Karkaistun metallin merkitseminen tasavirtasähköllä

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli suunnitella laite, jolla voidaan merkitä sähköllä karkaistusta metallista valmistettu kappale. Karkaistun metallin merkintä on haastavaa, kun halutaan tehdä jälki, joka kestää kulutusta, mutta jonka tekemisestä ei muodostu lastua tai purua.

Merkintämenetelmäksi valittiin valokaari tasasähköllä. Työssä tutustuttiin sähkömerkinnän toimintaperiaatteeseen ja laskettiin teorian pohjalta merkintään tarvittava energiamäärä merkintälaitteen mitoittamiseksi.

Työssä päädyttiin käyttämään kondensaattoriin ladattua sähköenergiaa, joka puretaan merkittävään kappaleeseen valokaarena hitsauselektrodilla. Vastaavan lämpövaikutuksen voi aikaansaada myös laserilla tai plasmalla. Sähkö on kuitenkin halvin, mutta ei ongel -maton. Sähköä käytettäessä materiaalia voi roiskua, mikä voi aiheuttaa ongelmia.

Opinnäytetyön aikana opittiin, että valokaari ei ole tyypillinen metallin merkintätapa, mutta, haluttaessa vahva ja pysyvä merkki edullisilla hankinta ja käyttökustannuksilla ja ilman metallipurua, valokaari on hyvin kilpailukykyinen vaihtoehto.

The purpose of the thesis was to design a device for marking hardened steel with an electric arc. Making a lasting impression on hardened steel is difficult, when creation of loose material is undesirable.

The chosen method was a DC arc. This thesis goes through the theory of electric arc marking and the formulas required to calculate the required energy to make the desired mark.

It was decided that a capacitor should be used to supply the power for marking. The charge is discharged through a welding electrode. A comparable heat effect could be achieved via a laser or plasma. However, an electric arc was by far the easiest and cheapest to implement. Also, a low voltage electric device requires less shielding than laser or plasma. Use of electricity is not, however, without problems. The arc may cause metal splatter that may cause problems.