Температура дуговой плазмы

Исследования дуговой плазмы показа.ти, что как возбуждение атомов, так и ионизация их носят в значительной мере температурный характер. Температура дуговой плазмы может достигать больших значений для дуг с обычными угольными электродами — около 3000°, для металлических дуг — 5000—6000°. Яркость кратера у обычной угольной дуги достигает 13 000 свечей на 1 (см. табл. 4). [c.239]

Температуру дуговой плазмы, по некоторым данным, можно значительно повысить, применив спектрально чистые угольные электроды. В этих условиях она может достигать 7000—9000°. [c.240]

Температура дуговой плазмы 239 [c.818]

Особенности сжатой дуги. Для концентрации тепла дуги и повы- Ц шения ее температуры столб дуги сжимают с помощью специальной конструкции сопла плазменной горелки или потока газа. В этом случае уменьшается площадь поперечного сечения столба дуги, а температура дуговой плазмы повышается за счет увеличения числа упругих соударений частиц (электронов, ионов и др.). Сжатая дуга й применяется для плазменной сварки и резки металлов. [c.17]

Нами изучалось изменение плотности и прочности сцепления покрытия из окиси алюминия с хромом и никелем в зависимости от температуры предварительного подогрева подложки. Напыление производилось дуговой плазмой на стандартной установке УПУ-3 порошком окиси алюминия (смесь а- и у-модификаций) с размером частиц 40—60 мк. Поверхность образцов, на которую наносилось покрытие, шлифовали и затем полировали до 9 класса чистоты обработки. Это исключало какое-либо механическое зацепление покрытия с подложкой. Образцы имели форму цилиндра диаметром 12 мм и длиной 15 мм, их нагрев контролировали термопарой, приваренной к боковой поверхности. Плазмообразующим газом служил аргон с добавкой 3—5% аммиака. Расход газа со- [c.227]

Плазмотрон для резки металлов является устройством, генерирующим стабилизированный в пространстве поток дуговой плазмы с температурой до нескольких десятков тысяч градусов Кельвина и скоростью истечения до нескольких тысяч метров в секунду. При всем разнообразии плазмотронов ниже приводится их классификация по ряду признаков [63]. [c.153]

Плазменные покрытия. Предпосылкой применения дуговой плазмы в качестве источника нагрева явилась возможность выделения из разрядного промежутка потока ионизированных частиц с высокими температурами, скоростью и энтальпией. В настоящее время разработано много конструкций плазмотронов, обеспечивающих получение потока термической плазмы в непрерывном режиме, с принудительным движением плазмообразующего газа через электрическую дугу. Получаемый таким образом поток плазмы характеризуется следующими энергетическими показателями температура в ядре потока 5000—10 000° К, скорость струи 300—600 м/сек, коэффициент теплопередачи 5000 ккал/см . С учетом этих параметров, а также возможности поддержания при напылении безокислительной среды плазменный метод дает возможность напыления любых кислородных и бескислородных тугоплавких соединений. [c.9]

Ионизация вещества происходит в результате потери одного или нескольких электронов из оболочки атома плазмообразующего вещества, что является следствием приложения внешних сил. Такими внешними силами могут быть упругие соударения частиц, вызываемые либо действием высокой температуры, либо действием электрического поля высокой частоты. В зависимости от вида возбуждающей силы плазма называется дуговой (термической) или высокочастотной. Ниже будет идти речь о получении дуговой плазмы и ее применении в качестве источника высоких температур. [c.8]

Общие сведения. Плазма — это высокотемпературное сильно ионизированное вещество. Ионизация вызывается либо действием высокой температуры электрической дуги, либо действием электрического поля высокой частоты. В зависимости от вида возбуждения различают дуговую и высокочастотную плазму. На ремонтных предприятиях наибольшее применение получает дуговая плазма. [c.91]

При плазменно-дуговой резке, являющейся резкой неплавящимся электродом в инертно-м защитном газе и называемой также аргоно-дуговой резкой, между вольфрамовым электродом и разрезаемым материалом с помощью высокочастотного прибора для поджига возбуждается дуговой разряд. Дуга сжимается с помощью медного сопла. Подводимый газ (аргон, азот, водород или смесь этих газов) нагревается до высоких температур (до температур образования плазмы) и течет с высокий скоростью (рис, 5.19) [1, 2]. [c.400]

