Страница не найдена — steelfactoryrus.com

Своими руками

Содержание1 Самодельная лебедка на УАЗ1.1 Особенности различных типов лебедок1.2 Электрическая и механическая лебедка своими

Сталь

Содержание1 Использование нержавеющей стали для дымоходов1.1 Достоинства дымоотвода из нержавеющей стали1.2 Правильный выбор материала

Своими руками

Содержание1 Станок для завитков своими руками1.1 Изготовление самодельных вертикальных устройств из металла, профтрубы и

Своими руками

Содержание1 Серебрение в домашних условиях: обзор способов покрытия серебром1.1 Как выполняется серебрение меди и

Алюминий

Содержание1 Техника сварки инвертором алюминия электродами в домашних условиях1.1 Особенности работы1.2 Что нужно знать,

Изготовление

Содержание1 Технология холодной навивки пружин1.1 Навивка пружин без закалки, но с последующим низкотемпературным отпуском1.2

Страница не найдена — steelfactoryrus.com

Алюминий

Содержание1 Пресс-формы для литья алюминия под давлением1.1 Применение1.2 Опыт1.3 Описание форм 1.4 1) Пресс-форма «Крепёж»1.5

Своими руками

Содержание1 Как обшить дом профнастилом: как обшить деревянный дом профлистом1.1 Что это такое1.2 Разновидности

Сверла

Содержание1 Как правильно заточить сверло по металлу, особенности заточки и видео советы1.1 Что такое

Металл

Содержание1 Причины залипания электрода во время сварки1.1 Основные причины залипания1.2 Низкое качество1.3 Влияние силы

Сверла

Содержание1 Набор буров для перфоратора – в чем отличие от сверла? (+ 4 видео)

Алюминий

Содержание1 Особенности фрезеровки заготовок из алюминия1.1 Особенности обработки1.2 Обработка алюминия на высоких скоростях2 Фрезеровка

Страница не найдена — steelfactoryrus.com

Своими руками

Содержание1 Пресс для отжима масла (маслопресс)1.1 Промышленный отжим масла1.2 Домашний отжим масла2 Пресс для

Сварка

Содержание1 Самодельный полуавтомат сварочный своими руками: схема, как правильно использовать1.1 Переделываем инверторный трансформатор1.2 Настройка1.3

Своими руками

Содержание1 Сварочный полуавтомат своими руками: как сделать, схема и все подробности1.1 Что потребуется?1.2 Принцип

Обработка сталей

Содержание1 Продукция — Техмашхолдинг — группа компаний, официальный сайт1.1 Цементированная сталь 2 Цементация стали

Нержавейка

Содержание1 Сварочная проволока для полуавтомата (нержавейка): настраиваем подачу и диаметр1.1 Маркировка нержавеющей проволоки для

Металл

Содержание1 Электрические ножницы по металлу: строение, внешний вид и преимущества использования (125 фото)1.1 Преимущества1.2

Как правильно подключить инвертор — плюсом на электрод или минусом | ММА сварка для начинающих

Многие из начинающих сварщиков не знают, что инвертором можно варить по-разному. Они так до сих пор и используют, стандартное подключение — плюс на электрод, а минус на металл.

Однако если подключить инвертор по-другому, к минусу электрод, а к плюсу металл, то можно добиться лучшего углубления сварочного шва. Простыми словами, при таком подключении инвертора, основная температура будет приходиться на металл, в результате чего заготовка прогреется лучше.

Ну и, наоборот, при «стандартном» подключении инвертора, когда электрод подсоединяется к плюсу, а металл к минусу, удастся не прожечь тонкую заготовку. Как это работает и в чем смысл? Как правильно подключить инвертор, плюсом на электрод или минусом? Читайте в этом обзоре.

Подключение сварочного инвертора — плюс и минус

Как было сказано выше, многие начинающие сварщики не уделяют должного внимания полярности при сварке инвертором. А если быть точнее, то некоторые и вовсе про неё ничего не слышали.

В результате этого возникает масса проблем — тонкий металл быстро прожигается, а толстый, наоборот, недостаточно проплавляется. Просто попробуйте поэкспериментировать при подключении инвертора.

Для начала подсоедините держак к плюсу аппарата, и начните варить, а затем подключите инвертор, наоборот, держателем к минусу. Вы обязательно почувствуете разницу.

Все дело в полярности, поскольку сварочный инвертор в отличие от трансформатора переменного тока, выдаёт постоянный ток. И если на трансформаторных аппаратах такой разницы в подключении кабелей нет, то вот при сварке на постоянном токе, она ещё как есть, и, причём существенная.

Обратная полярность инвертора

В данном случае речь идёт о стандартном подключении сварочного аппарата. То есть, держатель с электродом подсоединяется к плюсовой клемме инвертора. Таким образом, есть возможность варить на обратной полярности. Что это даёт?

Во-первых, уменьшается разбрызгивание металла. Во-вторых, тонкий металл, менее 2 мм, толщиной, практически не прожигается, если выдерживать очень короткую дугу и использовать электроды подходящего диаметра, не более 2-3 мм.

Многие металлы, которые не терпят перегревания, варят именно на обратной полярности. Например, нержавейку.

Прямая полярность инвертора

В данном случае, держатель электрода подсоединяется к минусовой клемме, а масса к плюсовой. Таким образом, появляется возможность хорошо проварить толстый металл, углубить корень сварочного шва и добиться более качественного соединения.

При это важно знать, что основная часть тепла, будет приходиться на металл при сварке. В результате уменьшиться расход электродов, чем на прямой полярности. Связанно это с тем, что на обратной полярности, температура на кончике электрода больше, чем на прямой полярности, поэтому и сгорание электродов происходит быстрей.

Еще статьи про сварку:

Сварка держак плюс или минус

Здесь легко и интересно общаться. Присоединяйся!

Смотря что написано на упаковке с электродами.
Сварку на постоянном токе выполняют при соединении «плюса» источника питания с изделием (прямая полярность) или электродом (обратная полярность)
Различают прямую и обратную полярности подключения электрода. Если пользоваться универсальными электродами, предназначенных для переменного и постоянного тока, которыми обычно в быту и применяют, то полярность значение не имеет. Но обычно минус подключают к электроду, т. е. работают в прямой полярности. В обратной полярности работают при сварке нержавейки, алюминиевых, медных материалов, но специальными электродами.

ты же машину варить собрался? инверторами машины не варят, тонкостенка, пожгешь, но попробуй ток поменьше, электрод 1,5. 2 и минус-на электрод, может и получится обратной полярностью

смотря какая полярность нужна. на плюс прямая полярность на минус обратная.

Электродуговой способ сварки, в отличие от традиционной газовой, отличается некоторыми особенностями. Одной из самых главных является температура нагрева дуги, которая может достигать 5000С, что значительно превышает температуру плавления какого-либо из существующих металлов. Отчасти этим объясняется большое разнообразие технологий и способов этого вида сварки, позволяющих решить при ее помощи самые различные задачи.

Виды сварки

Сварочные аппараты имеют блок выпрямительных диодов. Что создает постоянный ток, это обязательное условие для сварочных полуавтоматических аппаратов, для которых материалом является проволока. Если для аппарата требуются электроды, то это обозначает возможность использования во время работы всех их моделей. А полярность во время сварки – это залог ее качества.

Используя полуавтомат, надо соблюдать полярность подсоединения. Сварка под газовой защитой омедненной проволокой происходит с помощью полярности прямого тока. Фактически это значит:

• на деталь идет плюс;
• на держак идет минус.

Сила тока подается на деталь от проволоки, и она нагревается, в отличие от сварочной проволоки, сильнее. В итоге повышается площадь свариваемого участка. Ему необходим значительный нагрев для образования варочной ванны. Проволока, имеющая меньшее сечение, быстрей плавится и попадает на необходимый участок уже жидкой каплей. Током, который проходит от разных полярностей, увлекается расплавленный материал, получается подходящая ванна для сварки.

Используя полуавтомат без защитной газовой среды, нужно использовать специальную порошковую или флюсовую проволоку. В этом случае изменяется полярность соединения держака и «массы». На «массе» находится минус, а на держаке находится плюс. Температура плавления флюсовой проволоки имеет примерно такое же значение, как и температура плавления металла. Чтобы достичь качественного шва, необходимо, чтобы сгорел флюс. Затем ожидают два таких процесса:

• Появление газообразного облака;
• В среде этого облака и происходит сварка.

Сила тока переходит от минуса к плюсу, и падение жидкой капли металла становится более низким. Именно это обуславливает меньший нагрев металла для сварки. Так как его охлаждение не происходит под защитной газа. Поэтому образование ванны для сварки практически не отличается от сварки в газовой среде. Работа переменным током имеет определенные преимущества. Она не расходится с дугой относительно изначальной оси. А на качество соединения воздействует именно отклонение дуги.

Делая сварку генератором с переменным током, легко заметить: его полярность изменяется циклически. Циклы имеют частоту 50 Герц. Она, повысившись до плюсового напряжения, может снизиться до нуля или упасть до отрицательного уровня. Напряжение меняется с плюса на минус и, наоборот.

Сварка нержавейки и цветных металлов

Во время сварки цветных металлов, в том числе и алюминий, используют специальный вольфрамовый электрод. Причем используют во время инверторной сварки прямую полярность, на электроде находится минус. Этот вид подключения позволяет иметь необходимую температуру в участке нагрева. Это немаловажно для алюминия, потому как сперва нужно преодолеть оксидную пленку, у которой температура плавления значительно больше, в отличие от самого металла.

Полярность при сварке напрямую способствует образованию:

• более качественного шва;
• более лучшего проплавления металла, в том числе и из нержавеющей стали;
• более концентрированной узкой электрической дуги.

У процесса также существует и немаловажная экономическая часть. Используя дорогой вольфрамовый электрод меньшего диаметра, попутно добиваются уменьшения газовых затрат. Если же подключить вольфрамовый электрод при сварке в другой полярности, а именно, на держателе – с плюсом, то шов будет не таким глубоким. У данного способа есть свои преимущества. Работая с тонкими пластинами, можно не переживать, что вы прожжете насквозь изделие из нержавейки и цветного металла.

Значительным недостатком является эффект электромагнитного дутья. Образующаяся дуга выходит блуждающей, а шов – не сильно привлекательным и герметичным. Используя переменный ток, необходимо использовать электроды для переменки. Опытные сварщики обычно выбирают постоянный ток. Благодаря ему сварка создает однонаправленный проход электронов. Полярность влияет на качество сварочных работ, в том числе материала из нержавеющей стали.

Сварка прямой полярности

Сварка прямой полярности инвертором получается, если с деталью подключается «плюс» источника тока. Когда подсоединяют электрод, то в этом случае получается обратная полярность. Используя сварочный инвертор, можно самостоятельно установить на нем полярность. Полярность определяет направление передвижения потока электронов. То есть, определяется подсоединением проводов к положительной и отрицательной клеммам. При работе со сваркой обратная полярность обозначает:

• на электроде – плюс;
• на «земле» – минус.

Ток переходит от отрицательного контакта к положительному. Именно поэтому электроны переходят на электрод от металла. В результате сильно нагревается окончание электрода. Для классической сварки эффективно используют плюс – на электроде, а минус – на клемме. При прямой полярности сварки предполагается минус – на электроде, плюс – на «земле». Ток перемещается от электрода к изделию. Электрод – холодный, а изделие – горячее. Эта особенность широко используется в особых электродах, которые предназначены для быстрой сварки листов нержавеющей стали.

Важность полярности при сварочных работах

Естественно, что инверторная сварка на переменном токе не зависит, какой установлен зажим трансформатора для соединения изделия и электрода. Но вот постоянным током по сложившейся традиции сваривают несколькими способами. Электрод, подсоединенный к отрицательному полюсу, с прямой полярностью является катодом.

В анод, подсоединенное к положительному полюсу, преобразуется изделие. Обратная полярность обозначает, что электрод после подсоединения к положительному полюсу становится анодом. Катод в этом положении – это изделие, подсоединенное к отрицательному полюсу.

Материал изготовления электрода задает параметр дуги между неплавящимися электродами из вольфрама и плавящимися металлическими электродами. Сварочная дуга имеет ряд физических и технологических свойств. От этого практически полностью будет зависеть результат работы дуги. К физическим свойствам относятся:

• кинетические;
• электромагнитные и температурные;
• электрические и световые.

Основные технологические свойства имеют три вида:

• мощность дуги;
• пространственную стойкость;
• саморегулирование.

Для поддержания горения дуги требуется создать обратные электрически заряженные части в пространстве между находящимися электродами. Данные частицы – это электроны, а также положительные и отрицательные ионы. Их преобразование называется ионизацией. Газ, имеющий электроны и ионы, называется ионизированным.

Промежуток дуги ионизируется во время зажигания дуги, и все время поддерживается при ее горении. В промежутке дуги, как правило, выделяют следующие области:

В области анодов происходит значительное снижение напряжения, вызванное скоплением около электродов заряженных частиц. На поверхности анода и катода начинается появление электродных пятен, которые представляют некий фундамент дугового столба. Через них и прокладывается маршрут тока к сварке.

У сварки есть общий размер дуги, он состоит из суммарных длин 3-х областей. Общее напряжение дуги – это сумма снижений напряжения в каждой части дуги. Зависимость напряжения от размера дуги – это сумма снижения напряжения в прикатодном и прианодном участках. Удельное снижение в дуге напряжения имеет один миллиметр от столба дуги. А основной характеристикой дуги является тепловая мощность нагревательного источника.

Ее эффективность рассчитывается с учетом количества теплоты, вводимой в металл за единицу времен. Тепловая мощность – это часть общей дуговой тепловой мощности, из которой определенная доля тепла уходит непроизводительно:

• на теплоотвод в изделии;
• излучение;
• на прогрев разбрызгивающихся капель.

Технология сварочных работ дугой

Преимущество сварочных работ дугой явны. Сварка отличается по признакам:

• по среде, где находится дуговой разряд;
• по типу тока;
• по типу электродов.

