Для постоянного тока электроды: Как отличить электроды постоянного тока от переменного

Содержание

Сварочные электроды | Электроды от Электродгруп | Производство электродов МР, УОНИ, ОЗС, АНО,

Электросварка при помощи постоянного тока является одним из самых надежных способов соединения между собой различных материалов, обеспечивающим прочное долговечное соединение и аккуратный шов. Температура, возникающая в результате образования электрической дуги, во много раз превышает температуры плавления всех металлов, что и обеспечивает высокую прочность соединения, а отсутствие смены полярности тока и перехода через нуль предотвращает возникновение брызг и неровностей в процессе сваривания поверхностей. Как известно, неотъемлемой комплектующей оборудования для электросварки являются электроды для постоянного тока. Именно они подводят к свариваемым поверхностям электрический ток.

Электроды для сварки постоянным током – критерии выбора

Современные электроды для электродуговой сварки представлены на рынке в достаточно широком ассортименте. Тем не менее, при их выборе необходимо руководствоваться определенными критериями. Важнейшими из них, безусловно, являются соответствие продукции существующим стандартам качества, наличие сертификатов и необходимых разрешительных документов. Поскольку работа с постоянным током требует максимального обеспечения безопасности, выбор электродов для сварки должен осуществляться с внимательным учетом этого параметра. Рекомендуется отдавать предпочтение маркам, одобренным авторитетными и квалифицированными организациями, например, Центр Стандартизации и Метрологии, Речной и Морской регистр, Национальной Ассоциацией Контроля и Сварки.

Сварочные электроды для постоянного тока – популярные марки

Среди наиболее часто используемых и зарекомендовавших себя как продукцию высокого качества можно выделить следующие марки электродов для сварки постоянным током: УОНИ 13/45, УОНИ 13/55, ОЗС-12, ОЗС-4, ОЗС-6, MP-3С, MP-3, AHO-4, AHO-6, AHO-21, ОЗЛ-6, ЦЛ-11, ОЗЧ-2, Т-590, LB-52U.

и многие другие. В сравнении с прочими сварочными электродами эти марки отличаются универсальными эксплуатационными характеристиками и простотой использования. Одним из их основных преимуществ являются легкость повторного зажигания и возникновение устойчивой дуги. В результате сварки получается аккуратный ровный шов.

Любой вид работ требует внимательного подбора используемых комплектующих. Выбор оптимальной марки электродов для сварки постоянным током способен обеспечить качественный и долговечный результат.

Марки электродов для постоянного тока УОНИ 13/45, УОНИ 13/55, ОЗС-12, ОЗС-4, ОЗС-6, MP-3С, MP-3, AHO-4, AHO-6, AHO-21, ОЗЛ-6, ЦЛ-11, ОЗЧ-2, Т-590, LB-52U

Цены электродов для постоянного тока УОНИ 13/45, УОНИ 13/55, ОЗС-12, ОЗС-4, ОЗС-6, MP-3С, MP-3, AHO-4, AHO-6, AHO-21, ОЗЛ-6, ЦЛ-11, ОЗЧ-2, Т-590, LB-52U

Электроды для постоянного тока

Постоянный ток-это такой ток, который никак не изменяет свое направление, а так же не изменяет свою величину. Он имеет постоянное направленное движение заряженных частиц в электрическом поле. При постоянном токе, движение заряженных частиц происходит прямо.

В промышленности источники питания постоянного тока появились позже, чем переменного. Просто к трансформаторам добавили диодные мосты для выпрямления, стабилизаторы для стабилизации тока.

Естественно, что развитие сварочных материалов не стояло на месте и тоже шло вперед по мере усовершенствования источников питания. Появились электроды, которые работают на постоянном токе.

Немного о сварочных заблуждениях

Точнее, не совсем правильно говорить о то, что есть якобы электроды специально для переменного тока, а есть для постоянного. Да, есть такие, которыми предпочтительнее работать на том или ином роде тока.

Так в народно-сварочном братстве родилось представление, что например МР-3 только для «переменки», а УОНИИ-13/55 или родственные, исключительно для «постоянки».

Все дело в покрытии. Например у МР-3 обмазка рутиловая, а у УОНИИ-основная, или иначе фтористо-кальциевая.

Кратко о задачах покрытия

Покрытие служит для защиты ванны и само собой, для стабилизации горения дуги. Покрытие так же определяет степень ионизации и отвечает за протекание физико-химических процессов в сварочной ванне. Из этого следует, что требуемые механические свойства металла шва и в целом соединения, в огромной степени обеспечивает электродная обмазка.

Так для сварки особо ответственных конструкций, работающих при отрицательных температурах и статических нагрузках, где требуются повышенная прочность и пластичность, необходим именно постоянный ток, а значит и сварочные материалы, в частности электроды требуется подбирать с учетом этих требований.

Какие электроды для постоянного тока

В промышленности существуют четыре основных вида покрытия:

• Кислое

• Рутиловое

• Фтористо-кальциевое (основное)

• Целлюлозное

Есть еще смешанное покрытие. Но оно выпускается в гораздо меньших объемах, чем, например, электроды с рутиловым или основным покрытием.

Об электродах с основным покрытием

В производстве фтористо-кальциевое покрытие намного больше знакомо сварщикам, чем другие электроды применяемые при сварке постоянным током, поэтому речь далее пойдет именно об этих электродах.

В основе обмазки лежит плавиковый шпат, карбонат кальция и магния. Эти элементы отвечают за образование шлаковой защиты. А газовую защиту обеспечивает углекислый газ, который выделяется при разложении карбонатов. Кислород выводят из ванны(раскисление) марганец, кремний, алюминий или титан. А виновником насыщения кислородом ванны(окисления), является «газовая фаза». Это когда углекислота вступает в реакцию с жидки металлом ванны. Применение кремния, титана и алюминия не позволяет скопится кислороду в большом количестве в жидком металле.

Ну и немало важно то, что фтористо-кальциевые шлаки имеют очень хорошую рафинирующую способность. С их помощью выводятся почти все продукты раскисления из ванны. Так же в это время, в металле шва низкое содержание азота. В этом сильная сторона электродов с основной обмазкой.

Но есть и обратная сторона. Едва только дуга начинает увеличиваться, ванна мгновенно насыщается азотом. Что бы этого избежать, сварка ведется предельно короткой дугой. Дело в том, что падающая капля металла плохо защищена шлаком и пролетая длинный путь от электрода к изделию успевает «наазотиться». Потом при кристаллизации она обеспечивает пористость в шве.

Чем характерны фтористо-кальциевые «постоянки»

Металл, который наплавляется, идентичен спокойной стали по своему химическому составу. Шлаки обладают хорошей способностью выводить из жидкого металла серу с фосфором(рафинирование). Это придает соединению большую пластичность, ударную вязкость и обладает феноменальной стойкостью к образованию кристаллизационных трещин. Эти электроды замечательно годятся для сварки литых углеродистых, низколегированных высокопрочных, сталей, а также с повышенным содержанием серы и углерода.

У них может быть разное назначение и в зависимости от этого данные сварочные материалы применяются во всех пространственных положениях или только в нижнем.

Внимание!!! Необходимо помнить, что электроды с основным покрытием очень «капризны» и до безобразия чистоплотны! Они не терпят влаги на кромках, пыль, ржавчину и прочее загрязнение на свариваемых деталях. Если соблюдать все требования по подготовке кромок, плюс твердая рука и острый глаз сварщика, наградой будет соединение высочайшего качества!

Так же необходимо отметить, что марганец и кремний содержатся еще и в самом стержне. Так, что разделка заполняется уже металлом высокого качества.

Механические свойства металла шва регулируются введением в обмазку разного количества ферромарганца и ферросиллиция, этим изменяется степень легирования. Для придания твердости могут добавлять хром, молибден, ванадий.

Марки электродов постоянного тока

Из отечественных наиболее известные электроды это УОНИИ-13/45 и УОНИИ-13/55. Из импортных особым уважением и популярностью пользуются LD-52U и ОК-53.70.

Хранение и подготовка к использованию

Поскольку эти электроды, как уже было сказано, имеют «капризный характер», то и уход за ними должен быть нежный, а именно:

• обязательное хранение при соблюдении условий прописанных в нормативной документации

• обязательная прокалка при режимах прописанных на пачках

• обязательно контролировать влажность и температуру в местах складирования и хранения.

марки, свойства, достоинства и недостатки

Сварка на основе применения постоянного тока является наиболее распространенным способом. Он является приоритетным при работе профессионалами и энтузиастами этого дела. Результатом применения при сварке и резке металлоизделий постоянного тока является прочное соединение и высокая производительность при выполнении техпроцесса.

Для получения таких результатов необходимо использовать специально предназначенные для этого электроды для сварки постоянным током. Однако, необходимо разобраться, какие электроды лучше для сварки постоянным током.

Свойства

Электроды для постоянки внешне не имеют особых отличий от обычных расходных элементов, зато их особенности начинают активно проявляться во время работы. Особенно важным является качество их изготовления, поэтому рекомендуется пользоваться электродами проверенных брендов в этой области.

Электроды постоянного тока должны быть изготовлены в соответствии с существующими нормативными материалами и ГОСТами. Отступления от их требований при изготовлении и проверке могут привести к тому, что будет получен некачественный шов и даже испорчена поверхность обрабатываемых изделий. Начинать процесс сварки следует, только убедившись, что качество электродов соответствует категории точности, необходимой для выполнения конкретной работы.

Характеристики, которыми обладают эти виды электродов, указываются на их маркировке. Марка применяемого оборудования на это влияние не оказывает.

Достоинства

Если сравнивать электроды для постоянного тока с универсальными расходными элементами, то можно найти много преимуществ:

Большой ассортимент различных диаметров.
Наличие на выбор различных видов покрытий.
Невысокие требования к профессионализму сварщика.
Возможность сварки без использования флюса.

Невысокая степень разбрызгивания металла, приводящая к экономии расходования электродов.
Высокая производительность работы.
Стабильность горения дуги.
Возможность работы на открытом воздухе.
Получение аккуратного шва.
Возможность сваривать детали разных толщин.
Отсутствие в шве непроваров.
Работа в различных положениях.
Надежность и долговечность полученного соединения.

Такие достоинства присущи большинству виду такого рода расходных элементов.

Особенности работы

При сварке постоянным током важным является грамотное выставление его значения.

Чтобы правильно подобрать электрод, необходимо учитывать состав и особенности обрабатываемых металлов. Большинство видов таких электродов имеют основное покрытие. В их состав входят различные элементы, определяющие их свойства.

Эти соотношения могут меняться в зависимости от того, какая марка электродов постоянного тока используется. Существуют наиболее известные и имеющие большое распространение электроды этого вида. К ним относятся УОНИ, ОЗС, МР.

Все марки обладают своими особыми качествами, которые и должны определять преимущество при выборе их для конкретной работы. Некоторые электроды предназначены для работы только с определенным видом металла. Так, например, было бы ошибкой использовать электроды, предназначенные для сварки углеродистых сталей, для соединения деталей из сталей низколегированных.

Также необходимо четко определиться с тем, какой диаметр должен иметь электрод, что находится в прямой зависимости от толщины изделия и положения шва в пространстве. Чтобы гарантированно получить хороший результат целесообразно выполнить пробную сварку выбранным электродом на куске металла такого же химического состава.

Интересное видео

Электроды для сварки постоянным током

В мире сварки рабочие пользуются агрегатами двух вариантов, это могут быть аппараты с переменным, чаще постоянным током. Этап выбора, какие купить из электродов — важнейший, ведь от этих расходников зависит итоговая работа. А шов обязан быть долговечным и эстетически привлекательным. Купить сварочные электроды для постоянного тока, будь то в Киеве, или из любого уголка Украины легко можно в интернет-магазине WeldМаркет.

