Катодное падение напряжения

К) температурой катода Т , близкой к температуре кипения металла электродов, и их интенсивным испарением высокой плотностью тока в катодном пятне дуги (/ 10 A/мм ) блужданием и неустойчивостью катодного пятна на жидком металле электрода катодным падением напряжения U , соизмеримым с Ui паров металла (около 10...20 В) анодным падением напряжения мало зависящим от металла электродов (около [c.78]

И ее роль компенсируется неупругими столкновениями. В вакуумной дуге увеличивается катодное падение напряжения до 18.,. 20 В и уменьшается градиент напряжения в столбе дуги по сравнению с атмосферными дугами с 2...4 до 0,2...0,4 В/мм, т. е. примерно Б 10 раз (в воздухе =1,5...2,0 В/мм в среде СО2 Е =3...4 В/мм). [c.98]

Выполнение каскада из дросселей, разрядников для защиты от перенапряжений и конденсатора на выходе выпрямителя способствует тому, что несмотря на сравнительно длительное время срабатывания разрядников поступающий толчок напряжения не доходит до выпрямительных элементов преобразователя (рис. 9.2). Поскольку запирающее напряжение преобразователя должно быть намного выше напряжения срабатывания разрядника, применяют кремниевые диоды с запирающим напряжением при пиковых толчках 1400 В. Разделительный трансформатор выполняется с особо усиленной изоляцией и рассчитывается на пробное напряжение 10 кВ. Разрядник катодного падения напряжения располагается непосредственно у выходных клемм и ограничивает напряжение между трубопроводом и анодным заземлителем до 1,5 кВ даже при больших токах разряда порядка 5 кА. Такая защитная схема предохраняет преобразователь также и от грозовых перенапряжений [7]. [c.222]

Дуга, как и любой проводник тока, обладает электрическим сопротивлением, чем и обусловлено падение напряжения на промежутке между электродами, когда по этому промежутку проходит ток (когда горит дуга). Это падение напряжения называют напряжением дуги (t/д). Падение напряжения на единицу длины дуги неодинаково на различных участках дугового промежутка. В катодной области, протяженность которой всего около 10 см, сосредоточена значительная часть напряжения дуги, называемая катодным падением напряжения (f/J. В анодной области около анодного пятна на участке, равном длине свободного пробега электрона, также наблюдается резкое падение напряжения, называемое анодным (U ). [c.84]

Катодное падение напряжения 84 Качество 334 Керосин 54, 55 Керосинорезы 298 Кислород 53, 157 Кислородная резка 311 Кислородное копьё 309 Классификация способов сварки 6 Коксовый газ 54, 55 Контактная рельефная сварка 282 Контактная сварка 7, 198, 255, 281 Контактная стыковая сварка 283 Контактная шовная сварка 281 Контроль внешним осмотром 340 Контроль измерением 341 Контроль качества продукции 334 Контроль керосином 359 Корпусные транспортные конструкции 363 Коэффициент замены ацетилена 56 Коэффициент формы шва 25 Кратер 24, 25, 118, 247 Кристаллизационные слои 27, 210 Кристаллизационные трещины 31, 212 Кристаллизация металла шва 24 Кристаллит 24 [c.392]

Наблюдаемое на практике усиление поступления азота в присутствии кислорода в металл сварочной ванны объясняется увеличением катодного падения напряжения за счет кислорода. [c.90]

Известно, что при сварке в гелии катодное падение напряжения вдвое выше, чем в аргоне. Поэтому металл шва в первом случае будет более насыш,ен газами, чем во втором, несмотря на одинаковое содержание водорода и азота в атмосфере дуги. Отсюда следует весьма важный для практики сварки аустенитных сталей и сплавов вывод о необходимости предъявления к гелию более строгих требований по чистоте, чем к аргону. [c.90]

Чтобы объяснить наличие катодного темного пространства, заметим, что полный ток, связанный с ионами и электронами, должен, очевидно, быть постоянным по всей длине разряда. Мы считаем также, что в общем случае благодаря более высокой подвижности электронов ток переносится главным образом этими частицами. Однако, если эмиссионная способность катода ограничена, то значительную долю полного тока катода должны переносить ионы (рис. 3.18, б). Чтобы ионы могли переносить ток, для ускорения их массы требуется высокая напряженность поля и, таким образом, большое катодное падение напряжения ( 100—400 В).Если же катод испускает достаточное количество электронов с помощью термоэлектронной эмиссии (горячий катод), то ионы больше не обязаны переносить значительную часть тока и катодное падение напряжения уменьшается почти до потенциала ионизации газа. [c.137]

