Зажигание (возбуждение) дуги возможно следующими способами:
•развитие электродов после короткого замыкания между электродами или электрода и свариваемой деталью (ручная дуговая сварка);
•дополнительным импульсом тока высокого напряжения и высокой частоты (сварка неплавящимися электродами).
•расплавлением (перегоранием) конца электродной проволоки в момент короткого замыкания (механизораванная и автоматическая сварка).
Зажигание сварочной дуги
•Процесс образования ионов и электронов называется ионизацией.
•Газ, содержащий электроны и ионы, называется ионизированным.
•Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения.
Дуговое (межэлектродное) пространство можно поделить на три области (участка):
•катодная область,
•столб дуги,
•анодную область.
Вэтих областях образуется смесь нейтральных атомов, положительно и отрицательно
заряженных ионов и электронов, называемая плазмой.
Схема сварочной дуги и падения
напряжения в ней:
1 – электрод; 2 – изделие; 3 – анодное пятно; 4 – анодная область дуги; 5 – столб дуги; 6 – катодная область дуги; 7 – катодное пятно
|
Uд |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
Uа |
U |
с |
U |
|
|
|
|
к |
|
7 |
|
|
|
|
|
Lк |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
с |
д |
|
4 |
|
|
L L |
|
||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
Lа |
|
|
2 |
Общая длина сварочной дуги:
Lд=Lк+Lс+Lа,
где Lк – длина катодной области, равная
примерно 10-5 см; Lc – длина столба дуги; La
–длина анодной области, равная примерно
10-3 – 10-4 см.
•Температура дуговой плазмы (дуги):
Т= 800U.
•Электронная эмиссия - процесс выбрасывания (выхода) электронов с поверхности катода
вокружающее пространство.
•Существуют термоэлектронная и автоэлектронная эмиссии.
•Термоэлектронная эмиссия является преобладающей при горячем(неплавящемся) катоде;
•Автоэлектродная эмиссия является преобладающей при холодном (плавящемся) катоде.
•Часть дугового пространства, находящаяся между анодной и катодной областями, называется столбом дуги. Он представляет собой сильно ионизированный газ, находящийся при сильно относительно высокой (5000 К) температуре. Такой газ называется
холодной плазмой.
Ионизация газа в столбе дуги происходит за счет следующих процессов:
•Фотоионизация- происходит под воздействием энергии фотонов испускаемыми возбужденными атомами;
•Соударение- возможна при столкновении частиц (атомов, электронов и ионов) в столбе дуги;
•Тепловая ионизация- обусловлена сильным возбуждением атомов при повышении температуры газа.
•Зависимость напряжения U на сварочной дуге от тока I называется вольтамперной
характеристикой сварочной дуги.
•Общее напряжение на дуге U равно сумме напряжений анодной, катодной области и столба дуги:
Uд=Uк+Uс+Uа.