Для ремонта кузовов автомобилей широко используется дуговая сварка полуавтоматом в защитной среде газа. Для частного пользования наиболее доступной является дуговая ручная сварка. Она делается плавящимися электродами на переменном или постоянном токах. Это хороший шанс сварить в не заводской обстановке большую часть видов металлов.

Размер между поверхностью основного изделия и дном кратера является глубиной провара или проплавления. Глубина зависит:

• величины сварочного тока;
• от скорости передвижения дуги.

Если размер дуги сварки не больше, чем размер стержня электрода, то эта дуга называется нормальной или короткой. Она гарантирует великолепное качество шва. Дугу, которая имеет большую длину, считают длинной. Очень большое наращивание размера дуги приводит к ухудшению качества сварки. Влияние магнитного поля создает отклонение дуги от заданного направления. Это называется электромагнитным дутьем.

Электрод во время процесса передвигается вдоль и поперек сварочного шва в направлении оси, дабы сохранить заданный размер дуги. Ускоренное перемещение электрода приводит к образованию узкого, неровного и неплотного шва. При медленном передвижении есть опасность пережога материала.

Сварочные швы по форме бывают:

По длине швы разделяются на сплошные и прерывистые. По пространственному расположению имеют такие разновидности:

Источники питания: трансформатор для сварки, выпрямитель, генератор – при внешнем показателе имеют связь величины нагрузочного тока с напряжением на зажимах выхода. Вольтамперный показатель дуги – это соотношение между напряжением в статическом режиме и током дуги. Внешние показатели сварочных генераторов считаются падающими.

На размеры и форму шва также влияют вид электротока и его полярность. То есть, постоянный ток обратной полярности обеспечивает гораздо большую глубину плавления, чем постоянный ток с прямой полярностью, это объясняется разными количествами тепла, появляющимися на аноде с катодом. От повышения скорости процесса сварки глубина и ширина шва провара снижаются.

Осуществляя сваривание конструкции при помощи постоянного тока, важно знать, что качество шва будет зависеть во многом от настроек аппарата. Важным нюансом будет то, что кроме регулятора силы тока необходимо правильно выбрать полярность. Может быть всего два вида – это прямая и обратная полярность при сварке инвертором.

Что означает прямая полярность

Для того чтобы добиться качественного шва во время сварки различных сталей, важно знать, какая полярность подходит под материал, который нужно обработать. Общая суть сварки инвертором состоит в том, что у аппарата должны быть гнезда «+» и «-«. В зависимости от того, к какому гнезду будет подключаться масса, а к какому – электрод, и будет зависеть полярность.

Прямая полярность подключается таким образом: к плюсовому гнезду добавляют массу, а к минусовому – электрод. Тут важно знать, что род и полярность тока будет обусловлена существованием анодного и катодного пятна. Во время наличия прямой полярности при сварке анодное пятно, которое является более горячим, будет образовываться на стороне заготовки.

Что означает обратная полярность

При обратной полярности логично, что подключение массы и электрода меняют местами. То есть к плюсовому гнезду подключают электрод, а к минусовому гнезду – массу. Здесь нужно понимать, что при подключении гнезд таким образом анодное пятно также будет образовываться, однако оно появится не на стороне заготовки, а на противоположной от нее, то есть на электроде.

Важное замечание! Подключение полярности вручную осуществляется лишь при сварке инвертором, то есть при наличии постоянного тока. При осуществлении этого же процесса, но на переменном токе смена полярности осуществляется до сотни раз за секунду самостоятельно. Поэтому способ подключения не имеет значения.

Как можно было заметить, отличие прямой и обратной полярности при сварке инвертором заключается в том, что анодное пятно будет образовываться в разных местах.

Критерий выбора полярности

При смене подключения специалист меняет место концентрации нагрева, перенося его либо на заготовку, либо на сам электрод. Здесь важно знать, что за нагрев отвечает гнездо с плюсом, а значит, при прямом подключении максимальная температура будет наблюдаться на сварочном шве. При обратном подключении максимальная температура уходит на разогрев расходного элемента. Зная эту особенность, можно самостоятельно выбирать схему подключения, исходя из такого параметра, как толщина материала. Выбор между прямой и обратной полярностью при сварке будет сильно зависеть от толщины металлического изделия. Если этот параметр имеет среднее или высокое значение, то лучше всего прибегнуть к прямой полярности. Это объясняется тем, что сильный нагрев заготовки обеспечит более глубокий шов, что, в свою очередь, повысит и качество сварного шва. Прямая полярность также используется при необходимости отрезать куски металла. И, напротив, при сваривании менее тонких металлических заготовок рекомендуется использовать обратное подключение, так как материал не будет сильно перегреваться, а вот электрод станет плавиться гораздо быстрее.

Прямая и обратная полярность при сварке будет также зависеть от типа металлического изделия, которое необходимо обработать. Важно понимать, что возможность самостоятельно изменять тип подключения сказывается на эффективности работы с разного рода заготовками. В качестве примера можно привести сварку нержавеющей стали или же чугуна. При работе с такими материалами лучше всего использовать обратную полярность, при которой удастся избежать сильного перегрева сырья, что избавит от создания тугоплавкого сварного соединения. А вот, к примеру, для работы с таким типом металла, как алюминий, лучше всего использовать прямую полярность при сварке. Так как при малом нагреве пробиться через оксилы этого сырья будет очень и очень сложно. Чаще всего к каждому материалу имеется рекомендация, в которой прописано, каким типом полярности лучше обрабатывать эту заготовку.

Типы электрода и проволоки

Еще одна очень важная деталь, которую необходимо учитывать при сварке инвертором прямой полярности или же обратной, – это тип электрода, который, так же как и металл, имеет свои характеристики при разных температурных режимах. Чаще всего параметры связаны с типом флюса, используемого в основе расходного материала. Допустим, имеется электрод угольного типа. Использовать обратное подключение для работы с таким элементом нельзя, так как слишком большой нагрев расходника такого типа перегреет флюс и товар придет в полную негодность. Можно использовать лишь сварку постоянным током с прямой полярностью. Здесь, как и в случае с металлическими заготовками, чтобы не ошибиться, лучше всего изучать маркировку и рекомендации производителя по работе с каждым типом расходника в отдельности.

Свойства прямой полярности

Вполне очевидно, что имеются свои плюсы при сварке прямой и обратной полярностью. Если говорить о первом типе подключения, то можно выделить следующие пункты:

• полученный сварной шов будет достаточно глубоким, но при этом довольно узким;
• используется при сварке большинства металлических заготовок, толщина которых выше чем 3 мм;
• осуществлять сварку, к примеру, цветной стали можно лишь при наличии вольфрамового электрода, а также при прямом подключении инвертора;
• прямая полярность при сварке металлов также отличается более стабильной дугой, что, в свою очередь, обеспечивает более высокое качество сварного шва;
• при использовании прямого подключения строго запрещается применять электроды, которые подходят для сварки переменным током;
• прямая полярность также отлично зарекомендовала себя в резке металлических заготовок.

Свойства обратной полярности

Также как прямая полярность при сварке имеет свои сильные и слабые стороны, обратное подключение тоже можно охарактеризовать некоторыми свойствами:

• Если использовать сварку с постоянным током, но сделать обратное подключение, то в результате шов получится не слишком глубоким, но очень широким.
• Наилучшее качество шва достигается лишь при работе с металлами, имеющими малую толщину, если применять обратную полярность для сварки толстого сырья, то качество шва будет слишком неудовлетворительным.
• При сварке на обратном подключении строго запрещается использовать электроды, которые нельзя перегревать.
• Если сила тока значительно уменьшается, то сильно будет ухудшаться и качество шва из-за того, что дуга начнет «скакать».
• Так как обратная полярность чаще всего используется для сварки высоколегированных сталей, то необходимо руководствоваться не только правилами сварки инвертором, а еще и учитывать требования металла к длительности рабочего цикла, а также к процессу остывания металла.

Смена полярностей

После того как человек детально изучит особенности сварки при прямой полярности, а также при обратной становится довольно просто отвечать на вопрос, зачем же ее менять. Если коротко подвести итоги, то можно сказать следующее:

Использование прямой полярности оправдано в случаях большой толщины металла. Также этот тип подключения оправдывается в том случае, если происходит сварка цветного металла: латунь, медь, алюминий. Наиболее важно обратить свое внимание на работу с алюминием, так как его оксидная пленка имеет огромное значение температуры плавки, которая сильно превышает температуру плавления самого сырья. Другими словами, можно сказать, что прямая полярность при сварке – это грубая обработка и соединение конструкции.

Обратное подключение же, в свою очередь, используется для работы с тонкими сталями. Кроме этого ее применяют при обработке высоколегированной или нержавеющей стали. Эти материалы плохо переносят перегрев, а потому использовать плавку с высокой температурой нельзя. То есть работа на обратном подключении считается более тонкой.

Из этого можно сделать вывод, что ответом на вопрос, зачем менять полярность при сварке электродами, станет то, что от этого зависит качество сварного шва, а также работоспособность самого расходника, так как не все электроды можно подключить обратным способом.

Заключение

Если подвести итог всему вышесказанному, то применение инвертора или полуавтомата для сварки в быту – это очень распространенное дело. Но вот правильный выбор подключения при постоянном токе, а также знание того, какой материал каким способом нужно варить, – это основная информация, необходимая для успешного завершения работы. Если эти знания имеются, то применение этих инструментов не станет проблемой.

Купил сварочный инвертор.куда подключать держак на плюс или минус?

Раздел: Вопросы | Автор: Менеджер 7 февраля 2011 | 0 комментариев

 

Нами строителям был задан рабочим такой вопрос:

Купил сварочный инвертор.куда подключать держак на плюс или минус?

Вот что они ответили:

Ответ №1
Постоянка? тогда наверное плюс держак минус масса

Ответ №2
На инверторах обычно обратная полярность тоесть на минус хотя можно и на плюс только нагрузка будет больше на аппарат перегреватся будет,

Ответ №3
Держак на-

Ответ №4
Держатель подключают к минусу, если хотят хотят лучшего проплавления металла при сварке (значительные толщины свариваемого металла). а когда хотят избежать прожогов, (при сварке незначительных толщин) – держатель подключают к плюсу. впрочем, разница может быть и незаметной. многое зависит от напряжения в вашей электросети.

Ответ №5
Смотреть на упаковку электродов, там написана прямая или обратная полярность. обычно на держаке минус.

Ответ №6
Электрод на плюс , а можно экспериментально попробовать как лучше будет варить , и не плохо бы-лоб почитать инструкцию ! удачи !

Ответ №7
Прямая полярность на минус,обратная на плюс.если на электродах указано.

Ответ №8
Только на плюс.

Ответ №9
Смотря,что и чем варим.чермет или н/рж+эл-ды пост.,то на -,если эл-ды перем. лучше на +.

 

  Полезная информация:

  Какой сварочник выбрать для варки порогов у авто, сварки ящика из тройки и сварки ворот в гараже? инвертор? полуавтомат?

  Prorab forward 241 (сварочный инвертор) ваше мнение о сие продукте?

  Вопрос к мужчинам. хочу подарить мужу шуруповерт. на каком остановиться. не навороченный и надежный.интерскол, skil?

  Как провести дезинфекцию погреба? какие есть варианты?

 

 

Ручная дуговая сварка

Контакты Поиск по сайту         Россия, г. Петропавловск-Камчатский, Северо-Восточное шоссе, 48 ст1 р-он «Лыжная база Лесная»  г. Елизово ул. Магистральная 8а к1. р-он Кольца Телефон: Петропавловск-Камчатский +7 (4152) 49-51-79; 49-34-33 Елизово +7 (4152) 33-73-83 Сервисный Центр 8(9638) 315-063  E-mail: [email protected]            [email protected]

