Αρχή Λειτουργίας της Αποαέρωσης κενού σε Κενού Ηλεκτρικούς Φούρνους Τόξου

Ο ηλεκτρικός φούρνος τόξου κενού αντιπροσωπεύει έναν εξειδικευμένο τύπο βιομηχανικού φούρνου σχεδιασμένο για την τήξη μετάλλων υπό συνθήκες κενού. Λειτουργώντας με την αρχή της τήξης τόξου κενού, χρησιμοποιεί υψηλό ρεύμα και χαμηλή τάση για να επιτύχει μια λειτουργία βραχέος τόξου, η οποία είναι απαραίτητη για τη μοναδική διαδικασία τήξης του.

Θεμελιώδεις αρχές της εκκένωσης τόξου κενού

Στην καρδιά του φούρνου τόξου κενού βρίσκεται το φαινόμενο της εκκένωσης τόξου αερίου. Αυτή η διαδικασία χαρακτηρίζεται από εξαιρετικά χαμηλή τάση μεταξύ των ηλεκτροδίων, ωστόσο επιτρέπει τη διέλευση σχετικά μεγάλου ρεύματος μέσω του αερίου. Κατά συνέπεια, η θερμοκρασία εντός της ζώνης τόξου εκτοξεύεται σε περίπου 5000K. Η μεγάλη πυκνότητα ρεύματος που παρατηρείται σε αυτή τη ρύθμιση προέρχεται από δύο κύριες πηγές: θερμιονική εκπομπή και αυτο-εκπομπή ηλεκτρονίων.

Γύρω από το αρνητικό ηλεκτρόδιο, σχηματίζεται ένα στρώμα θετικών ιόντων, δημιουργώντας ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο. Αυτό το πεδίο ωθεί την κάθοδο να εκπέμπει αυτόματα ηλεκτρόνια, τα οποία στη συνέχεια συγκρούονται με μόρια αερίου μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων, ιονίζοντάς τα. Αυτή η διαδικασία ιονισμού δημιουργεί επιπλέον θετικά ιόντα και δευτερεύοντα ηλεκτρόνια. Υπό την επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου, αυτά τα φορτισμένα σωματίδια συγκρούονται με την κάθοδο και την άνοδο, αντίστοιχα, παράγοντας έντονη θερμότητα. Συγκεκριμένα, η θερμοκρασία της καθόδου παραμένει χαμηλότερη από αυτή της ανόδου, επειδή ένα μέρος της ενέργειας δαπανάται στην εκπομπή ηλεκτρονίων. Επιπλέον, η ανασύνθεση ορισμένων θετικών ιόντων και ηλεκτρονίων συμβάλλει στις υψηλές θερμοκρασίες που παρατηρούνται.

Λειτουργικά χαρακτηριστικά της τήξης τόξου κενού

Η τήξη τόξου κενού είναι μια λειτουργία βραχέος τόξου που συνήθως περιλαμβάνει μια τάση τόξου που κυμαίνεται από 22 έως 65 βολτ, με ένα αντίστοιχο μήκος τόξου από 20 έως 50 χιλιοστά (το τελευταίο ισχύει για μεγαλύτερα πλινθώματα). Αυτή η ρύθμιση εξασφαλίζει αποτελεσματική και ελεγχόμενη τήξη εντός του περιβάλλοντος κενού.

Ιστορική εξέλιξη και βιομηχανική υιοθέτηση

Το ταξίδι των φούρνων τόξου κενού ξεκίνησε με το επιτυχημένο πείραμα τήξης σύρματος πλατίνας το 1839. Ωστόσο, χρειάστηκε πάνω από ένας αιώνας για να εμβαθύνουν οι ερευνητές στην τήξη των πυρίμαχων μετάλλων. Μέχρι το 1953, οι ηλεκτρικοί φούρνοι τόξου κενού είχαν εισέλθει στη βιομηχανική παραγωγή. Μέχρι το 1956, οι Ηνωμένες Πολιτείες και αρκετές ευρωπαϊκές χώρες συνέχισαν να τήκουν τιτάνιο σε μη αναλώσιμους φούρνους, ενώ το 1955 σηματοδότησε την έναρξη της παραγωγής χάλυβα με τη χρήση αναλώσιμων φούρνων. Γύρω στο 1960, το βάρος των πλινθωμάτων χάλυβα που παρήχθησαν από αναλώσιμους φούρνους ξεπέρασε τους 30 τόνους, σηματοδοτώντας μια σημαντική πρόοδο. Σήμερα, οι φούρνοι κενού που καταναλώνονται και κατασκευάζονται από εταιρείες όπως η Kangsai, αποτελούν παράδειγμα αυτής της αναπτυξιακής τάσης, με κοινά κύρια τροφοδοτικά ρεύματος, συστήματα κενού και αυτόματα συστήματα ελέγχου μεταξύ δύο φούρνων για την ενίσχυση της αποδοτικότητας της παραγωγής και της χρήσης του εξοπλισμού.

