Области дуги столб

Температура столба дуги 6 зависит от материала электрода и состава газов в дуге, а температура катодного 5 и анодного 7 пятен приближается к температуре кипения металла электродов. Эти температуры для дуги покрытого стального электрода составляют соответственно 6000 и 3000 К. При этом в анодной области дуги, как правило, выделяется значительно больше тепловой энергии, чем в катодной. [c.185]

Плавление и перенос электродного металла. Электродный металл при дуговой сварке плавится за счет тепла, выделяемого на конце электрода в приэлектродной области дуги, тепла, попадающего из столба дуги, нагрева вылета электрода при прохождении сварочного тока от токопровода и до дуги. Чем больше вылет электрода, тем больше его сопротивление, и тем больше выделяется тепла. [c.20]

Баланс энергии дуги. Как для катодной, так и для анодной областей дуги можно составить подробную схему баланса энергии. Например, для участка анода основные составляющие баланса следующие в) приход — потенциальная и кинетическая энергия электронов, конвективная и лучистая теплопередача от столба плазмы б) расход — плавление, излучение и теплоотвод в материал анода. Однако механизм явлений в переходных областях дуги пока недостаточно ясен, поэтому проводить точный расчет всех составляющих баланса энергии трудно. В катодной области остается неизвестной доля ионного тока, коэффициент аккомодации энергии ионов для данного катода, изменение работы выхода электронов вследствие эффекта Шоттки и т. п. [c.74]

Для сжатия дуги также иногда применяют продольное магнитное поле, ось которого совпадает с осью столба дуги. Сжатый в области сопла столб дуги сохраняет свои поперечные размеры на значительном удалении от него, до 15. .. 20 мм. [c.188]

Сварочная дуга (рис. 9) состоит из катодной, анодной областей и столба дуги. Катодная область расположена у катода и является источником электронов, ионизирующих дуговой промежуток. Предполагают, что длина катодной области равна длине свободного пробега электрона в газе. Анодная область расположена у анода и концентрирует электроны. Пространство, ограниченное катодной и анодной областями, называется столбом дуги. Столб дуги нейтрален — суммы зарядов отрицательных и положительных частиц равны. Температура катодной области достигает. 3200°С, а анодной—3400°С. Разница температур обусловлена тем, что катодом выбрасывается больше заряженных частиц, которые сильно бомбардируют анод, в результате чего выделяется большое коли- [c.45]

Сварочная дуга (рис. 8) состоит из катодной и анодной областей, столба дуги. Катодной областью называют пространство, расположенное у катода, анодной— у анода. Пространство между катодной и анодной областями называется столбом дуги. Расстояние между конечной точкой электрода и нижней точкой поверхности расплавленного металла свариваемого изделия составляет длину дуги. Дуга бывает короткая (3—6 мм) и длинная (более 6 мм). Плавление электрода при длинной дуге протекает неравномерно, увеличивается разбрызгивание, понижается производительность, капли расплавленного металла более подвержены окислению, дуга горит неустойчиво. На свариваемом изделии в ванне расплавленного металла под действием струи газов дуги образуется углубление, называемое кратером. Под действием тепла дуги металл свариваемого изделия расплавляется на определенную глубину, которая называется глубиной проплавления или проваром, а жидкий расплавленный металл — сварочной ванной. [c.31]

Дугой называется длительный электрический разряд между двумя электродами в ионизированной смеси газов и паров, характеризующийся высокой плотностью тока и малым напряжением. Дуга состоит из трех основных частей — анодной 6 и катодной 8 областей и столба 7 (рис. 2.1). В процессе горения дуги на поверхностях электрода и основного металла образуются активные пятна, через которые проходит весь ток дуги. [c.37]

Рассмотренные нами дополнительные факторы в виде излишка электронов 3 ионизационной области дуги и собственного. магнитного поля разряда, не учитывавшиеся до настоящего времени теорией, должны заметно отразиться на распределении потенциала в районе катодного пятна как в радиальном, так и в продольном направлениях. Возможные варианты распределения потенциала в том и другом направлениях показаны на рис. 70 вместе со схемой, изображающей физическое строение катодного пятна с его основными областями и электронной оболочкой в зоне сильного магнитного поля дуги Яг. На этом рисунке горизонтальной жирной линией показан катод. Заштрихованный поверхностный участок катода изображает совпадающие друг с другом область эмиссии Зе и область интенсивного испарения металла 5г. Опирающийся на эту площадку заштрихованный вертикальный столб соответствует каналу разряда с высокой плотностью тока. [c.199]