Дуговая сварка металла в защитной среде (ММА). Эта статья — небольшой теоретический урок сварки для начинающих. Дуговая сварка металла — наиболее общий и универсальный метод соединения металла. Технология дуговой сварки: электрический ток от сварочного источника образует дугу между основным металлом и расходуемым электродом. На электроде горит обмазка, которая выделяет газ, защищающий область от контакта с кислородом воздуха. Окружающий газ перегрет и плавит металл, при этом металл с электрода переносится в сварочную ванну. Когда вы будете учится сварке или что-то чинить, первым шагом будет научится хорошо вести сварочный шов. Перед тем, как начнем жечь электроды, мы узнаем об применяемом оборудовании. Задача сварочного аппарата , независимо от его размера или формы, проста: обеспечить большой регулируемый ток, идущий к электроду. Сварочный аппарат ручной дает постоянный или переменный ток на электрод. Раньше для сварки использовали трансформаторы, сейчас большим спросом пользуется сварка сварочным инвертором, так как они легки, не габаритны, стойки к просаживанию сети. Сварка прямой и обратной полярности. Если вы используете переменный ток, то и электроды должны использовать для переменки. Профессиональные сварщики используют постоянный ток. Сварка постоянным током дает поток электронов одного направления. На сварочном инверторе есть возможность выбрать полярность. Полярность при сварке определяет направление движения потока электронов. И зависит от того, как подключены провода к положительной и отрицательной клемме.   Обратная полярность при сварке: плюс на электроде, минус на клемме «земля». Известно, что ток идет от отрицательного к положительному контакту, поэтому электроны движутся от металла на электрод. Это приводит к сильному нагреву конца электрода. Для обычной сварки используется плюс на электроде, минус на клемме.   Прямая полярность при сварке: минус на электроде, плюс на клемме «земля». Ток идет от электрода к металлу, электрод холодный, а металл горячий. Это используется в специальных электродах для скоростной сварки листового металла.   Комплектация сварочника. Запомните! Разные аппараты сваривают по-разному! Поэтому при обучении используйте один аппарат, насколько это возможно. Также важны изолированные медные провода. Они бывают разных размеров (сечения). На конце основного провода ставится быстросъемный зажим, к нему присоединяется 3 или 4 метровый провод определенного сечения с электрододержателем, он может быть разным: небольшим на 200А или более крупным на 300 А или даже на 500А (используются для толстых электродов и больших токов). Для обычного (домашнего) применения 200А удобнее. Есть разные виды держателей: один как пасатижи, а есть держатель сварочный, в который вставляют электрод и поворачивают ручку (если нужен электрод под различными углами, вы можете согнуть его у основания). Так же нужна клемма заземления с быстросъемным зажимом. Светофильтры. Яркость дуги очень высокая, поэтому вам нужен защитный светофильтр, для того, чтобы видеть расплавленную ванну и для того, чтобы защитить глаза от ожога. Они бывают разных номеров. Меньше цифра — светлее фильтр маски сварщика. Люди по-разному чувствительны к свету. Светофильтр сварщика должен защищать глаза, но вы должны ясно видеть сварочную ванну. Если вы используете толстые электроды и большие токи, вы должны применять светофильтры с большим номером. Светофильтры для масок достаточно хрупкие. Чтобы защитить их от искр или царапин используйте защитные пластиковые стекла спереди и сзади. При сборке маски используйте уплотнитель и клипсу. После установки фильтра посмотрите на свет, проверьте, что нет зазоров. Когда начнете варить, проверьте снова, и если есть засветка, вы гарантированно получите ожог сетчатки (зайчик). Заменяйте сварочные защитные стекла, когда они грязные или поцарапались. Чистота стекла очень важна для четкого видения сварочной ванны. Начинаем сваривать! Электроды сварочные покрыты флюсом, он делает возможным весь процесс сварки. Сгорая, флюс создает защитный газ и очищает ванну, вытесняя кислород воздуха, удерживая его от соединения с расплавленным металлом, не давая образоваться порам, а так же стабилизирует дугу и поддерживает чистоту расплавленного металла. Когда металл остывает, образуется сварочный шлак, обеспечивая дополнительную защиту металла от воздуха. Сварка — это практика шаг за шагом, это не трудно. Сначала обратите внимание, чтобы все было готово для сварки. В любой момент сварки вам должно быть удобно! Электрод сгорает не сразу, поэтому расслабьтесь, возьмите держак обеими руками и обопритесь о стол настолько устойчиво, как это возможно. Когда все готово, начинайте процесс дуговой сварки, опустите щиток сварщика или настройте зажим маски, чтобы по кивку головы она опускалась. Зажигать дугу надо, как зажигают спичку: чиркайте электродом по металлу и ведите конец на начало шва. При чиркании начнет плавится флюс электрода, который очищает ванну. Чтобы избежать следов, чиркайте в направлении, куда будете варить. После чирканья электродом возник поджиг дуги, конец электрода должен находится в 3-х мм от поверхности, это создает зазор для дуги, оттуда идет яркий свет. Когда свариваете, не надо смотреть на свет, смотрите дальше дымящихся искр, фокусируйтесь на расплавленной ванне за электродом. Удобнее брать держак так, чтобы его рычаг был под большим пальцем. Чтобы извлечь электрод, возьмите его левой рукой, нажмите рычаг и достаньте электрод. Если электрод залипает, то скорее всего флюс на кончике поврежден. Чиркните, чтобы сжечь конец электрода до того, как начнет заполняться сварочная ванна. Когда дуга загорелась, начинайте формировать ванну, здесь нужно некоторое время, чтобы прогреть основной металл. По времени это занимает 2-3 маленьких оборота электродом вокруг сварочной ванны. Далее во время сварки основной металл прогревается и ванна расходится. Сначала ванна маленькая, сделайте так, чтобы ванна была достаточно широкой и не меняла форму. Контроль дугового промежутка. Во время сварки держите электрод над металлом. Это называется дуговой промежуток. Контролировать этот зазор первое и наверное САМОЕ ВАЖНОЕ, чему надо научиться. Во время продвижения по шву электрод расходуется, поэтому его надо опускать. Все время вам надо удерживать постоянный зазор между концом электрода и основным металлом.  Если зазор мал, то нет времени на прогрев основного металла, шов будет выпуклый с несплавлением по краям. Если зазор очень большой, дуга начнет скакать, будет плохой провар и тяжело управлять укладкой наплавляемого металла. Постоянный зазор нормальной величины — первый шаг к управлению сварочной ванной и формированием нормального шва с хорошим проваром. Чем лучше вы управляете длиной дуги, тем лучше вы будете варить! Когда дуга проходит через зазор, она плавит основной металл и формирует сварочную ванну. Так же она переносит металл с электрода в ванну. Формирование шва. Дефекты сварных швов. Это шов электродом, который быстро двигали. Линия ванны находится ниже поверхности основного металла. Интенсивная дуга этого электрода проникая глубоко в основной металл, отталкивает ванну назад и формирует шов. Когда свариваете, смотрите по сторонам шва, он должен быть на уровне металла.Формирование шва обычно происходит круговыми или зигзагообразными движениями. При круговых движениях, двигаясь вбок, смотрите справа от сварочной ванны, потом наверх границы ванны и шлака, а потом на другую сторону и просто распределяйте ванну по кругу, такова техника дуговой сварки. Зигзагообразные движения из стороны в сторону делают похожий шов: смотрите с одной стороны, наверх ванны и с другого края. Каждый раз, когда вы меняете направление, нужно понимать, что расплавленная ванна следует за теплом. Когда вы движете ванну поперек, заполняющий металл с электрода движется позади, а если металла вокруг недостаточно, вы оставляете подрезы. Подрез- это пустое место, канавка на краю шва, ниже уровня металла. Вы можете избежать этого, контролируя внешние границы, наблюдая за ванной и утоньшая ее на поверхности. Сила дуги на конце электрода может быть использована для манипуляций ванной. Наклоняя электрод, мы как бы толкаем ванну, а не тянем. В целом, чем вертикальнее мы держим электрод, тем менее выпуклым будет шов. И наоборот, чем более мы его наклоним, тем выпуклее будет шов. Электрод стоит вертикально, все тепло концентрируется под электродом, сила дуги давит на ванну вниз, это приводит к глубокому проплавлению и распространяет ванну вокруг. Если наклонить электрод, сила дуги направлена назад и шов начинает подниматься (всплывать). Если наклон слишком велик, дуга будет давить в направлении шва, делая ванну плохо управляемой. Бывают ситуации, когда надо варить плоский шов, а бывает, когда нужно оттолкнуть ванну назад, поэтому используются разные углы наклона электрода электрода. В начале мы начинаем с угла между 45 и 90 градусами. Он удобнее, сварочная ванна хорошо видна, нормально варится. Электроды. Диаметр электрода определяется диаметром стержня. В основных сварочных таблицах приводится диаметр электрода, толщина металла и величина тока для максимальной производительности, часто не учитывая возможности сварщика или специфику ситуации. Можно применять электрод меньшего диаметра для лучшего контроля, но сварка займет больше времени. Точные установки тока могут отличаться и зависят от толщины металла, положения сварщика и его квалификации.  Управление процессом сварки. Задача сварочного процесса — прогреть основной металл до расплавления, формируя сварочную ванну. Если ток мал, то основной металл будет не прогрет и сварочная ванна будет «бежать» за электродом. Если тока много, то основной металл будет слишком горячий, дуга будет проникать вглубь и будет отталкивать металл назад. Когда ток нормальный, ванна растекается и внешние края тонкие, мы можем расширять ванну, можем двигать ее движением электрода и контролировать сварочный процесс. В зависимости от сварочной ситуации установки тока могут меняться. Толстый металл рассеивает тепло, поэтому нужен больший ток. Тонкий металл расплавится быстро, поэтому надо меньше тока. Точные установки тока зависят от поведения ванны. Начнем с установок рекомендованных производителем и не бойтесь увеличить или уменьшить ток.Сварка покрытым электродом зависит от температуры основного металла, поэтому мы не можем говорить о токе без учета скорости сварки. Двигаем электрод быстрее, меньше тепла поступает в основной металл, поэтому он холоднее. Если двигаемся медленнее, тепла поступает больше и основной металл будет горячее. Если двигать электрод слишком быстро, металл не будет прогрет, шов будет наверху, без проплавления. Если двигаться медленно, то металл слишком сильно прогревается, ванна расплывается и становится трудноуправляемой, когда скорость перемещения соответствует току, ванна растекается, но остается управляемой. Края тонкие и шов одинаковый толщины. Когда вы научитесь управлять электродом, вы можете поставить чуть больший ток и увеличить скорость сварки. Больший ток обеспечивает лучшее проплавление и более гладкий шов в итоге, но в этом случае труднее контролировать ванну. При окончании шва надо наплавить чуть больше металла перед тем, как убрать электрод, чтобы избежать кратера от всплеска нижних слоев металла. Сделайте 1-2 круга и чиркните назад по шву.

Плюс и минус по сварке. Прямая и обратная полярность. Сварка с обратной полярностью.

Чтобы ответить на вопрос , зачем менять полярность при сварке электродами , для начала нужно понять, какие типы полярности бывают, как и в каких случаях их использовать.

Электродуговая сварка может выполняться на оборудовании, вырабатывающем постоянный или переменный ток.

Электрическая дуга зажигается искровым генератором между электродом и деталью.Электрод является только выводом одного из полюсов и не добавляется в плавильную ванну. Поэтому используются электроды с высокой температурой плавления и высокой эмиссией. Для пайки стали, меди, никеля, титана и др. Используется постоянный ток с прямой полярностью при нагреве электрода минус обратная полярность. Алюминий и его сплавы обычно сваривают на переменном токе. Переменный ток дает дугу, которая очищает пластину в положительном цикле, обеспечивая легкое течение.

При работе на переменном токе не имеет значения, куда подключать «Плюс», «минус», так как при сварке постоянным током подключение имеет большое значение .Можно сказать, что полярность при сварке — это основа качества сварки. Полярность обеспечивает качество сварочного материала. При сварке постоянным током сварочная дуга бывает прямой или обратной полярности.

Благодаря всему этому контролю вы можете получить чрезвычайно прочные сварные швы с высочайшим качеством отделки. Преимущества Превосходная сварка Сварка Обработка сварных швов меньшим количеством сварных швов Низкая чувствительность к межкристаллитной коррозии Отсутствие брызг Возможность автоматизации Очень разумная стоимость оборудования Расходные материалы и аксессуары, легко доступные на рынке.

Ограничения Сложность использования при наличии воздушного потока. Недостаточно для сварки листов толщиной более 6 мм, для которых у нас есть другие более эффективные процессы. Низкая производительность из-за низкой скорости наплавки материала. Процесс зависит от способностей сварщика, когда он не автоматизирован.

При прямой полярности «плюс» подключается к подключаемым деталям (массе), «минус» — к электрододержателю; при обратной полярности к электроду подключается «плюс», к детали — «минус».Менять полярность нужно в зависимости от того, какое сварочное задание вам нужно выполнить. С положительной стороны выделяется больше тепла, чем с отрицательной стороны.

Если вы посмотрите прямо на сварочную дугу, даже в течение короткого времени, это может привести к ожогам роговицы, которая чрезвычайно чувствительна к яркому свету, например, при прямом взгляде на солнечный свет, снег, яркие отражения и т. Д. С технической точки зрения. , излучение дуги вызывает воспаление роговицы, вызванное.

Избыток ультрафиолетовых лучей, генерируемых сваркой, который, как известно офтальмологам, называется «дуговым излучением».«Один из наиболее распространенных симптомов, указывающих на то, что вы« обожгли »роговицу, — это ощущение, что кто-то ночью« тычет »вам в глаза. Использование« сварочной маски »является обязательным и необязательным. При сварке с прохожими , рекомендуется использовать занавеску и не забывать предупреждать других, особенно детей и даже мелких животных, таких как кошки и собаки, так как они также могут получить травмы.

Прямая полярность используется при сварке цветных металлов (медь, латунь, алюминий), так как они обладают высокой теплопроводностью, в результате мы получаем более высокую температуру в месте нагрева, что позволяет превышать температуру плавления не -черный металл, это особенно важно для алюминия, так как сначала нужно преодолеть оксидную пленку.Температура плавления у нее значительно выше по сравнению с самим металлом.

Пример защиты типа завесы на участке сварки. Выбранные пары связаны с типом свариваемого материала, силой тока, способностями сварщика, очисткой листа, сваркой, вентиляцией секции и т. Д. Существуют типы материалов, которые могут выделять чрезвычайно токсичные газы, например, при сварке цинка, и это Очень важно, чтобы сварщик знал параметры объекта и не допускал загрязнения.Все это кумулятивно, и в сварочных цехах должна быть хорошая вентиляция или даже выхлопные газы. Никогда не проводите сварку в помещении, как в гараже.

Сварочный светильник излучает большое количество ультрафиолетовых лучей и может вызвать ожоги, как если бы вы оказались на солнце. Также важно защитить лицо, руки, ноги. Поскольку сварка часто «раскачивается» небольшими кусками горячего металла, «царапины» наиболее заметны.

При прямой полярности также лучше работать с крупными и массивными деталями.При прямой полярности получается более концентрированная и узкая электрическая дуга, поэтому металл проплавляется глубже, шов получается лучше, что связано с тем, что направление движения электрона и при сварке не возникает большого разбрызгивания расплавленного металла. Также, используя прямую полярность, можно резать металл независимо от типа используемого электрода.

Обычно встречается в мастерских и на производстве. Не говоря уже о легковоспламеняющихся растворителях и красках.Поэтому перед началом сварки. Помните, что пенные или водяные огнетушители не рекомендуются по понятным причинам: электричество от сварочных аппаратов и их установок. Это факт, что многое уже было сожжено в попытке освободить пломбы огнетушителей.

Офисы и производственные предприятия часто являются шумными местами, поэтому важно использовать демпферы в зависимости от состояния помещения. Но если у вас их больше одного. Используется для сварки стали. Только паяльная машина не может быть шумной.нержавеющая сталь.

Обратная полярность применяется при сварке высоколегированных сталей, листового металла, нержавеющей стали, так как температура для их сварки нужна небольшая. Недостатком подключения обратной полярности является то, что электрическая дуга «гуляет», соответственно шов получается менее герметичным и красивым, но при таком подключении практически полностью исключается возможность подгорания свариваемого материала.

Этот вариант идеально подходит для сварки цветных металлов.При этом типе сварки электрод будет попеременно положительным и отрицательным. углеродистая сталь. Элемент панели управления слева направо: разъем горелки Разъем газа Гнездовой разъем горелки Отрицательный зажимной разъем.

