قوس الکتریکی چیست؟ 

در پاسخ به سؤال قوس الکتریکی چیست، می‌توان گفت، ایجاد یک جریان مداوم الکترون بین دو الکترود منفی و مثبت در هم‌ جواری ستونی از گاز ملتهب هادی و رسانای خوب الکتریکی یا اکسیژن را قوس الکتریکی می‌نامند که در نتیجه این عمل حرارت بالا تولید می‌شود. گرمای ایجاد شده در الکترود مثبت چنان بالا است که آن را داغ‌ ترین نقطه در قوس الکتریکی می‌دانند، به همین دلیل تمامی مواد بدون استثناء در ستون قوس ذوب و تبخیر می‌شوند.

 

 

بدین ترتیب برای بسیاری از واکنش‌ها که در دماهای پایین امکان اجرای آن وجود ندارد از گرمای فراوان قوس الکتریکی بهره می‌برند. با این توضیحات می‌توان گفت وجود گاز هادی برای برقراری قوس الکتریکی الزامی بوده و در شرایط خلأ امکان انجام این عملیات غیر ممکن است، اما باید دانست که در صورت وجود شرایط و حادث شدن قوس، قدرت آن برای ذوب مواد دیرگداز حیرت‌ آور است.

مطلب پیشنهادی: کابل سیلیکونی چیست و چه کاربردی در صنعت دارد؟

حرارت حاصل از قوس الکتریکی

حرارت حاصل از قوس الکتریکی تا حدی است که به ایجاد فرو رفتگی در دهانه مثبت منجر می‌شود. از این‌ رو همیشه به‌ منظور ایجاد یک مدار پایدار الکترود مثبت را کمی ضخیم‌تر از الکترود منفی اختیار می‌کنند. دمای دهانه در هوا و فشار جو برای الکترودهای کربنی تا 4000 درجه سانتی‌گراد نیز می‌رسد، اما اگر الکترود از میان فلزهایی مانند آهن، مس و… انتخاب شود، این دما افت نموده و به مقداری بین 2000 تا 2500 درجه سانتی‌گراد تغییر می‌کند.

می‌توان گفت در هر بار ایجاد قوس الکتریکی، توسط الکترودهای کربنی دمایی برابر با سطح خورشید تولید می‌شود. در صورت ذوب شدن کربن به علت بمباران شدید گاز و بار توسط الکترون‌ها و یون‌ها که در میدان الکتریکی قوس وجود دارند، دمای ستون گازی می‌تواند، به 6000 تا 7000 درجه سانتی‌گراد ارتقا یابد. به همین خاطر است که ادعا می‌کنند هیچ ماده‌ای در برابر قوس الکتریکی دوام نیاورده و ذوب و یا تبخیر می‌شود.

امروزه از این‌ روش برای اتصال قطعات در جوشکاری نیز علاوه بر ذوب فلزات استفاده می‌کنند. فقط باید دانست که 70 درصد تا 60 درصد انرژی گرمایی تولید شده به مصارف فوق می‌رسد و بقیه آن‌ که شامل 30 درصد تا 40 درصد است، به‌ عنوان هدر رفت انرژی در فضا پراکنده می‌شود.

انواع قوس الکتریکی

انواع قوس الکتریکی اکنون توانسته در صنایع گوناگون به کار گرفته‌ شده و کاربردهای وسیعی را از خود نشان دهد. برای مثال از قوس الکتریکی در جوشکاری استفاده می‌شود، اما لزوم استفاده از آن وجود کابل‌هایی است که بسته به دستگاه جوش و ولتاژی که قرار است از خود عبور دهد، از نظر سایز و عایق دارای مشخصه‌های مناسبی باشد.

در ادامه با انواع کاربردهای قوس الکتریکی بیشتر آشنا می‌شویم.

کوره‌های ذوب الکتریکی

گرمایی که قوس الکتریکی در اختیار می‌گذارد، طبیعی است که آن را به‌ عنوان نیروی مورد استفاده در کوره‌های الکتریکی و برای ذوب نمودن 90 درصد از فولادهای خاص مورد بهره‌ برداری قرار دهند.

نور پردازی

الکترودها به همان میزان که حرارت و گرما تولید می‌کنند، توانایی ساطع نمودن نورهای فراوان و خیره‌ کننده را نیز دارند، اما این نور هر چه به مرکز ستون قوس الکتریکی نزدیک‌تر می‌شود، به علت وجود گازهای هادی کاهش می‌یابد، از این‌ رو می‌توان از این قوس‌ها در تولید لامپ‌های خاصی استفاده نمود. در کنار نور فراوان، توان مصرفی پایین این چشمه‌های نور دلیل دومی است که سبب رغبت صنعتگران به استفاده از آن‌ها در پروژکتورها، نورپردازهای سینمایی و… شده است.