Отрицательное свечение обусловлено электронами, которые при прохождении области катодного падения приобретают кинетическую энергию, определяемую практически всем катодным падением напряжения. Эти высокоэнергетические электроны замедляются в области отрицательного свечения по мере их участия в возбуждающих и ионизирующих столкновениях. Поэтому данную область можно рассматривать как плазму, порождаемую внешним электронным пучком . [c.137]

В лазерных излучателях используются приборы с тлеющим и дуговым газовым разрядом. Эти разряды. различаются величиной катодного падения напряжения. Если это напряжение больше ионизационного потен- циала газа, то имеет место тлеющий разряд, в против яом случае — дуговой разряд (при токе, равном долям ампера и выше). [c.18]

Обычно сумма катодного и анодного падений напряжений составляет небольшую долю от общего падения напряжения плазменной дуги катодное падение напряжения не превышает 5—8 В — для плазмотронов с вольфрамовым катодом, 10—12 В — для плазмотронов с циркониевым катодом, а значение анодного падения напряжения не зависит от материала анода и вида плазмообразующей среды и составляет 5—6 В [29]. В связи с этим величина напряжения плазменной дуги зависит в основном от напряжения и длины участков, составляющих столб дуги. [c.42]

Наконец, непосредственно к положительному электроду (аноду) прилегает область анодного падения напряжения. Эти области схематически показаны на рис. 2-2. Размеры областей катодного и анодного падений напряжения изображены на рис. 2-2 сильно преувеличенными. В действительности их протяженность ничтожно мала. Например, протяженность области катодного падения напряжения имеет величину порядка свободного пути электрона (меньше 1 мк). Протяженность области анодного падения напряжения обычно лишь несколько больше этой величины. [c.14]

Область катодного падения напряжения характеризуется чрезвычайно высоким градиентом, который достигает десятков и сотен киловольт на сантиметр. Однако вследствие малой протяженности этой области падение напряжения в ней невелико — оно близко к потенциалу ионизации паров катода. Если катод имеет очень высокую температуру испарения, то катодное падение напряжения приближается к потенциалу ионизации газа, в котором горит дуга. В табл. 2-1 [c.14]

Катодное падение напряжения при различных материалах катода [c.14]

Рис. 2-1. Зависимость катодного падения напряжения от тока /.

Сравнение этих двух таблиц показывает, что катодное падение напряжения почти всегда лежит между потенциалом ионизации паров [c.15]

Как показывают теория и опыт, катодное падение напряжения при очень малых токах зависит от тока, уменьшаясь с увеличением последнего. На рис. 2-3 приведена зависимость катодного падения напряжения для дуги с вольфрамовым катодом от тока при разных давлениях. При токе свыше 10 а катодное падение напряжения стремится к величине 6,5 в, независимо от давления. [c.15]

Приведенные цифры дают возможность определить средний градиент потенциала в области катодного падения напряжения. Поло- [c.15]

Анодное падение напряжения имеет порядок нескольких вольт. Обычно оно меньше катодного падения напряжения. Так как область анодного падения напряжения обычно больше области катодного падения напряжения, градиент в этой области значительно меньше, чем в области катодного падения. Схематически распределение градиента и напряжения вдоль длины дуги можно представить рис. 2-4. У катода напряжение делает скачок — это катодное падение напряжения. Затем напряжение равномерно нарастает вдоль ствола дуги и снова делает скачок у анода — это анодное падение напряжения. Заметим, что масштаб абсцисс на рис. 2-4 сильно искажен. В действительности области катодного и анодного падений по сравнению с полной длиной дуги во много раз меньше, чем это изображено на рисунке. [c.16]

Заметим, что при интегрировании авторами было принято, что величины X и Ь,- не зависят от температуры. Такое допущение носит в результат заметную ошибку. Однако много большую ошибку вызывает то обстоятельство, что в приведенном расчете не было учтено сужение дуги к катоду. Действительно, катодное падение напряжения оказалось равным 100 в вместо 10 е. Что такое сужение в исследованной авторами дуге действительно существует, видно из следующих цифр. Плотность тока в стволе ртутной дуги была равна 171 а/см . Между тем плотность тока на катоде дуги имеет величину порядка 17 ООО а/см . Следовательно, сечение дуги у катода в 100 раз меньше, чем в стволе, а диаметр ее — в 10 раз меньше. [c.75]