Это разъемы, с помощью которых резак подключается к оборудованию. Один для газа и один для срабатывания триггера. На передней панели устройства. Разъем триггера газового триггера. Куда будут подключены все подключения. У нас слева направо. Пора собирать электрод.Электрод. Изначально разместим диффузор на факел диффузора.

Следовательно, нужно менять полярность в зависимости от того, какую сварочную задачу нужно выполнять и правильно подобранный тип полярности соединения электродов способствует тому, что качество шва будет выше и процесс сварки станет намного легче.

Качественный сварной шов при работе с приборами постоянного тока во многом зависит от их настроек. Даже самый простой инвертор имеет не только настройки тока, но и полярность.Чаще всего настройка по умолчанию — прямая полярность во время сварки, и вы можете годами работать со своим инвертором, не зная всех его возможностей. Если у вас возникла необходимость сваривать высоколегированную сталь или у вас не получается добиться качественного шва, то вам просто необходимо знать все тонкости настроек. Поговорим о полярности и о том, как она влияет на сварочные работы.

Заправится в факел. внизу. Плотно затяните. Соблюдайте низкий крутящий момент с помощью двух плоскогубцев. Но чтобы сломать меня, чтобы вытащить меня, давайте поставим верхнюю часть факела.Пройдите насадку-насадку. Должен быть хороший сток. Что может привести к загрязнению во время сварки. Который должен быть в хорошем состоянии. Чтобы предотвратить утечку в горелке.

Теперь пора установить заглушку и посмотреть, что находится рядом с резьбой заглушки. Таким образом, именно в этот момент мы регулируем «сколько» вольфрамового электрода. Теперь мы с горелкой вмонтированы и готовы к использованию. Подключение отрицательного когтя теперь позволяет установить отрицательный коготь.

Сварка постоянным током подразумевает наличие розетки для подключения к «+» и «-» сварочного аппарата.В зависимости от того, куда подключается масса и где находится электрод, различают полярность.

• Прямая полярность — это схема подключения, при которой масса подключается к плюсовому разъему, а электрод — к минусу. В этом случае характер и полярность тока определяют наличие анодных и катодных пятен. При таком соединении на стороне детали образуется анод (более горячий).
• Обратная полярность — масса подключена к минусу, а электрод к плюсу.При обратной полярности при сварке постоянным током анодное пятно с более высокой температурой формируется на противоположной стороне, то есть на стороне электрода.

Примечание! Сварка на переменном токе предполагает самостоятельную смену полярности до ста раз в секунду, поэтому в таких случаях нет смысла следовать схеме подключения.

Разъем простой и функциональный, остается подключенным к «плюсовому» выводу оборудования. Вставляется в разъем.Поверните по часовой стрелке, чтобы заблокировать. Но это очень просто. У него есть определенная позиция для уступчивости. Установка регулятора аргона на баллон.

И затяните хомут. Используется при этой сварке. Конечный результат близок к окончательному результату. По 5 мм для обогрева. То есть: мы будем собирать металлы без добавления материала, в котором мы используем для этого сварного шва мощность 85 ампер. Нам предстоит сварить два куска стали.

От чего зависит выбор полярности

Изменяя тип соединения, можно сконцентрировать нагрев либо на свариваемой детали, либо на электроде (перемещая анодное пятно).Плюсовой разъем отвечает за нагрев, поэтому при прямом подключении, когда плюс подключен к металлу, наблюдается больший нагрев сварного шва, а при обратной полярности больше нагревается электрод.

Нагретый сварной шов уже появляется, завершая результат. Обернем две части трубки из нержавеющей стали. От 3 мм исходной стены. Подводя итоговый результат, свариваем две части трубы из нержавеющей стали. стенки 3 мм. Они защищены от атмосферного загрязнения инертным газом.Этот процесс в основном относится к производству сверхчистых металлов. С минимальным плавлением и электрическим разрядом. Обычно при сварке алюминия. Увеличьте срок службы электрода. Иридий и церий. Вольфрамовый электрод.

Лантан. сварочная дуга. торий. Добавление этих компонентов в вольфрамовый электрод обычно осуществляется в пропорции от 1% до 4%. Это металлический стержень из вольфрама. Электродно-сварочная ванна. Обычно используются оксиды металлов: цирконий. И быть отличным проводником электронов.повышенная стабильность дуги. Они производятся металлургическим процессом высочайшего уровня. Это называется спеканием. И известен своими эффективными преимуществами. Его точка плавления. Обычно аргон. Все эти оксиды облегчают зажигание дуги.

Благодаря этой особенности мы можем выбрать схему подключения исходя из:

• Толщина металла. Если свариваем детали большой или средней толщины, то подойдет прямое соединение, при котором сосредоточенное на изделии тепло поможет получить более глубокий шов и качественное проплавление.Также этот тип соединения подходит для резки металлов различной толщины. Тонкие металлы лучше всего сваривать с обратной полярностью, концентрируя большую часть тепла на электроде. Таким образом деталь не поддастся перегреву, а сам электрод быстрее расплавится.
• Марка металла. Возможность изменять локализацию теплового пятна помогает подобрать наиболее эффективные схемы работы для различных металлов. Например, если мы варим нержавеющую сталь или чугун, то необходимо обратное соединение, чтобы избежать перегрева сплава и образования тугоплавких соединений.Для алюминия прямое соединение необходимо, иначе пробить оксиды будет очень сложно. Перед началом работ внимательно изучите рекомендации по настройке прибора на тот или иной сплав.
• Тип электрода или проволоки. Как и у металлов, у электродов есть свои особенности температурного режима, больше связанные с типом флюса. Например, для работы с угольными электродами нельзя использовать обратную полярность, иначе флюс перегреется и электрод придет в негодность.Чтобы выбрать настройку, подходящую для вашего электрода, посмотрите на тип проволоки и флюс или воспользуйтесь рекомендациями производителя. Если говорить о проводах для полуавтоматов, то у них тоже есть рекомендации по подключению минусовой и плюсовой точек устройства.

Теперь вы знаете, что может повлиять на настройки подключения. Бывают случаи, когда для металла требуется один, а у электрода совершенно разные настройки. В таких случаях следует искать компромиссы, регулируя силу тока и рабочие циклы.

Торий используется много лет. Цирконий используется с переменным током. Обычно содержит небольшое количество оксидов других металлов. Также возможен газ гелий. и способность грамотно выполнять подавляющее большинство сварочных работ. и по стоимости.