Электрическая дуга состоит из трех областей (рис. 308) катодной области ( к), столба дуги ( с) и анодной области ( -а). Длина катодной области составляет 10 , анодной области 10- — 10 см. Столб дуги можно рассматривать как газовую плазму, находящуюся в термодинамическом равновесии. Это означает, что средние кинетические энергии частиц, из которых состоит атмосфера дуги (атомы, ионы, электроны), равны между собой. Напряженность электрического поля в столбе дуги относительно невелика, напротив, в при-электродных областях в связи с образованием объемных электрических зарядов напряженность поля резко увеличивается. [c.601]

В предыдущей главе была дана достаточно полная общая картина состояния столба длинной дуги и происходящих в нем физических процессов. Сделать то же для переходных областей между столбом разряда и металлическими электродами не представляется возмож-50 [c.50]

Напряжение на дуге. Электрическая сварочная дуга представляет собой неоднородный проводник, последовательно включенный в электрическую цепь (рис.10). Общее падение напряжения на дуге равно сумме падений напряжения в катодной и анодной областях и столбе дуге [c.56]

Строение сварочной дуги. Электрическая сварочная дуга постоянного тока имеет три основные четко выраженные зоны катодную область, анодную область и столб дуги (рис. 35). [c.73]

Электростатические силы возникают вследствие большого градиента потенциала (напряженности поля) в переходных областях дуги, особенно у катода, где Е может достигать 10 —10 в см. Поскольку В столбе дуги ст<С и (в тысячи раз), то создается разность давлений и течение газа от катода (или анода) в столб дуги становится подобным электрическому ветру с заряженного острия. Разность давлений может быть оценена по формуле, аналогичной формуле (4.11) для магнитного давления [36] [c.122]

Термическая гипотеза предполагает существование у катода небольшой области газа — ионизационного пространства, нагретой до температуры немного более высокой, чем температура столба. В этой области в результате интенсивной термической ионизации образуется необходимое количество электронов и ионов, которые движутся соответственно заряду в столб (электроны) и к катоду (ионы). Рекомбинируя у поверхности катода, ионы вызывают стекание с него тока электронов соответствующей силы. На основе термической гипотезы получены некоторые подтверждаемые экспериментом закономерности, описывающие катодную область дуги. [c.37]

Области дуги анодная 35—36 катодная 37—39 столб 33—35 Обработка термическая влияние на механические свойства металла шва низкоуглеродистой стали 471 конструкций из жаропрочных сталей 525 сварных соединений 552—553 среднелегированных сталей 545—550 Ожоги 277 [c.761]

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]

Дуга четко разграничивается на три области — катодную, столб и анодную, характеризуемые падениями напряжения /к, 0 , i/ан. Соответственно и мощность дуги можно разделить натри части [c.78]

Столб сварочной дуги заполнен ионизированным газом — плазмой. В обычной сварочной дуге длина столба составляет всего несколько миллиметров, и поскольку для сварки основное значение имеют процессы в электродных пятнах и приэлектродных областях, роль столба часто второстепенна, а его мощность невелика. При помощи сравнительно несложных приемов (используя воздействие магнитных полей, продувание струи газа и пропускание через обжимающее сопло) можно удлинить столб дуги до десятков и даже сотен миллиметров, одновременно уменьшить его диаметр и получить хорошо сформированную длинную струю плазмы. При этом напряжение дуги возрастает до 50—200 в и более, основную мощность несет струя плазмы, роль приэлектродных областей снижается. Плазменная струя превращается в очень концентрированный источник тепла, отвечающий многим требованиям сварочной техники. В последние годы успешно развиваются плазменные резка и сварка. [c.80]

Тогда ток электронов = fl, а ток ионов I = (1 — /) /. Рассмотрим, из чего будет складываться приход и расход энергии в прикатодной области, в столбе дуги и в прианодной области. [c.23]

В приэлектродных областях происходит концентрация заряженных частиц, приводящая к возникновению объемного заряда. Создание объемного заряда вызывает резкое изменение напряженности электрического поля в приэлектродных областях. Распределение падения напряжения по длине дугового промежутка (напряжения дуги) зависит от физических условий, в которых горит сварочная дуга, и является суммой падения напряжений в приэлектродных областях и столба дуги (рис. 1) [c.5]