Перенос электродного металла через дуговой промежуток в основном осуществляется каплями. Расплавленное покрытие частично переносится через дуговой промежуток в виде шлаковой оболочки вокруг капель металла, а частично непосредственно стекает в ванну. В процессе сварки наблюдается значительное перемешивание металла и шлака, что увеличивает межфазную поверхность металл-шлак. На торце электрода и в дуговом промежутке капли металла и шлака нагреваются до температуры 2100—2300° С, а средняя температура металла в сварочной ванне составляет примерно 1700—1800° С. Температура газов (плазмы) в столбе дуги достигает 5000—6000° С. Большие межфазные поверхности и высокая температура обеспечивают при сварке интенсивное взаимодействие металла со шлаком и газами. [c.308]

Сжатая дуга используется косвенного или прямого действия. В первом случае электрическая дуга горит между вольфрамовым электродом — катодом и соплом горелки — анодом (рис. 9, а), при этом объект сварки не включен в цепь сварочного тока. Поток инертного газа выдувает дуговую плазму из сопла горелки в виде яркого концентрированного пламени, температура которого может достигать 20 ООО ° С. [c.17]

Так, с увеличением силы дока, в частности в сварочных дугах, повышается температура столба дуги. Повышается также температура дуги при сварке под водой, по мере увеличения давления столба воды на образующийся вокруг дуги пузырек газа. Повышает температуру столба дуги и его обжатие различными способами в горелках соответствующей конструкции струей газа, охлаждающей периферийные части дуги электромагнитным обжатием. Эти методы позволяют получить дуговую плазму с температурой примерно до 20 000°К (см. 16). [c.111]

Дуговая плазма как источник тепла при сварке может рассматриваться как специфическое использование дуги. В 13 указывалось, что в случае обжатия столба дуги температура газов в нем повышается. Обжатие столба дуги может производиться повышением давления, интенсивным теплоотводом от периферийные [c.126]

Простейшая схема технического использования такой дуговой плазмы изображена на рис. П1.28. Дуга, горящая между неплавящимся, например вольфрамовым, электродом и охлаждаемым водой медным наконечником, создает в результате подбора характеристик подаваемой струи дуговую плазму с высокой температурой. Струя газа выдувает эту дуговую плазму за пределы медного наконечника (сопла). Температура плазмы, полученной таким способом, составляет 14 000+18 000° К. Направленная на обрабатываемый металл, она может обеспечить достаточно локализованный нагрев. [c.127]

Случайные флуктуации силы тока, питающего дуговой или искровои разряд, концентраций атомов вещества пробы в плазме и другие причины могут привести к изменению температуры разряда. [c.42]

Упражнение 1. Нахождение зависимости температуры плазмы дугового разряда от величины тока. Сфотографируйте по 3—4 спектра при нескольких значениях тока дуги, которые допускает ее электрическая схема (например, 3, 6 и 10 А). Следует иметь в виду, что зависимость температуры от тока невелика в результате одновременного возрастания диаметра канала дуги. Поэтому она выявляется достаточно надежно только путем усреднения результатов нескольких измерений температур при каждой величине тока. При работе необходимо следить за постоянством расстояния между электродами (например, 2 или 3 мм), так как температура зависит и от этого параметра. [c.241]

Зажигание плазменного факела 4 производится от внешнего источника, например от дугового разряда, обеспечивающего начальную ионизацию газа. Температура плазмы зависит главным образом от рабочего газа и для аргона составляет 9500—11500 К-Проводимость ионизированного газа много ниже, чем металлов, поэтому плазмотроны работают при частотах 1—40 МГц. В последнее время в связи с увеличением мощности и размеров плазменных факелов происходит переход на более низкие частоты, 440 кГц и ниже. При использовании ферромагнитного сердечника кольцевой разряд возможен даже при средней частоте (10 кГц). [c.222]