В Бразилии. Таким образом, вы можете рассчитать, сколько газа вы израсходовали или еще остались в баллоне. Частичное или полное воспроизведение запрещено за пределами Системы без специального разрешения вашего регионального отделения.Электрод и ванна с расплавом защищены газовой атмосферой, состоящей из инертного газа, то есть газа, который не реагирует с другими материалами, или смесью инертных газов, обычно аргона или гелия. В зависимости от использования припоя в расплав можно добавлять материал; В этом случае материал должен быть совместим с основным металлом. Этот процесс подходит почти для всех металлов, в частности титана, циркония, алюминия и магниевых сплавов, легированных сталей, нержавеющих сталей, никелевых сплавов и специальных сплавов.Это широко используемый процесс для сварки труб в авиакосмической и атомной промышленности, а также при ремонтных работах благодаря простоте управления процессом и возможности использования дополнительных материалов. Преимущества Преимущество этого процесса заключается в высоком качестве сварных швов, отсутствии шлака и брызг, и его можно использовать во всех положениях и типах соединений. Кроме того, вольфрам называют термоэмиссионным, потому что он легко излучает электроны, что значительно способствует стабильности дуги; вольфрам может быть чистым или со сплавами циркония или тория.Преимущество электродов из чистого вольфрама заключается в более низкой стоимости и меньшем измельчении при использовании переменного тока. С другой стороны, к недостаткам можно отнести сложность открывания арки и меньшую долговечность. Химический состав электрода. Химические элементы, добавленные в электрод, важны для обеспечения лучших сварочных характеристик. Электроды из диоксида циркония или диоксида титана обладают такими преимуществами, как повышенная долговечность, более высокая прочность при более высоких потенциях и лучшие свойства зажигания. С другой стороны, недостатками использования переменного тока являются более высокая стоимость, более высокий эффект шлифования и более низкая стабильность дуги.Электрод из диоксида циркония имеет хорошие характеристики при использовании переменного тока и обладает высокой устойчивостью к загрязнениям. Эта подготовка выполняется путем шлифовки наконечника, всегда в продольном направлении, чтобы облегчить направление электронов. В особых случаях шлифовальные следы удаляются полировкой. При сварке постоянным током кончик электрода должен быть заострен. Правильный наконечник конуса может быть получен с помощью практического правила: высота конуса должна быть в два раза больше диаметра электрода.В случае сварки на переменном токе кончик электрода должен быть слегка закруглен. Выбор электрода. При выборе типа и диаметра электрода следует учитывать толщину и тип материала, тип соединения, количество проходов и параметры сварки, такие как сила тока и напряжение, а также химический состав электрода. . Схема помогает выбрать электрод. Учитываются следующие параметры: длина дуги, скорость сварки, расход газа и сварочный ток.Длина дуги Длина дуги — это расстояние между кончиком электрода и основным металлом; Увеличение длины также увеличивает напряжение дуги при заданном сварочном токе и этом защитном газе. Длина дуги влияет на сварной шов, которая будет тем больше, чем больше дуга. Очень короткая или очень длинная дуга становится нестабильной, что способствует образованию пористости, перекусов и неплавлению. Скорость сварки Скорость сварки влияет на проплавление и ширину сварного шва; Таким образом, если скорость увеличивается, проплавление и корд уменьшаются, а также укрепляются при сварке с добавлением металла.Повышенная скорость повышает эффективность и производительность сварки, снижая производственные затраты; Однако слишком высокая скорость может вызвать разрывы, например, непробиваемость и укусы. Поток газа Для эффективной защиты от газа необходимо учитывать поток газа. Поток должен быть достаточно сильным, чтобы удалить воздух из зоны сварки и, таким образом, защитить ванну расплава; Однако высокая скорость потока может вызвать турбулентность в потоке газа, что приводит к разрыву или дефектам корда и нестабильности дуги, не говоря уже о более высокой стоимости сварки.На рынке доступно 10 адаптивных устройств горелки, которые обеспечивают более плавный и эффективный поток газа. Правило определения идеальной скорости потока состоит в том, чтобы провести испытание, начиная с высокой скорости потока и постепенно уменьшая ее до тех пор, пока не начнется поверхностное окисление корда; Идеальная скорость потока будет самой близкой и максимальной. Низкий расход не обеспечивает адекватной защиты лужи, что также приводит к разрыву. 11 При механизированной сварке используются катушки в рулонах. Диаметры резьбы и резьбы разные.Материалы и сплавы, используемые при изготовлении палочек, разные; Их классифицируют по химическому составу и свойствам наплавленного металла. Важно, чтобы в добавляемом металле не было влаги, жира и окисления. Выбор дополнительного металла. При выборе металла с добавкой учитываются такие факторы, как схожесть основного металла, химический состав, механические свойства и разумные затраты. Диаметр проволоки или зонда должен соответствовать толщине свариваемых деталей или количеству наплавленного материала.Эта информация доступна в каталогах производителей. Содержание влаги также является важным фактором, который необходимо контролировать. Выбор газа зависит от таких факторов, как тип свариваемого металла, толщина деталей и положение сварного шва. 70%, 30%, 30% и 70% смеси аргона и гелия представляют лучшие результаты при сварке цветных металлов, таких как алюминий, магний и сплавы. Выбор газа важен, потому что он влияет на скорость сварки. Гелий требует высоких сварочных напряжений, что требует более высокой энергии при той же длине тока и дуги; Обеспечивает отличное проплавление сварного шва; Это связано с высокой стоимостью, но, в свою очередь, обеспечивает более высокую скорость в случае автоматической сварки алюминия и его сплавов.При автоматической сварке алюминия и его сплавов можно использовать чистый газообразный гелий постоянного тока отрицательной полярности. Состоит из источника электрической энергии, который может быть одновременно трансформатором в случае переменного тока или выпрямителем или генератором в случае постоянного тока; Горелка с подставкой для электрода; Токопроводящий кабель для защитного газа; Один кабель для системы охлаждения и один для питания; источник газа, которым может быть баллон и регулятор давления, или набор баллонов с каналами для подачи в распределительную сеть при сварке несколькими рабочими станциями; И регулятор расхода газа.15 Горелка поддерживает вольфрамовый электрод, а также подает защитный газ. Внутри горелки есть зажим, который удерживает электрод, и его следует выбирать в соответствии с диаметром электрода. Широкий выбор горелок, представленных на рынке, позволяет адаптировать их к труднодоступным сварным швам. Сопло горелки, которое может быть керамическим или металлическим, выполняет функцию направления защитного газа; Его также следует выбирать в зависимости от толщины и формы сварного шва или используемого электрического тока.Диаметр газового сопла должен быть достаточно большим, чтобы должным образом защитить расплавленную лужу и нагретую зону. Эмпирическое правило гласит, что внутренний диаметр сопла должен быть в четыре раза больше диаметра электрода. Система охлаждения горелки Сильная дуга и большие токи требуют охлаждения горелки и сварочного кабеля. Это обеспечивает адекватную защиту, а оборудование становится гибким и простым в обращении. Горелку можно охлаждать водой или воздухом. Водяное охлаждение. Вода, используемая для охлаждения, должна быть очищена, чтобы не ограничивать и не забивать проходы, из-за чего оборудование перегревается и не работает.В случаях, когда имеющаяся вода не очищена, рекомендуется использовать фильтры. В большинстве цехов имеется питьевая вода; Однако иногда работа выполняется в больших мастерских или в полевых условиях. 17 Воздушное охлаждение Горелка также может быть оборудована воздушным охлаждением; По заявлению производителя, эта система ограничена током около 200 А и используется для сварки тонких пластин с очень низким рабочим циклом. Горелка с воздушным охлаждением легче и дешевле, чем система водоснабжения. Отверстие выполнено с помощью устройств, образующих своего рода пилотную дугу.Чаще всего используется высокочастотный воспламенитель, который обеспечивает высоковольтный и высокочастотный сигнал 5 кВ и 5 кГц и позволяет ионизировать столб газа между электродом и деталью, вызывая размыкание. За несколько секунд до открытия дуги рекомендуется запустить подачу инертного газа; Этот временной интервал известен как предварительная утечка газа. Затем дуга зажигается с помощью высокочастотного запальника, а факел направляется в определенное место для обеспечения образования плавильной ванны; Когда лужа достигнет необходимого размера, можно начинать сварку.Высокочастотный сигнал имеет очень низкую мощность и не влияет на безопасность оператора. Газовый баллон. Защитный газ подается в стальных баллонах под давлением. Обычно в приборах есть устройство, предотвращающее возгорание искр при размыкании дуги. Этот тип цепи используется при сварке стали, меди, хромоникелевых аустенитных сталей и жаропрочных сплавов. 19 Концентрация тепла составляет около 30% частично и 70% в электроде. В результате получается широкий шов с небольшим проваром. Эффект очистки возникает при воздействии электрической дуги: электроны, покидающие основной металл, или ионы газа бомбардируют оксидную пленку, вызывая ее разрыв.Однако, поскольку положительная полярность используется мало, переменный ток обычно используется, чтобы вызвать этот эффект, поскольку пробой оксида происходит в положительной половине цикла. Электроны и ионы переходят от детали к электроду и наоборот, вызывая сбалансированную концентрацию тепла 50% для каждой и средний проникающий шар. Из-за эффекта выпрямления в этом движении наблюдается дисбаланс, что приводит к тому, что эмиссия электронов из термоядерной ванны меньше эмиссии электронов из электрода; это вызывает появление двух синусоид разной интенсивности.Эффект выпрямления более разрушительный в случае сварки алюминия и магния, которые являются тугоплавкими оксидами, потому что поток электронов, испускаемых лужей, недостаточен для полного разрушения оксидного слоя, который существует во время сварки. Чтобы ослабить эффект выпрямления, используется трансформатор конденсаторного фильтра, который уравновешивает синусоидальные волны, представляющие поток электронов. 21 Четыре основных числа, идентификаторы электродов, имеют следующие значения: сопротивление соответствует пределу прочности на разрыв во время сварки в килограммах на квадратный миллиметр.Третья цифра изменяется с 1 на 4 и указывает положение, в котором электрод может сваривать, где: 1 — все положения; 2 — все, кроме нисходящих вертикальных положений; 3-х комнатная и горизонтальная планировка; 4-плоское положение. Когда расчет не требует точности, мы можем просто умножить константу 0. Существует три основных типа машин для сварки покрытым электродом: трансформатор для сварки; Генератор для сварки; выпрямитель для сварки. Модели различаются от производителя к производителю, но принцип работы каждого типа машины одинаков.Трансформатор для сварки. Это статическая электрическая машина, предназначенная для питания электрической дуги переменного тока. Он может быть маленьким, средним и большим в зависимости от выполняемой работы. Трансформаторы, которые представляют собой аппараты для сварки переменным током, позволяют использовать только электроды, подходящие для этого типа тока. Примечание. При длительной эксплуатации и электродах с большим диаметром нужно внимательно подбирать станок с достаточной мощностью. У машины обычно есть два контакта для подключения кабелей. Трансформатор в большинстве случаев имеет кривошипное устройство рулевого управления, в котором регулируется сила тока.В небольших машинах интенсивность регулируется с помощью штыревого разъема, а заземляющий кабель находится внутри. 29 Он может быть маленьким, средним и большим, в зависимости от требований выполняемой работы. Для управления силой тока используется рычаг, который перемещается между двумя градуированными шкалами в усилителях. Примечание: генератор содержит вращающиеся части, которые подвержены износу; По этой причине необходимо разработать план обслуживания и смазки в соответствии с инструкциями производителя.Сварочный выпрямитель. Это статическая электрическая машина, предназначенная для питания электрической дуги постоянного тока. Выпрямитель поддерживает длительную работу благодаря охлаждающему устройству, подключенному к собственному корпусу. 31 Выпрямитель имеет два или три контакта для подключения кабелей с указанной полярностью. Выпрямитель имеет маховик или реостат, в котором регулируется сила тока. 32 Контроль тока Ток, подаваемый машиной, должен варьироваться в зависимости от диаметра электрода. Когда диаметр электрода указывается в долях дюйма, можно установить общее правило регулировки тока.Это правило: сила тока работы с покрытым электродом должна примерно соответствовать диаметру сердечника электрода в миллисекундах. Пример. Решение. Если на каждый 1 мм взять 40 А, умножив 3,2 мм на 40 А, то найдем примерную силу тока для сварки электродом диаметром 3,2 мм. Длина дуги Чтобы определить это, применяется следующее правило: длина дуги в сварных швах с покрытыми электродами должна быть равна или немного меньше диаметра используемого электродного сердечника.В следующей таблице мы можем наблюдать некоторые различия в сварке при работе с короткой или длинной дугой. Короткая дуга Длинная дуга Высокое проплавление Меньше сварочного зеркала меньше брызг Меньшее проплавление Сварка распылением Чрезмерное разбрызгивание Скорость подачи Она зависит от силы тока в зависимости от размера детали и желаемого типа шнура. 34 Рассчитайте и запишите силу тока для работы с электродом диаметром 4 мм. 35 Типы электродов Электроды могут быть двух типов: голые или с покрытием. Это покрыто.Он состоит из металлического сердечника, покрытого органическими и минеральными соединениями, сплавом железа и т. Д. С определенным процентным содержанием. Электрод может быть экструдированным или просто покрытым оболочкой и может быть тонким, средним или толстым. Материал сердечника может быть черным или цветным, и его выбор производится в соответствии с материалом свариваемой детали. Компоненты покрытия поставляются в виде порошка, скрепленного «связывающим» клеем, обычно силикатом калия или натрия. Он используется с пользой на рабочем месте: от малого до среднего покрытия.Что требует хорошего мастерства. Заказ отделки металлическими каркасами. Целлюлоза Содержит в покрытии горючие органические материалы. Он широко используется для сварки, где: очень важна проплавка; Включения шлака нежелательны. Два типа электродов, которые мы приведем ниже, используются реже, чем три упомянутых выше. Кислота Его покрытие состоит из оксида железа, оксида марганца и других раскислителей. Наиболее рекомендуемое рабочее положение для этого электрода — плоское. Его проницаемость мала, а механические свойства очень плохие.Он используется на рабочих местах, где внешний вид шнура важнее его прочности. Примечание. В некоторые типы покрытий добавляются частицы металла, которые придают электроду другие характеристики, такие как: более высокая эффективность работы; определенные свойства. Функции покрытия Функций покрытия много. Затем мы разделим самые важные и разделим их на три группы. Электрические функции Сделайте воздух между электродом и деталью более проводящим, облегчая прохождение электрического тока, что позволяет создавать и поддерживать стабильную дугу.Металлургические функции. Создайте газовую завесу, которая окружает дугу и расплавленный металл, предотвращая вредное воздействие воздуха и добавляя легирующие элементы и раскислители для уменьшения примесей. Физическая функция Направляйте капли металла в плавильную ванну, облегчая сварку в различных положениях и задерживая охлаждение шара из-за образования шлака, обеспечивая лучшие механические свойства сварного шва. Густой, содержащий карбонат кальция, другие основные карбонаты и фторид. Он должен быть сухим, чтобы избежать пористости в сварном шве.Тонкие горючие органические материалы, которые при горении образуют толстый слой защитного газа. Средний или толстый, содержащий оксид железа, марганец и другие раскислители. Густой, содержащий оксид железа без оксида магния. Скорость плавления Нормальная Обычная Высокая Высокая Высокая Глубина проникновения Малый Средний Большой Средний Мелкий шлак Плотный и вязкий, обычно самонарезающий. Компактный и толстый, легко снимается. Кислотный, легко отделяемый; Пористый и рыхлый. Тяжелый, компактный и самозарядный. Склонность к образованию трещин Нормальный Низкий Обычный Высокий Нормальный Нормальный 41 Может быть в сварочных кабинах или других местах, где требуется сварка.Вот некоторые меры предосторожности, которые необходимо соблюдать в некоторых из этих мест. Кабина должна быть окрашена в темный и матовый цвет во избежание отражения света. Он должен иметь достаточную вентиляцию, чтобы газы, выделяемые электродом во время сварки, не поглощались сварщиком; Хотя эти газы обычно нетоксичны, они могут влиять на дыхательные пути. Сварка в полевых условиях В этой ситуации, помимо обычных мер предосторожности, сварщик должен помнить о повреждениях, вызванных электрическим током, избегать работы во влажных местах, под дождем, босиком или с обувью в плохих условиях.Уход во время сварки. Особое внимание следует уделять сварке вблизи легковоспламеняющихся или взрывоопасных материалов. 43 Из лучей, излучаемых наиболее вредными, являются ультрафиолетовое и инфракрасное. Ультрафиолетовые лучи Причины: сильные ожоги, разрушение клеток и одновременно преждевременное разрушение кожи; Тяжелая атака на глазное яблоко и может привести к катаральному конъюнктивиту, язве роговицы и т. Д. Инфракрасный луч отвечает за такие повреждения, как: ожоги 1 и 2 степени; катаракта; частые головные боли; Взгляд усталый.Инфракрасные и ультрафиолетовые лучи невидимы. Брызги. Это маленькие капли расплавленного металла, которые прыгают в процессе сварки во всех направлениях. Они несут ответственность за ожоги сварщика, а также за возгорание при попадании на горючие материалы. 44 Маски для средств индивидуальной защиты Изготовлены из негорючего материала, имеют тепло- и электроизоляцию, легкие и прочные. Они служат для защиты сварщика от молнии, брызг и высоких температур, возникающих во время сварки. Есть несколько моделей, и ваш выбор следует делать в соответствии с видом выполняемых работ.Светофильтры Это защитные очки, которые должны поглощать не менее 99,5% излучения, испускаемого во время сварки. Сборка очков Сборку очков в маску следует производить, как показано на рисунке ниже. Фартук Защищает переднюю часть тела. Леггинсы или леггинсы Защищают ноги и ступни сварщика. Понятие об электричестве, используемом для сварки. Средства безопасности и индивидуальной защиты. Переменные, влияющие на сварку. Электроды для ручной дуговой сварки. Классификация и хранение электродов.Технология сварки — тигровый процесс и покрытый электрод. . Это процесс сварки, в котором в качестве источника тепла между деталью и расходным материалом используется электрическая дуга в виде проволоки, обеспечиваемой устройством непрерывной подачи, которая обеспечивает плавление соединения металлических материалов.

Помните! Тип соединения не зависит от пространственного положения.

Особенности сварки прямой полярностью

Прямая полярность при работе с постоянным током имеет ряд особенностей.Некоторые из них мы уже перечислили, на остальные стоит обратить внимание:

• шов глубокий, но достаточно узкий.
• подходит для большинства сталей толщиной от 3 мм.
Цветные металлы
• с помощью вольфрамового прутка сваривают только в прямой полярности.
• отличается стабильной дугой и, как следствие, лучшим швом.
• не используйте электроды для сварочных аппаратов переменного тока.
• лучше подходит для резки металла.

Особенности сварки обратной полярностью

Как и прямая, обратная полярность при сварке с инвертором имеет ряд особенностей, зная, что вы можете избежать ряда ошибок, типичных для новичков.Стоит выделить такие особенности:

• при сварке постоянным током на обратной полярности шов менее глубокий, но более широкий
• отлично подходит для сварки тонких металлов и металлов средней толщины. При работе с толстыми заготовками качество шва резко снижается.
• Запрещается работать с обратной полярностью с электродами, чувствительными к перегреву.
• при малых токах наблюдается значительное снижение качества сварного шва из-за скачущей дуги.
• кроме обратного подключения, для работы с высоколегированными сталями следует строго придерживаться рекомендаций по рабочему циклу и охлаждению заготовки.

Заключение

Сварочные аппараты постоянного тока, такие как инверторы или полуавтоматы, достаточно просты для использования в повседневной жизни. Именно поэтому спрос и предложение на рынке этих устройств постоянно растет. Этому способствует их доступность, невысокая стоимость и готовить на постоянном токе проще, чем на переменном.Однако для получения качественного, красивого и прочного сварного шва необходимо знать ряд технологических особенностей, в том числе назначение и виды полярности. Благодаря знаниям из этой статьи и источнику постоянного тока своими руками вы сможете выполнить любые сварочные работы. Главное — тщательный подход к работе и соблюдение всех защитных мер.

Анод, катод, положительный и отрицательный: основы батареи

Обновлено: 12 февраля 2020 г.

Значительные разработки были сделаны в области аккумуляторных батарей (иногда называемых вторичными элементами), и большая часть этой работы может быть отнесена к разработке электромобилей.Эта работа привела к присуждению Нобелевской премии по химии 2019 года за разработку литий-ионных аккумуляторов. Следовательно, термины «анод», «катод», «положительный» и «отрицательный» стали все более заметными.

В статьях о новых электродах батареи часто используются названия анод и катод без указания того, разряжается батарея или заряжается. Термины анод, катод, положительный и отрицательный не являются синонимами, иногда их можно путать, что может привести к ошибкам.

Целью данной статьи является прояснение и четкое определение этих различных терминов.- \ to LiCoO_2}

$

— реакция восстановления. Уменьшение — это выигрыш электронов.

Анод, катод

• Анод — это электрод, на котором протекает реакция окисления. Потенциал анода, через который протекает ток, превышает его равновесный потенциал: $ E_ \ text a (I)> E_ {I = 0} $ (рис. 1).

• Катод — это электрод, на котором протекает реакция восстановления. Потенциал катода, по которому протекает ток, ниже его равновесного потенциала: $ E_ \ text c (I)

Рисунок 1: $ (E_ {I \ neq 0} -E_ {I = 0}) \; I> 0 $

Положительный и отрицательный электроды

Два электрода батареи или аккумулятора имеют разные потенциалы. Электрод с более высоким потенциалом называется положительным, электрод с более низким потенциалом — отрицательным. Электродвижущая сила, ЭДС в В, батареи — это разность потенциалов положительного и отрицательного электродов, когда батарея не работает. + $ → положительный электрод является анодом.- $ → отрицательный электрод является катодом.