Последствия ошибки выбора

Не единым конечным результатом оценивается соответствие электродов для сварки заданным техническим возможностям аппарата. Если на протяжении выполнения замечено:

дополнительный расход материала в виде брызг металлических капель;
нестабильность самой дуги, угасание, уход по бокам;
прилипание стержня;
неравномерность, недостаточность, излишек нагрева поверхности;
наплавленность вырастает;
кривизна, расплывание, неровность швов.

Все это последствия безграмотности, безответственности в определении и покупки сварочных электродов для постоянного тока. Этот тип может эксплуатироваться с аппаратами переменных токов, но никак не наоборот.

Немаловажные значения

Определившись с аппаратом для сварки постоянным током, прибегают к определению подходящих электродов по набору показателей, внесенных в ГОСТы Украина. Каждая пачка владеет специальным техническим формуляром с прописанным перечнем физико-химических свойств. Среди них:

размеры в длинах(350 и 450мм), объемах электродов(1мм, 2мм, 3мм(самые популярные), 4мм, 5мм), масса единицы тары;
работа с каким напряжением, полярность и характер токов, разрывное сопротивление;
какого типа стальные элементы можно сварить;
как размещать работу сварки.

Все эти и несколько других показателей при соответствующем подборе, обеспечивает позитивный результат. Игнорирование одного из них может существенно влиять на исход. По этому важно или разбираться хорошо самим, или довериться профессионалам.

Необязательно знать каждый параметр в характеристике, чтоб купить электроды для сварки постоянным током идеально по всем пунктам. Для этого есть высококвалифицированные сотрудники интернет-магазина WeldМаркет в городе Киев с обслуживанием и доставкой по Украине. Вас сориентируют наилучшим образом, вы получите лучшие электроды, замечательное обслуживание, и магазин, куда хочется возвращаться за сервисом и качеством продукции.

Производители Электродов для постоянного тока из России

Продукция крупнейших заводов по изготовлению Электродов для постоянного тока: сравнение цены, предпочтительных стран экспорта.

где производят Электроды для постоянного тока
⚓ Доставка в порт (CIF/FOB)

Страны куда осуществлялись поставки из России

🇰🇿 КАЗАХСТАН (27)
🇺🇿 УЗБЕКИСТАН (9)
🇲🇳 МОНГОЛИЯ (7)
🇹🇲 ТУРКМЕНИЯ (6)
🇺🇦 УКРАИНА (4)
🇦🇲 АРМЕНИЯ (4)
🇮🇶 ИРАК (4)
🇨🇳 КИТАЙ (2)
🇹🇯 ТАДЖИКИСТАН (2)
🇬🇳 ГВИНЕЯ (1)
🇯🇴 ИОРДАНИЯ (1)
🇫🇮 ФИНЛЯНДИЯ (1)
🇹🇷 ТУРЦИЯ (1)
🇰🇷 КОРЕЯ, НАРОДНО-ДЕМОКРАТИЧЕСКАЯ РЕСПУБЛИКА (1)
🇨🇺 КУБА (1)

Выбрать Электроды для постоянного тока: узнать наличие, цены и купить онлайн

Крупнейшие экспортеры из России, Казахстана, Узбекистана, Белоруссии, официальные контакты компаний. Через наш сайт, вы можете отправить запрос сразу всем представителям, если вы хотите купить Электроды для постоянного тока.
🔥 Внимание: на сайте находятся все крупнейшие производители Электродов для постоянного тока

Поставки Электроды для постоянного тока оптом напрямую от завода изготовителя (Россия)

Крупнейшие заводы — кто можете изготовить Электроды для постоянного тока

машины и аппараты для дуговой (включая плазменно-дуговую) сварки металлов

Изготовитель Машины и аппараты для ручной сварки покрытыми электродами

Поставщики Выпрямители

Крупнейшие производители резисторы переменные

Экспортеры Автоматические или полуавтоматические машины и аппараты для дуговой (включая плазменно-дуговую) сварки металлов

Компании производители Распределители; катушки зажигания

Части машин электрических и аппаратуры

Части и принадлежности осциллоскопов

Машины и аппараты (кроме автоматических или полуавтоматических) для сварки металлов сопротивлением кроме машин для сварки встык

Горелки газовые с дутьем

двигатели постоянного тока мощностью не более

Поликристаллические полупроводниковые выпрямители

Части горнов

Машины и аппараты для ручной сварки покрытыми электродами

Алексей
Продажа товара: Азия, ЕС, Африка, Америка СНГ

Экспорт за рубеж, подбор надежных поставщиков
Почта: [email protected] WhatsApp

Лена Еременко
эксперт по ВЭД

Таможенное оформление, сертификация продукции
Почта: [email protected]

Доставка Электродов для постоянного тока за границу

Часть портов, куда наиболее часто осуществляется импорт Электродов для постоянного тока из России. Вы можете получить цену FOB/CIF в портах ниже. Или прислать наиболее подходящий порт для Вас. Продажа будет осуществляться напрямую между заводом изготовителем и покупателем

Kamsar (Guinea)
Aqaba Industrial (Jordan)
Izmail (Ukraine)
Bautino (Kazakhstan)
Dalsbruk (Finland)
Guanghai (China)
Jucaro (Cuba)
Fao (Iraq)
Bozburun (Turkey)

Заполнить контактные данные

Отправить

Инверторный сварочный аппарат ФОРСАЖ-315М (промышленный трехфазный сварочный аппарат постоянного тока для сварки штучными электродами MMA) (Код: )

Промышленный трехфазный сварочный инвертор ФОРСАЖ-315М – промышленный аппарат, предназначенный для ручной электродуговой сварки электродами диаметром до 5 мм с возможностью аргонодуговой сварки неплавящимся электродом (в режиме TIG) при наличии специализированной горелки.

Инвертор ФОРСАЖ-315М – надежный аппарат, высокие эксплуатационные качества которого проверены в жестких полевых условиях на объектах нефтегазовой отрасли.

Аппарат внесен в реестр СТО ГАЗПРОМ 2-3.5-046-2006 и разрешен к применению на объектах ПАО «ГАЗПРОМ».

Преимущества

Высокая мощность и производительность

Надежность

Возможность выполнения длительного цикла работ

Легкий поджиг сварочной дуги

Высокое качество сварки при применении электродов с различным типом покрытия: основным, рутиловым и целлюлозным

Электронная стабилизация дуги

Повышенная защита от пыли за счет эффективного управления работой вентилятора

Низкое потребление электроэнергии

Малые габаритные размеры и вес

Сварочный инвертор ФОРСАЖ-315М может использоваться для сварки в любых пространственных положениях. Высокая мобильность и портативность аппарата обеспечивается за счет небольших массо-габаритных показателей, возможности использования длинных сварочных кабелей. В качестве источника питания могут использоваться автономные передвижные электростанции. Все это является немаловажным преимуществом в процессе сварки в условиях с повышенными требованиями к безопасности проведения работ или в полевых условиях.

Сварочный инвертор максимально адаптирован для применения в нефтегазовой отрасли, в строительно-монтажных организациях, на судостроительных предприятиях и др.

ФОРСАЖ-315М внесен в реестр СТО ГАЗПРОМ 2-2.2-136-2007 и разрешен к применению на объектах ПАО «ГАЗПРОМ».

Сварочные аппараты ФОРСАЖ-315М аттестуются на соответствие требованиям РД 03-614-03 (НАКС)

Возможность сохранения параметров сварки в памяти программ облегчает работу с определенными материалами или деталями, а также повышает производительность сварки при сохранении высокого качества шва.

Микропроцессорное управление и оригинальные схемно-технические решения обеспечивают высокое качество сварки и широкий спектр функциональных возможностей.

Функциональные возможности

Цифровая индикация установленных и текущих параметров: сварочного тока и напряжения

Возможность питания от автономных передвижных электрогенераторов мощностью от 13 кВ·А

Безопасное напряжение холостого хода менее 12 В (отключаемое)

Дистанционное управление сварочным током

Регулировка наклона ВАХ (выходной вольтамперной характеристики) в диапазоне: 0,35 — 1,85 В/А

Регулируемые функции НОТ START, ARC FORCE

Функция ANTISTICK

Регулируемый импульсный режим

Автоматическое сохранение настроек сварочного инвертора после 1 мин устойчивой работы

Сохранение в памяти сварочного аппарата 20-ти пользовательских программ в режиме ММА и 10-ти программ в режиме TIG

Автоматическое отключение аппарата при перепадах напряжения сети и при аварии

Автоматическая защита при перегреве аппарата

Продолжительность нагрузки (включения) при 250 А составляет 100%, при 315 А — 60%

Комплектация

Руководство по эксплуатации — 1 шт.

Вилка СХ0020 — 2 шт.

Упаковка — 1 шт.

Электроды УОНИ 13 55 постоянного тока

Электроды УОНИ 13/55, как и электроды МР-3, самая распространенная марка сварочных электродов, применяемых в нашей стране.

Применяются при сварке ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных марок стали, когда к металлу сварного шва применяются высокие требования по пластичности и ударной вязкости.

Сварка электродами этого типа может производиться во всех пространственных положениях.

Тип тока: постоянный.

Параметры сварочных электродов УОНИ 13/55, область применения и механические свойства металла сварного шва:

Марка электродов	УОНИ-13/55	ГОСТ 9466-75, 9467-75
Назначение	Для сварки особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Рекомендуется для сварки конструкций, работающих в условиях пониженных температур
Диаметр, мм:	5,0	Длина электрода, мм	450

Механические свойства, не менее
металл шва			сварное соединение
предел прочности, Мп (кгс/мм²)	относительное удлинение, %	ударная вязкость, Дж/см² (кгс/см²)	предел прочности, Мп (кгс/мм²)	Угол загиба, град.
490-568 (50-58)	23	176(18)	490-568 (50-58)	150

Массовые доли элементов, % в наплавленном металле
углерод, не более	кремний	марганец	никель	молибден	сера, не более	фосфор, не более
0,10	0,25-0,50	0,75-1,2	—	—	0,025	0,035

Рекомендуемый ток	Положение шва в пространстве
ток постоянный, полярность обратная

Для изготовления стержня электродов УОНИ 13 55 применяется сварочная проволока марки СВ08А ГОСТ 2246 соответствующего диаметра.

Покрытие: рутиловое.

Пример условного обозначения:

Э50А-УОНИ-13/55 5,0-УД ГОСТ 9467-60 , где

Э — тип электрода (для ручной дуговой сварки)

50 — минимальный предел прочности металла шва (кгс/кв.мм.)

А — гарантия завода-производителя на получение повышенных пластических свойств металла шва

УОНИ-13/55 — марка сварочного электрода

5,0 — диаметр стержня электрода, в мм.

У — для сварки углеродистых и низгоуглеродистых сталей

Д — электрод с толстым покрытием

Так как покрытие сварочных электродов легко впитывает влагу, то перед их использованием необходимо провести прокаливание.

Продажа электродов оптом от 500 кг.

Электроды МР3, МР4, МР5 оптом от 500 кг		Следующая > Электроды АНО 21 диаметром 3-5 мм

Что означает DCEP в сварке?

В различных сварочных процессах в качестве источника питания используется источник постоянного тока. В случае полярности постоянного тока ток течет только в одном направлении: либо от основания к электроду, либо от электрода к основному металлу. При многократной дуговой сварке вы услышите термин DCEP. Если вы когда-нибудь задавались вопросом, «что такое DCEP в сварке?» тогда продолжайте читать, чтобы узнать.

Что означает DCEP?

DCEP означает положительную полярность электрода постоянного тока или обратную полярность постоянного тока.В этом процессе вы подключаете основной металл к отрицательной клемме источника питания, а электрод — к положительной клемме. Электроны освобождаются от основного металла и текут к наконечнику электрода, поскольку ток всегда идет от положительного к отрицательному.

