Заваръчна дъга

Въведение

През лятото често виждаме светкавици в небето, което е газоразрядно явление. Газообразната среда между двата електрода се нарича силен и продължителен феномен на дъгов разряд. Висока температура (до температура от 6000 °C) и лек дъгов разряд. Човешкото разбиране на това явление и се използва в промишленото производство. Може да се използва за нагряване на дъга за рязане на дъга, дъгово издълбаване и дъгово производство на стомана; осветителна светлина с дъгова енергия (напр. фар) Прожекция на филма с помощта на дъгова лампа или други подобни.

електродъгово заваряване произвежда

възбудени газови атоми, йонизация и излъчване на електрони

неутрален газ, който първоначално е електрически непроводим, за да се генерира дъгов ток през газа, е необходимо газовите молекули (или атоми) да станат йонизирани електрони и положителни йони. Освен това, за да се поддържа горящата дъга, е необходима катодна емисия на електрони непрекъснато, която трябва непрекъснато да доставя електрическа енергия на дъгата, за да допълни консумираната енергия. Газовата йонизация и електронната емисионна дъга са най-основните физични явления.

1. Възбуждане и йонизация на газови атоми

се получава, ако допълнителната енергия на газовите атоми и електрони може да скочи от по-ниско енергийно ниво към по-високо енергийно ниво към друго, когато атомът е във „възбудено“ състояние. Атомната енергия, необходима за скачащото "възбудено" енергийно състояние, се нарича възбуждане. Атомите на йонизирания газ са свързани електрони напълно извън ядрото, образуването на йони и свободни електрони. Енергията, необходима за образуването на положителните йони, се нарича йонизационна енергия на атомите.

в заваръчната дъга, йонизацията, причинена от източника на енергия, има следните три форми:

(1) ударна йонизация. Отнася се до електрическото поле при йонизация, възникваща след сблъсък на ускорени заредени частици (електрони, йони) и неутрални (атоми).

(2) термична йонизация. Означава, че при високи температури, имащи висока кинетична енергия на газовите атоми (или молекули) се сблъскват един с друг поради йонизация.

(3) фотойонизация. Отнася се за газови атоми (или молекули), които поглъщат йонизационна енергия, произведени фотони.

докато генерират газови атоми, йонизирани частици с противоположни заряди ще се сблъскат, положителни йони и електрони ще се сблъскат в природата, т.е. генериране и явления. Когато съставната скорост и скоростта са равни на йонизацията, йонизацията ще има тенденция да бъде относително стабилно състояние на балансиране. Като цяло, колкото по-голям е броят на заредените частици в пространството на дъгата, толкова по-стабилна е дъгата, докато заредените частици и явления ще намалят броя на заредените частици, като по този начин намаляват стабилността на дъгата.

2. Електронно излъчване

върху атомите или молекулите на повърхността на катода, приемането на външна енергия за освобождаване на свободни електрони се нарича феномен на електронна емисия. Излъчването на електрони е за поддържане на стабилна дъга, а изгарянето на дъгата е много важен фактор. Според техните различни източници на енергия, тя може да бъде разделена на топлинна емисия, фотоемисия, тежки частици, излъчени от емитера, които се сблъскват под силно електрическо поле и други подобни.

(1) излъчване на топлина. След като твърда или течна повърхност на обекта се нагрее, част от кинетичната енергия на електрона има работна функция, по-голяма от изтичане в пространството във външната повърхност на феномена на топлинна емисия. Топлинното излъчване играе важна роля в заваръчната дъга, то се засилва с повишаване на температурата.

(2) фотоемисия. Повърхност на твърд или течен материал, получаващ светлинни лъчи, за да освободи енергията на свободните електрони във явление, известно като фотоемисия. За различни метални оксиди и, само когато дължината на вълната на светлинния лъч е по-малка от границата на дължината на вълната, може да излъчва електрони от тях, за да произведе фотоемисия.

(3) емисии от удар на тежки частици. Големи енергийни тежки частици (напр. положителни) удрят катода, причинявайки бягство на електрони, известно като ударна емисия на тежки частици. Тежките частици, колкото по-голяма е енергията, толкова по-интензивно е електронното излъчване.

(4), излъчван от ефекта на силното електрическо поле. Когато повърхността на твърдо или течно вещество, въпреки че температурата не е висока, но наличието на силно електрическо поле и голяма потенциална разлика се образуват близо до повърхността на катода, за да има повече електрони, които се излъчват, което се нарича самостоятелно -излъчване под силно електрическо поле, наричано самоизлъчване. Колкото по-силно е електрическото поле, толкова по-голяма е плътността на тока на излъчените електрони. Тъй като емисиите играят важна роля в заваръчната дъга, особено в безконтактна дъга, което е по-очевидно.

