Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Сварочная дуга и ее свойства
1. Физическая сущность дуги. Сварочная дуга представляет собой мощный электрический разряд в газах, сопровождаемый выделением значительного количества тепла и света. С физической точки зрения — это сложный ионный и электронный процесс переноса электрических зарядов через ионизированный воздушный промежуток. Ионизация газового промежутка при дуговой сварке в основном обусловлена электронной эмиссией с горячего катода. Для разогрева катода между ним и анодом, подключенными к источнику сварочного тока, производят кратковременное короткое замыкание. После отрыва электрода от изделия с разогретого катода, каким при сварке постоянным током может быть и электрод и изделие (при переменном токе полярность постоянно изменяется), под воздействием электрического поля начинается электронная эмиссия. Электроны, вылетевшие с поверхности катода, направляются к аноду и, сталкиваясь на своем пути с молекулами и атомами воздуха, ионизируют их. Образуемые в воздушном промежутке отрицательные ионы и электроны перемещаются к аноду, а положительные ионы — к катоду. На поверхности катода и анода осуществляется нейтрализация заряженных частиц и преобразование электрической энергии в тепловую. Рис. II. 2. Статическая вольт-амперная характеристика и строение сварочной дуги. 2. Электрические свойства дуги. К основным параметрам, характеризующим свойства дуги, относятся напряжение, ток и длина дуги. Зависимость между напряжением и током при установившемся стационарном состоянии дуги выражается статической вольт- амперной характеристикой ее (рис. II. 2, а). Как видно, она может быть падающей /, жесткой II и возрастающей III. Самое широкое применение имеет дуга с жесткой характеристикой, при которой напряжение на дуге не зависит от силы сварочного тока. Дугу с возрастающей характеристикой применяют при автоматической сварке под флюсом на повышенных плотностях тока и при сварке в защитных газах плавящимся электродом. Дуга с падающей характеристикой малоустойчива и имеет ограниченное применение. Зависимость между напряжением и длиной дуги, имеющей жесткую характеристику, выражается следующей эмпирической формулой: Uд= а + blд, где Uд — напряжение на дуге, В; lд —длина дуги, мм; а и b — коэффициенты, зависящие от рода материала электрода, состава газовой среды и т. п. При сварке стальными электродами в атмосфере воздуха а = 10 В, а b = 2 В/мм. 3. Строение дуги и ее тепловые свойства. Сварочная дуга (рис. III.2, б) состоит из трех частей: катодной, анодной и столба дуги. Почти все пространство занимает столб дуги 1, в котором происходят процессы ионизации и перемещения заряженных частиц к катоду и аноду. Температура столба дуги достигает 6000...7000 °С. Он окружен ореолом 2, который представляет собой раскаленную смесь паров электродного и свариваемого металлов и продуктов реакции этих паров с окружающей газовой средой. Тепловая мощность дуги определяется по формуле q = K× Uд× IсвДж/c (0, 24K× Uд× Iсв) , где К — коэффициент несинусоидальности напряжения и тока; Uд —напряжение дуги, В; Iсв — сварочный ток, А. Для постоянного тока К = 1, а при переменном токе изменяется от 0, 7 до 0, 97. Не все тепло дуги расходуется на плавление присадочного и основного металлов: примерно 50 % идет на нагрев изделия; около 30 — на нагрев электрода и почти 20 % составляют потери тепла в окружающее пространство. При питании дуги постоянным током большее количество тепла, примерно 42...43 %, выделяется на аноде, около 36...38 — на катоде и приблизительно 20...21 % — в столбе дуги. Поэтому температура анода несколько выше температуры катода.
|