1.3.3. Динамічна вольт – амперна характеристика (ваХд) – дуги

Така характеристика дуги відбиває залежність між миттєвим значенням струму та напруги на дузі. Гранично за кількісними показниками ВАХ_д – дуги збігається з диференціальним дуговим опором. Форма такої характеристики визначається властивостями джерела живлення.

За допомогою ВАХ_д – дуги можна: 1. Оцінити прийнятність зварювального джерела для забезпечення технологічно доцільного дугового розряду; 2. Прогнозувати різні ВАХ_д – дуги при використанні різних джерел живлення, хоча статична ВАХ- дуги інваріантна до джерела; 3. При виборі джерел живлення проводити опис їх властивостей подібними електричними параметрами, що й для дугового розряду; 4. За масивом ВАХ_д – дуги розбудувати статичну ВАХ – дуги з умови дотримання незмінності решти фізичних параметрів існування дугового розряду.

1.4. Особливості дуги змінного струму

1.4.1. Дуга змінного струму у без реактивному ланцюзі та однаковими електродами

Типові осцилограми зміни миттєвих значень е.р.с. джерела змінного струму U₂, спаду напруги на дузі та струму дуги (той самий струм стосовно джерела =) (рис.9) демонструють: 1. Напруга на дузі та її струм не відповідають закону синуса; 2. Наявні чіткі розриви у часовому розподілі напруги дуги та осциляція напруги; 3. Навіть при відсутності у зварювальному ланцюзі реактивних (індуктивність, ємність) фазо зсувних елементів між напругою та струмом дуги, останній наявний на ділянках (t_п) відсутності дугової напруги і змінює полярність у відповідності з е.р.с. джерела.

Такий характер часової зміни електричних параметрів дуги пояснюється наступним чином: 1. при зменшенні е.р.с. джерела u₂ у кінці кожного півперіоду зменшується напруженість електричного поля стовпа дуги, що призводить до падіння ступеню іонізації між електродного проміжку; відповідно це супроводжується розсмоктуванням об’ємних зарядів у біля електродних зонах (поля напруженості Е_а, Е_к).

Таким чином від моменту часу t_з до нульового значення координати часу t=0 залишкової напруженості електричного поля стовпа недостатньо для підтримування дуги, вона згасає. 2. Процес поновного відновлення дуги при зміні полярності е.р.с. джерела регламентований часом t_п= (t_з – t₀+ t₀- t_в) або

,

проте на цьому проміжку зберігається практично відмінне від нульового значення між електродного струму малої величини, обумовлене провідністю залишкової плазми у стовпі дуги та емісійною здатністю розігрітих електродів. Практична величина такого струму становить 1…2% від діючого струму дуги. 3. При досягненні е.р.с. джерела рівня напруги поновного відновлення дуги u_пв створюються умови залежні від фізико – хімічних властивостей дугового проміжку і достатні для створення такої напруженості електричного поля, при якій інтенсивно розвивається процес утворення вільних електронів та зростає ступінь іонізації між електродного проміжку.

Рис. 9. Часовий розподіл миттєвих значень е.р.с u₂ джерела змінного струму, струму дуги і_2, напруги на дуговому проміжку u_д: t_п –час паузи існування типового дугового розряду; t_з – час згасання типового дугового розряду; t_в – час поновного відновлення дугового розряду; u_пв – напруга запалювання дуги; u_з – напруга згасання типового дугового розряду; і_2пв – перед дуговий струм у між електродному проміжку.

Таким чином умовою поновного відновлення типового дугового розряду є створення мінімальної достатньої напруженості електричного поля дугового проміжку

(14)