электрода. Анодное пятно малоподвижно. Сжатие дуги приводит к повышению Ца и /а. Катодное падение напряжения Цк и плотность тока в пятне /к свободной дуги Ре + Ре выше, чем Ца и /а. Катодное пятно весьма подвижно и часто делится на несколько пятен. С увеличением тока до определенных значений наблюдается снижение ук. При увеличении тока переход в режим сжатой дуги вызывает рост значений £/к и /к.

Изменение состава покрытия электрода и наличие постоянных примесей на поверхности катода приводят к значительному изменению ик и /к. Введение ионизаторов способствует стабилизации катодного пятна, переходу к дугам без пятна и уменьшению £/„ и /к.

Состав атмосферы дуги и расход газа могут оказать большое влияние на степень сжатия столба дуги и пятен. Чем меньше энергия диссоциации и больше теплопроводность газов, тем при прочих равных условиях больше степень сжатия столба и пятен.

2. Температура сварочной дуги

Температура дуги — один из важнейших факторов, определяющих физико-химические и металлургические процессы сварки. От температуры зависят степень диссоциации и ионизации газов в дуге, растворимость газов в металле, характер протекания процессов между газовой, металлической и шлаковой фазами, характер плавления электрода и переноса металла и т. д.

Сварочная дуга, которая характеризуется высоким значением тока, отличается и сравнительно высокой температурой плазмы (Т « 104 К)- Температура дуги зависит от тока, состава покрытия (газа) и электрода и других факторов. Например, всякое дополнительное охлаждение дуги (принудительное охлаждение электродов или столба дуги) ведет к повышению температуры плазмы (так называемый парадокс Штеенбека). Этот эффект связан с тем, что при охлаждении внешних слоев столба дуги электропроводность этих слоев резко падает и электрический ток начинает протекать в более узком канале. При этом в про-

Рис. 2. Радиальное распределение температуры

на расстоянии 5 мм в дуге длиной 10 мм:

/ — /св = 300 А; 2 — /св = 100А: 3 — /св = 25 А

воднике меньшего сечения выделяется больше тепла и он нагревается до более высокой температуры (при прежнем токе) [38].

Радиальное распределение температуры в аргоновой дуге, горящей между вольфрамовым катодом и водоохлаждае-мым медным анодом, измерено в работе [115]. Установлено, что по мере удаления от катода и при уменьшении тока температура дуги и градиент dTldr понижаются, радиус столба дуги увеличивается, а форма радиального распределения температуры изменяется от выпуклой к плоской (рис. 2). Поэтому короткая сварочная дуга характеризуется выпуклой формой радиального распределения температур. Штриховыми кривыми показаны радиальные распределения температуры, рассчитанные по формуле [79]

T(r)=T0[\--^--J-). (1-7)

Здесь г — текущий радиус; Т0 — температура на оси дуги; R — радиус, соответствующий TJ2.

Экспериментальные и теоретические кривые Т (г) практически совпадают при / С 100 А, а при / ^ 100 А теоретические кривые проходят выше экспериментальных, что связано с увеличением потерь на излучение, отсутствие которых предполагалось при выводе формулы (1-7).

Пространственное распределение температуры вблизи электродов значительно