Определение и строение дуги.

Сварочной дугой называется мощный устойчивый электрический разряд в газовой среде, образованной между электродами, либо между электродом и изделием.

В сварочной дуге дуговой промежуток разделяется на три основные области: анодную, катодную и столб дуги.

Рисунок 8. Схема сварочной дуги.

Температура в столбе сварочной дуги колеблются от 5000 до 12000^° К и зависят от состава газовой среды дуги, материала, Ø электрода и плотности тока.

Сварочная дуга классифицируется по роду применяемого тока (постоянный, переменный трех фазный).И по длительности горения (стационарная, импульсная). При применении постоянного тока различают дугу прямой и обратной полярности.

При прямой полярности – (катод) находится на электроде, а положительный (+) – анод) на изделии.

При обратной (+) – на электроде, а (–) – на изделии.

По принципу работы различают дугу прямого, косвенного и комбинированного действия.

Рисунок 9. Электрическая сварочная дуга: а) прямого; б) косвенного; в) комбинированного действия.

Статическая ВАХ сварочной дуги

Рисунок 10. Статистическая х-ка дуги при постоянной длине дуги.

Сварочная дуга в области имеющую падающую вольтамперную характеристику имеет малую устойчивость.

В области 2 – (80÷800А) напряжение дуги почти не изменяется, что объясняется увеличением сечения столба дуги и активных пятен.

При увеличении сварочного тока более 800А (область 3) напряжение дуги снова возрастает. Это объясняется увеличением плотности тока без роста катодного пятна. Дуга с возрастающей характеристикой широко применяется при сварке под флюсом и в защитных газах.

Процесс образования электронов и ионов называется ионизацией, а газ, содержащий электроны и ионы, ионизированными.

При прохождении электрического тока через газовый промежуток положительные ионы стремятся к отрицательному полюсу (катоду), а отрицательные к положительному (аноду).

Процесс образования нейтральных атомов и молекул называется рекомбинацией. При рекомбинации выделяется энергия в форме электромагнитного излучения.

Излучение с поверхности отрицательного полюса электронов во внешнюю среду называется электронной эмиссией.

Энергия, израсходованная на отрыв электрона, называется работой ионизации. Работа ионизации, выраженная в электрон-вольтах, называется потенциалом ионизации. Количество энергии, выраженная в электрон-вольтах, которое необходимо затратить для возбуждения атома или молекулы газа, называется потенциалом возбуждения.

Наименьший потенциал ионизации (3,9эВ) имеют пары, а наибольший (24,5эВ) наблюдается у газа гелия.