8. Строение и свойства электрической дуги. Статическая вольт-амперная характеристика дуги.

Дуга – мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Характеризуется: высокой плотностью тока 1-100 А/мм², низким напряжением 8-50В, высокой температурой 5000-50000К. Процесс зажигания дуги включает в себя 3 этапа: короткое замыкание электрода на заготовку (для разогрева торца электрода и заготовки в зоне контакта с электродом), отвод электрода на расстояние 3-6 мм (начинается термоэлектронная эмиссия электродов, что приводит к ионизации в результате которой дуговой промежуток становится электропроводным), возникновение устойчивого дугового разряда.

Возможно зажигание дуги без короткого замыкания и отвода электрода, с помощью высокочастотного электрического разряда через дуговой промежуток, обеспечивающего его ионизацию. Для этого применяют осциллятор (при сварке плавящимся электродом).

Электрические свойства дуги описываются статической вольт-амперной характеристикой, представляющей собой зависимость между напряжением и током дуги в состоянии устойчивого горения. Характеристика состоит из 3 участков: 1-характеристика падающая, 2-жесткая, 3-возрастающая. Самое широкое применение нашла дуга с жесткой и возрастающей характеристиками. 1,2 – крупнокапельный перенос металла, 3 – мелкокапельный или струйный. Для дуги с жесткой характеристикой напряжение пропорционально ее длине. U=ά+βL Видно, что для сохранения напряжения дуги неизменным необходимо длину дуги поддерживать постоянной.

5.Дуговая сварка электродами - самый распространенный способ сварки. Оборудование для дуговой сварки доступно, мобильно, сварку можно проводить в любых местах, даже самых не удобных  и труднодоступных.

Есть у этого способа и недостатки. Одним из таких недостатков является зависимость качества сварного шва от квалификации сварщика, т.е. человеческий фактор играет огромную роль, так же можно отметить малую производительность данного метода, как и любого ручного метода сварки.

 

Рассмотрим сварочный процесс подробнее. В зависимости от материала свариваемых заготовок, проводится предварительная подготовка, в процессе которой необходимо провести зачистку свариваемых поверхностей и если необходимо дополнительную обработку.  Можно отметить три основных этапа сварки. Это зажигание дуги (возбуждение), сварка, обрыв дуги. 

Дуговая сварка -  Зажигание дуги.

В зависимости от выбранных электродов, устанавливается соответствующая сила сварочного тока. Существует два основных способа зажигания дуги, в одном случает, электрод плавно приближают к заготовке вдоль его оси и после касания резко отводят вверх на необходимую величину дуги, во втором случае электрод направляют вскользь сварочной заготовки. Выбор метода остается на усмотрении сварщика.  Оптимальная длина дуги находится в пределах 0,5 - 1 диаметра электрода. Выход за рамки этого диапазона отрицательно скажется на качестве сварки.