Зажигание (возбуждение) и горение электрической дуги

Процесс зажигания электрической дуги можно разделить на три этапа (рис. 4):

• короткое замыкание электрода на заготовку;

• отвод электрода на расстояние 3–6 мм;

• возникновение устойчивого дугового разряда.

Короткое замыкание (рис. ) выполняется для разогрева торца электрода 1 и заготовки 2 в зоне контакта с электродом. После отвода электрода (рис. ) с его разогретого торца (катода) под действием электрического поля начинается термоэлектрическая эмиссия электронов 3.

Столкновение быстро движущихся по направлению к аноду электронов с молекулами газов и паров металла приводит к их ионизации 4. По мере разогрева столба дуги и повышения кинетической энергии атомов и молекул происходит дополнительная ионизация за счет их соударения. В результате дуговой промежуток становится электропроводным и через него начинается разряд электричества. Процесс зажигания дуги (рис. ) заканчивается возникновением устойчивого дугового разряда 6 с возникновением катодной области 5 и анодной области 7.

Рис. 4.

Рис. 4.

Схема процесса зажигания дуги

Возможно зажигание дуги без короткого замыкания и отвода электрода с помощью высокочастотного электрического разряда через дуговой промежуток, обеспечивающий его первоначальную ионизацию. Для этого в сварочную цепь подключают на короткое время источник высокочастотного переменного тока высокого напряжения (осциллятор).

В зависимости от длины дугового разряда различают:

• короткую дугу, если ее длина 2–4 мм;

• нормальную дугу, если ее длина 4–6 мм;

• длинную дугу, при ее длине более 6 мм.

Оптимальный режим сварки обеспечивается при короткой дуге. При длинной дуге процесс сварки протекает неравномерно, с неустойчивым горением и разбрызгиванием металла. Металл, проходя через дуговой промежуток, больше окисляется и азотируется.

Специалисты рекомендуют длину дуги определять по звуку, издаваемому ею при горении. Дуга нормальной длины издает менее громкий и равномерный звук. Длинная дуга издает неравномерный и потрескивающий, более громкий звук, что легко определяется опытным путем.

Различают технологические условия горения дуги, такие как зажигание, чувствительность к изменениям длины в определенных пределах, быстрое повторное зажигание после обрыва и необходимое проплавление металла.

Условия зажигания электрической дуги:

• наличие электрического источника питания дуги достаточной мощности, позволяющего быстро нагреть катод до высокой температуры при возбуждении дуги;

• наличие ионизации столба дуги (в электрод вводятся элементы с низким потенциалом ионизации или применяют осцилляторы для возбуждения дуги);

• стабилизация горения столба дуги (например, вводят дроссель в цепь питания). Зависимость напряжения дуги от тока в сварочной цепи называют статической вольт-амперной характеристикой дуги.

Вольт-амперная характеристика дуги имеет три области (рис. 5):

• падающая область I (при токах до 100 А);

• жесткая область II (при токах 100–1000 А);

• возрастающая область III (при токах свыше 1000 А).

Напряжение, необходимое для возбуждения дуги, зависит от рода тока (переменный или постоянный), дугового промежутка, материала электрода и его покрытия, свариваемого металла.

Дуга с падающей характеристикой (I) малоустойчива и имеет ограниченное применение, т. к. требует включения в сварочную цепь осциллятора.

Рис. 5.

Рис. 5.

Статическая вольт-амперная характеристика дуги

Самое широкое применение нашла дуга с жесткой (II) и возрастающей (III) характеристикой. Каждому участку дуги соответствует определенный характер переноса расплавленного электродного металла в сварочную ванну:

• I и II участок – крупнокапельный,

• III участок – мелкокапельный или струйный.

Для сохранения неизменного напряжения на дуге необходимо длину дуги поддерживать постоянной.

