Эксперимент 2.

В данной серии опытов изучают ионизирующие свойства материалов покрытий ряда промышленных электродов типа АНО-4С, УОНИ 13/45 и др. В качестве показателя степени ионизированности межэлектродного промежутка используется величина обрывной длины дуги L_одд. Результаты сравнивают не только между собой, но и соотносят с L_одд, полученной для непокрытого стержня из малоуглеродистой стали.

1. Выполнения следующей серии опытов производят согласно указаниям пп.1-9 предыдущего эксперимента. При этом в качестве металлического стержня в штатив закрепляется один из исследуемых промышленных электродов. При выполнении опытов необходимо электрод и пластину тщательно очистить от остатков ранее нанесенного материала, так как даже небольшое количество оставшегося материала может заметно изменить значение эффективного потенциала иониза­ции, а, следовательно, и значение обрывной длины дуги.

2. Результаты наблюдений занести в табл.5.

Анализ результатов проведенных экспериментов

1. Опираясь на результаты проведенных опытов (табл.5) и справочные данные о потенциалах ионизации элементов, провести сравнение устойчивости горения сварочной дуги в зависимости от наличия в электродном покрытии или флюсе тех или иных материалов. Результаты опытов представить в виде гистограмм типа (рис.2).

Обрывная длина дуги, мм

Материал

Рис. 2. Гистограмма устойчивости горения дуги по величине Lодд

2. Обсуждая итоги эксперимента 2, рекомендуется в виде гистограммы (рис.2) расположить исследуемые электроды в порядке возрастания их устойчивой работы (Lодд), и рассмотрев (по справочнику) состав их покрытий, выяснить причины лучшей устойчивости дуги.

Содержание отчета

1. Методика постановки опытов.

2. Таблицы записей и результатов расчетов.

3. Нарастающий график обрывной длины дуги для всех ма­териалов и электродов по экспериментам 1 и 2 (рис. 2).

4. Выводы и объяснения полученных результатов.

Контрольные вопросы для самостоятельной подготовки

1. Сварочная дуга, процессы, протекающие в сварочной дуге.

2. Электронная эмиссия, виды эмиссии.

3. Потенциал ионизации, работа выхода электрона и их влияние на условия горения дуги.

4. Какие элементы способствуют увеличению величины обрывной дли­ны дуги и почему?

5. Что принято понимать под степенью ионизации и эффективным потенциалом ионизации?

6. Какие элементы способствуют ионизации дугового промежутка в электродах марок АНО-4С и УОНИ-13/45?

6.3.2 Лабораторная работа

«Свойства сварочной дуги в магнитных полях»

Цель работы: изучить магнитные свойства сварочной дуги в зависимости от технологических условий сварки, рода и полярности тока.

Необходимые материалы

1. Угольные или графитовые электроды (d эл = 8 ÷10 мм)

2. Металлические пластины (100х100х10 мм).

3. Металлический электрод с толстым покрытием (d эл = 4 мм).

Оборудование, приспособления, инструмент

1. Сварочный пост постоянного и переменного токов с электроизмерительными приборами.

2. Соленоид для создания продольного магнитного поля.

3. Подковообразный постоянный магнит.

4. Штатив.

5. Подставка.

6. Стальной брус.

7. Держатели - 2 шт. (один длиной около 300 мм).

Порядок выполнения экспериментов

Эксперимент 1. Изучить влияние собственных магнитных полей на сварочную дугу, горящую между угольными электродами (постоянный ток).

1. Закрепить угольные электроды в держатели (рис.6).

2. Закрепить длинный держатель в электрододержатель на штативе, а короткий - в электрододержатель сварочного провода.

3. Подобрать силу тока короткого замыкания 230А (в отчете указать действительную силу сварочного тока по прибору).

4. Возбудить дугу между угольными электродами при горизонтальном положении электродов. При горении дуги поворачивать один электрод относительно другого на углы приблизительно 120, 90, 60° (рис. 6).

Уяснить сущность происходящего явления и эскизно изобразить расположение и форму дуги при разных углах между электродами.

Эксперимент 2. Изучить дугу между угольными электродами и металлической пластиной при различных ее положениях по отношению к токопроводу.

1. Закрепить электрододержатель на контактной планке подставки.

2. Возбудить дугу при таком положении

электрода, чтобы подвод тока к пластине совпадал с осью угольного электрода (рис.7).

3. В процессе горения дуги перемещать пластину вправо или влево от токоподвода, поворачивать электрод относительно пластины примерно на углы 45 -60°, фиксируя при этом фор­му и положение дуги относительно места подвода тока к пла­стине. Опыты 1 и 2 повторить на переменном токе.

Эксперимент 3. Изучить влияние постороннего поперечного магнит­ного поля на сварочную дугу (постоянный ток).

1. Возбудить дугу между пластиной и угольным электродом.

2. Во время горения дуги поднести к ней подковообразный магнит, как указано на рис. 8.

3. Изменить направление магнитного поля подковообразно­го магнита поворотом его на 180°. Уяснить сущность явлений, происходящих с дугой, и эскизно изобразить расположение ду­ги между электродом и пластиной.

Эксперимент 4. Изучить действие продольного магнитного поля соленоида на сварочную дугу (постоянный ток прямой поляр­ности) .

1. Заменить короткий держатель, закрепленный в электрододержателе сварочного провода, длинным.

2. Установить соленоид на подставку и подключить его по­следовательно в сварочную цепь (рис. 9).

3. Уложить пластину на подставку внутри соленоида.

4. Возбудить дугу внутри соленоида между пластиной и угольным электродом.

5. В процессе горения дуги изменять ее длину и следить за характером ее горения. Уяснить сущность происходящего яв­ления и эскизно изобразить форму дуги между электродом и пластиной.

Эксперимент 5. Изучить дугу вблизи ферромагнитных масс (постоянный ток).

1. Закрепить длинный держатель в электрододержатель на штативе, а другой - в электрододержатель сварочного провода.

2. Уложить стальной брус на подставку.

3. Установить штатив с держателем на сварочный стол, чтобы угольный электрод был расположен на расстоянии 10-15 мм от бруса, а от подставки на 20-25 мм, затем возбудить дугу между угольными электродами. Оси электродов дол­жны совпадать и находиться в горизонтальном положении (рис. 10).

Повторить опыт на переменном токе. Уяснить сущность происходящего явле­ния и эскизно изобразить рас­положение дуги между двумя угольными электродами и стальным бруском.

Эксперимент 6. Изучить дугу вбли­зи ферромагнитной массы и на конце пластины.

1. Убрать штатив. Подключить электрододержатель к токоподводу внизу подставки.

2. Возбудить дугу между электродом и пластиной, размещенной на подставке (рис. 11).

3. Подвести дугу к стальному брусу, держа электрод под углом 90° по отношению к пластине на расстоянии 5-10 мм. Наблюдать, как будет располагаться дуга, затем повернуть электрод по отношению к пластине на угол 60° и также наблюдать расположение дуги.

4. Переместить пластину на край подставки. Далее возбудить дугу у кромки пластины, располагая электрод по отношению к ней под углом 90°. Эксперимент проделать с металлическим электродом на постоянном токе и повторить его с угольным и металлическим электродами на переменном токе. Уяснить сущ­ность происходящего явления с дугой и эскизно изобразить расположение дуги.