عملية الصهر القوسي هي طريقة تُستخدم لصهر المواد المشحونة، عادةً ما تكون خام معدني أو خردة معدنية، باستخدام قوس كهربائي.
تتضمن هذه العملية تطبيق تيار متناوب على قطب كهربائي داخل فرن صهر.
تتسبب الحرارة الناتجة عن القوس الكهربائي في ذوبان البقايا الموجودة على القاعدة المعدنية.
5 نقاط أساسية لفهم عملية الصهر بالقوس الكهربائي
1. دور اللحام الكهربائي
في فرن الصهر بالقوس الكهربائي، المكون الرئيسي هو اللحام الكهربائي.
يعمل هذا اللحام بمثابة محول كبير، حيث يقوم بتحويل الجهد العالي إلى جهد منخفض وتيار عالي.
يقوم اللحام الكهربائي بتشغيل القوس الكهربائي عن طريق إنشاء دائرة كهربائية قصيرة لحظية بين القطبين الموجب والسالب.
2. طبيعة القوس الكهربائي
القوس الكهربائي هو ظاهرة تفريغ ذاتي الاستدامة.
وهو يحافظ على احتراق مستقر طويل نسبيًا للقوس الكهربائي دون الحاجة إلى جهد عالي.
3. تشغيل بدرجة حرارة عالية
يعمل فرن الصهر القوسي في درجات حرارة عالية للغاية، حيث تبلغ درجة الحرارة القصوى 3000 درجة مئوية.
ويستخدم القوس، وهو بلازما حرارية شائعة، لتوليد الحرارة اللازمة لصهر المادة.
ويضمن الفرن عملية ذوبان متسقة من خلال التحكم في عوامل مثل هندسة الحوض ومعدل الذوبان.
4. عملية الصهر
أثناء عملية الصهر القوسي، يتم تحميل القطب المراد صهره في الفرن.
بالنسبة للفولاذ المتخصص والسبائك الفائقة، يتم صب القطب الكهربائي مسبقًا في الهواء أو التفريغ.
بالنسبة للمعادن التفاعلية الأولية مثل التيتانيوم، يتم تصنيع القطب الكهربائي من الإسفنج المضغوط و/أو الخردة، أو من عملية صهر الموقد مثل البلازما أو الحزمة الإلكترونية.
5. إعداد وعاء التفريغ
يتكون وعاء التفريغ الذي يحدث فيه الصهر من مجموعتين ميكانيكيتين رئيسيتين: رأس الفرن المتحرك ومحطة الصهر الثابتة.
رأس الفرن المتحرك هو الجزء العلوي من الوعاء ويحتوي على مجموعة كبش متكاملة متصلة بمحرك مؤازر.
تدعم هذه المجموعة حركة القطب الكهربائي وتتحكم في حركته.
ويمتد الكبش المبرد بالماء من خلال ختم تفريغ الهواء في الرأس، ويتم تثبيت القطب الكهربائي في الطرف السفلي منه، ليصبح القطب الكاثود لعملية الصهر القوسي.
وتشكل محطة الصهر الثابتة النصف السفلي من وعاء التفريغ وتتكون من بوتقة نحاسية قابلة للإزالة موضوعة في سترة ماء ثابتة من الفولاذ المقاوم للصدأ.
بمجرد تثبيت القطب الكهربائي في مجموعة الكبش، يرفع الكبش القطب الكهربائي بينما يتم خفض رأس الفرن لإنشاء ختم تفريغ الهواء أعلى البوتقة.
ومع إنشاء التفريغ، يتم تنشيط مصدر طاقة التيار المستمر ويقوم نظام التحكم بضرب قوس عالي التيار بين القطب القابل للاستهلاك (القطب السالب -) وقاعدة البوتقة (القطب الموجب +).
يشكل هذا بسرعة تجمعًا منصهرًا من المعدن المنصهر.
يتم الحفاظ على فجوة القوس بين قطب الصهر وحوض المعدن بدقة، ويتم التحكم في معدل الصهر.
وتتعرض قطرات المعدن المتساقطة عبر فجوة القوس لبيئة التفريغ ودرجات الحرارة القصوى لمنطقة القوس، مما يؤدي إلى إزالة الغازات الذائبة وتبخير العناصر المتشردة وتحسين نظافة الأكسيد.
تسمح البوتقة المبردة بالماء بالتصلب الاتجاهي للمجمع المنصهر، مما يمنع الفصل الكلي ويقلل من الفصل الجزئي.
وهذا يعزز خصائص المواد في السبيكة المصهورة.
وقرب نهاية العملية، يتم تقليل الطاقة تدريجيًا لتوفير قمة ساخنة محكومة مما يزيد من إنتاجية المنتج المفيد.
مواصلة الاستكشاف، استشر خبرائنا
قم بترقية عملية الصهر القوسي باستخداممعدات مختبر KINTEK المتقدمة.
ستساعدك أفران الصهر القوسي عالية الجودة والموثوقة وأجهزة اللحام الكهربائية وأنظمة المراقبة الخاصة بنا على تحقيق تحكم دقيق في هندسة الحوض ومعدل الصهر.
تعظيم الكفاءة وضمان اتساق خصائص السبائك مع KINTEK.
اتصل بنا اليوم للحصول على حل مخصص يلبي احتياجات البحث والتطوير الخاصة بك.