В обобщение, дъговата заварка е форма на газов разряд и поддържането на заваръчната дъга се формира в електрическото поле, топлината, светлината, кинетичната енергия на частиците, газовите атоми са постоянно възбудени, йонизирани и резултатите от електроните емисия. В същото време се произвеждат съставни отрицателни йони, положителни йони и електрони. Очевидно източникът на захранване за пилотно дъгово заваряване се дължи главно на топлина, светлина и електрическо поле и кинетичната енергия, генерирана от тях, и това поле е напрежението на празен ход, доставяно от мощността, генерирана от дъгата.

запалване на заваръчната дъга

заварката между електрода и напрежението е, когато те са в контакт един с друг, съответстващ на източника на електродъгово заваряване на късо. Тъй като съпротивлението на точката на контакт е голямо, голям ток на късо съединение, голямо количество джаулова топлина се генерира, така че разтопеният метал да е равномерен и да се изпарява, причинявайки силна емисия на електрони и йонизация на газа. В този случай между издърпващия проводник и заварката и след това малко разстояние, така че поради захранващото напрежение в рамките на това разстояние да се образува силно електрическо поле, но също така да се насърчи емисия на електрони. Междувременно йонизираният газ се ускорява, заредените частици в електрическото поле, насоченото движение на полюсите. Захранване за заваряване с постоянна електрическа мощност, новите добавени непрекъснато заредени частици, за да образуват непрекъснато изгаряне на дъгата.

физическата основа на заваръчната дъга

(a) и разпределението на интензитета на електрическото поле на дъгата

е дъгата на феномена на газовия разряд, тя е заредена частица през двете електроди проводящо пространство между технологичния газ.

дъгата има три компонента: катодна област, анодна област, област на дъгова колона.

(б) генериране на дъга от заредени частици

1, йонизиран газ

в действието на външна енергия, така че неутралните газови молекули или атоми се разделят на електрони и положителни йони в процес, известен като газова йонизация.

който по същество е неутрален газ, частиците абсорбират достатъчно енергия, електроните от оковите на ядрото се превръщат в процес на свободни електрони и положителни йони.

йонизиращи се видове:

(1) далеч от термоелектрическия генериращ йонизиран

нагретите газови частици са известни като ефект на топлинна йонизация. Неговата природа е интензивно топлинно движение на частиците, генериран йонизационен сблъсък.

(2) йонизация на полето

за ускоряване на заредени частици в електрическо поле и при което неутралните частици генерират йонизация при нееластичен сблъсък.

Степента на йонизация:

степен на йонизация: съотношението на единицата обем към общия брой на частиците на частиците преди йонизиран газ се нарича степен на йонизация на йонизация. Йонизация

(3) фотойонизация

неутралните газови частици под действието на генерираната светлинна радиация се наричат фотойонизация.

2, електронен емисионен катод

(1) емисия на електрони: свободните електрони в катода от приложената енергия от процес, известен като освобождаване на повърхността на катод, излъчващ електрони. Размерът на неговата способност за предаване е представен от работната функция Aw.

(2) катодното петно

светлата повърхност на катодната област се нарича катодно петно.

с катодно петно "почистване на катода" ("катодът е счупен") причина за ефекта: тъй като работната функция е по-ниска от тази на чист метален оксид, като оксидно катодно петно ще се премести на мястото, отстраняването на оксида.

(3) тип електронно излъчване

1) излъчване на топлина

частта от катодната повърхност на генерираните електрони от термично индуцираната кинетична енергия на електроните достига или надвишава работната функция на емитера.

за нагряване на топлинен емисионен катод като основна форма на емисия.

2) полева емисия

повърхността на катода е подложена на електричество, когато напрегнатостта на електрическото поле достигне определено ниво, повърхността, излъчваща електрони, на катода за емисии на електрони.

В емисиите на полето на студения катод главно под формата на емисии.

Заваръчна дъга

3) излъчващи светлина

като катодна повърхност от свободните електрони на енергията на оптичното излъчване, за да избяга до известна степен от емисиите на металната повърхност.

4) сблъсък на излъчващи частици

за получаване на повърхностната енергия на свободните електрони в движението на дъгата, високоскоростен сблъсък на положителни йони, катод, катоден повърхностен феномен.

(c) изчезването на заредените частици

1, дифузията

миграция на заредени частици от централна част с висока плътност към централна част с ниска плътност около феномена.

2, съставното

положителните и отрицателните частици се комбинират в феномена на периферната дъга - неутрални частици.

3, образуването на отрицателни йони

неутрални частици адсорбират част от електрони за образуване на отрицателни йони процедура.