Рисунок 3: Разряд / заряд вторичной батареи, представленной в виде электрохимической ячейки, с электронами и направлением тока.

Заключение

При нормальном использовании аккумуляторной батареи потенциал положительного электрода как при разряде, так и при перезарядке остается больше, чем потенциал отрицательного электрода. С другой стороны, роль каждого электрода переключается во время цикла разряд / заряд.

• Во время разряда положительный полюс является катодом, отрицательный — анодом.
• Во время заряда положительный полюс является анодом, отрицательный — катодом.

Тексты, описывающие аноды или катоды батарей, безусловно, косвенно рассматривают случай разряда. Давайте, не колеблясь, напишем, перефразируя Резерфорда, неявное — не что иное, как плохое явное.

аккумулятор анод катод положительный отрицательный электрод

Электрод сравнения серебра / сульфата серебра (1003)

Новый электрод сравнения для 21 века.Это действительно экологически чистый; так как не содержит ртути. Электрод из сульфата серебра (SSE) безопасен и легко утилизируется. Используемый металл — чистое серебро, а электролит — сульфат калия. Простота и принципиальная надежность электрода из серебра и сульфата серебра делают его хорошим кандидатом для многих коммерческих приложений, где необходимо измерять или контролировать электрохимический потенциал.

Ag / Ag2S04 Потенциал электрода сравнения:

+0,686 вольт vs.Нормальный водородный электрод (NHE)

+0,038 В по сравнению с сульфатным ртутным электродом сравнения (MSE)

+0,440 В по сравнению с насыщенным каломельным электродом сравнения (SCE)

• Использование для исследований без хлоридов


• Стабильный эталон


• Внутреннее наполнение: сульфат серебра и насыщенный сульфат калия


• Легко утилизируется, не содержит ртути


• Сменная фритта

Электродный потенциал стабилен до плюс-минус один милливольт и быстро восстанавливается после небольших скачков температуры.Электрод из сульфата серебра найдет применение в электроанализе, тестировании и обслуживании аккумуляторов, испытаниях на коррозию, электроаналитических исследованиях и для измерения потенциалов полуэлементов свинцово-кислотных аккумуляторов. Электроды собираются из чистого серебра, а затем анодируются для обеспечения необходимой стабильности и низких шумовых характеристик.

Электропористое соединение Стекло KT служит ионно-проводящим электрическим путем между внутренней частью электрода сравнения и основной частью вашей ячейки.Электропористая фритта KT Glass крепится к стеклянной трубке с помощью термоусаживаемой тефлоновой муфты. Стекло KT Glass имеет низкое электрическое сопротивление и умеренную скорость стекания. Электрическое сопротивление «фритты» электрода сравнения является важным фактором, определяющим стабильность и скорость фактического использования вашего потенциостата. Помните, что при замене фритты KT Glass термоусадочную трубку следует обрезать заподлицо с концом фритты KT Glass, чтобы предотвратить захват пузырьков воздуха.

Реквизиты:

The (S.S.E.) используют насыщенный раствор сульфата калия с избытком кристаллов сульфата калия. Иногда их можно увидеть на дне электрода. Дополнительные кристаллы растворяются в электролите, когда ионы диффундируют через жидкостный переход при нормальном использовании. Этот дополнительный буфер K2SO4 продлевает время до того, как эталонная ячейка начинает дрейфовать из-за истощения ионов калия в электролите. Исследования свинцово-кислотных аккумуляторов и другие возможные применения электрода сравнения из сульфата серебра и серебра включают в себя: определение индивидуальных емкостей положительных и отрицательных пластин, мониторинг поведения отдельных электродов во время глубокого разряда и обращения элементов, оптимизацию параметров заряда или разряда путем управления током, например соблюдение заранее установленных пределов положительного или отрицательного потенциала полуэлементов; наблюдение разницы концентраций кислоты, например, из-за кислотной стратификации, путем измерения потенциалов диффузии (напряжений на концентрацию ячеек) и обнаружения дефектных ячеек и дефектных наборов планшетов, в цепочка ячеек по окончании срока их службы.

Мы можем изготовить корпус электродов по вашим индивидуальным требованиям.

Подробнее:

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Потенциостат / гальваностат Основы работы с электрохимическими приборами

Введение в потенциостаты

Потенциостат (рис. 1) — это электронный прибор, который регулирует разность напряжений между рабочим электродом и электродом сравнения. Оба электрода содержатся в электрохимической ячейке. Потенциостат реализует это управление путем подачи тока в ячейку через вспомогательный или противодействующий электрод.

Практически во всех случаях потенциостат измеряет ток между рабочим и противоэлектродом.Управляемая переменная в потенциостате — это потенциал ячейки, а измеряемая переменная — ток ячейки.

Рисунок 1 . Потенциостаты Gamry Instruments.

Предварительные требования

Это примечание по применению может быть трудным для выполнения, если вы не знакомы с электрическими терминами, такими как напряжение, ток, сопротивление, частота и емкость. Если вам не хватает знаний в этой области, мы предлагаем прочитать книгу по основам электроники или физики.

Электроды

Для потенциостата требуется электрохимическая ячейка с тремя электродами.

Рабочий электрод

Рабочий электрод — это электрод, на котором регулируется потенциал и где измеряется ток. Во многих экспериментах по физической электрохимии рабочий электрод представляет собой «инертный» материал, такой как золото, платина или стеклоуглерод. В этих случаях рабочий электрод служит поверхностью, на которой происходит электрохимическая реакция.

При испытаниях на коррозию рабочий электрод представляет собой образец корродирующего металла. Как правило, рабочий электрод не является реальной исследуемой металлической структурой. Вместо этого для представления структуры используется небольшой образец. Это аналогично тестированию с использованием купонов для похудания. Рабочий электрод может быть металлическим или иметь покрытие.

Для батарей потенциостат подключается непосредственно к аноду или катоду батареи.

Электрод сравнения

Электрод сравнения используется для измерения потенциала рабочего электрода.Электрод сравнения должен иметь постоянный электрохимический потенциал до тех пор, пока через него не протекает ток.

Наиболее распространенными лабораторными электродами сравнения являются насыщенный каломельный электрод (SCE) и электроды серебро / хлорид серебра (Ag / AgCl) (рис. 2). В полевых пробниках часто используется псевдо-эталон (кусок материала рабочего электрода).

Рисунок 2. Электрод сравнения Серебро / хлорид серебра
(Ag / AgCl).

Счетчик (вспомогательный) электрод

Счетчик или вспомогательный электрод — это проводник, замыкающий цепь ячейки.

Противоэлектрод в лабораторных ячейках обычно представляет собой инертный проводник, такой как платина или графит. В полевых пробниках это, как правило, еще один кусок материала рабочего электрода. Ток, который течет в раствор через рабочий электрод, покидает раствор через противоэлектрод.

Электроды погружены в электролит (электропроводящий раствор). Сборник электродов, раствор и контейнер, содержащий раствор, называются электрохимической ячейкой.

Упрощенная схема

Упрощенная схема потенциостата Gamry Instruments представлена ​​на рисунке 3.

Рисунок 3. Простая схема потенциостата.

Электронная схема состоит из четырех блоков, обсуждаемых по очереди. Если вы не знакомы с электроникой, не отчаивайтесь; вы все еще можете узнать из следующей информации.

На этой схеме знак × 1 на усилителе указывает, что усилитель является дифференциальным усилителем с единичным усилением.Выходное напряжение этой схемы — это разница между двумя ее входами.

Блоки, обозначенные как «Напряжение и ток» × R _m , представляют собой сигналы напряжения и тока, которые отправляются в аналого-цифровые преобразователи системы для оцифровки.

Электрометр

Схема электрометра измеряет разность напряжений между опорным и рабочим электродами. Его выход выполняет две основные функции: это сигнал обратной связи в цепи потенциостата и сигнал, который измеряется всякий раз, когда требуется напряжение элемента.

Идеальный электрометр имеет нулевой входной ток и бесконечное входное сопротивление. Ток через электрод сравнения может изменить его потенциал. На практике все современные электрометры имеют входные токи, достаточно близкие к нулю, поэтому этим эффектом обычно можно пренебречь.

Двумя важными характеристиками электрометра являются его полоса пропускания и его входная емкость. Полоса пропускания электрометра характеризует частоты переменного тока, которые электрометр может измерять при питании от источника с низким сопротивлением.Полоса пропускания электрометра должна быть выше, чем полоса пропускания других электронных компонентов потенциостата.

Входная емкость электрометра и сопротивление электрода сравнения образуют RC-фильтр. Если постоянная времени этого фильтра слишком велика, это может ограничить эффективную полосу пропускания электрометра и вызвать нестабильность системы. Меньшая входная емкость обеспечивает более стабильную работу и большую устойчивость для электродов сравнения с высоким импедансом.

Преобразователь I / E

Преобразователь тока в напряжение (I / E) на упрощенной схеме измеряет ток ячейки.Он заставляет ток ячейки протекать через резистор измерения тока R _m . Падение напряжения на R _м является мерой тока ячейки.

Ток ячеек в некоторых экспериментах не сильно меняется. В других экспериментах, таких как эксперимент по коррозии, ток часто может изменяться на целых семь порядков. Вы не можете измерить ток в таком широком диапазоне с помощью одного резистора. Ряд различных резисторов Rm может быть автоматически включен в цепь I / E.Это позволяет измерять токи в широких пределах, причем каждый ток измеряется с помощью соответствующего резистора. Алгоритм «автоматического выбора диапазона I / E» часто используется для выбора подходящих номиналов резисторов.

Полоса пропускания преобразователя I / E сильно зависит от его чувствительности. Для измерения малых токов требуются большие значения Rm. Паразитная (нежелательная) емкость в преобразователе I / E образует RC-фильтр с R _м , ограничивая полосу пропускания I / E. Ни один потенциостат не может точно измерить 10 нА на частоте 100 кГц, потому что полоса пропускания в этом диапазоне тока слишком мала для измерения частоты 100 кГц.Этот эффект становится очень и очень важным при измерениях EIS!

Управляющий усилитель

Управляющий усилитель представляет собой сервоусилитель. Он сравнивает измеренное напряжение ячейки с желаемым напряжением и пропускает ток в ячейку, чтобы напряжения были одинаковыми.

Обратите внимание, что измеренное напряжение подается на отрицательный вход управляющего усилителя. Положительное возмущение измеренного напряжения создает на выходе усилителя отрицательного регулирования. Этот отрицательный выходной сигнал противодействует начальному возмущению.Эта схема управления известна как отрицательная обратная связь.

В нормальных условиях напряжение элемента регулируется таким образом, чтобы оно совпадало с напряжением источника сигнала.

Управляющий усилитель имеет ограниченную выходную мощность. Например, в случае Gamry Instruments ’Reference 3000 управляющий усилитель не может выдавать более 32 В или более 3 А.

The Signal

Сигнальная цепь представляет собой управляемый компьютером источник напряжения. Обычно это выход цифро-аналогового (ЦАП) преобразователя, который преобразует сгенерированные компьютером числа в напряжения.

Правильный выбор числовых последовательностей позволяет компьютеру генерировать постоянные напряжения, линейные изменения напряжения и даже синусоидальные волны на выходе сигнальной цепи.

Когда цифро-аналоговый преобразователь используется для генерации сигнала, такого как синусоидальная волна или пилообразный сигнал, форма сигнала представляет собой цифровую аппроксимацию эквивалентной аналоговой формы сигнала с небольшими шагами напряжения. Размер этих шагов контролируется разрешающей способностью цифро-аналогового преобразователя и скоростью, с которой он обновляется новыми числами.

Гальваностаты и ZRA

Потенциостат Gamry можно использовать в качестве гальваностата или ZRA (амперметр с нулевым сопротивлением). Потенциостат на нашей упрощенной схеме становится гальваностатом, когда обратная связь переключается с сигнала напряжения элемента на сигнал тока элемента. Затем прибор контролирует ток ячейки, а не напряжение ячейки. Выход электрометра по-прежнему можно использовать для измерения напряжения ячейки.

ZRA позволяет создать нулевую разность потенциалов между двумя электродами.Можно измерить ток ячейки, протекающий между электродами. ZRA часто используется для измерения явлений гальванической коррозии и электрохимического шума.

