El proceso de fusión por arco es un método utilizado para fundir material cargado, normalmente mineral metálico o chatarra, utilizando un arco eléctrico.
Este proceso consiste en aplicar corriente alterna a un electrodo dentro de un horno de fusión.
El calor generado por el arco hace que se fundan los residuos en la base metálica.
5 puntos clave para entender el proceso de fusión por arco eléctrico
1. El papel del soldador eléctrico
En un horno de fusión por arco, el componente principal es un soldador eléctrico.
Este soldador actúa como un gran transformador, convirtiendo la alta tensión en baja tensión y alta corriente.
El soldador eléctrico activa el arco creando un cortocircuito instantáneo entre los polos positivo y negativo.
2. La naturaleza del arco eléctrico
El arco es un fenómeno de descarga autosostenida.
Mantiene una combustión estable del arco relativamente larga sin necesidad de alta tensión.
3. Funcionamiento a alta temperatura
El horno de fusión de arco funciona a temperaturas extremadamente altas, con una temperatura máxima de 3000℃.
Utiliza el arco, que es un plasma térmico común, para generar el calor necesario para fundir el material.
El horno asegura un proceso de fusión consistente controlando factores como la geometría de la piscina y la velocidad de fusión.
4. El proceso de fusión
Durante el proceso de fusión por arco, el electrodo a fundir se carga en el horno.
Para los aceros especiales y las superaleaciones, el electrodo se funde previamente en aire o en vacío.
Para los metales reactivos primarios como el titanio, el electrodo se fabrica a partir de esponja compactada y/o chatarra, o a partir de un proceso de fusión en horno como Plasma o Haz de Electrones.
5. Configuración del recipiente de vacío
El recipiente de vacío en el que se produce la fusión consta de dos conjuntos mecánicos principales: el cabezal móvil del horno y la estación de fusión fija.
La cabeza móvil del horno es la sección superior del recipiente y contiene un conjunto de ariete integral conectado a un servomotor.
Este conjunto soporta y controla el movimiento del electrodo.
El ariete refrigerado por agua se extiende a través de un sello de vacío en el cabezal, y el electrodo se sujeta a su extremo inferior, convirtiéndose en el cátodo de la operación de fusión por arco.
La estación de fusión fija forma la mitad inferior del recipiente de vacío y consiste en un crisol de cobre extraíble colocado en una camisa de agua fija de acero inoxidable.
Una vez que el electrodo se sujeta al conjunto del ariete, éste eleva el electrodo mientras se baja el cabezal del horno para crear un sello de vacío en la parte superior del crisol.
Una vez establecido el vacío, se activa la fuente de alimentación de CC y el sistema de control dispara un arco de alta corriente entre el electrodo consumible (cátodo -) y la base del crisol (ánodo +).
Esto forma rápidamente un baño de metal fundido.
La separación del arco entre el electrodo de fusión y el baño de metal se mantiene con precisión y se establece una velocidad de fusión controlada.
Las gotas de metal que caen a través de la separación del arco están expuestas al entorno de vacío y a las temperaturas extremas de la zona del arco, lo que provoca la eliminación de gases disueltos, la vaporización de elementos residuales y la mejora de la limpieza del óxido.
El crisol refrigerado por agua permite la solidificación direccional del baño de fusión, evitando la macrosegregación y reduciendo la microsegregación.
Esto mejora las propiedades del material del lingote solidificado.
Hacia el final del proceso, la potencia se reduce gradualmente para proporcionar un tope caliente controlado, maximizando el rendimiento de producto útil.
Siga explorando, consulte a nuestros expertos
Mejore su proceso de fusión por arco conlos avanzados equipos de laboratorio de KINTEK.
Nuestros hornos de fusión por arco, soldadores eléctricos y sistemas de monitorización, fiables y de alta calidad, le ayudarán a conseguir un control preciso de la geometría del baño y de la velocidad de fusión.
Maximice la eficiencia y asegure propiedades de aleación consistentes con KINTEK.
Póngase en contacto con nosotros para obtener una solución personalizada que satisfaga sus necesidades de investigación y desarrollo.