Наличие разности потенциалов заставляет электроны от базовой пластины ускоряться и ударяться об электрод с очень высокой скоростью. При ударе кинетическая энергия преобразуется в тепловую, которая выделяет тепло возле кончика электрода.Использование DCEP имеет некоторые преимущества и некоторые недостатки.

Преимущества

Повышенная скорость наплавки металла
Пониженный уровень искажений
Пониженное остаточное напряжение и полная резка
Идеально подходит для соединения меди и алюминия
Улучшенная очистка дуги
Уменьшение включения дефектов

В DCEP процессы, около 66% тепла генерируется вблизи электрода, и только 33% вблизи опорной плиты. Таким образом, электрод плавится быстрее, увеличивая скорость осаждения металла в процессе.Электроны, стекающие с базовой пластины, удаляют излишки масла с поверхности. Они также удаляют коррозию, частицы пыли, покрытия и оксидные слои. Он называется процессом очистки от оксидов и снижает вероятность появления дефектов.

DCEP подходит только для сварки вместе более тонких пластин или металлов с более низкими температурами плавления, поскольку имеет более низкие уровни проплавления.

Недостатки

Меньший срок службы электрода
Требуется более высокий уровень усиления
Недостаточное плавление
Низкая проницаемость
Неполная сварка
Не подходит для толстых листов
Непригоден для металлов с высокой температурой плавления

Поскольку только 33% тепла сосредоточено возле основного металла, металл не нагревается достаточно быстро в процессах с использованием DCEP, что может привести к неполному плавлению.Это также может привести к отсутствию проплавления и увеличению степени армирования в процессе сварки. Низкий уровень нагрева делает его непригодным для использования на толстых пластинах или металлах с высокой температурой плавления. Для них мы предлагаем вам выбрать либо DCEN, либо вместо этого использовать альтернативный ток.

Что означает DCEN?

DCEN означает электрод постоянного тока с отрицательной или прямой полярностью. В этом процессе основной металл подключается к положительной клемме, а электрод подключается к отрицательной клемме источника питания.Это полная противоположность процессу DCEP и используется в процедурах, где DCEP может оказаться неэффективным.

Преимущества

Достаточное плавление металлов
Высокие уровни проникновения
Низкое усиление
Подходит для металлов с высокой температурой плавления
Может использоваться для соединения толстых листов

В DCSP большая часть тепла выделяется в направлении опорных пластин, что увеличивает степень проникновения. Высокие уровни проникновения делают его идеальным для использования на толстых металлических листах и металлах с более высокими температурами плавления.

Недостатки

Без дуговой очистки
Высокий уровень искажений
Остаточное напряжение
Меньшая производительность наплавки
Не подходит для тонких листов

Поскольку электроны текут от электрода к основанию, вы не заметите никакой очистки оксида во время процесса. Высокие шансы включения дефектов из-за отсутствия очистки от оксидов.

Также имеется большая зона термического влияния, поскольку большая часть тепла направляется вблизи основных металлов, что приводит к более высоким уровням деформации и остаточным напряжениям.Высокие уровни проникновения делают его непригодным для использования на более тонких пластинах, особенно в сочетании с низкой скоростью наплавки металла. Низкая скорость наплавки металла также значительно снижает уровень производительности.

Источник постоянного тока

В источниках питания постоянного тока ток течет только в одном направлении. Он будет либо течь от положительного к отрицательному, либо наоборот. Меньшие устройства, такие как батареи, телефоны, фонарики или пульт дистанционного управления, используют постоянный ток.

При сварке мы используем как положительный вывод на отрицательный, так и отрицательный относительно положительного. У обоих есть свои плюсы и минусы, как описано выше. Однако использование источника постоянного тока выгодно по сравнению с использованием источника переменного тока, несмотря на недостатки первого.

Использование источника постоянного тока для процедуры сварки дает следующие преимущества:

Идеально подходит для сварки TIG нержавеющей стали, вертикальной сварки, одноуглеродистой пайки и многих других процедур.

Преимущества

Идеально для сварщиков, которым требуются более быстрые депозиты
Низкое разбрызгивание
Шов гладкий
Более высокая производительность
Стабильная и постоянная электрическая дуга
Недостатки
Дорогостоящий, так как требует использования специального оборудования, например, внутренних трансформаторов
Не рекомендуется для алюминия
Непригоден для задач, требующих высокоинтенсивного тепловыделения
Процедура повышенного риска

При использовании источников питания постоянного тока будьте особенно осторожны.Существует вероятность нарастания магнитного поля, которое может вызвать взрыв дуги.

Источник питания переменного тока

Вы также можете использовать источник питания переменного тока, если хотите получить преимущества как DCEP, так и DCEN, и лишь некоторые из их недостатков. Используя источник переменного тока, вы будете чередовать ток около 120 раз в секунду в зависимости от частоты источника питания. В начале цикла ток будет течь из одного направления в другое, а в середине он переключится в другое направление.

Преимущества

Очистка дуги
Совместим с большинством электродов
Хороший сплав
Хорошие уровни проникновения
Поддерживает несколько типов сварных швов, таких как толстые листы, сварка TIG алюминия и даже быстрая заливка.
Может использоваться для сварки намагниченным металлом
Позволяет сваривать при более высоких температурах
Отлично подходит для ремонтных работ

Однако одним из основных недостатков использования источника питания переменного тока является нестабильность его направления, которая напрямую влияет на выход продукта.

Полярность и сварочные характеристики

Полярность напрямую влияет на выход продукции, так как она влияет на эффективность процесса. Есть несколько факторов, на которые напрямую влияет текущий поток. Вы должны выбрать, какой текущий поток использовать, прежде чем начинать процесс. Чтобы сделать правильный выбор, учитывайте следующие факторы:

Требуемая скорость наплавки металла — Положительный электрод постоянного тока обеспечивает максимальную скорость наплавки металла, которую можно определить по току.
Проникновение сварного шва — DCEP или обратная полярность дает плохие уровни проплавления сварного шва, поэтому он не подходит для использования на более толстых металлических пластинах. Для сварочных работ, требующих высокого уровня проплавления, использование полярности DCEN повышает эффективность производства.
Очистка оксидами — Чтобы снизить вероятность появления дефектов, вам следует выбрать DCEP, поскольку он очищает опорную плиту во время сварки. DCEN этого не делает, поэтому, если вы выберете прямую полярность, тщательно очистите пластину перед использованием.
Армирование — Сварочные работы с использованием DCEP приводят к более широкому и шаровому переносу металла, что приводит к более высокому уровню армирования, что напрямую влияет на эффективность производства.
Зона теплового воздействия — В DCEN вы должны регулировать скорость по ходу движения; в противном случае зона теплового воздействия расширяется и дает более высокие уровни искажений.
Внешний вид сварного шва — Чтобы лучше контролировать внешний вид сварного шва, следует использовать источник переменного тока.Однако на внешний вид бусины влияет ряд других факторов.

Связанные вопросы

Какую полярность использовать?

Хорошая сварка зависит от многих факторов, помимо используемого тока. На этот вопрос нет правильного или неправильного ответа. Прежде чем выбрать полярность, примите во внимание все плюсы и минусы, перечисленные в этой статье, а также материал, с которым вы будете работать, и тип сварного шва.

Какой стик использовать для полярности переменного и постоянного тока?

Вы можете использовать сварочные стержни 6011 и 6010 как для переменного, так и для постоянного тока.Они имеют покрытие типа калий с высоким содержанием целлюлозы и представляют собой быстрозамораживающие стержни. Они оба особенно хорошо работают с ржавыми, грязными или старыми недрагоценными металлами и пригодятся при ремонте.

Что происходит при сварке с неправильной полярностью?

Полярность напрямую влияет на выход продукции и эффективность. Использование неправильной полярности может оказаться дорогостоящим и трудоемким, чем нужно. Это также может существенно повлиять на качество сварного шва.

Разработка электроники и электродов для безопасного стимулятора постоянного тока

Абстрактные

Доступные в настоящее время коммерческие нейропротезы ограничены в своей функциональности из-за необходимости двухфазной импульсной стимуляции.Постоянный ток (DC) способен как возбуждать, так и подавлять нервную активность; однако постоянный ток не может быть приложен непосредственно к нейронам из-за пороговых значений инжекции заряда на границах раздела электрод-электролит, нарушение которых приводит к вредным, коррозионным фарадеевским реакциям. Мы разрабатываем безопасный стимулятор постоянного тока (SDCS), который безопасно применяет ионный постоянный ток (iDC). В конструкции SDCS используется серия из восьми вентилей в сочетании с четырьмя электродами переменного тока для выпрямления ионного тока в микрофлюидных каналах.Затем выпрямленный iDC можно напрямую наносить на нервную ткань без проблем, связанных с обычным постоянным током. Хотя предыдущая работа продемонстрировала функциональное подтверждение концепции, следующее поколение устройства должно быть миниатюрным, чтобы быть жизнеспособным в качестве имплантируемого устройства. Я спроектировал и собрал электронику устройства на круглой печатной плате (PCB) диаметром 23 мм. Затем я разработал тесты, чтобы подтвердить правильную работу устройства. Анализ выходных сигналов подтвердил способность циклически переключаться между различными конфигурациями клапана и электродов и обеспечивать постоянный уровень тока, устойчивый к изменениям импеданса.Электроды переменного тока должны быть сконструированы таким образом, чтобы скорость фарадеевских реакций была минимальной. Я изготовил электроды с различной длиной PtIr-проволоки. Затем я разработал и провел предварительные эксперименты, чтобы проверить их стабильность. Затем эти формы сигналов напряжения были проанализированы, и были извлечены параметры, относящиеся к скорости фарадеевских реакций. Результаты экспериментов показывают, что электроды, изготовленные из 30-сантиметровой проволоки PtIr, не только показали самую низкую скорость фарадеевских реакций, но также не испытали значительных изменений в течение 24 часов постоянной стимуляции.Хотя в этой работе излагаются важные шаги, предпринятые в направлении разработки устройства SDCS, такие аспекты устройства, как сопутствующий микрофлюидный слой и ионные электроды, должны быть разработаны до того, как функциональное устройство можно будет собрать и протестировать. По завершении устройство будет проверено на эффективность и долговечность.

Что такое транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS)?

Основы транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS):

Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) — это портативный носимый метод стимуляции мозга, который подает слабый электрический ток на кожу головы.Обычно применяется фиксированный ток от 1 до 2 мА ¹. tDCS работает, подавая положительный (анодный) или отрицательный (катодный) ток через электроды на область. tDCS — это метод нейромодуляции, который вызывает немедленные и длительные изменения функции мозга. Положение анодного и катодного электродов на голове используется для определения того, как ток течет в определенные области мозга. Ток, подаваемый tDCS, НЕ достаточно силен, чтобы вызвать потенциал действия в нейроне; вместо этого его «подпороговое значение» изменяет паттерн уже активных нейронов.Думайте о мозге как о активном, пытающемся что-то делать или чему-то научиться, и о tDCS, который ускоряет эту постоянную активность. На клеточном уровне ² tDCS изменяет возбуждение нейронов и усиливает синаптическую передачу между нейронами за счет увеличения синаптической пластичности ³, которая, в свою очередь, является клеточной основой обучения. tDCS часто сочетается с обучением. Само по себе обучение производит обучение (синаптическую пластичность), а одновременная tDCS усиливает эти эффекты (увеличивает синаптическую пластичность).Некоторые клинические применения tDCS в настоящее время изучаются: депрессия, шизофрения, афазия, зависимость ⁴, эпилепсия, хроническая боль (мигрень, фибромиалгия), внимание и двигательная реабилитация. tDCS также используется для немедицинских оздоровительных приложений, например для ускоренного обучения ⁵, сосредоточения внимания, релаксации и медитации. ⁶

Как выглядит устройство транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS)?