Электроны, излучаясь с поверхности, катода, получают ускорения, необходимые для ионизации молекул и атомов газа. В некоторых случаях катодное падение напряжения бывает равно потенциалу ионизации газа. Величина катодного падения напряжения зависит от потенциала ионизации газа и бывает 10—16 в. [c.38]

Катодная область. Процессы, протекающие в области катодного падения напряжения, играют важную роль в сварочных процессах. Область катодного падения напряжения является источником первичных электронов, которые поддерживают газы дугового промежутка в возбужденном ионизированном состоянии и переносят на себе в силу большой подвижности основную массу заряда. Отрыв электронов с поверхности катода вызывается в первую очередь термоэлектронной и авто-электронной эмиссией. Энергия, расходуемая на вырыв электронов с поверхности катода и наплавление металла, в некоторой степени возмещается энергией из столба дуги за счет потока положительно заряженных ионов, отдающих на поверхности катода свою энергию ионизации. Процессы, происходящие в области катодного падения напряжения, можно представить по следующей схеме [c.40]

В дуге большой плотности тока при увеличении силы тока катодное пятно и сечение столба дуги не могут увеличиваться, хотя плотность тока возрастает пропорционально силе тока. При этом температура и электропроводность столба дуги несколько повышаются. Напряжение электрического поля и градиент потенциала столба дуги будут возрастать с увеличением силы тока. Катодное падение напряжения увеличивается, вследствие чего статическая характеристика будет носить возрастающий характер, т. е. напряжение дуги с увеличением тока дуги будет возрастать. Возрастающая статическая характеристика является особенностью дуги высокой плотности тока в различных газовых средах. [c.60]

Кроме анодного и катодного падений напряжения, часть напряжения ложится на область столба разряда. В условиях электроимпульсной обработки расстояние между электродами колеблется от сотых до десятых долей миллиметра. На этом протяжении суммарное падение напряжения в зависимости от материалов электродов и вида рабочей жидкости составляет несколько десятков вольт (см. ниже). На долю приходится, по данным ряда исследователей, малое падение напряжения порядка 10 в (против 300 в при тлеющем разряде), и это является одним из характерных 38 [c.38]

Катодное падение напряжения 58 Керамические флюсы, свойства 82 Керамические флюсы для наплавки 444 — 455 ---сварки меди и ее сплавов 397 — 401 [c.541]

Катодное падение напряжения для Ме-дуг обычно больше, чем для вольфрамовых, соизмеримо с потенциалом ионизации паров металла электородов и составлет [Ук=Ю...20 В [c.72]

Разрядная трубка с полым катодом. Разряд в полом катоде, широко используемый в спектроскопии высокой разрешающей силы, представляет собой разновидность тлеющего разряда с катодом особой формы в виде полости. В определенном диапазоне давлений наполняющего газа - 100 Па) внутри полости катода возникает яркое свечение с интенсивным возбуждением линий как нейтральных, так и ионизованных атомов. Это свечение является аналогом отрицательного свечения в обычном тлеющем разряде, однако имеет ряд важных особенностей. Разряд с полым катодбм характеризуется небольшой величиной катодного падения напряжения. Напряжение зажигания разряда выше, чем напряжение горения, поэтому для полого катода необходим источник питания с напряжением 1000 В. [c.73]

Диапазон токов 7 и напряжений и в П.-п. р. весьма широк I с (0,1—10 ) А, и (10-—10 ) В. В основном П.-п. р. изучен в протяжённой геометрии. Часто в экс-нершментах для фокусировки пучка использовалось продольное маги, поле с напряжённостью П > 10 9. Изучен также маломощный П.-п. р. в узком зазоре, возникающий при наложении импульса напряжения на кнудсеновскую плазму низковольтной дуги, в к-рой длина свободного пробега электронов пучка больше разрядного промежутка. Пучок здесь формируется на катодном падении напряжения. [c.609]