Анодная область дуги состоит из анодного пятна и приэлектродной части. Ток в анодной области определяется потоком электронов, образовавшихся при ионизации в столбе дуги. В большинстве случаев [c.121]

Анодная область дуги состоит из анодного пятна и приэлектродной части. Анодное пятно подвергается бомбардировке потоком электронов, образовавшихся при ионизации в столбе дуги. В результате бомбардировки анода воз-никают ионы. От сильной бомбардировки анод-ная область всегда имеет форму вогнутой сфе-Х ры (чаши), которая называется кратером. [c.17]

Столб дуги расположен между катодной и анодной областями. Атмосфера столба дуги представляет собой смесь электронов, ионов (в основном положительных), а также нейтральных атомов. Вещество в таком состоянии называют плазлюй. Столб дуги в целом электрически нейтрален в каждом его сечении одновременно находятся равные количества заряженных частиц противоположных знаков. Падение напряжения в столбе дуги (U ) пропорционально его длине. Катодное и анодное падение напряжения не зависят от расстояния между электродами, если это расстояние превышает суммарную длину этих областей. Таким образом, напряжение дуги может быть представлено выражением [c.84]

I, 3 — анодное и катод-ное лятна 2, анодная и катодная области 5 — столб дуги [c.44]

Статическая вольтамперная характеристика дуги. Для гореяия дуги на электроде и свариваемом изделии должно поддерживаться напряжение (напряжение на дуге), которое прямо пропорционально длине дуги. Напряжение на дуге равно сумгие падений напряжения в катодной, анодной областях и столбе дуги. Для возбуждения дуги необходимо более высокое напряжение по сравнению с напряжением, установившимся в процессе сварки. Это требуется для ионизации воздушного промежутка, который еще недостаточно нагрет,.и для придания электронам большой скорости. [c.48]

В дальнейшем нас будут интересовать преимущественно данные, относящиеся к дуге ииЗ(Кого давления с холодным катодом, для чего имеются следующие основания. Названный тип дуги получил необычайно широкое распространение в форме ртутной дуги в преобразовательной технике. С точки зрения физических процессов, происходящих у катода, этот тип дуги представляет собой самостоятельную, хорошо отграниченную область явлений, составляющих до настоящего времени сплошную цепь загадок. В отличие от дуги высокого давления в дуге низкого давления условия опыта приобретают сравнительно простой характер, так как разряд происходит лишь в парах металла катода, без участия посторонней среды. Тем не менее и в этих условиях дуга оказывается достаточно сложным объектом исследования. По своей структуре дуга низкого давления представляет собой соединение двух областей, резко различающихся как по внешнему виду, так и по той роли, которую они выполняют в разряде. Одна из них тесно прижата к катоду и имеет вид ярко светящегося пятна, совершающего в обычных условиях быстрое беспорядочное перемещение по катоду. Такая форма катодной области дуги способствовала тому, что за ней прочно утвердилось название катодного пятна. Другая часть разряда занимает большую часть пространства между катодом и анодом и имеет вид не очень яркого диффузного свечения, распространяющегося обычно на все сечение трубки с разреженным газом или парами металла. Это так называемый положительный столб, играющий роль простого газового про1водника, соединяющего катодное пятно с анодом. Вспомогательная роль положительного столба отчетливо обнаруживается в том, что при уменьшении расстояния между катодом и анодом приблизительно до 3 см или менее того эта часть разряда исчезает, тогда как катодное пятно на холодном катоде остается при любых условиях, пока существует дуговой разряд. При ближайшем рассмотрении оказывается, что катодное пятно способно распадаться на ряд автономных пятен, количество которых увеличивается с ростом тока. Замечательным свойством дуги является то, что в пределах этих пятен локализуется практически весь поток заряженных частиц, пересекающих поверхность катода дуги. Концентрация энергии поля и частиц на чрезвычайно малых участках поверхности катода должна приводить к мгновенному вскипанию металла в районе каждого катодного пятна, что представляет собой один из основных процессов, необходимых для поддержания дуги низкого давления. [c.11]

