Строение электронной дуги
СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРОЧНОЙ ДУГИ
Электрическая сварочная дуга – это мощный длительно существующий дуговой заряд в смеси газов и паров между находящимися под напряжением электродами. Отличительная особенность – низкое катодное напряжение и высокая плотность тока.
Сварка может выполняться на постоянном или переменном токе. При постоянном токе различают сварку на прямой полярности: катодом является электрод, а анодом – изделие (= -), и на обратной полярности анод – электрод, катод- изделие (= +).
Строение электронной дуги
Схема дуги постоянного тока прямой полярности приведена на рис.1 (электрод и изделие приняты неплавящимися).
Рис 1. Схема строения сварочной дуги и падения напряжения в дуге.
l- столб дуги, 2- катодное пятно, 3- прикатодная область, 4 – прианодная область, 5- анодное пятно, 6- пламя/ореол/дуги, 7 – сварочная ванна; dк – диаметр катодного пятна, dа – диаметр анодного пятна, dэ – диаметр электрода, lк и lа – длина прикатодной и прианодной областей, lст – длина столба дуги, lg – длина дуги, Ug - падение напряжения в дуге.
Дуга имеет форму конуса, расширяющегося от катода к аноду и состоит из трех зон: катодного пространства, столба дуги и анодного пространства. Площадь анода, через которую проходит ток дуги, называется анодным пятном. Последнее значительно больше катодного пятна и при обратной полярности занимает всю поверхность торца электрода.
Длину дуги можно разделить на длину катодной зоны, примерно равную 10-4 мм; длину анодной зоны lк, примерно равную 10-3 мм и длину столбца дуги lст.
Катодное пятно является источником излучения свободных электронов, т.е. его температура близка к температуре кипения металла электрода (для железа 35000С).
Анодное пятно место входа и нейтрализации свободных электронов. В результате ударов потока электронов на аноде выделяется значительно больше тепла, чем на катоде. Поверхность анодного пятна имеет форму вогнутой сферы, которая называется кратером, и температура его несколько выше катодного пятна.
Столб дуги – это участок дуги, имеющий температуру 40000 ÷ 140000К в котором происходит перемещение электронов и ионов.
Общее падение напряжения дуги складывается из падения напряжений в отдельных ее зонах
Ug = Uк +Uст +Uа
где : Ug – общее падение напряжения дуги в вольтах; Uк ,Uст ,Uа – падения напряжения соответственно в катодной, анодной зонах и в столбе дуги в вольтах.
Так как падение напряжения в анодной и катодной зонах невелико: Uк = 6…8 В, Uа = 2…3 В, то подаваемого напряжения от внешнего источника расходуется на преодоление сопротивления столба дуги электрическим током.
Поэтому в дуге, горящей между плавящимися электродами, при неизменном токе напряжение, потребляемого дугой, прямо пропорционально ее длине.
Ug = a+b∙l ст
где: а – const, равная сумме катодного и анодного падения напряжений, для одних и тех же условий сварки; b – const, равная величине напряжения, приходящегося на один мм длины столба дуги.
Дата добавления: 2017-09-19; просмотров: 544;