Остановимся на энергетических аспектах быстропроточных лазеров с возбуждением самостоятельным разрядом постоянного тока. Величина Е/ро в таких разрядах составляет, как правило, 10...15 В/(см X X торр). Это выше значений, оптимальных для возбуждения верхнего лазерного уровня. Колебательный КПД при этом достигает 0,6...0,85 и падает с ростом давления. При р = 40...60 торр на упругие потери и возбуждение вращательных уровней компонент смеси расходуется 5...10% выделяющейся в положительном столбце энергии. Часть энергии расходуется на возбуждение электронных состояний и плазмохимические реакций. При типичных для схемы 2 значениях (см. табл. 4.5) Е/ро— 10 В/(см-торр), А=5 см, р=50 торр, катодного падения напряжения t/к 400 В и падений напряжения на балластных сопротивлениях Ub (0,4- Л) U, где и — напряжение на разряде, КПД разрядной цепи составит [c.139]

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]

По мнению В. В. Подгаецкого [И ], влияние рода тока на содержание водорода (а также азота) в металле шва можно объяснить следующим образом. В процессе сварки оба газа могут адсорбироваться поверхностью жидкой стали, находясь в виде заряженных и незаряженных частиц. Заряженными являются положительные ионы Н+ и N+. К незаряженным частицам относятся молекулы и атомы водорода и азота. Положительные ионы могут возникать в сварочной дуге только в области катодного падения напряжения под действием электронных ударов. Электроны, вызывающие ионизацию, вылетают с поверхности катода при прохождении сварочного тока. При сварке на постоянном токе, электроны образуют вокруг катода электронное облако, препятствующее возникновению положительных ионов, и этим уменьшают возможность растворения газов на катоде. Частая смена полярности при сварке на переменном токе разрушает электронное облако возле катода, увеличивая этим возможность появления положительных ионов в области катодного падения напряжения и растворения их в жидком металле. [c.89]

Иной точки зрения по этому вопросу придерживаются В. И. Ла-комский и Г. М. Григоренко [7]. Они считают, что при дуговой сварке следует различать два типа поглощения газов металла из атмосферы дуги химическое и электрическое, причем электрическое поглощение превалирует над химическим. Металл анода поглощает газ химически. Содержание в нем газов определяется стандартной растворимостью, температурой металла и парциальным давлением газа в газовой фазе. Металл катода поглощает газ электрически. Концентрация газов в металле катода зависит от катодного падения напряжения, сварочного тока, парциального давления газа в атмосфере дуги и температуры металла. Повышение содержания азота в сварном шве, пй мнению указанных исследователей, объясняется электрическим поглощением таза и малой по сравнению с водородом скоростью диффузии в металле. [c.89]

Цифры у кривых — значения р, ат. Данные 7 , — катодное падение напряжения Бауера и Шульца, и катодный градиент ЦЕ — падение [c.15]

Эффективный потенциал ионизации 7, и катодное падение напряжения С/к в значительной степени зависят от наличия в дуговой полости элементов-ионизаторов. Так, например, по данным Д. М. Рабкина, при сварке стальным плавящимся электродом открытой незащищенной дугой, в полости которой присутствуют только пары железа, i/i = 7,83 в, i7k=17,0 0,5 в при наличии в зоне дуги кальция без фтор-ионов /, = 6,11 в и i/k=13,0 0,5 в, а при наличии калия 7, = 4,32 в и i/k=12,5 0,5 в. Подобно указанному выше активированию вольфрамового катода действует на стабильность процесса и плавление стального электрода-катода добавка к аргону кислорода. Кроме того, несмотря на то, что потенциалы ионизации аргона и гелия достаточно высокие и составляют для первого 15,7 в, а для второго 24,5 в, применение электрических стабилизаторов намного снижает эти значения. По литературным данным, приводимым на основании опытов по сварке нержавеющей стали на прямой полярности, минимальное общее напряжение вольфрамовой дуги, горящей в аргоне, составляет 8 в, а дуги, горящей в гелии (при том же токе),— 12,5 в. Учитывая, что анодное падение I7a 2,5 в, получим катодное падение напряжения. для дуги, горящей в аргоне, составляет 5,5 в, а для дуги, горящей в гелии, — 10 в. В этих условиях как при вольфрамовом, так и при плавящемся стальном электроде выделение тепла на аноде обычно несколько больше, чем на катоде, и при обратной полярности (анод на электроде) стальной электрод плавится быстрее, чем при прямой (катод на электроде). Как уже отмечалось, особенно сильно при этом снижается нагрев катода при вiвeдeнии в полость дуги паров веществ с низким потенциалом ионизации, причиной чего является снижение [c.20]