1.2.3: Отрицательные электроды для литий-ионных элементов — Как работают литий-ионные элементы

На предыдущем уроке вы узнали, что элементы литий-ионных аккумуляторов состоят из частиц, имеющих регулярную кристаллическую структуру, и что эти частицы могут принимают положительно заряженные ионы лития из электролита плюс электроны из внешней цепи, а также могут вставлять полученный нейтрально заряженный атом лития в вакансии в своей структуре без изменения этой структуры.В этом уроке вы узнаете о различных материалах, которые можно использовать для изготовления этих частиц в отрицательном электроде. Однако, прежде чем мы это сделаем, мы рассмотрим различные общие форм-факторы ячейки, чтобы лучше понять, как устроена ячейка и, следовательно, как электроды упакованы внутри ячейки. Есть три основных форм-фактора, которые используются для литий-ионных аккумуляторных элементов. На фотографии ниже я показываю вам несколько примеров ячеек цилиндрического формата.О том, почему их так назвали, сказать особо нечего. Конечно, они упакованы в цилиндры. На втором рисунке я показываю вам несколько примеров так называемых литий-ионных аккумуляторных элементов призматического формата. Опять же, эти ячейки имеют такое название, потому что ячейка упакована в металлические прямоугольные призматические корпуса. И на третьей картинке я покажу вам несколько примеров мешочных ячеек. Этот тип ячеек может выглядеть очень похоже на этот призматический тип ячеек, но мы увидим, что они упакованы совершенно по-другому внутри.И хотя цилиндрические и призматические ячейки обычно упаковываются в тонкие алюминиевые корпуса, ячейки мешочка упакованы в материал, который больше похож на тонкий пластиковый пакет. На самом деле он немного сильнее, но это то, что кажется глазу. И поскольку этот мешок или мешочек содержит внутренние компоненты ячейки, поэтому мы называем его ячейкой мешочка. Несмотря на то, что внешний форм-фактор различных литий-ионных аккумуляторных элементов может сильно отличаться, оказывается, что электроды, составляющие активные части этого элемента, производятся с помощью очень схожих процессов, независимо от того, как упакован конечный элемент.Частицы, составляющие электроды, наносятся на обе стороны металлической фольги, которая действует как токоприемники, и эти токосъемники затем проводят электронный ток в ячейку и из нее. Схема иллюстрирует это, показывая в верхней части положительный электрод с активными материалами, покрывающими обе стороны токосъемника из алюминиевой фольги, а в нижней части мы видим, что активные материалы отрицательного электрода покрывают обе стороны токосъемника из медной фольги.К настоящему времени я думаю, вы понимаете, что фиолетовый цвет используется на иллюстрациях для обозначения активных материалов положительного электрода, а зеленый цвет используется на моих иллюстрациях для обозначения активных материалов отрицательного электрода, и это только для иллюстративных целей. В самих электродах материалы обычно серого или почти черного цвета, и их трудно различить на глаз. Таким образом, несмотря на то, что сами электроды для литий-ионных аккумуляторов разного форм-фактора изготавливаются очень похожим образом с использованием аналогичных процессов, способ их фактической сборки в аккумуляторный элемент отличается в зависимости от того, строим ли мы призматический, цилиндрический или ячейка мешочка.Внутри карманной ячейки электроды оказываются наложенными друг на друга, тогда как внутри цилиндрической или призматической ячейки они намотаны своего рода спиралью. Ячейки пакетов все чаще используются в аккумуляторных батареях, поскольку они минимизируют пространство, занимаемое упаковкой. Изображение справа иллюстрирует внутреннюю структуру ячейки мешочка. Чтобы построить мешочную ячейку, вы берете положительный электрод, затем кладете слой разделительного материала поверх, затем вы кладете отрицательный электрод и слой разделителя, и вы повторяете это, пока не соберете достаточное количество этих электродов. структуры, чтобы иметь общую емкость, которую вы хотите в своей ячейке.Разделитель может быть разрезан по существу до того же размера и формы, что и электроды, возможно, немного большего размера, чтобы убедиться, что нет возможности смещения разделителя и возникновения короткого замыкания между пластинами, или он может быть разрезан зигзагообразно. между электродами, возможно, даже для более прочной конструкции. Сами электроды штампуются или нарезаются на эти отдельные формы пластин из более длинного рулона электродного материала, и они штампуются так, чтобы все они имели одинаковый размер, чтобы аккуратно поместиться друг на друга.Токосъемники и электроды имеют маленькие выступы, как вы можете видеть на правой стороне этого рисунка, и они спроектированы таким образом, что все выступы токосъемников отрицательного электрода выходят в одном месте, а все выступы токосъемников положительного электрода выходят в том же месте, что и друг друга, но в другом месте, откуда выходят контакты отрицательного электрода. На диаграмме на этом слайде вы можете видеть, что вкладки нарисованы так, что все они выходят из правой части этой ячейки.В некоторых производимых новых конструкциях все выводы отрицательного электрода выходят с одной стороны, а все выводы положительного электрода выходят с другой стороны. У новой конструкции есть некоторые преимущества, заключающиеся в более равномерном использовании этой ячейки и более равномерном распределении температуры в ячейке, но также есть некоторые производственные проблемы, поскольку оказывается довольно сложно надежно запечатать пакет там, где он находится. вкладки выходят из ячейки.Итак, внутри этого мешочка вы видите действительно много отрицательных электродов и много положительных электродов. Все отрицательные электроды приварены вместе на своих выводах и, кроме того, приварены к отрицательной клемме аккумуляторного элемента. И все положительные электроды сварены вместе и, кроме того, также приварены к положительной клемме аккумуляторной батареи. Цилиндрические и призматические ячейки построены несколько иначе, чем это, в этих ячейках есть один длинный отрицательный электрод и один длинный положительный электрод, и эти электроды разрезаются на эти длинные полосы материала, а затем между ними помещается разделитель, а затем мы берем этот бутерброд из разделителя положительных электродов, разделителя отрицательных электродов и наматываем его по спирали на оправку.В цилиндрической ячейке мы наматываем ее на очень тонкий стержень или цилиндрическую оправку. В целом мы говорим, что рулет из желе создан по аналогии с сладким кондитерским изделием, где вы берете тесто и желе, все это заворачиваете и готовите, и это называется рулет из желе. Если центральная оправка представляет собой не стержень или цилиндр, а прямоугольную пластину, мы получаем призматическую ячейку. И это действительно единственная разница в том, что это сжатый цилиндр, который длиннее и тоньше. Исторически цилиндрические элементы были очень популярны, потому что их проще всего производить, и они по-прежнему используются в автомобилях Tesla.Но когда вы пытаетесь собрать цилиндры вместе, чтобы сделать аккумуляторную батарею, между цилиндрами остается довольно много пустого пространства. Просто попробуйте, и вы увидите, что между цилиндрами много свободного места. Теперь мы можем использовать это пространство с пользой, если мы спроектируем нашу аккумуляторную батарею таким образом, чтобы пространство обеспечивало путь для охлаждающей жидкости, такой как нагнетаемый воздух или принудительная жидкость. Но часто между элементами остается больше места, чем фактически необходимо для охлаждения аккумуляторной батареи. Так что призматические ячейки в этом отношении немного лучше.Когда мы собираем их вместе, как Lego, в аккумуляторную батарею, между металлическими корпусами не обязательно должно быть пространство. Фактически, иногда мы обнаруживаем, что нам нужно добавить немного пространства между ячейками, чтобы оставить путь для потока охлаждающей жидкости между ними. Так что, хотя кажется, что в призматической аккумуляторной батарее нет лишнего места, на самом деле оно есть. Потому что, если бы вы открыли призматические упаковки и взглянули на рулет с желе внутри, вы бы обнаружили, что в четырех углах, где рулет с желе закруглен, но корпус прямоугольный, есть немного потраченного впустую места.Этот объем места не так велик в конструкции цилиндрической ячейки, потому что призмы могут быть немного больше, но все же есть место, которое не занято. По сути, все это пространство в конструкции ячейки мешочка используется необходимыми компонентами ячейки. Эти пакеты можно упаковать вместе, чтобы получить очень компактный общий аккумулятор. Опять же, нам нужно убедиться, что в нашей конструкции есть место для протекания охлаждающей жидкости, поэтому иногда между ячейками мешочка есть прокладки. Но в целом мы можем упаковать ячейки мешочка немного плотнее, чем призматические, и призматические, как правило, немного плотнее, чем цилиндрические.Если вас интересует более подробная информация о конструкции литий-ионных аккумуляторных элементов, вы можете пройти дополнительный курс с отличием к этому курсу и к специализации в целом. А на пятой неделе этого курса вы изучите эти детали более глубоко. Если вы не планируете идти по стопам с отличием, то я думаю, что того, что вы узнали до сих пор, достаточно, чтобы действительно понять, что происходит внутри этого элемента батареи, достаточно, чтобы продолжить и преуспеть в этой специализации.Итак, теперь я собираюсь обратить свое внимание на обучение фактическим материалам, которые используются в типичной литий-ионной аккумуляторной батарее. И мы начнем с рассмотрения материалов, из которых изготовлены частицы, образующие отрицательный электрод. На данный момент практически все коммерческие литий-ионные аккумуляторные элементы используют какую-либо форму графита для своих отрицательных электродов. Графит очень распространен. Графит — это материал, который используется в ваших карандашах. Графит — это одна из форм углерода, образованная слоями графена, сложенными вместе.Картинка на слайде пытается это проиллюстрировать. Если мы смотрим на структуру графита на атомистическом уровне, на молекулярном уровне, серые сетки на слайде изображают слои графена. А графен внутренне состоит из повторяющихся узоров колец из шести атомов углерода гексагональной формы, которые в целом образуют своего рода сотовую структуру. Графен чрезвычайно прочен, и эти сотовые структуры очень трудно сломать. Однако связь между одним слоем графена и соседним с ним слоем довольно слабая, поэтому графит используется в карандашах.Когда вы пишете карандашом, эти слои графена отслаиваются и остаются на бумаге. Графен не разрушается, он разрывается между слоями графена, и на вашей странице остается некоторое количество графена. И именно эта слабая связь между слоями делает графит полезным материалом электродов. Пурпурные сферы на этой диаграмме иллюстрируют атомы лития, и эти атомы лития могут вставляться между этими слоями графена. В графите есть место для одного атома лития на шесть атомов углерода в этой сотовой структуре.Отмечу, что когда построен отрицательный электрод, лития в нем нет. Когда элемент впервые построен, весь литий находится в положительном электроде. И когда аккумуляторная батарея заряжается впервые, литий из положительного электрода проходит через электролит, входит в этот графит и литиирует графит. На предыдущем слайде вы видели литий и графит в микроскопическом или даже наномасштабе. На этом слайде мы смотрим в несколько большем масштабе.И если мы сделаем это, мы обнаружим, что слои графена не являются однородными большими плоскостями, которые охватывают весь электрод или даже целую частицу. Вместо этого есть меньшие области, где графен, образующий графит, встречается с параллельными пластинами. А есть другие соседние области, где эти параллельные пластины выровнены в немного другой ориентации. Мы называем отдельные области, где графен выровнен, зерном частицы; и границы между различными выравниваниями, границы зерен.Итак, если мы посмотрим на частицу в целом, границы зерен могут быть достаточно хорошо выровнены или они могут быть полностью случайными. В природном графите или искусственном графите, который называется синтетическим графитом, границы зерен довольно близки к параллельным по всей структуре. Но в некоторых формах углерода, которые обычно называют твердым углеродом или коксом, границы зерен ориентированы совершенно беспорядочно. И оба они показаны на диаграмме, которую вы видите на этой странице. Итак, литий попадает в области или слои между графитом.Но это происходит немного по-разному, в зависимости от того, сделан ли электрод из натурального или синтетического графита или из твердого углерода. В результате для ячеек, построенных из этих материалов, есть несколько другие характеристики напряжения и срок службы. Часто производители используют в своих отрицательных электродах некую запатентованную смесь графита и твердого углерода. Но детали выходят за рамки и, как правило, являются коммерческой тайной, и нам не обязательно рассматривать это в данной специализации.Графит используется, вероятно, в каждом коммерческом литий-ионном элементе, представленном на рынке; не каждый, почти каждый литий-ионный аккумулятор, который используется на рынке. Но есть и другие материалы, которые можно использовать. И еще один материал, обладающий некоторыми интересными свойствами, — это оксид титаната лития или LTO. LTO имеет совершенно отличную от графита кристаллическую структуру, и рисунок на этом слайде показывает эту структуру в атомистическом масштабе. На этом рисунке атомы титана изображены в виде оранжевых сфер, а атомы кислорода — в виде красных сфер.Атомы титана и кислорода очень прочно связаны с этой кристаллической структурой, поэтому эти связи не нарушаются, когда литий входит в частицу или покидает ее. Плотная связь проиллюстрирована на диаграмме, показывая зелеными плоскостями грани кристалла, которые эти связи образуют в целом. И снова литий показан в виде пурпурных сфер. И фиолетовые сферы могут перемещаться через отверстия в этой кристаллической структуре, точно так же, как они могли перемещаться между слоями графена внутри графита.Но в то время как отверстия в графите были простыми, широко открытыми слоями, отверстия в LTO вместо этого представляют собой извилистые трехмерные пути. И вы узнаете, что некоторые материалы, используемые в положительных электродах, также обладают этими свойствами. График в правой части этого слайда показывает потенциал холостого хода различных материалов отрицательных электродов в зависимости от состояния заряда их электродов. Теперь состояние заряда электрода связано с состоянием заряда ячейки, но отличается от него. Итак, чтобы быть немного более точным, я называю состояние заряда электрода стехиометрией электрода.Если в отверстиях электрода нет лития, стехиометрия будет равна нулю. Если электрод заполнен литием, другими словами, он не может хранить лития больше, чем уже хранит, тогда стехиометрия будет равна единице. Если электрод частично заполнен, стехиометрия будет иметь значение от нуля до единицы и поэтому представляет собой своего рода состояние заряда электрода. Теперь напряжение аккумуляторной батареи в целом равно потенциалу коллектора тока положительного электрода минус потенциал коллектора тока отрицательного электрода.Чтобы иметь высоковольтный аккумуляторный элемент, нам нужны материалы с высоким потенциалом и положительным электродом, а с низким потенциалом — материалы с отрицательным электродом. И глядя на этот график, вы можете понять, почему графит так привлекателен. Голубая или голубая линия, обозначенная MCMB, представляет собой форму графита. MCMB означает мезоуглеродные микрогранулы, но все, что нам нужно знать, это то, что это разновидность графита. Эти бусинки почти сферические, и если вы посмотрите на них в мезомасштабе или в масштабе SCM, вот почему их называют этими бусинками.Мы видим, что этот графит имеет очень низкий потенциал во всем диапазоне стехиометрии, и это действительно привлекательно при разработке литий-ионного элемента высокого напряжения. Вы также можете видеть, что твердый углерод и кокс, которые являются другими формами углерода, имеют немного разные характеристики напряжения. С точки зрения напряжения они не так привлекательны, как графит, но с точки зрения срока службы они могут иметь некоторые преимущества. Оксид титаната лития имеет самый высокий потенциал из всех, которые мы рассматривали в качестве кандидата в отрицательный электрод.Таким образом, с точки зрения напряжения этот материал не очень привлекателен при разработке отрицательных электродов. Однако оказывается, что аккумуляторные элементы, построенные с использованием оксида лития-лития-титаната в качестве отрицательных электродов, практически неразрушимы. Эти электроды можно заряжать и разряжать десятки тысяч раз с очень незначительной потерей емкости. Таким образом, хотя высокое напряжение или высокий потенциал материала означает, что плотность энергии элемента, использующего этот материал, довольно низка.Преимущества срока службы могут быть очень привлекательными, особенно когда нас не слишком заботит плотность энергии. Другой возможный материал отрицательного электрода — кремний. Возможное преимущество использования кремния заключается в том, что он может хранить больше лития, чем углерод. Если мы используем графит в качестве электродного материала, мы можем хранить до одного атома лития на шесть атомов углерода. Но если вместо этого использовать кремний в качестве материала электродов, оказывается, что в принципе мы можем хранить до четырех атомов лития на каждый атом кремния.И если вы сделаете соотношения, вы обнаружите, что это примерно 2401 преимущество при хранении с использованием кремния вместо использования углерода. Другими словами, плотность энергии при использовании кремниевого электрода может быть намного выше. Есть компромисс. Если мы используем графит в качестве материала электрода, изменение объема при зарядке и разрядке электрода составляет около 10 процентов, что не очень много. А это означает, что напряжения и деформации, вызванные этим изменением объема на электроде, довольно малы. Но если мы используем кремний в качестве материала электродов, объем изменяется примерно на 300 или даже 400 процентов, а это означает, что напряжения и деформации огромны.Из-за этого кремниевые электроды имеют тенденцию к очень быстрому разрушению и поэтому имеют короткий срок службы. Таким образом, использование кремния в качестве электродного материала дает огромное потенциальное преимущество с точки зрения плотности энергии. И это привело к большому количеству исследований по разработке способов практического использования кремниевых электродов в конструкции ячеек. Некоторые из обходных путей, которые ищут исследователи, включают смешивание некоторого количества графита и некоторого количества кремния вместе внутри электродов, чтобы кремний не должен был образовывать такую ​​большую объемную долю электрода, и, следовательно, электрод имеет некоторые из преимуществ графита и некоторые из преимуществ этого кремниевого материала.Другой обходной путь может заключаться в использовании кремниевых нанопроволок, которые оставляют промежутки между этими нанопроводами для расширения, и фотографии, которую вы видите на этом слайд-шоу, и SCM-изображения кремниевых нанопроволок. Вы можете видеть, что они похожи на волосы на животном или, возможно, на волокна ковра, а промежутки между этими нанопроводами оставляют место для расширения и сжатия и сводят к минимуму количество трещин на электроде. В настоящее время я не знаю ни одной коммерчески успешной литий-ионной аккумуляторной батареи с кремниевым электродом, но я считаю, что это, скорее всего, изменится в будущем.Итак, чтобы подвести итог тому, что вы узнали на этом уроке, теперь вы знаете, что литий-ионные аккумуляторные элементы производятся в пакетном, призматическом и цилиндрическом форм-факторах. В каждом из этих случаев металлическая фольга токосъемника обычно покрыта с обеих сторон активными материалами, а отрицательные электроды — наиболее распространенные активные материалы на данный момент в истории — представляют собой некоторую форму углерода. Это может быть природный или синтетический графит, твердый углерод или даже смесь этих материалов.В настоящее время в меньшинстве литий-ионных аккумуляторных элементов мы можем найти оксид титаната лития или LTO, используемый в качестве материала отрицательного электрода. Этот материал значительно увеличивает долговечность элемента, но он дорог из-за относительной редкости титана, а также снижает плотность энергии этого элемента. Я считаю, что в будущем очень вероятно, что мы увидим литий-ионные аккумуляторные элементы, в отрицательных электродах которых будет какая-то форма кремния, это улучшит плотность энергии. Но в настоящее время вы узнали, что большая проблема заключается в том, что этот цикл или количество раз, когда элемент может заряжаться и разряжаться, невелик, когда мы используем кремниевые электроды.Когда эта проблема будет решена, в будущем мы увидим много кремнийсодержащих электродов. На этом мы подошли к концу этого урока, и в следующем уроке мы рассмотрим материалы, которые вместо этого могут составлять положительный электрод в литий-ионном аккумуляторном элементе.

