ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Электрическая дуга из "Восстановление деталей машин " Открыта в 1802 г. проф. В.В. Петровым. [c.233] Электрическая дуга (рис. 3.13) представляет собой установившийся свободный электрический разряд в ионизированной смеси газов и паров веществ, входящих в состав электрода, электродного покрытия и флюса. Электропроводность межэлектродного промежутка обусловлена движением заряженных частиц - электронов и ионов. Заряженные частицы в дуговом промежутке возникают за счет эмиссии (испускания) электронов с поверхности электродов и ионизации газа. Непременным условием электрического дугового разряда является генерация заряженных частиц в количестве, достаточном для существования дуги. [c.233] Сварочная дуга состоит из трех зон катодной области, столба и анодной области. [c.233] Длина катодной области очень мала и сопоставима с длиной свободного пробега иона / = 10 ... 10 см. Катод эмитирует электроны как за счет нагрева его поверхности (термоэлектронная эмиссия), так и в результате создания у его поверхности электрического поля высокой напряженности (автоэлектронная эмиссия). Кроме того, электроны и ионы образуются в самой катодной зоне благодаря термической ионизации нейтрального газа. У поверхности катода создается объемный положительный заряд. Катодное падение напряжения (Укат 5...25 В на небольшой длине катодной зоны обусловливает значение градиента потенциала в этой зоне 10 В/см. [c.233] Заряженные частицы в столбе дуги появляются из анодной и катодной областей, а также возникают в нем за счет термической ионизации нейтральных частиц. Сварочным током считают ток проводимости, обусловленный упорядоченным движением свободных электронов и ионов. [c.233] При этом электронная составляющая тока в сотни раз больше ионной. Длина столба дуги 1 составляет 0,1...4 см, падение напряжения U достигает 40 В, напряженность поля в нем 10...40 В/см. [c.234] Протяженность анодной области сопоставима с длиной свободного пробега электрона /а = 10 ...10 см, поэтому при анодном падении С/а = 2...10 В градиент напряжения составляет 10 В/см, т.е. ниже, чем в катодной области. У поверхности анода наблюдается объемный отрицательный заряд. [c.234] Различие физических процессов, протекающих в приэлектродных областях и в столбе дуги, объясняет резкие изменения потенциалов при переходе из зоны в зону. [c.234] Баланс выделяющейся теплоты распределяется следующим образом на анод приходится около 43 %, на катод 36 % и на сварочную дугу 21 %. На электроде-аноде выделяется энергии на 20 % больше, чем на электроде-катоде. Поэтому если при сварке необходимо увеличить количество расплавляемого металла и глубину проплавления, то сварку ведут на прямой полярности, подключая детали к аноду. [c.235] Статическая вольт-амперная характеристика дуги в координатах U-1 (рис. 3.14) имеет криволинейную зависимость, следовательно, активное сопротивление дуги меняется с изменением тока. На характеристике выделяют три участка падающий /, жесткий II и возрастающий III. Сопротивление дуги на ее падающем участке отрицательное ( 0), на жестком равно нулю и на возрастающем - положительное ( 0). [c.235] Сопротивление дуги при фиксированных ее значениях и /д в точке А численно равно тангенсу угла ад между касательной к кривой графика в этой точке и осью /д. [c.235] В маломощных дугах (участок /) с ростом тока увеличивается площадь сечения столба дуги, что приводит к снижению плотности тока, а следовательно, и к уменьшению общего напряжения дуги. Такая падающая характеристика наблюдается при сварке неплавящимся электродом и ручной сварке покрытым электродом. [c.235] При дальнейшем росте тока пропорционально увеличивается и площадь столба. Плотность тока при этом остается примерно постоянной, поэтому и напряжение дуги не меняется с возрастанием тока. Характеристика на участке // жесткая, она наблюдается при сварке покрытым электродом и механизированной сварке под флюсом. Граница между участками I а II при различных способах и условиях сварки соответствует значению 100 А. [c.235] Возрастающий участок /// наблюдается при таком токе, когда дуга уже заняла всю торцовую площадь электрода. Поэтому с ростом тока пропорционально увеличиваются его плотность и напряжение. Возрастающая характеристика наблюдается при механизированной сварке под флюсом и особенно при сварке в диоксиде углерода. Граница между участками II и III соответствует плотности тока 100 А/мм . [c.236] При увеличении длины дуги график зависимости смещается вверх, а при увеличении диаметра электрода граница между жестким и возрастающим участками - вправо. [c.236] Инерционность источника питания определяется временем, в течение которого сила тока достигает значения 0,63 от тока насыщения после включения источника. [c.237] Вернуться к основной статье