Определение и строение электрической сварочной дуги

Определение и строение электрической сварочной дуги. Схема распределения падения напряжений в электрической дуге.

Сварочной дугой называется мощный устойчивый электрический разряд в газовой среде, образованной между электродами, либо между электродами и изделием. Сварочная дуга характеризуется выделением большого количества тепловой энергии и сильным световым эффектом. Она является концентрированным источником теплоты и применяется для расплавления основного и присадочного материалов.

В сварочной дуге дуговой промежуток разделяется на три основные области: анодную, катодную и столб дуги. В процессе горения дуги на электроде и основном металле имеются активные пятна, представляющие собой более нагретые участки электрода и основного металла, через которые проходит весь ток дуги. Активное пятно, находящееся на катоде, называется катодным, а пятно, находящееся на аноде,- анодным.

Общая длина сварочной дуги (рис. 63) равна сумме длин всех трех областей: L_d=L_к+L_c+L_a, где L_d- общая длина сварочной дуги, см; L_к - длина катодной области, равная примерно 10^-5 см; L_c-длина столба дуги, см; L_a-длина анодной области, равная примерно 10^-3-10^-4 см.

Рис. 63. Схема распределения падения напряжений в электрической дуге:

1 - изделие, 2 - столб дуги, 3 - электрод

Общее напряжение сварочной дуги слагается из суммы падения напряжений в отдельных областях дуги U_d = U_к+U_с+U_а, где U_d - общее падение напряжения на дуге, В; U_к - падение напряжения в катодной области, В; U_c - падение напряжения в столбе дуги, В; U_a - падение напряжения в анодной области, В.

Температура в столбе сварочной дуги колеблется от 5000 от 12000 К и зависит от состава газовой среды дуги, материала, диаметра электрода и плотности тока. Температуру приближенно можно определить по формуле, предложенной академиком АН УССР К. Хреновым: T_c=810U_действ, где Т_с - температура столба дуги, К; U_действ -действующий потенциал ионизации.