(d) навреди на заваръчната дъга

електродъговото заваряване е предимно ултравиолетова, видима светлина и ултравиолетова светлина, може да причини увреждане на кожата, което води до лющене, изгаряне, необходимо е да се укрепи защита от радиация електродъгово заваряване, откритата част и избягвайте контакт на кожата със заваръчната дъга.

проводящо свойство

заваръчна дъга

проводими свойства (a) на областта на дъговата колона

дъгова колона, състояща се от голям брой електрони, положително заредени йони и неутрални частици частиците в газообразно състояние агрегирани заедно, извън това електрически неутрално състояние се отнася до дъговата плазма.

Принцип на минимално напрежение: стълб на дъгата при стабилно горене, когато има собствени характеристики за минимална консумация на енергия, т.е. при постоянен ток и околни условия на дъгата, стабилната горяща дъга автоматично ще избере определено проводимо напречно сечение, така че дъгата консумацията на енергия е сведена до минимум. Когато дължината на дъгата също е постоянна стойност, т.е. размерът на напрегнатостта на електрическото поле представлява размера на производството на топлина от дъгата и следователно най-ниският интензитет на консумацията на енергия на електрическото поле е минимален, т.е. дължината на дъгата на фиксираният минимален спад на напрежението, който е принципът на минималното напрежение.

проводими свойства (b) катодната област

действа: приемане, предаван от положителния йонен ток дъгова колона; за осигуряване на желаните електронни потоци за проводимост на дъгата към областта на стълба на дъгата.

, който излъчва главно във формата:

1, излъчването на топлина

2, полева емисия

1, анодното петно

на повърхността на анода може да се види област на излъчване на ярка светлина, наричана анодно петно.

анодните петна автоматично ще намерят сравнително ниската точка на топене, за да избегнат чиста повърхност от метален оксид, метална повърхност.

2, проводящата форма на анодната област

(1) Йонизация на полето

(2) Термична йонизация

характеристики на процеса на заваръчна дъга

(a) термични характеристики на дъгата

1, колоната на дъгата, генерираща топлина

ниска плътност на тока, висока температура, енергия главно от сблъсък на частици, топлинни загуби.

2, катодната област на генерирането на топлина

висока плътност на тока, ниска температура, енергия се използва за нагряване и загуба на топлинна радиация към катода на катодната област, може също да се използва за нагряване или заваряване на пълнители.

3, областта на топлинния анод

висока плътност на тока, ниска температура, енергията се използва главно за нагряване, а загубата на анода може да се използва и за нагряване на пълнежния материал или заварката.

(ii) механичните свойства на дъгата

силата на дъгата и проникването влияят върху преноса на капчици, ваната се разбърква и пръски от заваръчния шев, така че заваряването със сила на дъгата има пряко въздействие върху качеството на заваръчния шев .

1 и действащата сила на дъгата

(1) електромагнитна сила на прищипване

Причина: привличането, генерирано между текущата линия на дъгата.

поради различните диаметри на електродите, дъгата има обърната заострена форма. Аксиална тягова дъга напречното сечение на дъгата е неравномерно разпределено, оста на дъговата колона в максимума, постепенно намалява навън, силата се отразява в елемента за заваряване под налягане, образуван от ваната, наречен електромагнитно статично налягане.

ефекти: вдлъбната разтопена баня; разбъркване на разтопената баня за получаване на рафиниране на зърното; насърчаване на отстраняването на примесни газове и шлака; насърчаване на капковия трансфер; ограничения разширение дъга, дъга права, концентрация на енергия.

(2) силата на плазмената струя

аксиален соленоид със статично налягане, задвижван от високотемпературен въздух в близост до електродите (плазмен поток) Дължина към заварката, образуването на заваръчна вана на допълнително налягане, налягането на плазмения поток се нарича сила (електромагнитно динамично налягане).

ефекти: плазмен поток може да увеличи силата на правата дъга; насърчаване на капковия трансфер; увеличаване на проникването и разбъркването на образуваната заваръчна вана.

(3) точкова сила

когато се образува петно върху електрода, тъй като налягането на място от реакцията на удара на заредените частици или металът се изпарява, докато се образуват петна, наречени петна или натиск точка сила.

посоката на петното и силата винаги са противоположни на посоката на пренасяне на капките, като по този начин винаги възпрепятстват пренасянето на капчици, пръски.

Като цяло силата на катодното петно е отколкото силата на анодното петно.

основни фактори

2, сила на дъгата

(1) заваръчен ток и напрежение на дъгата

(2) диаметър на проводника

( 3) полярността на електродите

(4) газообразна среда