تولید لامپ کوارتز

لامپ‌های جیوه با وجود آنکه برای چشم به علت تابش نور فرابنفش مضر هستند، اما به‌ منظور استفاده در مسائل درمانی، پژوهش‌های علمی و… تولید می‌شوند. حال‌ آنکه امروزه جایگزینی بی‌ضررتر برای آنها با نام لامپ کوارتز طراحی‌ شده که شامل قوس الکتریکی جیوه در لوله کوارتز است و مضرات و اثرات شیمیایی برای محیط اطراف ندارد.

جوشکاری الکتریکی

در حال حاضر از انواع قوس الکتریکی به‌ کرات در جوشکاری‌های الکتریکی استفاده می‌شود و به مدد قدرت فراوان آن قطعات فلزی دیر جوش به‌ راحتی و برای یک مدت طولانی به هم متصل می‌شوند. قطعاتی که قصد جوش دادن آنها را داریم به‌ عنوان الکترود مثبت در نظر گرفته‌ شده و الکترود کربن در حکم قطب منفی به شمار می‌رود و قوس الکتریکی ایجاد شده سبب وصل قطعات به یکدیگر می‌شود.

انواع مختلف جوشکاری قوس الکتریکی را می‌توان بدین گونه فهرست نمود:

• جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی (SMAW)
• جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (GMAW)
• جوشکاری قوس الکتریکی زیر پودری (SAW)
• جوشکاری قوس الکتریکی گاز تنگستن (GTAW)

مطلب پیشنهادی:  مشخصات کابل نسوز چیست و چه استانداردهایی دارد؟

قوس الکتریکی SMAW

جوشکاری قوس الکتریکی SMAW جزء قدیمی‌ترین اما محبوب‌ترین و رایج‌ترین روش‌های جوشکاری با قوس الکتریکی است که به‌ صورت دستی انجام می‌پذیرد و با آنکه گذر زمان روش‌های جدیدی را برای صنعتگران این عرصه به ارمغان آورده، اما هنوز این فرآیند برای فولادهایی با ضخامت بیشتر از 3 میلی‌متر بر روش‌های دیگر ارجحیت دارد.

قوس الکتریکی با ایجاد گرمایی بالاتر از دمای ذوب فلز، فرآیند جوشکاری را به مدد گاز هادی، ما بین الکترود مصرفی و قطعه کار تحقق می‌بخشد. در اینجا وجود منبع تغذیه که بتواند انرژی لازم برای ایجاد قوس الکتریکی را تأمین نماید، ضروری است. قوس الکتریکی سبب ذوب شدن قطعه کارشده و در مقابل حوضچه مذاب مانع اکسید شدن و متخلخل شدن فلز می‌شود.

مطلب پیشنهادی: آشنایی با کابل SilCable شرکت راهدار صنعت کیهان

چگونگی ایجاد تخلیه قوس الکتریکی

چگونگی ایجاد تخلیه قوس الکتریکی (Electric Arc) بر مبنای ایجاد ولتاژی بین 40 تا 45 ولت استوار است و به بیشتر از آن نیازی نیست، اما آمپر بسته به نوع قوس که کوچک باشد یا برای مصارف صنعتی پر قدرت به کار رود، دارای تفاوت زیادی است و گاهاً از 5 آمپر شروع‌ شده تا صدها آمپر نیز ادامه می‌یابد. وجود مقاومت پایین در قوس الکتریکی سبب شده که آن را رسانای خوب الکتریکی بر شمارند و در عرصه‌های سخت که به انتقال نیروی زیاد نیاز است از آن بهره ببرند.

مکان‌هایی چون تجهیزات الکتریکی، تابلوهای برق، ترانسفورماتورها، راه‌اندازهای موتور، بدنه سلول کلیدهای قطع کننده و همچنین جداکننده‌های فیوز و… مکان‌هایی هستند که احتمال بروز قوس الکتریکی خودکار در آنها وجود دارد و باید تکنسین‌ها و متخصصان با احتیاط و مجهز به لوازم محافظتی چون دستکش، ماسک، عینک مخصوص و… در مجاورت این مکان‌ها قرار گیرند.

در صورت بروز قوس الکتریکی به علت ساطع شدن اشعه ماوراءبنفش در سطح وسیع و حجم فراوان، خطراتی چون آسیب‌های شدید چشمی، ناراحتی‌های شنوایی، سوختگی‌های عمیق وجود دارد که برخی از آنها تا مدت‌های طولانی و حتی پایان عمر شریک زندگی افراد می‌شوند.

شرکت راهدار صنعت کیهان پیشرو در صنعت سیم و کابل کشور

لینک کوتاه: https://rsk-co.com/?p=986