устройства tDCS — это небольшие устройства с батарейным питанием.Обычно есть панель управления, позволяющая программировать устройство (устанавливать продолжительность и интенсивность стимуляции). Электроды надеваются на голову и удерживаются головным убором — обычно эластичным ремнем. Кабель соединяет каждый электрод со стимулятором. Когда стимулятор включен, ток течет от устройства к электроду, а затем через мозг. Стимуляторы профессионального уровня обладают множеством функций, которые обеспечивают переносимость и надежность стимуляции. Сюда входят измеритель импеданса и измеритель тока.

Каковы побочные эффекты транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS)?

Исследования побочных эффектов tDCS продолжаются, но пока выявленные побочные эффекты незначительны ⁷ и ограничиваются местоположением электрода. Они включают временное покраснение кожи, зуд и покалывание. Другие предполагаемые побочные эффекты tDCS включают головную боль, тошноту и головокружение. Следует отметить, что эти последние три побочных эффекта, как было показано, происходят почти с той же скоростью, что и мнимая стимуляция (ложная стимуляция) ⁸ Когда tDCS применяется неадекватно, могут возникать другие побочные эффекты, такие как фосфен, который является временная неопасная вспышка света.Это может произойти, если электроды расположены слишком близко к глазу. Кроме того, неправильное введение tDCS может вызвать стандартные ожоги кожи. Нет никаких научных данных, демонстрирующих стойкое повреждение или необратимые побочные эффекты от tDCS. Тем не менее, следует отметить, что все данные о переносимости и безопасности tDCS получены в результате контролируемых испытаний на людях с использованием специализированного оборудования и строго контролируемых протоколов (например, ограничение текущей продолжительности, количества сеансов).

На что похожа транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS)?

Во время tDCS большинство людей будет чувствовать легкое покалывание, покалывание, зуд или тепло.Эти ощущения не болезненны и проходят после прекращения стимуляции. Однако «переносимость» tDCS зависит от качества принадлежностей, процедур настройки и использования интенсивности (несколько мА) и продолжительности (десятки минут), соответствующих стандартам tDCS. ²³

Что мы не знаем о транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS)?

В то время как остаются вопросы о лучших приложениях для tDCS, существуют десятилетия исследований, указывающих на механизм, с которым он связан.Недавняя работа предполагает активацию глии и изменение внутриклеточных концентраций цАМФ и кальция, которые в значительной степени способствуют эффектам tDCS ⁹ Также понятно, что пластичность человеческого мозга может допускать длительные изменения возбудимости в результате применения tDCS, а именно длительное временная потенциация (ДП) и длительная депрессия (ДП).

Где я могу получить транскраниальную стимуляцию постоянным током (tDCS)?

В США tDCS имеет регулирующий статус «исследовательский» ¹⁰.Это не указывает на эффективность; это означает, что FDA не вынесло заключения. Как правило, FDA не выносит заключения, пока компании не проявят интерес к продаже устройства. В Соединенных Штатах компаниям не разрешается продавать tDCS по клиническим показаниям, таким как «лечение депрессии» или «лечение эпилепсии». Врачи в Соединенных Штатах могут проводить лечение «не по назначению», то есть лечение, которое не одобрено FDA для данного показания. Исследовательским центрам по всему миру разрешено тестировать tDCS в контролируемых клинических испытаниях.В таких испытаниях каждый субъект должен подписать лист информированного согласия. Вы можете найти список испытаний tDCS здесь: Clinicaltrials.gov. В ЕС tDCS одобрен для лечения боли и депрессии. Вы можете использовать бесплатный инструмент ниже, чтобы найти врачей и клиники, которые предоставляют лечение на основе tDCS

Одобрено ли tDCS FDA?

tDCS в настоящее время не одобрен FDA. Это означает, что FDA США не оценило и не одобрило «маркетинговую» заявку от компании.Это не означает, что FDA США приняло официальное решение об эффективности или безопасности tDCS для индукции любых спецификаций, таких как депрессия или боль. В США tDCS для медицинского применения считается «исследуемым». FDA не читает клинические испытания и не принимает решения на основе литературы, FDA США отвечает только на «маркетинговые» запросы, сделанные конкретными компаниями. FDA обычно не регулирует немедицинское использование устройств, включая использование для «оздоровления». цели ¹¹. В этом смысле важно отметить, что tDCS широко рассматривается исследователями и экспертами как относящийся к группе низкого риска. Фактически, FDA разослало письма «513g» нескольким компаниям, прямо разрешив им продавать tDCS для конкретных немедицинских целей. FDA также не регулирует медицинскую практику, то есть не регулирует работу врачей. По этой причине многие врачи проводят лечение, которое не соответствует назначению врача — то, что, по мнению врачей, работает, но не имеет маркировки «маркетинг» от FDA для компании. tDCS одобрен для лечения в большинстве стран мира ¹², включая Европейский Союз ¹³, Израиль и Сингапур.Таким образом, хотя tDCS в настоящее время не одобрен FDA, это не означает, что tDCS не может быть юридически протестирован или использоваться в определенных контекстах.

Сколько стоит tDCS?

Стоимость устройств tDCS может варьироваться от примерно 100 долларов США для базовых «потребительских» устройств tDCS до тысяч долларов для систем tDCS «исследовательского уровня». Существует широкий спектр функций и возможностей в разных устройств.

Может ли tDCS лечить тревогу?

Эффекты tDCS по снижению тревожности были описаны в нескольких клинических испытаниях ¹⁴, проведенных ведущим медицинским центром.В США tDCS не одобрен для лечения тревожного состояния. Методы, связанные с tDCS, такие как транскраниальная стимуляция переменным током (tACS), показали многообещающие результаты в отношении тревожности в клинических испытаниях ¹⁵. Другой родственный метод Cranial Electrotherapy Stimulation (CES) одобрен FDA для беспокойства ¹⁶.

Может ли tDCS лечить депрессию?

В нескольких клинических испытаниях сообщалось, что tDCS может лечить депрессию ¹⁷. tDCS также имеет гораздо меньше побочных эффектов, чем лекарства ¹⁸.В США tDCS не одобрен для лечения депрессии. В большинстве стран мира, в том числе по всей Европе, tDCS одобрен для лечения депрессии ¹⁹.

Каковы преимущества tDCS?

tDCS используется для множества различных приложений, которые включают изменение мозга, чтобы влиять на то, как люди думают или чувствуют ²⁰. tDCS часто сочетается с какой-либо другой формой активности или тренировки с целью повышения этой специфической мозговой активности tDCS.Было доказано, что tDCS заставляет людей учиться быстрее ²¹. Например, tDCS может повысить внимательность (электронная медитация). Людей также интересует tDCS для повышения ²² «рабочей памяти».

Контент не предназначен для замены профессиональных медицинских консультаций, диагностики или лечения. Всегда обращайтесь за советом к своему врачу или другому квалифицированному поставщику медицинских услуг по любым вопросам, которые могут у вас возникнуть относительно состояния здоровья.

Список литературы

1. Woods A.J., Antal A., Bikson M., Boggio P.S., Brunoni A.R., Celnik P.… Nitsche M.A. Техническое руководство по tDCS и связанным с ним неинвазивным инструментам стимуляции мозга. Клиническая нейрофизиология. 2016; 127 (2): 1031–1048. 2. Физиологические основы tDCS, доклад доктора Майкла Нитше на YouTube 3. Кронберг, Г., Рахман, А., Шарма, М., Биксон, М., и Парра, Л., 2020. Стимуляция постоянным током повышает пластичность Хебба in vitro. Стимуляция мозга 4.Ekhtiari H, Tavakoli H, Addolorato G, Baeken C, Bonci A, Campanella S, Castelo-Branco L, Challet-Bouju G, Clark VP, Claus E, Dannon PN, Del Felice A, den Uyl T, Diana M, di Giannantonio M, Fedota JR, Fitzgerald P, Gallimberti L, Grall-Bronnec M, Herremans SC, Herrmann MJ, Jamil A, Khedr E, Kouimtsidis C, Kozak K, Krupitsky E, Lamm C, Lechner WV, Madeo G, Malmir N, Martinotti G, McDonald W, Montemitro C, Nakamura-Palacios EM, Nasehi M, Noël X, Nosratabadi M, Paulus M, Pettorruso M, Pradhan B, Praharaj SK, Rafferty H, Sahlem G, Salmeron BJ, Sauvaget A, Schluter RS, Sergiou C, Shahbabaie A, Sheffer C, Spagnolo PA, Steele VR, Yuan TF, van Dongen J, Van Waes V, Venkatasubramanian G, VerdejoGarcía A, Verveer I, Welsh J, Wesley MJ, Witkiewitz K, Yavari F, Zarrindtail MR, Zawerindtail L, Zhang X, Cha YH, George TP, Frohlich F, Goudriaan AE, Fecteau S, Daughters SB, Stein EA, Fregni F, Nitsche MA, Zangen A, Bikson M, Hanlon CA (2019). Транскраниальная электрическая и магнитная стимуляция (tES и TMS) для наркологической медицины: документ о консенсусе о текущем состоянии науки и будущем пути. Неврология и биоповеденческие обзоры. 2019.104: 118-140 5. Коффман, Б., Трамбо, М., Флорес, Р., Гарсия, К., ван дер Мерве, А., Вассерман, Э., Вайзенд, М., и Кларк, В., 2020. Влияние ТДК на Производительность и обучение обнаружению цели: взаимодействие с характеристиками стимула и экспериментальный план. 6. Электронная медитация: новый инструмент для древней техники на издании Medical X Press Медицинского университета Южной Каролины. 7.Биксон М., Гроссман П., Томас К., Занноу А. Л., Цзян Дж., Аднан Т. и др. (2016). Безопасность транскраниальной стимуляции постоянным током: обновление, основанное на фактических данных, 2016 г. Brain Stimul. 9 641–661. 10.1016 / j.brs.2017.07.001 8. Брунони, А. Р., Амадера, Дж., Бербель, Б., Волц, М. С., Риццерио, Б. Г., и Фрегни, Ф. (2011). Систематический обзор сообщений и оценки побочных эффектов, связанных с транскраниальной стимуляцией постоянным током. International Journal of Neuropsychopharmacology, 14 (8), 1133-1145.9. Монай, Х., Окура, М., Танака, М., Оэ, Ю., Конно, А., Хираи, Х.,… и Хирасе, Х. (2016). Визуализация кальция выявляет участие глии в пластичности мозга мышей, вызванной стимуляцией транскраниальной стимуляции постоянным током. Природные коммуникации, 7. 10. Использование лекарственных средств, биопрепаратов и медицинских устройств «не по назначению» и исследовательское использование — руководство для экспертных комиссий учреждений и клинических исследователей fda.gov 11. Общее благополучие: Политика в отношении устройств с низким уровнем риска — Руководство для сотрудников промышленности и Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов fda.ggOyR0iXCbMQv3Xipma34MD 12. Фрегни Ф., Ницше М.А., Лоо С.К., Брунони А.Р., Маранголо П., Лейте Дж., Карвалью С., Болоньини Н., Каумо В., Пайк Н.Дж., Симис М., Уэда К., Эхтиари Х. , Луу П., Такер Д.М., Тайлер В.Дж., Брунелин Дж, Датта А., Хуан Ч., Венкатасубраманиан Г., Боггио П.М., Биксон М. Нормативные аспекты клинического и исследовательского использования транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS): обзор и рекомендации экспертной группы. Clin Res Regul Aff. 2015 1 марта; 32 (1): 22-35. 13. Soterix Medical, Inc.Получает одобрение CE Mark для лечения депрессии 1×1 tDCS | soterixmedical.com 14. Нисида К., Кошикава Ю., Моришима Ю. и др. Активность мозга до стимула связана с изменением состояния тревожности во время одноразовой транскраниальной стимуляции постоянным током. Front Hum Neurosci. 2019; 13: 266. DOI: 10.3389 / fnhum.2019.00266 15. Clancy KJ, et al. Устойчивое усиление связи и снижение тревожности за счет транскраниальной стимуляции переменным током. Soc. Cogn. Оказывать воздействие. Neurosci. 2018; 13: 1305–1316.16. Неврологические приборы; Реклассификация устройств для стимуляции черепной электротерапии, предназначенных для лечения тревожности и / или бессонницы; Дата вступления в силу требования о допущении к выпуску на рынок для устройств для стимуляции черепной электротерапии, предназначенных для лечения депрессии | Federalregister.gov 17. Коффман, Б., Трамбо, М., Флорес, Р., Гарсия, К., ван дер Мерве, А., Вассерман, Э., Вайзенд, М., и Кларк, В., 2020. Влияние ТДК на Производительность и обучение обнаружению цели: взаимодействие с характеристиками стимула и экспериментальный план.18. Андре Р. Брунони, доктор медицины, доктор философии, Адриано Х. Моффа, психиатр, Бернардо Сампайо-Джуниор, доктор медицины, Лукас Боррионе, доктор медицины, Марина Л. Морено, психиатр, Ракель А. Фернандес , Psy.D., Беатрис П. Веронези, Psy.D., Барбара С. Ногейра, Psy.D., Луана В.М. Апарисио, доктор медицины, Лаис Б. Разза, психиатр, Ренан Чаморро, психиатр, Луара К. Торт. Испытание электрической терапии постоянным током в сравнении с эсциталопрамом при депрессии Список авторов. 19. Soterix Medical получает знак CE для системы терапии депрессии | fdanews. com 20.Инструмент для разума | Маром Биксон | TEDxBushwick на YouTube 21. Выступление Винса Кларка TDCS for Cognitive Enhancement на YouTube 22. Трамбо, М., Матцен, Л., Коффман, Б., Хантер, М., Джонс, А., Робинсон, К. и Кларк, В., 2020. Повышение производительности рабочей памяти с помощью транскраниальной стимуляции постоянным током: Возможность ближнего и дальнего переезда. 23. Вудс А.Дж., Антал А., Биксон М., Богжио П.С., Брунони А.Р., Целник П., Коэн Л.Г., Фрегни Ф., Херрманн С.С., Каппенман Э.С., Кноткова Х., Либетанц Д., Миниусси С., Миранда ПК, Паулюс В., Приори А., Reato D, Stagg C, Wenderoth N, Nitsche MA.Техническое руководство по tDCS и связанным инструментам неинвазивной стимуляции мозга. Clin Neurophysiol. 2016 февраль; 127 (2): 1031-48