Οφέλη της θερμικής επεξεργασίας κενού

Η θερμική επεξεργασία τεμαχίων ή υλικών σε περιβάλλον κενού προσφέρει πολυάριθμα πλεονεκτήματα. Παρατείνει τη διάρκεια ζωής των εργαλείων και των καλουπιών, αποτρέποντας την οξείδωση και την αποκαρβουρίωση, με αποτέλεσμα ένα φωτεινό φινίρισμα επιφάνειας, ελάχιστη παραμόρφωση, εξοικονόμηση ενέργειας και λειτουργίες χωρίς ρύπανση. Επιπλέον, η θερμική επεξεργασία κενού μπορεί να αλλάξει τις μηχανικές και μεταλλουργικές ιδιότητες των υλικών, ενισχύοντας τη συνολική τους απόδοση.

Πλεονεκτήματα των φούρνων τήξης κενού

Οι φούρνοι τήξης κενού χρησιμοποιούνται κυρίως για την τήξη αντιδραστικών και αδιάλυτων μετάλλων, σκληρών κραμάτων, μαγνητικών υλικών και ανοξείδωτου χάλυβα. Λειτουργώντας υπό συνθήκες χαμηλής πίεσης (αποσυμπίεση), αυτοί οι φούρνοι προσφέρουν αρκετά βασικά οφέλη:

1. Αφαίρεση αερίου: Το περιβάλλον κενού διευκολύνει την απομάκρυνση των προσροφημένων αερίων και προάγει σημαντική συρρίκνωση κατά τα μεταγενέστερα στάδια της τήξης.
2. Καθαρισμός ακαθαρσιών: Το κενό βοηθά στην εξάλειψη ακαθαρσιών όπως πυρίτιο, αλουμίνιο, μαγνήσιο, ασβέστιο και τα οξείδιά τους, καθαρίζοντας το υλικό.
3. Ενισχυμένη διαβρεξιμότητα: Το κενό βελτιώνει τη διαβρεξιμότητα της τήξης υγρής φάσης, βοηθώντας στη συρρίκνωση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας τήξης και βελτιώνοντας τη δομή του κράματος.
4. Αδρανές περιβάλλον: Όταν άλλα πρωτεύοντα ή αδρανή αέρια είναι ακατάλληλα ή όταν τα υλικά είναι επιρρεπή σε αποκαρβουρίωση και καρβουρίωση, ένας φούρνος τήξης κενού παρέχει μια ιδανική λύση.
5. Μειωμένη ρύπανση: Η τήξη κενού ελαχιστοποιεί τη μόλυνση του προϊόντος από επιβλαβή ατμοσφαιρικά συστατικά όπως νερό, οξυγόνο και άζωτο. Για παράδειγμα, η επίτευξη σημείου δρόσου -40°C σε ηλεκτρολυτικό υδρογόνο είναι δύσκολη, ενώ η τήξη κενού σε μερικές εκατοντάδες Pa επιτυγχάνει ισοδύναμα αυτό το επίπεδο καθαρότητας.

Συνοψίζοντας, οι ηλεκτρικοί φούρνοι τόξου κενού αξιοποιούν τις αρχές της εκκένωσης τόξου κενού για να προσφέρουν ένα εξελιγμένο και αποτελεσματικό μέσο τήξης μετάλλων, με πολυάριθμα πλεονεκτήματα όσον αφορά την ποιότητα των υλικών, την αποδοτικότητα της παραγωγής και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

 Είμαστε επαγγελματίας κατασκευαστής ηλεκτρικών φούρνων. Για περαιτέρω ερωτήσεις ή εάν χρειάζεστε φούρνους τόξου βυθισμένου τόξου, ηλεκτρικούς φούρνους τόξου, φούρνους εξευγενισμού χυτών ή άλλο εξοπλισμό τήξης, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας στο  susan@aeaxa.com