Для газового разряда сопротивление не является постоянным, так как количество заряженных частиц зависит от интенсивности ионизации и, в частности, от силы тока. Поэтому электрическая дуга не подчиняется закону Ома. Зависимость напряжения на электродах от силы протекающего через дугу тока носит название статической характеристики дуги. Графическое изображение такой зависнмости, полученной для постоянной длины дуги, показано на рис. 26.3. Форма кривой является характерной для всех сварочных дуг. Она показывает, что при малых силах тока (область /) с увеличением силы тока быстро растет число заряженных частиц, поэтому электрическое сопротивление уменьшается и снижается напряжение, необходимое для поддержания дуги. При дальнейшем увеличении силы тока (область II) столб дуги начинает сжиматься, что приЕодит к меньшей скорости роста числа заряженных частиц, характеристика становится жесткой, а в области III характеристика становится возрастающей. Таким образом, форма статической характеристики дуги зависит от процессов, протекающих в дуге при изменении силы тока. Положен е кривой в координатах сила тока — напряжение зависит от длины дуги. Более длинной дуге соответствует кривая, расположенная выше. Иначе говоря, существует семейство статических характеристик, каждая из которых соответствует определенной длине дуги. [c.376]

СВАРОЧНАЯ ДУГА — использус мая для нагрева металла при сварке электрическая дуга, которая горит между находящимися под напряжением электродами в сильно ионизированной смеси газов и паров различных материалов (материалы электродов, электродных покрытий, флюсов и т. п.) и характеризуется высокой температурой и большим проходящим током. В дуговом промежутке выделяют примыкающие к электродам области значительного падения напряжения, вызванного возникновением в них пространственных зарядов (приэлектродные области), и расположенную между ними область плазмы, называемую столбом дуги. Область отрицательного заряда, расположенная непосредственно у анода, называется анодной областью дуги, область положительного заряда, расположенная непосредственно у катода, называется катодной областью дуги. На поверхностях анода и катода образуются электродные пятна (соответственно анодное и катодное пятна дуги), представляющие собой выделяющиеся по яркости свечения основания столба дуги, через [c.142]

Однако следует учитывать, что с уменьшением диаметра сопла снижается верхний предел тока (критический ток). Одним из недостатков плазменной сварки является невозможность увеличения тока больше определенного значения при фиксированных размерах канала сопла плазмотрона (длине и диаметре), т.е. дугу можно сжимать до определенного предела. При некоторых значениях тока и диаметра сопла образуется двойная , или каскадная, дуга. Внешнее двойное дугообразование проявляется в том, что вместо одной дуги, горящей между неплавящимся электродом и изделием, горят две дуги меаду неплавящимся электродом и соплом, а также между соплом и изделием. В этом случае на верхней кромке рабочего сопла образуется анодное пятно первой дуги (анодная область дуги), на нижней -катодное пятно второй дуги, которое может удаляться от отверстия сопла на значительное расстояние вместе со столбом дуги. В этих активных пятнах тепловые потоки превышают предельно допустимые значения и сопло разрушается. [c.409]

В электрической дуге, питаемой постоянным током и горящей между двумя электродами (на рис. 6 — электродами 1 я 4), различают три 0СН0В(Ных участка сварочной дуги— катодную область 3, столб дуги 5 и анодную область 2. Дуга окружена ореолом пламени 6, представляющи собой раскаленную газообразную смесь паров металлов (электродного и свариваемого) и продуктов реакции этих паров с окружающей газовой средой, I [c.17]

Распределение падения напряжения в дуге показано на рис. III. 11. Согласно рисунку, в дуге наблюдаются ясно выраженные области падения напряжения, локализованного в приэлектрод-ных областях, и линейное падение напряжения в столбе. По сравнению с общей длиной дуги (расстоянием между электродами) линейные размеры приэлектродных областей невелики. Так, размер прикатодной области около Ю- " см. Несколько больше размер при-анодной области. Возможно, что между приэлектродными областями и столбом дуги имеются переходные, зоны с постепенным переходом градиента падения напряжения от одной области к другой. Однако упрощенно можно считать, что общее падение напряжения в дуге определяется тремя составляющими [c.106]

С, с и Цд паления напряжений в катодной области, в столбе дуги и анодной области. С/л напряжение дуги. /< и ап диаметр катодного и анодного пятен / и 2 — высота призлектродных областей. 3 и 4 - высота катодной и анодной областей [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...