Постоянный ток (DC) Плазменный — Spang Power

Spang Power Electronics — производитель специального силового оборудования, установленного в плазменной промышленности постоянного тока для плазменной газификации, плавления металлов, удаления отходов, нагрева промежуточных ковшей, нанесения покрытий термическим напылением, а также исследований и разработок. Принцип действия плазменной дуги постоянного тока аналогичен принципам работы аппарата для дуговой сварки, когда электрическая дуга зажигается между двумя электродами.Высокоэнергетическая дуга создает высокие температуры до многих тысяч градусов Цельсия, где «плазма» представляет собой сильно ионизированный газ.

Spang Power Electronics предлагает системы питания на базе SCR и IGBT, сконфигурированные как плазменные выпрямители постоянного тока. Они доступны в конфигурациях с шестью (6), двенадцатью (12) импульсами, с прерывателем постоянного тока и импульсным источником питания (SMPS) с точным цифровым управлением током, фильтрацией пульсаций и сетевыми коммуникациями для приложений плазменной резки постоянного тока. Опыт Spang в управлении и преобразовании мощности помог нам стать мировым лидером в поставках плазменных выпрямителей постоянного тока для следующих приложений.

Плазменно-дуговые расплавители

В плазменной дуговой плавильной машине для зажигания дуги в ванне с расплавленным шлаком используются угольные электроды. Расходуемые угольные электроды непрерывно вставляются в плавильную камеру, что исключает необходимость отключения для замены электродов при техническом обслуживании. Высокие температуры, создаваемые дугой, превращают органические отходы в легкие органические вещества и первичные элементы. Горючий газ очищается в системе отходящих газов, и вероятность загрязнения воздуха низка из-за использования электрического нагрева в отсутствие свободного кислорода.Плазменно-дуговые расплавители очень прочные и обладают очень высокой эффективностью разрушения. Они могут обрабатывать отходы с минимальной предварительной обработкой или без нее, создавая стабильную форму отходов.

Горелка с переносной плазменной дугой

Переносная плазменная дуговая горелка содержит внутренний электрод. Постоянный ток между этим электродом и расплавом создает поток плазмы ионизированного газа, который генерирует огромное количество локализованного тепла. Горелки с переносимой дугой могут работать на любом количестве газов (аргон, азот, гелий, водород, воздух и т. Д.).) для обеспечения гибкости, необходимой для ряда процессов, таких как непрерывная разливка металла, нагрев разливочного устройства, плавление золы и восстановление отходов.

Горелка для плазменной дуги без переноса

Плазменная дуговая горелка без переноса содержит два электрода (передний и задний). Постоянный ток между этими электродами создает плазменный поток ионизированного газа, который ограничивается концом горелки. Вырабатываемое при этом тепло более рассредоточено по сравнению с теплом, выделяемым плазменной горелкой с переносимой дугой, что соответствует конструкции без передачи для широкого спектра применений.

Рационально структурированный электрод трибоэлектрических наногенераторов постоянного тока для сверхвысокой эффективной поверхностной плотности заряда

Конструкция и механизм работы MDC-TENG

Структура MDC-TENG с рационально структурированным электродом представлена на рис. 1a – c, который обладает несколько электродов тонкого трения (FE, материал: медная проволока) и чередующиеся CCE (материал: проволока из нержавеющей стали). Все отдельные FE находятся на небольшом расстоянии от соседних CCE, и существует очень узкий зазор между CCE и фрикционным слоем (политетрафторэтилен, PTFE), как показано на рис.1b. Из изображения, полученного с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) образца MDC-TENG (рис. 1c) видно, что каждый FE имеет ширину около 250 мкм, а CCE (ширина ~ 100 мкм) расположен между двумя FE. Расстояние между двумя соседними FE составляет около 1000 мкм, как и расстояние между двумя соседними CCE. Все FE и CCE встроены в акриловую подложку. Когда КЭ трется о слой трения, электроны переходят от КЭ к слою трения из-за эффекта трибоэлектрификации, а затем возникает постоянный ток из-за пробоя воздуха между КСЭ и заряженным слоем трения (рис.1d, подробный механизм DC-TENG показан на дополнительном рисунке 1 и примечании 1).

Рис. 1: Конструкция и рабочий механизм MDC-TENG.

a , b Структурная схема и c SEM-изображение MDC-TENG (масштабная линейка: 500 мкм). d Принципиальная схема рабочего механизма DC-TENG. Принципиальная схема процесса перехода электронов e без и f с оптимизацией микроструктуры. г Сравнение плотности заряда MDC-TENG с различными типами TENG.

Причина, по которой ширина КЭ может быть уменьшена до микромасштаба в этой работе, может быть объяснена на рис. 1e. До контакта двух материалов на атомном уровне их электронное облако остается разделенным без перекрытия (рис. 1e1). Когда скользящий блок скользит вперед и контактирует со слоем трения, происходит переход электрона от M1 к D1 (M и D представляют положение на поверхности металлического FE и диэлектрического слоя трения соответственно) и разность энергетического потенциального барьера между двумя материалами. становится ниже (рис.1e2), которая называется переходной моделью Ванга и была недавно подтверждена с помощью зондовой микроскопии Кевина с помощью атомных сил ^4,28,29. Таким образом, мало электронов перейдет от M2 к D1 из-за их более низкой разности потенциалов, когда M2 перекрывает D1 (рис. 1e3). Это предположение было подтверждено выходными характеристиками DC-TENG с разной шириной FE, как показано на дополнительном рисунке 2. Можно видеть, что для одинаковой длины и расстояния скольжения FE выходные заряды и короткое замыкание токи всех DC-TENG существенно не различаются при уменьшении ширины FE от 10 до 0.25 мм. А именно, ширина FE мало влияет на трибоэлектрификацию σ в уравнении. (2) за счет высокой трибоэлектрификации скользящего ТЭНа ⁴.

Чтобы улучшить коэффициент использования FE и эффективность TENG, мы предлагаем метод замены одного крупномасштабного FE за счет использования структурированных элементов FE с несколькими микрометровыми размерами, чередующихся с CCE микрометрового размера в двух соседних FE (M1 и M2). . Рабочий механизм можно описать на рис. 1е. Начальный этап (рис.1f1) и процесс CE между M1 и D1 (рис. 1f2) аналогичны процессам на рис. 1e1, e2 соответственно. Однако при перемещении ползунка вперед между CCE и D1 произойдет электростатический пробой (основной механизм показан в дополнительном примечании 1), и электроны будут переходить от D1 к CCE, а затем к M1 / M2 через внешнюю цепь, вызывая энергетический потенциал разность барьеров снова образуется между M2 и D1. Таким образом, процесс CE будет происходить снова между M2 и D1 из-за модели перехода Ванга, и следующий CCE может собирать сгенерированные сборы.Следовательно, комбинируя микроструктуру электрода с эффектом электростатического пробоя, электронный переход CE происходит дважды в пределах одной и той же ширины электрода по сравнению с рис. 1e. На основе вышеупомянутого механизма готовится MDC-TENG с более тщательно спроектированными узорчатыми электродами и достигается сверхвысокая эффективная плотность поверхностного заряда ~ 5,4 мКл · м ^-2 с 50 FE.

Развитие эффективной поверхностной плотности заряда в AC-TENG и DC-TENG показано на рис.1g ^{9,18,21,22,23,24,25,26,27,30,31}. После неустанных усилий исследователей в последние годы было реализовано множество подходов, например, высокий вакуум ¹⁸, инжекция ионов ³⁰, накачка заряда ^23,24 и возбуждение заряда ^25,26 (Дополнительная информация Заметка 2). Факторы ограничения в формуле. (1) были постепенно разрушены, и плотность заряда AC-TENG была успешно улучшена с <0,05 мКл м ^-2 до более 2,3 мКл м ^-2 ^{18,21,23,24,25,26,30,31}.Что касается DC-TENG, то в 2019 году сообщалось о его типичной плотности заряда 0,4 мКл / м ^-2, что является относительно низким показателем по сравнению с AC-TENG за тот же период ⁹. Однако в этой работе плотность заряда 5,4 мКл · м ⁻² не только более чем в десять раз выше, чем у DC-TENG, о которой сообщалось в 2019 году, но также более чем в два раза, чем у современной модели. различные типы ТЭНов (рис. 1ж).

Сравнение скользящих AC-TENG и MDC-TENG

Чтобы подтвердить превосходство MDC-TENG над традиционным AC-TENG, выходные характеристики MDC-TENG и AC-TENG были выполнены и показаны на рис.2. Принцип работы выдвижного AC-TENG представлен на рис. 2а. Ползунок контактирует с фрикционным слоем, создавая противоположные заряды на поверхности электрода и фрикционного слоя соответственно за счет CE-эффекта. Когда ползунок продолжает двигаться вперед, относительное смещение между двумя электродами создает разность потенциалов между ними, и поток электронов во внешней цепи уравновешивает эту разность потенциалов (рис. 2а). На рис. 2b – e показаны эффективные поверхностные заряды, плотность заряда, ток короткого замыкания и плотность тока скользящего AC-TENG (слой трения: PTFE) с разной длиной электрода и расстоянием скольжения (длина электрода: x мм, расстояние скольжения: ). y мм, x = y в этом тесте, ширина электрода: 10 мм).При увеличении x и y выходные заряды увеличиваются с 6 до 68 нКл, что сопровождается плотностью заряда ~ 0,12 мКл м ⁻² (рис. 2b, c). Ток короткого замыкания I _sc быстро увеличивается с увеличением размера устройства и расстояния скольжения, но плотность тока уменьшается с 510 до 170 мкА · м ⁻² (рис. 2d, e).

