Глава вторая

СТАБИЛЬНОСТЬ СВАРОЧНОЙ ДУГИ

1. Методы и критерии оценки

Стабильность горения электрической дуги Для того чтобы дуга могла использо ва!ься для сварки металлов, она должна иметь необходимые энергетические ха ; актеристики и достаточную устойчи (Ость горения Пол термином «устойчивость* обычно понимается способность рггп к продолжительному горению после щ зажигания 11301. Режим горения дуги, который может существовать в течение Неограниченного времени в отсутствие Нодущенмй и харак1еризуе!ся каким днбо отличительным признаком, называемся равновесным 1671. Если отклонение режима от исходного равновесия под действием возмущений в течение интересующего нас времени пе превышает допустимого значения, то равновесный режим считается устойчивым но отношению Я данным возмущениям |67|.

При анализе устойчивости обычно удовлетворяются знанием лишь интегральных величин, таких, например, как напряжение и ток дуги, определяющих ее энергетическое состояние, и аналогичных величин, определяющих ее пространственное положение, форму и движение (длина, диаметр, скорость перемещения) [671. Соответственно при этом говорят об энергетической или пространственной устойчивости.

Устойчивость дуги определяется одним или двумя условиями: способностью внешней цепи поддерживать напряжение, необходимое для горения разряда, и способностью эмиссионных процессов, обеспечивающих ток на катоде дуги, протекать в условиях ограниченного тока,

величина которого определяется параметрами цепи [1331. Для дуг в любых средах, кроме вакуума, важны оба эти условия [182|.

В дуге полное падение напряжения на разряде может стать большим и достичь величины напряжения внешней цени. Тогда условие устойчивости ее горения не будет выполняться, и разряд должен погаснуть.

Процессы в ду те можно в определенной мере стабилизировать (повысить устой чивоегь горения дуги и уменьшить разбрызгивание металла) соответствующим выбором электрических параметров источников тока и сварочной цепи, что достигается установлением определенной формы вольт-амперной характеристики источника тока и его динамических свойств. Возможности такой стаби.тша-ции подробно исследованы Б. Е. Пато-ном [1301. В П. Никитиным 11231, И. Я. Рабиновичем 11771, В. К. Лебедевым и M. Н. Сидоренко [911, Б. Е. Па-тоном и В. К. Лебедевым [133], И. И. За-рубой [571, А. Г Потапьевским [1471, Д. Б. Кейта [2661 и др. Этот способ можно назвать внешним способом регулирования технологических свойств дуги, Другой способ заключается в активном воздействии на процессы сварки в самой дуге введением в дугу различных веществ, которые можно разделить на три группы: легкоионизируемые (в первую очередь щелочные), электроотрицательные и элементы, повышающие эмиссионную способность электродов.

Возможности этого способа исследовались в работах Г. М. Тиходеева [1971, К. К. Хренова 1209], В. И. Дятлова и