-/|-1-

Рис. 89. Зависимость плотности термоэлектродного тока и плотности тока положительных ионов калия, образующихся в результате поверхностной ионизации, от работы выхода электрода, (Гэл = 2100 К):

/ — плотности тока ионов калия, необходимые для выполнения условия компенсации В = 1; 2 — плотность термоэлектронного тока: 3, 4 к 5 — плотности тока ионов калия, создающегося при содержании калия в атомосфере межэлектродного промежутка соответственно 0,01; 0.1 и 1 %.

выше потенциала катода, то обеспечение перекомпенсированного режима в переходный момент у электрода, который в предстоящем полупериоде будет катодом, является благоприятным фактором, обеспечивающим повторное зажигание дуги в положительном полупериоде. Поэтому при сделанных выше допущениях необходимо проанализировать процессы, происходящие в ленгмюровском слое в переходный момент дуги.

Прежде всего необходимо выяснить, не будут ли электроны, эмитируемые в переходный момент электродом (сварочной ванной), создавать объемный отрицательный заряд у его поверхности, который будет препятствовать выходу электронов и тем самым ограничивать вклад электрода в процесс развития разряда.

В первой главе показано, что при использовании легкоионизируемых элементов в составе сварочных материалов и отсутствии отрицательных ионов в межэлектродном промежутке компенсация

объемного отрицательного заряда обеспечивается без труда, так как даже одних положительных ионов, эмитируемых шлаками, достаточно для выполнения такой функции.

При наличии атомов легкоионизируемых элементов в атмосфере, заполняющей межэлектродный промежуток, процесс компенсации тем более будет значителен.

Как показано в первой главе, для атомов калия эффективен механизм поверхностной ионизации. Рассмотрим вклад положительных ионов калия, образующихся вследствие действия этого механизма, в процессе компенсации объемного заряда, создаваемого термоэлектронами.

На рис. 89 даны зависимости плотности термоэлектронного тока от работы выхода электронов и плотности тока ионов, необходимые при этих условиях для обеспечения режима компенсации в приэлектродной слое. Здесь же показаны плотности тока ионов калия, образующихся вследствие поверхностной ионизации (см. рис. 31). Как отмечено в первой главе, количество ионов, образующихся из-за поверхностной ионизации, определяется в основном концентрацией атомов данного элемента, температурой электрода, работой выхода электронов из него и слабо зависит от температуры газа, заполняющего межэлектродный промежуток.

В тех случаях, когда состояние плазмы определяется концентрацией атомов легкоионизирующегося элемента в межэлектродном промежутке и характеристиками электрода, изменение потенциала в ленгмюровском слое определяется простым выражением [202].

Д(; = -^-1п6,(2.21)

где Те — температура электрона,«зВ;

Р = -^1/Л1.,/га:,;(2.22)

/,-+ — плотность тока положительных ионов; \е — плотность тока электронов; М 4.+ — масса положительного иона; пге — масса электрона.