Рис. 2: Сравнение скользящих AC-TENG и MDC-TENG.

Рабочий механизм выдвижной AC-TENG.Выходные заряды b , плотность заряда c , короткий ток d и плотность тока e скользящего AC-TENG (слой трения: PTFE) с разной длиной электрода и расстоянием скольжения. ф Рабочий механизм выдвижной MDC-TENG. Выходные заряды г , плотность заряда х , ток короткого замыкания i и плотность тока j MDC-TENG (фрикционный слой: PTFE) с разной длиной электрода, расстоянием скольжения и разным количеством MDC. -TENG единиц.

Схема MDC-TENG показана на рис. 2f, где один модуль MDC-TENG включает один FE и один CCE, длина электрода (расстояние от первого FE до последнего CCE): x мм, расстояние скольжения : y мм, блок MDC-TENG: n , x = y = n в этом тесте, ширина электрода: 10 мм (фотография MDC-TENG с 20 единицами, показанная на дополнительном рис. . 3). На рис. 2g – j показаны эффективные поверхностные заряды, плотность заряда, ток короткого замыкания и плотность тока MDC-TENG (слой трения: PTFE) с разной длиной электродов, расстояниями скольжения и разным количеством модулей MDC-TENG.При увеличении x , y и n заряды MDC-TENG увеличиваются с 0,025 до 2,6 мкКл (рис. 2g), что намного больше, чем у AC-TENG при том же размере (рис. 2б). Что еще более важно, плотность заряда MDC-TENG повышается с 0,5 до 5,2 мКл м ⁻² (рис. 2h), что почти в 40 раз больше, чем у AC-TENG при тех же условиях. Высокая плотность заряда MDC-TENG с n = 50 обусловлена многократным электронным переходом через повторяющиеся процессы трибоэлектрификации и разряда (рис.1е). Между тем, I _sc быстро увеличивается с увеличением x , y и n (рис. 2i), сопровождаемым повышенной плотностью тока (рис. 2j). В общем, традиционный AC-TENG улучшает эффективность контакта за счет уменьшения площади контакта для достижения высокой плотности заряда ^4,21, и, таким образом, плотность заряда и плотность тока (рис. 2c, e) уменьшаются с увеличением размера переменного тока. -TENG устройство увеличения. Однако повышенная плотность заряда и плотность тока с увеличенным размером MDC-TENG решает проблему снижения производительности AC-TENG, что дает преимущества при применении в крупномасштабной системе сбора энергии для TENG.

Производительность MDC-TENG при различных параметрах движения

В качестве устройства векторного движения показаны выходные характеристики MDC-TENG в скользящем режиме (с 20 модулями MDC-TENG, показанными на дополнительном рисунке 3) при различных параметрах векторного движения. на рис. 3. Когда ползунок скользит вперед и назад по поверхности ПТФЭ на разных расстояниях, кривая выходного заряда имеет ступенчатую форму. Когда расстояние скольжения составляет 2 см, средний заряд MDC-TENG составляет около 0,35 мкКл (рис. 3а).Выходной заряд в каждом процессе движения увеличивается с увеличением расстояния скольжения (рис. 3b), что сопровождается увеличением I _sc (дополнительный рис. 4). Выходной заряд MDC-TENG пропорционален расстоянию скольжения с высокой линейностью ~ 0,99 (вставка на рис. 3b). В пределах расстояния скольжения 10 см выходная характеристика MDC-TENG при различных скоростях (равномерное движение) показана на рис. 3c, d. Средняя плотность заряда составляет ~ 2,0 мКл м ^-2 при увеличении скорости скольжения от 0.02 до 0,16 мс ⁻¹, но среднее значение I _sc быстро возрастает с 0,6 до 4,6 мкА. Среднее значение I _sc показывает хорошую линейную зависимость от скорости (вставка на рис. 3d). Подробная взаимосвязь между I _sc и скоростью поясняется в дополнительном примечании 4. Кроме того, выходные характеристики MDC-TENG при различных ускорениях показаны на рис. 3e, f. Средняя плотность заряда также составляет ~ 2,0 мКл · м ⁻² при разных ускорениях.Между тем, I _sc увеличивается с 1,8 до 9,8 мкА при увеличении ускорения ползунка с 0,1 до 2,0 мс ⁻² соответственно. dI / dt пропорционально ускорению скольжения с высокой линейностью ~ 0,99 (вставка на рис. 3b), соотношение которого рассчитано в дополнительном примечании 5. Выходная характеристика MDC-TENG показывает хорошую корреляцию с параметрами вектора движения (например, расстояние, скорость и ускорение), что является основой датчика вектора движения.Кроме того, размер MDC-TENG можно еще больше уменьшить, а высокая производительность обеспечивает мощность и защиту от помех сигналов считывания ³². Таким образом, MDC-TENG демонстрирует большой потенциал в приложениях на МЭМС в качестве блока датчика вектора движения.

Рис. 3: Производительность MDC-TENG при различных векторных параметрах.

a , b Выходные заряды при различных расстояниях скольжения (на вставке показано соотношение между выходным зарядом и расстоянием скольжения). c Плотность заряда и d ток короткого замыкания MDC-TENG с различными скоростями (на вставке показано соотношение между I _sc и скоростью). e Плотность заряда и f ток короткого замыкания MDC-TENG с различными ускорениями (на вставке показано соотношение между dI / dt и ускорением).

Оптимизация структуры и выходные характеристики MDC-TENG

Для дальнейшей оптимизации выходной производительности MDC-TENG изучается влияние расстояния между электродами между FE и соседним CCE, как показано на рис.4a – d. Когда ширина FE составляет 250 мкм, а CCE составляет 100 мкм, расстояние между FE и CCE составляет от 800 до 100 мкм (рис. 4a), при этом длина устройства MDC-TENG уменьшается с 10 до 3,5 мм (MDC -TENG блок: 5, ширина MDC-TENG: 10 мм). В пределах расстояния скольжения ~ 10 см выходные заряды составляют около 0,5 мкКл для всех MDC-TENG с различным расстоянием между электродами. Соответствующие I _sc ~ 0,67 мкА и V _oc ~ 33 В также невосприимчивы к уменьшению межэлектродного расстояния, что указывает на возможность миниатюризации MDC-TENG.С одной стороны, плотности заряда, рассчитанные по площади трения (10 см ²) MDC-TENG с тем же номером электродов, но уменьшающимся расстоянием между электродами, сохраняется ~ 0,5 мКл · м ^-2 (рис. 4b). С другой стороны, уменьшение расстояния между электродами приводит к уменьшению всей площади устройства MDC-TENG. Это особенно важно для миниатюрного TENG, поскольку плотности заряда, рассчитанные по площади устройства MDC-TENG, постепенно увеличиваются с уменьшением расстояния между электродами (рис.4д). Одним словом, меньшее расстояние между электродами означает большее значение k в единице площади, что приводит к более высокому выходу устройства MDC-TENG. Это критически важно для применения MDC-TENG в небольших системах электронных устройств или MEMS в качестве источника энергии или сенсорного блока.

Рис. 4: Оптимизация структуры и производительность MDC-TENG.

a Изображения SEM (шкала: 500 мкм) и соответствующие b плотность заряда, c I _sc и d V _oc MDC-TENG с другим электродом расстояние (количество блоков MDC-TENG: 5). e Плотность заряда рассчитывается по площади трения и площади устройства MDC-TENG. f Изображения SEM (масштабная полоса: 500 мкм) и g соответствовали плотности заряда MDC-TENG с различным расстоянием между зазорами. ч Среднее электрическое поле в зазоре между CCE и поверхностью PTFE (смоделировано с помощью программного обеспечения COMSOL). i Плотность заряда и j I _sc MDC-TENG с различными модулями MDC-TENG. Параметры испытаний: расстояние скольжения: 10 см, слой трения: PTFE.

Основным механизмом MDC-TENG является пробой воздуха в зазоре между CCE и слоем трения, а чрезмерное расстояние зазора затрудняет сбор зарядов CCE, а во внешней цепи отсутствует выход постоянного тока (дополнительный рис. 5). Таким образом, зазор между CCE и фрикционным слоем важен для выходных характеристик MDC-TENG за счет увеличения σ _{c, электростатический пробой} в формуле. (3). Мы подготовили MDC-TENG с точно контролируемым зазором от 125 до 35 мкм.Соответствующие им изображения на сканирующем электронном микроскопе показаны на рис. 4f, а их плотности заряда показаны на рис. 4g. Принимая ПТФЭ в качестве слоя трения, когда зазор составляет 125 мкм в пределах расстояния скольжения 10 см, плотность заряда MDC-TENG с 20 единицами MDC-TENG составляет всего 0,49 мКл м ⁻². При уменьшении зазора до 35 мкм плотность заряда постепенно увеличивается до 2,0 мКл · м ⁻², указывая на то, что σ _{c, электростатический пробой} в формуле. (3) увеличивается с уменьшением зазора.Между тем, I _sc (дополнительный рис. 6) также значительно увеличивается с 0,5 мкА для зазора 125 мкм до 2,0 мкА для зазора 35 мкм. Когда зазор уменьшается до 0, механизм DC-TENG (дополнительный рисунок 1 и примечание 1) не работает, потому что нет зазора для возникновения пробоя воздуха, и, таким образом, выходная мощность значительно снижается (дополнительный рисунок 7) .

Чтобы прояснить этот результат значительного улучшения, мы анализируем потенциальное распределение разрыва между CCE и PTFE с помощью программного обеспечения COMSOL на разных расстояниях.Из-за наличия зарядов на поверхности ПТФЭ (заданное значение: 120 мкКл · м ^-2 на рис. 2с) между CCE и поверхностью ПТФЭ создается огромное электростатическое поле, как показано на дополнительном рис. 8. Смоделированный средняя напряженность электростатического поля показана на рис. 4h и дополнительном рис. 9, а метод расчета показан в дополнительном примечании 6. С уменьшением зазора электрическое поле резко увеличивается и достигает 9,1 МВ · м ^-1 для зазора ~ 35 мкм, что приводит к более легкому пробою воздуха и более полному процессу высвобождения электронов с поверхности ПТФЭ на CCE.Таким образом, MDC-TENG с меньшим зазором покажет большее σ _{c, электростатический пробой} и более эффективную плотность заряда.

Для дальнейшего улучшения выходных характеристик MDC-TENG структурный коэффициент k в формуле. (3), который связан с количеством блоков MDC-TENG, вводится в микроструктурный дизайн MDC-TENG. При использовании ПТФЭ в качестве фрикционного слоя плотность заряда и I _sc линейно увеличиваются с количеством единиц MDC-TENG при расстоянии скольжения 10 см (рис.4i, j), поэтому значение k можно просто считать равным единице с номером n . Плотность заряда MDC-TENG с к = 5 составляет ~ 0,5 мКл м ^-2, но увеличивается до 5,4 мКл м ^-2 с к = 50, что в 50 раз больше, чем у одиночного электростатического заряда. устройство пробоя (плотность заряда ~ 0,11 мКл м ⁻², как показано на дополнительном рис. 2). Такая же тенденция наблюдается и для кривых напряжения холостого хода В _oc устройства MDC-TENG (дополнительный рис.10). Этот феномен согласуется с предыдущим анализом: повышенная эффективность CE увеличивает эффективную плотность поверхностного заряда, в результате чего количество переносов электронов от PTFE к CCE увеличивается с добавлением количества блоков MDC-TENG в пределах определенного расстояния скольжения.

