Название: Технологические основы сварки плавлением - Конспект лекций (Е.В. Харламова)

Жанр: Технические

Просмотров: 1407


3. сварочная дуга и ее свойства

 

Газы, в том числе и воздух, при нормальных условиях не проводят электрический ток. Объясняется это тем, что в обычных условиях они состоят из нейтральных молекул и атомов, которые не являются носителями зарядов. Они станут электропроводными в том случае, если в своем составе будут иметь электроны, положительные и отрицательные ионы, которые возникают в газах при воздействии на них электрического поля, тепла, при прохождении через газ ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей, а также лучей, испускаемых радиоактивными веществами.

Прохождение электрического тока через газы называется электрическим газовым разрядом. Процесс образования электронов и ионов называется ионизацией, а газ, содержащий электроны и ионы, ионизированным.

При прохождении электрического тока через газовый промежуток положительные ионы стремятся к отрицательному полюсу (катоду),

а отрицательные – к положительному (аноду). При движении некоторые электроны и ионы, сталкиваясь между собой, образуют нейтральные атомы и молекулы. этот процесс называется рекомбинацией.

В электрической дуге энергия источника питания преобразуется в кинетическую и потенциальную энергию частиц плазмы, которая в свою очередь передается электродам и частично превращается в электромагнитное излучение – фотоны, покидающие зону дуги.

Подпись:  
Рис. 3.1. Зоны дугового 
разряда:
1 – катодная зона; 2 – анодная зона; 
3 – столб дуги; К – катод; А – анод

Электропроводный газовый канал, соединяющий электроды, имеет форму усеченного конуса или цилиндра. Его свойства на различных расстояниях от электродов неодинаковы. Тонкие слои газа, примыкающие к электродам, имеют сравнительно низкую температуру. В зависимости от полярности эти слои называются катодной или анодной областями дуги. По ориентировочным данным протяженность lк (тол-щина) катодной области lк =

= 10–4…10–5 см; lа = 10–3…10–4 см. Между приэлектродными облас-тями располагается наиболее протяженная высокотемпера-турная область разряда – столб дуги (рис. 3.1).

Напряжение распределяется между различными областями неравномерно. Значительное падение напряжения наблюдается в приэлектродных областях, что указывает на высокую напряженность электрического поля в них.

.

Так, в катодной области с lк = 10–5 см и падением напряжения Uк = = 10…20 В; напряженность Е достигает  Ек = 2×106 В/см; Еа = 104 В/см.

Процессы, протекающие в приэлектродных областях, играют первостепенную роль в механизмах преобразования электрической энергии источников питания в тепловую и передачи ее электродам.