstroms des Transformators führt. Auf diese Weise nehmen einerseits die Eisen- und Kupferverluste des Transformators zu, der Wirkungsgrad nimmt ab und der Temperaturanstieg nimmt zu; Andererseits wird die Wellenform des Schweißstroms stark verzerrt und der Leistungsfaktor verringert. Diese haben negative Auswirkungen auf die stabile Verbrennung des Lichtbogens.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.05.2023