За исключением PTFE, некоторые обычные органические пленки, такие как Kapton (полиимид), PVDF (поливинилиденфторид) и PPS (полифениленсульфид), использовались в качестве фрикционных слоев для получения выходных характеристик MDC-TENG.Как показано на дополнительном рис. 11, можно видеть, что разные фрикционные слои демонстрируют разную производительность, что указывает на разную способность производить заряды. В пределах расстояния скольжения 10 см (площадь трения: 10 см ²) плотность заряда MDC-TENG (единицы MDC-TENG: 20) может быть достигнута до 1,30, 0,67 и 0,33 мКл м ^-2 для Пленки каптона, ПВДФ и ППС соответственно ниже, чем у ПТФЭ.

На основании вышеизложенного, рекордно высокая плотность заряда TENG достигается за счет микроструктурного дизайна с рациональным рисунком электродов, а выходные характеристики могут быть дополнительно улучшены за счет оптимизации микроструктуры, например.г., расстояние между электродами, расстояние зазора и количество электродов.

Применение MDC-TENG для управления электронным устройством

В качестве наногенератора постоянного тока MDC-TENG может напрямую управлять электронными устройствами или заряжать конденсатор без мостового выпрямителя. Для достижения непрерывного выхода постоянного тока был подготовлен роторный режим MDC-TENG. Его принципиальная схема (статор: MDC-TENG) показана на рис. 5а. Пленка PTFE прикреплена к поверхности ротатора. Статор представляет собой устройство MDC-TENG поворотного типа, конструкция которого аналогична скользящему режиму MDC-TENG (рис.1a) с чересстрочными CCE и FE. На рис. 5б показаны выходные заряды вращающегося MDC-TENG при различных скоростях вращения. При увеличении скорости вращения выходной заряд за короткое время достигает 20 мкКл. Например, для вывода зарядов 20 мкКл при скорости вращения 600 об / мин ^-1 требуется всего 0,3 с. Когда вращающийся MDC-TENG работает стабильно, выходной ток составляет около 65 мкА при 600 об / мин ^-1 (рис. 5c), что сопровождается типичной кривой постоянного тока (пик-фактор близок к 1). Три коммерческие светодиодные лампы (каждая номинальная мощность: 7 Вт) также могут работать напрямую с высокой яркостью и без вспышки из-за высокой выходной мощности постоянного тока (дополнительный фильм 1).

Рис. 5: Применение MDC-TENG для управления электронным устройством.

a Структурная схема поворотного устройства MDC-TENG. b Выходные заряды и c I _sc поворотного MDC-TENG при различных скоростях вращения. d Кривые зарядки промышленных конденсаторов емкостью 10, 22 и 47 мкФ, заряжаемых вращающимся MDC-TENG при 600 об / мин. ^-1. e Кривая зарядки промышленного конденсатора 660 мкФ с приводным термогигрометром одновременно с вращающимся MDC-TENG при 600 об / мин ^-1. f Фотография приводного термогигрометра непосредственно вращающимся MDC-TENG при 600 об / мин ⁻¹.

Как устройство сбора энергии, MDC-TENG может также накапливать энергию в конденсаторах или батареях для последующего использования в электронном устройстве. Кривые зарядки различных конденсаторов, заряжаемых вращающимся MDC-TENG при 600 об / мин ^-1, представлены на рис. 5d, а подробная схема показана на дополнительном рис. 12. Это займет всего 0,7, 2.0 и 4,2 с для зарядки конденсаторов 10, 22 и 47 мкФ до 5 В соответственно. Кроме того, в качестве источника энергии MDC-TENG может одновременно управлять электронным устройством и заряжать накопитель энергии. Система с автономным питанием построена путем интеграции MDC-TENG с промышленным конденсатором (660 мкФ) в качестве накопителя энергии и коммерческим термогигрометром (номинальный рабочий ток: 55 мкА) в качестве блока потребления энергии, схема которого показана на Дополнительный рис. 13. Напряжение конденсатора (660 мкФ), контролируемое вольтметром при различных условиях работы MDC-TENG, показано на рис.5e. На начальном этапе MDC-TENG не работает, конденсатор питает только гигрометр, что приводит к снижению напряжения на конденсаторе. Когда MDC-TENG начинает работать, напряжение на конденсаторе повышается, потому что MDC-TENG обеспечивает дополнительную энергию, которая не только компенсирует потребление гигрометра, но и заряжает конденсатор. Это указывает на отличные выходные характеристики MDC-TENG. Однако, когда MDC-TENG перестает работать, напряжение падает из-за потребления термогигрометра.Используя преимущества постоянного тока и высокой выходной мощности, MDC-TENG может напрямую управлять электронными устройствами (например, термогигрометром) без каких-либо дополнительных электронных компонентов, как показано на рис. 5f и дополнительном ролике 2, а соответствующая схема показана на рис. Дополнительный рис. 13. Выходная энергия MDC-TENG может напрямую приводить в действие небольшие электронные устройства или заряжать устройство накопления энергии за короткое время, что демонстрирует его большой потенциал в применении сбора механической энергии. Подобно традиционному скользящему AC-TENG, механический износ (царапины на пленке PTFE на дополнительном рис.14) также является неизбежной проблемой для MDC-TENG после длительных рабочих испытаний, но мы можем преодолеть эту проблему, оптимизируя устройство (заменяя движение скольжения на движение качения) или вводя жидкую смазку.

Электроды для дуговой сварки постоянным током.

СВАРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ I — OD1651 — УРОК 1 / ЗАДАНИЕ 1

, что верно обратное и большее количество тепла выделяется на

отрицательная сторона.

Электродные покрытия влияют на тепловой режим

Один тип тяжелых

Покрытие

может обеспечить наиболее желаемый тепловой баланс с прямым покрытием

полярность, в то время как другой тип покрытия на том же электроде может

обеспечивает более желательный тепловой баланс с обратной полярностью.

(3) Обратная полярность используется при сварке цветных металлов

металлов, таких как алюминий, бронза, монель и никель.

Реверс

Полярность

также используется с некоторыми типами электродов для изготовления

вертикальных и потолочных сварных швов.

(4) Можно определить правильную полярность данного электрода

при попытке выполнить сварку резким треском дуги.

При неправильной полярности дуга издает шипящий звук, а

сварной валик будет трудно контролировать.

г.

Электроды для дуговой сварки постоянным током .

предназначены либо для обратной полярности (электрод положительный), либо

для

прямой

полярность

(электрод

отрицательный)

это

не

сменный.

Многие, но не все, постоянного тока

Также можно использовать электроды

, как обратной, так и прямой полярности

наименований неизолированных и покрытых электродов из цветных и легированных сталей.

Эти электроды используются при сварке черных металлов в

положения по горизонтали, вертикали или над головой.

Рекомендации

от производителей электродов включают тип основного металла для

, для которого подходят данные электроды.

(2) В большинстве случаев электроды с прямой полярностью (электрод

отрицательный) обеспечит меньшее проникновение, чем обратная полярность

электродов (положительный электрод) и, по этой причине, допускает

увеличенная скорость сварки.

Хорошее проникновение можно получить с

любого типа при надлежащих условиях сварки и манипуляции с дугой.

ч.

(1) Электроды с покрытием, которые можно использовать как с прямым, так и с

В наличии

переменного тока.

желательно при определенных условиях эксплуатации.

Переменный

ток уменьшает

Влияние постоянного тока на молибденовые подкачивающие электроды

Рене Мейлеман рассказывает о последних разработках в системах наддува стекловаренных печей с регулируемым СКВ.

Системы обогрева электропечи, в основе которых лежат ступенчатые или регулируемые трансформаторы, используются уже несколько десятилетий. С помощью молибденовых электродов, помещенных непосредственно в расплав стекла, стекло нагревается за счет протекания между ними больших токов. Эти системы электрического повышения мощности обычно используются для увеличения производительности стекловаренных печей, приложения тепла к нижним областям расплава при плавлении темных стекол и создания определенных токов стеклования в расплаве.

В качестве альтернативы бесступенчатым трансформаторам переменного напряжения также используются кремниевые управляемые выпрямители (тиристоры / тиристоры), фактически сильноточные твердотельные переключатели.Поскольку для управления тиристорами с высочайшей точностью стали доступны современные цифровые сигналы и микропроцессорные технологии, эти тиристоры также можно разместить на вторичной стороне трансформатора, что позволяет сэкономить средства на втором понижающем трансформаторе.

Сегодня доступны различные режимы срабатывания тринистора и современные стратегии переключения ответвлений с динамической нагрузкой для улучшения коэффициента мощности и гармонических искажений. При прямом подключении тиристоров к молибденовым электродам могут возникать небольшие постоянные токи, что приводит к нежелательному сокращению срока службы электродов.Чтобы преодолеть этот главный недостаток, связанный с контролем SCR, непосредственно контролирующим молибденовые электроды, были успешно внедрены стратегии устранения постоянного тока. Сегодня системы наддува стекловаренной печи с SCR полностью приняты в отрасли, обеспечивая высокую точность, высокую производительность и не требующую обслуживания твердотельную технологию.

Электрохимическое воздействие на электроды и катодная защита электродов, усиленная постоянным током, остаются в значительной степени неизученными. В этой статье основное внимание уделяется преимуществам современной технологии SCR, методов устранения постоянного тока и стратегий католической защиты для потенциально продления срока службы молибденовых электродов.

Объективы

В последнее время, похоже, наблюдается тенденция к увеличению мощности наддува, чтобы иметь возможность увеличивать тяговые усилия печи при сохранении той же занимаемой площади печи. При увеличении тягового усилия за счет увеличения мощности наддува надежность системы наддува становится жизненно важной. Кроме того, системы наддува печи являются важным инструментом для повышения эффективности регулирования температуры стекловолокна и улучшения характеристик плавления / очистки.

Повышение давления стало важной контролируемой величиной и для современных систем управления технологическими процессами.Современная мощная электроника и конструкции трансформаторов открывают новые возможности для инновационных и энергосберегающих схем повышения мощности печи и в то же время избегают общих недостатков. Однако одним из часто упоминаемых недостатков этой технологии является возможное побочное действие постоянного тока (постоянного тока) контроллеров кремниевых выпрямителей и его последствия для ожидаемого срока службы электрода. Срок службы электродов чрезвычайно важен для производителей стекла, поскольку они хотят избежать чрезвычайно высокой стоимости электродов, рисков полной пересылки электродов и значительных простоев, связанных с повышением напряжения.

Поскольку существует значительное недоразумение относительно компонентов постоянного тока и возможностей исключения постоянного тока, в этой статье делается попытка прояснить некоторые из этих вопросов и отделить смысл от бессмыслицы. Основное внимание будет уделено так называемым системам SCR (кремниевый выпрямитель).

Основы

Существует много способов управления электрической мощностью системы наддува печи. До того, как стали доступны переменные трансформаторы большой мощности, трансформаторы с несколькими ответвлениями, мощность можно было регулировать только в несколько заранее определенных шагов, и во многих из этих приложений первичное напряжение трансформатора должно было отключаться до того, как можно было переключить вторичные ответвления.Это приводило к нежелательному износу распределительного устройства высокого напряжения и, в конечном итоге, к нежелательному прерыванию из-за необходимости технического обслуживания распределительного устройства. Отрицательные эффекты колебаний входящей мощности трудно контролировать с помощью таких систем, и поэтому эти колебания входящей мощности могут иметь прямое, относительно быстрое и неконтролируемое влияние на температуру стекла. Сегодня устанавливаются трансформаторы большой мощности с регулируемой мощностью. Основное преимущество этих трансформаторов заключается в том, что они способны непрерывно подавать регулируемую мощность на повышающие электроды.Эти трансформаторы способны контролировать колебания входящей линии электропередачи и легко адаптируются к (усовершенствованным) стратегиям управления печью. Основным недостатком является то, что первичные скользящие тросы подвержены износу, особенно в тех приложениях, где они используются для контроля постоянных колебаний входящей линии.