При сварке голым стальным электродом без защиты дуги постоянным током прямой полярности (минус на электроде) вследствие весьма низкой стабильности дуги и высокого катодного падения напряжения коэффициент плавления электрода выше, чем при сварке током обратной полярности. Однако в настоящее время, чтобы обеспечить стабильность горения дуги и получить хорошую форму и поверхность шва, требуемый химический состав его и качество, сварку выполняют, используя специальные покрытия электродов и флюсов и (в некоторых случаях) применяя ток обратной полярности (сварка выс0к0легир0 ванных сталей вручную и под флюсом, сварка в углекислом газе и др.). В последнем случае плавление катода зависит от характера защитной среды, наличия в зоне дуги стабилизирующих веществ и фтора, а также от диаметра электрода и режима сварки. С увеличением сварочного тока коэффициент плавления электрода возрастает в результате предварительного подогрева электродной проволоки проходящим током. [c.31]

Б-2. Осаждение пленок реактивным катодным распылением. Катодное распыление основано на вырывании частиц металла из катода при бомбардировке его ионами газа, разогнанными до высоких скоростей постоянным полем в области катодного падения напряжения в тлеющем разряде. Давление газа, обычно инертного, 1—10 Па. Этим методом можно напылить пленку тугоплавкого металла, например тантала, а затем электрохимически оксидировать ее в водных электролитах. Пленка образованная на напыленном тантале, имеет более высокую электрическую прочность, чем пленка на куске металла. Слой диэлектрика можно напылить на подложку при катодном распылении металла, если инертный газ заменить кислородом тогда вырванные частицы металла окисляются и на подложку осаждается окисел металла. Этим способом были получены тонкие слои Та,05, ВеО и 8102- Из-за малой скорости процесса катодного распыления — порядка (0,1—1)-10" - м/с толщина слоев диэлектрика, как и металла, обычно не превышает 0,1—0,2 мкм. Описанным способом можно получить композиционный диэлектрик, состоящий из разных оксидов. Например, при катодном распылении кремния, поверхность которого на 25% покрыта алюминием, получался диэлектрик, содержащий 50% 810.2 и 50% А12О3, так как скорость распыления алюминия примерно в 2 раза выше скорости распыления кремния распыление осуществлялось в смеси Аг — О2 при давлении 3,3 Па. [c.380]

Из рис. 5 следует, что дуговой разряд начинается при падении напряжения 30 в, чему соответствует интервал времени от пробоя (включая всю искродуговую стадию) примерно Ю — 10- сек. Ток принимает установившееся значение, и его изменение обусловлено только ходом кривой питающего напряжения. Диаметр канала разряда также стабилизируется. Характерной чертой дугового разряда является неравномерное распределение электрического поля в зазоре между электродами, например, скачки потенциала вблизи анода (анодное падение напряжения А /а) и катода (соответственно катодное падение напряжения обусловленные наличием возле электродов пространственных зарядов и условиями прохождения тока через границу металл—плазма. Обычно АЦа <САи и может в некоторых видах дуговых разрядов отсутствовать. [c.38]

Вольфрам применяют в качестве неплавящегося электрода. При сварке постоянным током на прямой полярности используют вольфрам марки ВТ по нормали НИО-021-612, а при сварке переменным током — прутки из чистого вольфрама, тянутые, диаметром 0,5—3,0 мм ио ТУ ВМ2-529-57. В последнее время промышленность начала поставлять лантанированный вольфрам. Вольфрам ВТ-15 содержит окись тория до 1,5—2%, что значительно повышает эмиссионную способность электрода, снижает катодное падение напряжения, уменьшает температуру конца электрода, повышает общую устойчивость дуги. Торироваиный вольфрам применяют прутками дпаметром от 1 до 7,5 мм. Применение торированиого вольфрама для сварки на переменном токе нецелесообразно. Диаметр вольфрамового электрода выбирают в зависимости от величины и рода сварочного тока (табл. 32). [c.93]

В катодной области 8 из катодного пятна 2 происходит эмиссия электронов в столб дуги 5, где они ионизируют нейтральные атомы. В катодной области на длине 0,01—0,001 мм сосредоточена значительная часть напряжения дуги, которое называется катоднымпа д е-нием напр яжения Величина катодного падения напряжения зависит от потенциала ионизации газа и достигает 10—16 В. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...