Похожие книги из библиотеки

Справочное пособие по системам охраны с пироэлектрическими датчиками

Справочное пособие будет полезно разработчикам и установщикам популярных (современных) охранных систем с пироэлектрическими детекторами. В книге приведены сравнительные характеристики разных систем и модификаций, а также даны рекомендации по совместимости разных датчиков– пироэлектрических сенсоров с контрольными панелями систем охраны разных производителей. Проблема «нейтрализации» охранных сигнализаций, установленных стационарно, не теряет свой остроты: страховые выплаты хоть и покрывают ущерб в случаях потери имущества после несанкционированного проникновения в охраняемые электроникой помещения, однако заинтересованную общественность беспокоит то, чтобы в будущем не участились подобные случаи. Однако, сегодня охранные системы с датчиками движения популярны не только на производстве, но и в «частном секторе»: с их помощью граждане охраняют городскую и загородную недвижимость, автомобили, вещи и оборудование. В книге отражен предметный разбор и проблематика случаев несанкционированного проникновения, которые происходили при отсутствии срабатывания сигнализации, то есть в результате блокирования электронной системы, «защищенной» пироэлектрическими детекторами. Даны принципы действия современных пироэлектрических детекторов, для понимания и определения стратегии их лучшей защиты и устранения критичных факторов уязвимости систем охраны. Для специалистов, разработчиков и широкого круга читателей, практикующих защиту своего имущества и заинтересованных в безупречной работе своих охранных систем.

Веревочные крепления и узлы

Оказывается, обыкновенную бельевую веревку можно довести до совершенства. Главная ее особенность – в специальном плетении, на основе которого делаются все известные канаты и буксировочные тросы для различной нагрузки. Автор собрал, систематизировал и предлагает читателям полную «энциклопедию» различных по сложности плетений и узлов – для домашнего творчества, туризма, рыбалки, охоты, загородного отдыха и применения в быту, в том числе плетения для кос. Приведенные узлы и их описания можно применять универсально – от лески и «шпагата», полевой армейской проволоки (повышенной стойкости к разрыву) до пеньковых канатов, удерживающих у причала яхты. Примеры узлов и плетений, представленные в хорошо иллюстрированной книге, помогут обходиться «своими силами» во многих жизненных ситуациях, не уповая на торговые точки. В книге практических советов представлены справочные данные критической нагрузки на наиболее популярные (доступные в магазинах) веревочные канаты. Кроме того, больше не нужно вязать тугие узлы, сращивать и натягивать веревки, использовать для крепления металлические крючки; все это может заменить один из крепких и несложных узлов, представленных в книге. Материал книги основан на одной простой идее: достижения добровольцев-любителей зачастую превосходят достижения экспертов глобальных корпораций и спецслужб, а коллективный разум более продуктивен, чем отдельный, даже самый гениальный человек. Книга для широкого круга читателей.

Лестницы. Проектирование и монтаж

Лестница – важная конструктивная часть любого загородного дома и объект, определяющий стиль интерьера. Удобство пользования лестницей зависит от выбранной конструкции, материалов и соблюдения технологии монтажа. В этой книге пошагово описаны различные варианты планировки, методика создания проекта, подробно проиллюстрированы все этапы работы, приведен перечень всех необходимых инструментов и приспособлений, которые помогут самостоятельно спроектировать и построить лестницу, отвечающую всем запросам хозяина, и при этом сэкономить без ущерба для качества.

Полная энциклопедия домашнего мастера. Строительство. Электричество. Водоснабжение. Утепление. Гидроизоляция. Сварочные работы

Эта книга станет верным помощником и надежным консультантом домашнего мастера! Секреты каменщиков, кровельщиков, штукатуров и сварщиков и огромное количество информации по современным материалам и технологиям тепло– и гидроизоляции, оборудованию системы водоснабжения и прокладке электрической проводки. [ul]Как смонтировать подвесной и натяжной потолок Как установить и собрать электрощит Как установить унитаз и душевую кабину Как утеплить внутренние и наружные стены Как ликвидировать мостики холода Как выбрать трубы для водопровода и канализации[/ul] Дом, квартира, балкон или ванная комната – руки мастера нужны везде. Эта энциклопедия поможет им стать золотыми!