Ремонт механических частей таких трансформаторов дорог и требует много времени. Поскольку они обычно заполнены маслом, они также должны быть размещены на расстоянии от печи и, следовательно, должны иметь длинную проводку электродов или шины с соответствующими нежелательными потерями мощности.Одновременно стали доступны мощные кремниевые выпрямительные системы, которые также нашли свое применение в системах управления повышением температуры печей. Их основные преимущества заключаются в том, что они основаны на твердотельной технологии и не имеют признаков износа, что они постоянно контролируются и что они способны точно регулировать мощность, напряжение или ток. Хотя высокопроизводительная часть этих контроллеров в основном осталась прежней, цифровая микроэлектроника взяла на себя часть, которая управляет этими SCR, что привело к новым способам управления и повышенной точности.

Постоянный ток на электродах

На раннем этапе внедрения систем с SCR-управлением, обсуждение так называемых компонентов постоянного тока стало проблемой для промышленности. Однако, чтобы понять эти проблемы, мы должны понимать работу компонентов постоянного тока, их возможное влияние на процесс и поток, которые отражаются на современных системах с SCR-управлением. Существуют даже постоянные токи, которые положительно влияют на процесс, и этот эффект заслуживает дальнейшего изучения.На коррозию молибдена влияет множество причин, которые не всегда можно разделить. Как правило, к сожалению, любые компоненты постоянного тока на молибденовых повышающих электродах считаются вредными для процесса плавления стекла и / или износа / срока службы электрода.

Некоторые производители стекла даже не хотят, чтобы тиристоры напрямую соединялись с их электродами, предпочитая иметь трансформатор между регулятором тиристора и электродами. Некоторые поставщики повышающих систем заявляют, что могут измерять эти компоненты постоянного тока до нескольких милливольт, но не указывают, что они измеряют.Некоторые утверждают, что измеряют и корректируют составляющую постоянного тока, сдвигая положительный и отрицательный фазовые углы, что приводит к обратным результатам.

Некоторые предлагают небольшой источник питания постоянного тока, который подает особый непродуктивный постоянный ток. Как будет видно, все кажутся действительными решениями, но их ценность трудно доказать. Насколько я смог найти, следует учитывать три различных компонента постоянного тока:

Управление тиристором с помощью компонентов постоянного тока
Электрохимические компоненты постоянного тока между молибденовыми электродами и стеклом
Катодная защита применяется постоянным током Текущий.

Прежде чем обсуждать влияние постоянного тока на электроды, необходимо учесть, что почти во всех публикациях доказано, что общий износ электрода в значительной степени зависит от плотности тока на электродах и химического состава стекла. «Количество корродированного молибдена приблизительно эквивалентно в широких пределах нагрузки переменного тока. Расширение поверхности электрода — это простой метод уменьшения коррозии молибдена, поскольку достигается более низкая плотность тока нагрева.Поэтому в первую очередь следует учитывать количество А / см2, подаваемое на электроды, прежде чем принимать во внимание другие проблемы.

Компоненты постоянного тока для управления SCR

Чтобы понять ход возможных токов постоянного тока, необходимо объяснить основы управления SCR. По сути, контроллеры SCR построены на двух антипараллельных тиристорах. Тиристор можно рассматривать как твердотельный односторонний переключатель, который можно включить через так называемый «затвор» в любое время во время переменной синусоиды, если анод положительный, а катод отрицательный.

Тиристор перестанет проводить, как только пройдет нулевое напряжение синусоидальной волны. В антипараллельной конфигурации этих двух тиристоров один будет следить за положительной частью синусоидальной волны, а другой — за отрицательной. Таким образом, пара тиристоров этого типа способна управлять переменным током.

До тех пор, пока оба тиристора физически одинаковы и работают с одним и тем же фазовым углом, как положительная, так и отрицательная проводимая части синусоидальной волны будут одинаковыми, и никаких дополнительных компонентов постоянного тока вводиться не будет.Имейте в виду, что для управления этими фазовыми углами важно, чтобы контроллер предсказывал точное пересечение нуля приложенным переменным током.

В первые дни управления SCR, основанного на аналоговой технологии зажигания, точность стрельбы была сомнительной, а производство SCR высокой мощности было затруднено. Сегодняшнее качество производства SCR и применяемый Eurotherm метод управляемого зажигания с помощью цифрового сигнального процессора, как правило, не вводят компоненты постоянного тока, и, следовательно, коррекция не требуется.В заключение, управляющие постоянные токи SCR могут быть введены SCR только в том случае, если они напрямую подключены к повышающим электродам, работают в режиме фазового угла и / или если появляются постоянные токи, они всегда будут проходить между повышающими электродами.

Электрохимический компонент постоянного тока, влияющий на

Молибден — это металл с высокой прочностью и температурой плавления (2610 ° С), поэтому он отвечает наиболее важным требованиям для использования в качестве повышающего электрода.Есть несколько исключений, таких как платина, оксид олова и графит, наиболее часто используемые материалы для усиления электродов.

Молибден и стекло, особенно в условиях высоких температур, будут химически взаимодействовать. Поскольку молибден является одним из наименее благородных веществ, он будет окисляться почти всеми другими поливалентными катионами, вызывая определенные количества постоянного тока, протекающего между электродами и расплавом стекла, то есть между электродами и заземляющим электродом.

Применяемая катодная защита Постоянный ток

Согласно исследованию Б. Флейшманна и К. В. Мерглера, электрохимическая защита молибденовых электродов возможна.При наложении отрицательного постоянного тока на греющий переменный ток наблюдается образование слоя MoSix, уменьшающего коррозию. Однако эффект, по-видимому, основан на постоянном токе, приложенном к электродам в отношении огнеупора плавильного чана или противоэлектрода.

Однако некоторые положительные эффекты были замечены, когда такой ток подавался между самими греющими электродами. Для определения наилучших результатов необходимы испытания на месте. Тем не менее, промышленные испытания полностью электрического расплава показали, что потери молибдена в электродах уменьшились почти вдвое.

Чтобы иметь возможность применять такой постоянный ток катодной защиты, требуется средний отвод на повышающем трансформаторе, а часть управления мощностью SCR должна находиться на первичной стороне трансформатора.

Схема системы управления повышением на основе SCR

Поскольку на повышающие электроды обычно подается огромное количество мощности, достигающей от нескольких кВА до нескольких МВА, обычно входящие линии напрямую используются для питания этих систем. Напряжение на входящей линии составляет от 8 кВ до 25 кВ.Однако повышающие электроды обычно работают от нескольких сотен вольт, в зависимости от состава электродов, состава стекла и номинальной мощности. Нормальное повышающее напряжение составляет около 200–300 В переменного тока. Для преобразования высокого напряжения входящей линии в подходящее напряжение электрода используются трансформаторы в различных конфигурациях системы.

Одиночный трансформатор и управление одиночным тиристором

Одиночный трансформатор изменяет натяжение входящей линии непосредственно на подходящее напряжение электрода.SCR контролирует количество мощности с помощью сдвига фаз. Из-за единственного тиристора обычно такие приложения работают в режиме срабатывания по углу сдвига фаз, что приводит к низкой энергоэффективности и высокому уровню гармонических искажений в линии. В такой конфигурации могут быть введены компоненты постоянного тока, и следует рассмотреть возможность применения системы исключения постоянного тока.

Понижающий трансформатор, LTC под нагрузкой и повышающий трансформатор

Стандартный трансформатор понижает напряжение входящей линии до предварительно определенного и стандартизованного напряжения.LTC под нагрузкой гарантирует лучшую энергоэффективность и минимальные гармонические искажения. Второй трансформатор (с водяным охлаждением) рядом с электродами обеспечивает минимальные потери в кабелях / сборных шинах. Никакие возможные компоненты постоянного тока SCR не будут передаваться через повышающий трансформатор, и нет необходимости в системе исключения постоянного тока или опасаться отрицательных побочных эффектов постоянного тока. При желании систему можно адаптировать для катодной защиты, подающей постоянный ток через средний отвод на вторичная сторона повышающего трансформатора.

Выводы

Технология твердотельных кремниевых выпрямителей прошла долгий путь с момента появления систем повышения давления в стекловаренных печах.Сегодня сверхбыстрое микропроцессорное управление и цифровая обработка сигналов являются частью современных свободно программируемых контроллеров SCR.

Сварочные электроды | Электроды от Электродгруп | Производство электродов МР, УОНИ, ОЗС, АНО,

Электроды для постоянного тока

Немного о сварочных заблуждениях

Кратко о задачах покрытия

Какие электроды для постоянного тока

Об электродах с основным покрытием

Чем характерны фтористо-кальциевые «постоянки»

Марки электродов постоянного тока

Хранение и подготовка к использованию

марки, свойства, достоинства и недостатки

Свойства

Достоинства

Особенности работы

Интересное видео

Электроды для сварки постоянным током

Производители Электродов для постоянного тока из России

Выбрать Электроды для постоянного тока: узнать наличие, цены и купить онлайн

Поставки Электроды для постоянного тока оптом напрямую от завода изготовителя (Россия)

Крупнейшие заводы — кто можете изготовить Электроды для постоянного тока

машины и аппараты для дуговой (включая плазменно-дуговую) сварки металлов

Изготовитель Машины и аппараты для ручной сварки покрытыми электродами

Поставщики Выпрямители

Крупнейшие производители резисторы переменные

Экспортеры Автоматические или полуавтоматические машины и аппараты для дуговой (включая плазменно-дуговую) сварки металлов

Компании производители Распределители; катушки зажигания

Части машин электрических и аппаратуры

Части и принадлежности осциллоскопов

Машины и аппараты (кроме автоматических или полуавтоматических) для сварки металлов сопротивлением кроме машин для сварки встык

Горелки газовые с дутьем

двигатели постоянного тока мощностью не более

Поликристаллические полупроводниковые выпрямители

Части горнов

Машины и аппараты для ручной сварки покрытыми электродами

Доставка Электродов для постоянного тока за границу

Заполнить контактные данные

Инверторный сварочный аппарат ФОРСАЖ-315М (промышленный трехфазный сварочный аппарат постоянного тока для сварки штучными электродами MMA) (Код: )

Электроды УОНИ 13 55 постоянного тока

Что означает DCEP в сварке?

Что означает DCEP?

Преимущества

Недостатки

Что означает DCEN?

Преимущества

Недостатки

Источник постоянного тока

Преимущества

Источник питания переменного тока

Преимущества

Полярность и сварочные характеристики

Связанные вопросы

Какую полярность использовать?

Какой стик использовать для полярности переменного и постоянного тока?

Что происходит при сварке с неправильной полярностью?

Похожие сообщения:

Разработка электроники и электродов для безопасного стимулятора постоянного тока

Абстрактные

Что такое транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS)?

Основы транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS):

Как выглядит устройство транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS)?

Каковы побочные эффекты транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS)?

На что похожа транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS)?

Что мы не знаем о транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS)?

Где я могу получить транскраниальную стимуляцию постоянным током (tDCS)?

Одобрено ли tDCS FDA?

Сколько стоит tDCS?

Может ли tDCS лечить тревогу?

Может ли tDCS лечить депрессию?

Каковы преимущества tDCS?

Список литературы

Постоянный ток (DC) Плазменный — Spang Power

Рационально структурированный электрод трибоэлектрических наногенераторов постоянного тока для сверхвысокой эффективной поверхностной плотности заряда

Конструкция и механизм работы MDC-TENG

Сравнение скользящих AC-TENG и MDC-TENG

Производительность MDC-TENG при различных параметрах движения

Оптимизация структуры и выходные характеристики MDC-TENG

Применение MDC-TENG для управления электронным устройством

Электроды для дуговой сварки постоянным током.

Влияние постоянного тока на молибденовые подкачивающие электроды

Добавить комментарий Отменить ответ