Электрическая дуга, строение и характеристики - Страница 13

Способы дуговой сварки - Электрическая дуга, строение и характеристики

Подробности

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПРИ СВАРКЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА, ЕЕ СТРОЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Электрическая дуга - это своеобразный проводник электрического тока. В отличие от металлических проводов дуга как проводник представляет собой газовый канал, содержащий в своем объеме по всей длине наряду с нейтральными атомами газа электрически заряженные частицы: электроны и ионы. Под действием разности потенциалов, которая приложена к электродам, в газовом проводящем канале устанавливается упорядоченное движение заряженных частиц электрический ток. Прохождение тока через газ получило название электрического разряда. Физические явления, возникающие при электрическом разряде, зависят от рода и давления газа, материала и геометрии электродов, а также от силы тока. Эти факторы обусловливают возникновение различных видов электрического разряда (тёмный разряд, корона, тлеющий разряд и т.д.). Электрической дугой принято считать конечную форму электрического разряда, развившегося при любых обстоятельствах, если сила тока, проходящего через газ, превышает 0,1 А. Характерной чертой дугового разряда является большая плотность тока в газе и на электродах по сравнению со всеми другими формами устойчивых разрядов при том же давлении газа. В зависимости от температуры проводящего канала дуговые разряды подразделяют на термические (температура таких разрядов может достигать нескольких десятков тысяч градусов Цельсия) и нетермические, температура которых может лишь немного превышать комнатную. Дуговой термический разряд, используемый для сварки, называют сварочной дугой (рис. 45). Сварочная дуга, образуя ярко светящийся высокотемпературный факел, в зависимости от силы тока и типа применяемых электродов может иметь длину газового промежутка (длину дуги) от одного до нескольких миллиметров. В дуге различают три области: прикатодную, газовый столб дуги и прианодную. Напомним, что катодом называют электрод, к которому подключен а анодом - электрод, к которому подключен "+" источника питания. Наиболее нагретые участки прикатодной и прианодной облаborder: 0px none currentColor;стей называют катодным и анодным активными пятнами. Высокая температура катодного пятна - это непременное условие существования дугового разряда. Дуга, как и любой проводник тока, обладает электрическим сопротивлением, чем и обусловлено падение напряжения на промежутке между электродами, когда по этому промежутку проходит ток (когда горит дуга). Это падение напряжения называют напряжением дуги (С/д). Падение напряжения на единицу длины дуги неодинаково на различных участках дугового промежутка. В катодной области, протяженность которой всего около 10"5 см, сосредоточена значительная часть напряжения дуги, называемая катодным падением напряжения (UK). В анодной области около анодного пятна на участке, равном } длине свободного пробега электрона, также наблюдается резкое падение напряжения, называемое анодным (Ua). Столб дуги расположен между катодной и анодной областями. Атмосфера столба дуги представляет собой смесь электронов, ионов (в основном положительных), а также нейтральных атомов. Вещ/trество в таком состоянии называют align= плазмой. Столб дуги в целом электрически нейтрален: в каждом его сечении одновременно находятся равные количества заряженных частиц противоположных знаков. Падение напряжения в столбе дуги (./ст) пропорционально его длине. Катодное и анодное падение напряжения не зависят от расстояния между электродами, если это расстояние превышает суммарную длину этих областей. Таким образом, напряжение дуги может быть представлено выражением Ua = а + Ы, где а - сумма падения напряжения в прикатодной и прианодной областях, В; Ъ - падение напряжения на единицу длины столба дуги, В/мм; * /-длина столба дуги, мм (обычно в расчетах / принимают равной длине всего дугового промежутка, так как суммарная длина прикатодной и прианодной областей намного меньше длины столба дуги). При различных способах дуговой сварки падение напряжения на дуге составляет 9...45 В. Между падением напряжения на дуге и силой тока дуги существует зависимость, которую называют статической вольтамперной характеристикой дуги (рис. 46). При увеличении силы тока от некоторого минимального для устойчивого дугового разряда значения падение напряжения на дуге достаточно резко уменьшается (зона 7 ), далее с увеличением силы тока падение напряжения сначала незначительно (зона 2), а затем интенсивно (зона 5) возрастает. Крутизна каждого участка и количественные значения силы тока и напряжения каждой зоны для различных способов дуговой сварки различны. Однако для любого способа сварки вольтамперная характеристика дуги чувствительна к изменению длины дугового промежутка: при увеличении длины дуги она смещается вверх, при уменьшении - вниз, характер кривой при этом не изменяется. Таким образом, каждой вольтамперной характеристике соответствует определенная неизменная длина дугового промежутка. В ряде случаев при механизированной сварке плавящимся электродом удобнее пользоваться статической вольтамперной характеристикой дуги, снятой не при постоянной ее длине, а при постоянной скорости подачи электродной проволоки (рис. 47). Из рисунка видно, что каждой скорости подачи электродной проволоки соответствует очень небольшой диапазон токов, в котором происходит устойчивое горение дуги. При этом очень небольшое изменение силы сварочного тока вызывает значительное изменение напряжения дуги. Слишком малый сварочный ток может привести к короткому замыканию электрода на изделие, аtext/javascript src= слишком большой - к резкому возрастанию напряжения дуги и к ее обрыву. Сварочные дуги, используемые в технологических процессах сварки, классифицируют по ряду признаков. По составу материала электрода различают дугу с плавящимся и неплавящимся электродом; по степени сжатия столба - свободную и сжатую дугу; по роду тока дугу постоянного и дугу переменного тока; по полярности постоянного тока - дугу прямой полярности ("-" источника питания дуги подключен к электроду, "+" - к изделию) и обратной полярности ("+" - на электроде, - на изделии); на переменном токе различают дуги однофазную и трехфазную.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   
© ALLROUNDER