В чем же сущность этой технологии Напомним, что плазма — это ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. Ионизация газа может произойти, например, при его нагреве до высокой температуры, в результате чего молекулы распадаются на составляющие их автоматы, которые затем превращаются в ионы. Плаз менная обработка (резка, нанесение покрытий, наплавка, сварка) осуществляется плазмой, генерируемой дуговыми или высокочастотными плазмотронами. Эффект достигается как тепловым, так и механическим действием плазмы (бомбардировкой изделия частицами плазмы, движущимися с очень высокой скоростью). Плазменную резку успешно применяют при обработке хромоникелевых и других легированных сталей, а также меди, алюминия и др5 гих металлов, не поддающихся кислородной резке. Большая производительность и высокое качество плазменной резки не только дают возможность эффективно использовать этот прогрессивный процесс на автоматических линиях, но и позволяют исключить ряд до- [c.55]

Плазмохимический синтез [24]. Синтез в низкотемпературной плазме осуществляют при высоких температурах (до 6000 — 8000 К), что обеспечивает высокий уровень пересыщения, большие скорости реакций и конденсационных процессов. Используются как дуговые плазмотроны, так и высоко- и сверхвысокочастотные (СВЧ) генераторы плазмы. Дуговые аппараты более производительны и доступны, однако СВЧ-установки обеспечивают получение более тонких и более чистых порошков. Схема такой установки приведена на рис. 4.6. В качестве исходных продуктов для плазмохимического синтеза используются хлориды металлов, металлические порошки, кремний- и металлоорганические соединения. СВЧ-установки типа изображенной на рис. 4.6 и плазмохимические порошки нитридов, оксидов и других соединений изготавливаются фирмой ЗАО Наноматериалы (Черноголовка, Московская область). [c.123]

Плазменно-дуговая резка металлов. Низкотемпературная плазма представляет собой электропроводящий газ с температурой в пределах 10 К. Низкотемпературную плазму для резки получают в электрической дуге, создаваемой в специальном инструменте — плазмотроне, пропуская через него технические газы. [c.357]

Сущность способа. Плазма - ионизированный газ, содержащий электрически заряженные частицы и способный проводить ток. Ионизация газа происходит при его нагреве. Степень ионизации тем выше, чем выше температура газа. В центральной части сварочной дуги газ нагрет до температур 5000. .. 30 ООО °С, имеет высокую электропроводность, ярко светится и представляет собой типичную плазму. Плазменную струю, используемую для сварки и резки, получают в специальных плазмотронах, в которых нагревание газа и его ионизация осуществляются дуговым разрядом в специальных камерах. [c.145]

Плазменные электропечи предназначены для плавки легированных сталей, жаропрочных сплавов, тугоплавких металлов, а также керамических материалов. В плазменной печи возможны прямое восстановление металла из руды, синтез химических соединений и другие процессы, протекающие при высоких температурах (10 000—20 ООО °С). Источником теплоты служит низкотемпературная плазма, получаемая в плазменно-дуговой установке, работающей на постоянном или переменном токе (см. рис. 3.4, о). [c.151]

Перечисленные газы и их смеси проявляют себя по-разному в электро-дуговом разряде. Это связано со степенью их диссоциации и ионизации при тех или иных температурах, с напряженностью электромагнитного поля плазменной дуги, с теплосодержанием и теплопроводностью плазмы. [c.43]

После перехода тока через нуль ионизация, существовавшая в стволе дуги (плазма дуги) исчезает не сразу. Температура этого, так называемого остаточного ствола дуги падает быстро, а с падением температуры возрастает электрическая прочность дугового промежутка. Для того чтобы дуга восстановилась, необходимо, чтобы электрическая прочность возрастала медленнее, чем растет восстанавливающееся напряжение цепи для ее погасания — наоборот. Эти соотношения показаны на ркс. 2-60. [c.50]

Дуговой разряд между металлическими или угольными электродами. При анализах токонепроводящих материалов используются угольные электроды. Небольшие пробы помещаются в углубление одного из угольных электродов или наносятся в виде тонкого слоя на торцы электродов. Температура дугового разряда зависит от состава плазмы в разрядном промежутке и обычно составляет 4000—7000 К. В дуге испаряются все известные вещест- [c.6]

