ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Электрические свойства из "Сварка в промышленном строительстве Издание 4 " Электрическая дуга представляет собой длительный и мощный разряд электричества, в процессе которого выделяется значительное количество тепловой и световой энергии. Обычно электрическая дуга горит в газовом пространстве между двумя электропроводными телами (электродами), находящимися на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга. [c.12] В нормальных условиях газы не пропускают электрический ток, но при наличии в них электрически заряженных частиц — электронов и ионов — становятся электропроводными. [c.12] Под действием разности потенциалов электроны движутся в газах с большой скоростью. Встречая на своем пути атомы или молекулы газа, электроны ударяются о них и, добавляя или отнимая отрицательный заряд, превращают их в ионы. При удалении с орбиты атома одного или нескольких электронов образуется положительный ион, при добавлении электронов — отрицательный. [c.13] В электрическом поле электроны и отрицательные ионы устремляются к положительному полюсу, а положительные ионы — к отрицательному. Ионизация обеспечивает необходимые условия для протекания через газ электрического тока и образования дугового разряда. [c.13] В электрической дуге постоянного тока, горящей между электродами 1 4 (рис. 4), различают три основных участка — катодную область 3, столб дуги 5 и анодную область 2. Дуга окружена ореолом пламени 6, представляющим собой раскаленную газообразную смесь паров электродов и продуктов их реакции с окружающей газовой средой. Часть катодной области, излучающей электроны, называют катодным пятном. Плотность тока в нем очень высокая. Анодная область, расположенная у положительного электрода, бомбардируется электронами и отрицательными ионами при этом происходит превращение энергии их движения в тепловую энергию. [c.13] Для начала процесса ионизации и возникновения дугового разряда необходимо поступление в газовую среду свободных электронов от внешнего источника. При сварке таким источником обычно является поверхность отрицательного электрода (катода). [c.13] Выход первичных электронов с поверхности катода обусловливается в основном термоэлектронной и автоэлектродной эмиссиями. Физическая сущность термоэлектронной эмиссии электронов заключается в том, что металл, нагретый до высокой температуры, приобретает способность излучать свободные электроны в окружаю-шее пространство. Автоэлектронная эмиссия происходит за счет высокой напряженности электрического поля и не зависит от температуры нагрева катода. [c.13] Для зажигания дуги обычно пользуются термоэлектронной эмиссией, которая возникает при замыкании электродом сварочной цепи. Замыкание всегда происходит посредством микроскопических выступов, существующих на поверхности свариваемого металла и электрода. Большая плотность тока, приходящаяся на эти выступы, приводит к быстрому их нагреву до высокой температуры и возникновению мощной эмиссии электронов. [c.13] ЛИЯ (на расстояние 3—5 мм) этот поток электронов вызывает ионизацию газа в межэлектродном пространстве и возникновение дугового разряда. Во время горения дуги электропроводность газа увеличивается за счет паров металла электродов, нагрева газа, авто-электронной эмиссии и других процессов. [c.14] Изменение электропроводности межэлектродного пространства оказывает решающее влияние на величину тока и напряжение электрической дуги. [c.14] Статические характеристики бывают падающие, жесткие и возрастающие. [c.14] Статическая характеристика называется падающей (или отрицательной), если по мере нарастания тока напряжение уменьшается. На рис. представлены падающие вольт-ампер-ные характеристики дуги длиной 1 — 2 и I = 5 мм. Как видно из рисунка (кривые 1 и з), напряжение на дуге резко падает с возрастанием тока /св до 60—80 А, а при дальнейшем увеличении тока остается примерно постоянным. [c.14] Для ионизации газа в межэлектродном пространстве в момент зажигания дуги требуется напряжение 30—60 В. При установившемся режиме горения дуги напряжение требуется в 1,5—2 раза меньшее. [c.14] Напряжение дуги при установившемся режиме не зависит от силы тока, а зависит только от длины дуги, которая при сварке плавящимся электродом может многократно меняться, что связано в значительной степени с процессами плавления и переноса металла (см гл. II, п. 6). [c.14] Падающие статические характеристики соответствуют дугам, горящим при сравнительно небольших плотностях тока, как, например, при ручной сварке штучными электродами и автоматической сварке под флюсом. [c.14] На рис. 6 дано графическое изображение статической характеристики дуги при сварке под флюсом (длина дуги постоянна), из которой следует, что при токе примерно до 80 А напряжение на дуге уменьшается с увеличением тока, т. е. статическая характеристика дуги — падающая. [c.14] На участке кривой этого графика при токах от 80 А и примерно до 800 А напряжение на дуге с увеличением тока почти не изменяется, что соответствует жесткой статической характеристике. [c.14] На участке кривой при токе свыше 800 А наблюдается возрастание напряжения дуги с увеличением тока, следовательно, статическая характеристика дуги является возрастающей. [c.14] Дуги с жесткой и возрастающей статической характеристикой имеют широкое применение в сварочной технике и, в частности, при автоматической и полуавтоматической сварке в защитном газе. [c.15] По сравнению с рассмотренной выше дугой постоянного тока электрический режим дуги переменного тока обладает рядом существенных особенностей. [c.15] Вернуться к основной статье