Батарейные блоки — Battery University

Узнайте о составе трех наиболее распространенных аккумуляторов и о том, как они служат нашему обществу.

Электрохимическая батарея состоит из катода, анода и электролита, которые действуют как катализатор.При зарядке на поверхности раздела катод / электролит образуется скопление положительных ионов. Это приводит к движению электронов к катоду, создавая потенциал напряжения между катодом и анодом. Освобождение происходит путем прохождения тока от положительного катода через внешнюю нагрузку и обратно к отрицательному аноду. При зарядке ток течет в обратном направлении.

Батарея имеет два отдельных пути; один представляет собой электрическую цепь, по которой протекают электроны, питая нагрузку, а другой — путь, по которому ионы перемещаются между электродами через разделитель, который действует как изолятор для электронов.Ионы — это атомы, которые потеряли или приобрели электроны и стали электрически заряженными. Сепаратор электрически изолирует электроды, но допускает движение ионов.

Анод и катод

Электрод батареи, который высвобождает электроны во время разряда, называется анодом , ; Электродом, поглощающим электроны, является катод .

Анод батареи всегда отрицательный, а катод положительный. Это, по-видимому, нарушает соглашение, поскольку анод является клеммой, по которой течет ток.Электронная лампа, диод или аккумулятор на зарядке следуют этому порядку; однако отключение питания от батареи при разряде превращает анод в отрицательный. Поскольку аккумулятор представляет собой электрическое накопительное устройство, обеспечивающее энергию, анод аккумулятора всегда отрицательный.

Литий-ионный анод — угольный (см. BU-204: Как работают литиевые батареи?), Но порядок обратный для литий-металлических батарей. Здесь катод — углерод, а анод — металлический литий (см. BU-212: Future Batteries). За некоторыми исключениями, литий-металлические батареи не подлежат перезарядке.

Символ батареи Катод батареи положительный; анод отрицательный.

Таблицы 1a, b, c и d суммируют состав вторичных батарей на основе свинца, никеля и лития, включая первичные щелочные.

Свинцово-кислотный	Катод (положительный)	Анод (отрицательный)	Электролит
Материал	Диоксид свинца (шоколадно-коричневый)	Серый свинец (при образовании губчатый)	Серная кислота
Полная зарядка	Оксид свинца (PbO 2 ), электроны добавлены к положительной пластине	Свинец (Pb), электроны удалены с пластины	Сильная серная кислота
Выпущено	Свинец превращается в сульфат свинца на отрицательном электроде, электроны перемещаются от положительной пластины к отрицательной пластине		Кислота серная слабая (водоподобная)

Таблица 1a: Состав l эд кислоты.

NiMH, NiCd	Катод (положительный)	Анод (отрицательный)	Электролит
Материал	Оксигидроксид никеля	NiMH: водородопоглощающий сплав NiCd: кадмий	Гидроксид калия

Таблица 1b: Состав NiMH и NiCd.

Литий-ионный	Катод (положительный) на алюминиевой фольге	Анод (минус) на медной фольге	Электролит
Материал	Оксиды металлов на основе кобальта, никеля, марганца, железа, алюминия	На углеродной основе	Литиевая соль в органическом растворителе
Полная зарядка	Оксид металла с интеркаляционной структурой	Ионы лития мигрировали к аноду.
Выпущено	Ионы лития возвращаются к положительному электроду	В основном углерод

Таблица 1c: Состав литий-ионного сплава .

Щелочной	Катод (положительный)	Анод (отрицательный)	Электролит
Материал	Диоксид марганца	Цинк	Водный щелочной

Таблица 1d: Состав основной щелочной батареи.

Электролит и сепаратор

Ионный поток стал возможным благодаря активатору, называемому электролитом. В залитой аккумуляторной системе электролит свободно перемещается между вставленными электродами; в герметичной ячейке электролит обычно добавляется в сепаратор в увлажненном виде. Сепаратор отделяет анод от катода, образуя изолятор для электронов, но позволяя ионам проходить через него. (См. BU-306: Сепаратор и BU-307: Электролит)

Последнее обновление 30.11.2018

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта.Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык, избегая спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected]. Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать свой вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.

Предыдущий урок Следующий урок

или перейти к другой артикуле

Батареи как источник питания

Комментарии (11)

28 января 2015 г. в 5:45

Bonani написал:

Вы, ребята, крутые парни, супер знания, которые вы мне даете. Я новичок в этой области аккумуляторов, пишу докторскую диссертацию, я какое-то время пытался понять основные концепции.

Спасибо ..

13 мая 2015 г. в 9:45

Богатый написал:

FYI, в BU-104b есть опечатка: «Для катода Li-ion использует оксид металла, полученный из кобальта, управляет и / или никель и другие металлы; …»
Должно быть «… кобальт, марганец и / или… »Отто снова исправляет удары!

17 октября 2015 г., 2:04

hrncirik написал:

должен быть / вставлен / на рис.1a / атомы лития, восстановленные из / ионов лития …
1c njckel / III. оксид /

10 мая 2016 г. в 15:36

Фред написал:

Каждый текст по физике и электротехнике, который у меня есть, использует противоположное этому условию. Они показывают большую пластину с положительным знаком, а в качестве анода другой конец помечен отрицательным, а в качестве катода он показывает электроны, текущие от положительного к отрицательному концу через внешнюю нагрузку.Я подозреваю, что разница в том, что это написано с точки зрения химиков, где анод имеет отрицательную маркировку, поскольку он имеет более отрицательный потенциал восстановления, чем катод. В моих текстах по химии подробно объясняется, что реакция оставляет электроны на выводе — аноде, а на другом — катоде. Однако правила знаков для химиков отличаются от правил для физиков. В моем тексте по химии четко указано, что для данного примера медно-цинковой батареи «Электроны текут извне от цинкового электрода (анода) к медному электроду (катоду).«Физики используют знак + для обозначения более высокого электрического потенциала, то есть способности выполнять работу, поэтому электроны переносят энергию на внешнее устройство, рассеивая свою энергию. На каждой батарее, которая у меня есть, анодный конец отмечен знаком плюс, каждая батарея, которую я вставил в свой грузовик, показывает знак +, и это, очевидно, источник высокого потенциала, так как именно там появляется коррозия, а коррозия редко появляется на отрицательной стороне. клемму (при условии, что аккумулятор не протекает).

Я подозреваю, что в этой статье простая опечатка.Вот что в нем говорится: «При зарядке на аноде образуется скопление электронов, создавая потенциал напряжения между анодом и катодом. Освобождение происходит путем прохождения тока от положительного катода через внешнюю нагрузку и обратно к отрицательному аноду. При зарядке ток течет в обратном направлении ».

Вот что он должен сказать: «При разрядке внутренняя химическая реакция поставляет электроны с высоким потенциалом к ​​аноду, создавая потенциал напряжения между анодом и катодом.При зарядке ток течет в обратном направлении ».

К сожалению, химики и физики обозначили терминалы в противоположном смысле.

14 мая 2017 г. в 6:07

Mark du Preez написал:

Я думаю, что причина того, что мы не понимаем, что такое анод и катод, заключается в том, что разные устройства имеют разную маркировку. Анод диода отмечен знаком плюса (+), тогда как анод элемента (или батареи ячеек) отмечен знаком минус (-).Это связано с тем, что анод определяется как электрод * в * который протекает обычный ток.

Рассмотрим простую схему с батареей, светодиодом (светоизлучающим диодом) и резистором для ограничения тока, соединенными последовательно. В зависимости от того, с какой стороны вы устанавливаете резистор, у вас будет либо клемма «+» батареи, подключенная к клемме «+» светодиода, а резистор будет между клеммами «-», либо наоборот. Теперь, хотя оба терминала отмечены знаком «+», они соединены вместе, поэтому очевидно, что ток должен идти от одного к другому.Следовательно, по определению, один должен быть анодом, а другой — катодом.

Запомните это так:

«КИСЛОТА» — Анод: ток в устройство

(Очевидно, что поток электронов в обратном направлении.)

13 июня 2017 г., 00:42

Lary Anoes написал:

25 июля 2017 г., 7:11

Славко написал:

Правильно ли это: «При зарядке на катоде образуется скопление электронов»? Думаю, это должно быть «При зарядке на аноде образуется скопление электронов».

Посмотрите на это изображение:
BU-306: Какова функция разделителя?

Источник Википедия:

В разряжающемся аккумуляторе или гальваническом элементе катод является положительным выводом, поскольку именно здесь ток выходит из устройства (см. Рисунок). Этот наружный ток переносится внутри положительными ионами, движущимися от электролита к положительному катоду (за это «восходящее» движение отвечает химическая энергия). Внешне он продолжается электронами, движущимися внутрь, этот отрицательный заряд, движущийся внутрь, образует положительный ток, текущий наружу.Например, медный электрод гальванического элемента Даниэля является положительным выводом и катодом.
В перезаряжаемой батарее или электролитической ячейке, выполняющей электролиз, катод является отрицательной клеммой, с которой ток выходит из устройства и возвращается к внешнему генератору. Например, изменение направления тока в гальванической ячейке Даниэля приведет к образованию электролитической ячейки [1], в которой медный электрод является положительной клеммой и анодом.

Я могу это неправильно понять, поэтому заранее прошу прощения.

1 апреля 2018 г., 20:28

Мехди Карамад написал:

Мы должны учитывать, что атом, у которого меньше всего электронов на своей внешней орбите, потеряет свой электрон и станет положительным, а тот, кто получит электрон, будет иметь отрицательный заряд, поэтому после зарядки я согласен, что все положительные ионы будут собираться на катоде. и готовы потерять свой электрон через внешнюю нагрузку на анод. Эту часть легко понять, но во второй части, когда вы говорите, что электрод, который высвобождает электроны, называется анодом, а тот, который притягивает электроны, называется катодом, в вашей статье кажется, что я против, и я могу.Не понимаю, почему вдруг все изменилось?

10 сентября 2018 г., 14:47

Том Сабо написал:

Можно ли превратить отрицательную пластину в положительную в свинцово-кислотном аккумуляторе? Например, если у меня есть 2 хорошие отрицательные пластины из старой батареи, можно ли превратить одну в положительную пластину, чтобы можно было снова сделать батарею?
Если да, то какой процесс лучше всего?
TIA
Том

25 ноября 2018 г.