Можно выделить три группы процессов термической резки окислением, плавлением и плавлением-окислением. При резке окислением металл в зоне резки нагревают до температуры его воспламенения в кислороде, затем сжигают его в струе кислорода, используя образующуюся теплоту для подогрева следующих участков металла. Продукты сгорания выдувают из реза струей кислорода и газов, образующихся при горении металла. К резке окислением относятся газопламенная (кислородная) и кислородно-флюсовая резка. При резке плавлением металл в месте резки нагревают мощным концентрированным источником тепла выше температуры его плавления и выдувают расплавленный металл из реза с помощью силы давления дуговой плазмы, реакции паров металла, электродинамических и других сил, возникающих при действии источника тепла, либо специальной струей газа. К способам этой группы относятся дуговая, воздушно-дуговая, сжатой дугой (плазменная), лазерная и термогазоструйная резка. [c.294]

Сварка плазменной струей. Струя дуговой плазма представляет собой поток сильно ионизированног газа имеющего температуру 10 000—15 000° С. [c.331]

Резка струей дуговой плазмы. Этот способ применяют для резки металла небольшой толщины (3—5 мм) и неэлектропроводных материалов. Схема процесса изображена на рис. 188. Процесс резки состоит в выплавлении металла по заданной линии реза струей дуговой плазмы, имеющей темпе-)атуру порядка 10 000—15 000° С. постоянный ток от источника тока б подводится минус — к вольфрамовому электроду I, конец которого заточен на конус, плюс — к формирующему дугу медному мундштуку 8, охлаждаемому водой. Возникающая между электродом и мундштуком дуга 4 под действием потока газа (аргона, гелия, азота или водорода), продуваемого через мундштук, образует кинжалообразный язык плазмы 5, состоящей из сильно ионизированных частиц нагретого до высокой температуры газа и используемой для проплавления разрезаемого материала 7. [c.475]

Плазменно-дуговая сварка и резка. Струя дуговой плазмы представляет собой поток сильно ионизированного (электропроводного) газа, содержащего примерно одинаковые количества положительно и отрицательно заряженных частиц и имеющего температуру 10 ООО—20 000° С и выше. Для получения плазменной струи применяют специальную горелку, в наконечник которой вставлен вольфрамовый электрод, обдуваемый газом, выходящим через сопло, охлаждаемое водой. Дуга горит между электродом и разрезаемым или свариваемым металлом (дуга прямого действия). Вытекающая из сопла струя газа образует сжатую высокотемпературную плазменную дугу, которой сваривают и разре- [c.12]

Дуговую плазму получают по двум схемам (рис. Х1.20). При плазменной дуге прямого действия изделие включено в сварочную цепь, а активные пятна дуги располагаются на вольфрамовом электроде и изделии. Газ, подаваемый в сопло плазматрона, проходя столб душ, нагреваегся и увеличивается в объеме. Кроме того, он ионизируется. Эти процессы зависят от температуры, до которой нагревается газ. Газ, подаваемый в сопло, сжимая столб дуги, повышает его температуру. [c.316]

Способ плазменно-дуговой резки в настоящее время широко применяется в промышленности для резки легированных сталей толщиной до 40 мм и алюминиевых сплавов толщиной до 100 мм. При резке струей дуговой плазмы (рис. 18) металл выплавляется струей дуговой плазмы, имеющей температуру около 10 000—15 000° С. Постоянный ток от источника тока 3 подводится к заточенному на конус вольфрамовому электроду 4 и формирующему дугу медному соплу 2, охлаждаемому водой. Разрезаемое изделие в цепь от источника тока не включается. Горящая между электродом и мундштуком дуга 6 под действием потока газа (аргона, гелия, азота, водорода или их смеси) продувается через отверстие мундштука 5. При этом образуется кинжалообразный язык высокотемпературной плазмы 1, состоящий из сильно ионизированных частиц газа, проплавляющий разрезаемый материал 7. [c.23]

Плазменно-дуговая резка. При резке этим способом используется высокотемпературная дуговая плазма. В качестве плазмообразую-щйх газов применяют аргон, азот, водород, гелий и их смеси. Высокая температура сжатой дуги (до 30 000° С) обеспечивает сквозное проплавление металла при сравнительно небольшой ширине ре -Плазменно-дуговая резка используется для разрезания угл Ь ОДи- стых и высоколегированных сталей, цветных металлов и Оминия. [c.217]

Уравнения (44) и (47) позволяют получить представление о желательных физических свойствах металла наконечника. Он должен обладать высокими теплопроводностью, плотностью, теплоемкостью, температурой и теплотой плавления. В. многочисленных экспери.ментах были испытаны сопла из. меди, стали, вольфрама, графита, карбида кремния и других материалов. Наиболее благоприятные результаты показали медные охлаждаемые сопла стойкими оказались сопла, изготовленные из бронзы Бр.Х0,5. Этот спла-в, теплопроводность которого очень близка к теплопроводности меди, содержит 0,4—1,0% хрома и отличается значительной твердостью при высоких температурах. По-видимому, благодаря это.му эрозия металла потоком дуговой плазмы уменьшается. [c.88]

Высокая температура плазмы дугового разряда позволяет гфи-менять его для резки и сварки металлических конструкций, для плавки металлов. С помощью искрового разряда ведется обра- [c.172]

Для плавления особо тугоплавких материалов применяются плазменные печи. По конструкции они подобны дуговым, но вместо электродов в них устанавливаются плазменные горелки — плазмсз-троны. В плазмотронах дуговой разряд используется для получения потока ионизированного газа-плазмы со сверхзвуковыми скоростями и высокой температурой (10000-20000 К), развиваемой благодаря эффекту сжатия при электрическом разряде в очень небольшом объеме ионизированного потока газа. Недостаток плазменных печей — малая стойкость плазмотронов. [c.174]

Работа ТЭП может осуществляться в следующих основных режимах вакуумном, т. е. без заполнения внутреннего объема парами цезия и в трех режимах с парами цезия — прямопролетном (квазивакуумном), диффузионном и дуговом. Результаты многочисленных экспериментальных исследований [44, 108, 111, 118, 130, 142, 144, 150, 151, 159] показывают, что наиболее перспективным и легко осуществимым является дуговой режим. При достаточно высокой температуре катода генерация ионов в межэлектродном пространстве происходит не только на поверхности катода, ко и во всем объеме межэлектродного пространства. Высокая электропроводность плазмы, образуемой в межэлектродном пространстве, позволяет значительно увеличить плотность тока, генерируемого ТЭП, и, следовательно, повысить удельную электрическую мощность ТЭП. [c.19]

СПЕКТРОСКОПИЯ — совокупность методов исследования строения вещества, основанных на резонансном поглощении радиоволн РАЗМАГНИЧИВАНИЕ — уменьшение остаточной намагниченности ферромагне1ика после снятия внешнего магнитного поля РАЗМЯГЧЕНИЕ — переход вещества из твердого состояния в жидкое при повышении температуры РАЗРЯД (безэлектродный вызывается либо током смещения, либо является индукционным током, а разрядный промежуток изолирован от электродов высокочастотный происходит в газе под действием электрического поля 1азовый — процесс прохождения электрического тока через газ дуговой — самостоятельный газовый разряд с большой плотностью тока, при котором основную роль в ионизации играют электроны, возникающие вследствие термоэлектронной эмиссии с разогретого самим разрядом катода, а газ в столбе дуги находится в состоянии плазмы при сравнительно небольшом напряжении между электродами) [c.269]

Плазменная плавка характеризуется высокими и сверхвысокими температурами, при которых вещество находится в газононизированном состоянии. Для иирометаллургических операций наиболее устойчивой является плазма на основе аргона или его смеси с водородом либо азотом, образуемая электрическим разрядом постоянного тока в дуговых либо струйных плазмотронах. Коэффициент полезного действия плазмотронов невелик — дуговых 10—15, струйных 2—3 °/о. Принципиальные схемы основных типов плазменных установок показаны на, рис. 151—152. [c.421]

В последнее время развивается еще одна разновидность ар-гоно-дуговой сварки вольфрамовым электродом — плазменно-дуговая сварка. Температура обычной вольфрамовой дуги в аргоне не превышает 5000—6000° С. Если принудительно сжать дугу газовым потоком с помощью, например, специального сопла, температура столба дуги достигнет 30 ООО " С. Высокотемпературная плазма используется для разделительной резки аусте-нитных сталей. Делаются попытки применить ее для сварки этих сталей. При этом плазменна дуга может быть использована как зависимая, так и независимая, т. е. прямого или косвенного действия. Трудно сказать, будет ли плазменная аргоновая дуга иметь заметные технические преимущества. Экономические ее достоинства, по-видимому, бесспорны. Так, по данным С. П. Лакизы (частное сообщение), при плазменной сварке стали 1Х18Н10Т толщиной 1 мм расход аргона составляет всего 1 л/мин, против 20 л1мин при обычной аргоно-дуговой сварке. В первом случае сварочный ток не превышает 85—90 а против 140—150 а при аргоно-дуговой сварке. Еще одна интересная особенность плазменной дуги состоит в практически полной нечувствительности процесса сварки к изменениям длины дуги в широких пределах. Это дает возможность придавать дуге любую требуемую форму — круглую, овальную, прямоугольную. Эта особенность плазменной дуги может быть использована, например, при сварке труб с трубными решетками. [c.333]

Плазменио-дуговая резка. Резка проводится струей плазмы. Плазма — вещество в состоянии сильно ионизированного газа. Вдоль электрической дуги по каналу плазмотрона подается газ (азот, аргон, водород или их смеси), который сжимает дугу и выходит в виде плазмы, имеющей температуру 10 000—30 ООО °С (рис. 36). [c.210]

Чаще всего используются электроды из чистого углерода. При этом температура плазмы может достигать 9000° С. В дуговом разряде различают две области излучения излучение раскаленных электродов со сплошным спектром и излучение плазмы межэлек-тродного промежутка. Выбирая различные материалы для электродов и газ, заполняющий пространство между ними, можно получить спектр излучения различного характера, в котором может преобладать либо одна, либо другая компонента. [c.122]

Наиболее распространенным источником линейчатых и полосатых спектров является активизированная дуга переменного тока, Б плазме которой развивается температура до нескольких тысяч градусов. Если подвести переменный ток к металлическим электродам, то дуга между ними не возникает, так как в паузах тока (при частоте 50 Гц) электроды успевают остыть настолько, что прекращается термоэлектронная эмиссия. Только графитовые электроды малой теплопроводности позволяют получить дуговой разряд переменного тока. Однако дуга горит стабильно только при больщом токе. [c.133]

Гелий — одноатомный инертный газ, хорошо защиш,ает вольфрамовый электрод от окисления, но в отличие от аргона обладает большой теплопроводностью (при температуре 10 ООО К всего в два раза меньшей, чем у меди). В связи с этим в случае применения его в чистом виде для плазменной резки происходит быстрый нагрев и разрушение сопла. Гелий обеспечивает высокую напряженность поля дугового столба (примерно в четыре раза более высокую, чем у аргоновой плазмы). Теплосодержание гелиевой плазмы (так же как и аргоновой) очень низкое. Для ионизации молекулы гелия требуется высокая температура. Гелий в отличие от аргона является наилучшим преобразователем энергии дуги в тепло и применяется в смеси с аргоном. [c.46]

Ароматный азот в момент своего выделения может растворяться в жидком металле [77]. При исследовании газовых смесей азота с различными газами (Аг, Ог, СО, СОг, Нг) также установлено, что введение кислорода или кислородосодержащих газов (СО, СОа) при постоянной концентрации азота в атмосфере дуги приводит к увеличению содержания N2 в наплавленном металле [64]. Это явление исследователями объясняется по-раз-ному образованием N0, активацией N2 в дуговом разряде в присутствии Ог, увеличением растворимости азота в железе при сварочных температурах в присутствии РеО, хорошей растворимостью окиси азота в жидкой ванне металла, возрастанием электрического поглощения в катодном (анодном) пятне. В работе [50] указывается, что поглощение азота жидким металлом происходит в молекулярном состоянии. Исследовалось поглощение азота из плазмы расплавляемым карбональным железом. При расчете парциального давления учитывался кинетический напор плазменной струи. [c.111]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...