Сварка в защитных газах плавящимся электродом
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 6 7 8 9 10 11 12... 119 120 121
|
|
|
|
называемое термическое равновесие, при котором Т " Те " 7\" ~ Та (где Ге, Г, и Га— температуры электронов, ионов и нейтральных атомов). Такую плазму называют изотермической [12]. В аргоновой плазме при атмосферном давлении термическое равновесие устанавливается, если сила тока дуги превышает 10А, а в гелиевой плазме —если сила тока дуги выше 150А [31]. В изотермической плазме степень ионизации и концентрацию электронов можно найти по уравнению Саха [75], если известна эффективная энергия ионизации газа, заполняющего дуговой промежуток £,эф: "ел, = 2и,(г) /2пт у2 Т32е~(6\ где и,(Г), ма(Т) — статистические суммы внутренних степеней свободы ионов и нейтральных атомов соответственно; к — постоянная Планка. В реальных условиях электрическая дуга с плавящимися электродами горит не в однородном газе, а в смеси газов и паров, имеющих*различные потенциалы ионизации. При этом пары материала электродов и вещества, находящиеся на их поверхности (например, окислы щелочных и щелочноземельных элементов), имеют значительно меньший потенциал ионизации, чем защитные газы (табл. 1). Как показывает опыт, преимущественно ионизируются элементы с наименьшим потенциалом ионизации. В результате эффективный потенциал ионизации смеси оказывается близким к потенциалу ионизации компонента, имеющего наиболее низкий потенциал ионизации. Это происходит Таблица 1 Энергия однократной ионизации £,, работа выхода электрона ?а, энергия сродства к электрону £д некоторых элементов [42, 76, 77] Газ Ес Эле Е1 ЕА Эле в1 *а эВ эВ мент эВ эВ эВ мент эВ эВ эВ Не 24,58 о А1 5,98 4.25 0,52ч-1,19 Се 3,89 1,81 0,23 Аг 15,76 0 Сг 6,76 4,59 0,98 РЬ 4,18 2,16 0,27 N2 15,50 0 Т\ 6,82 3,95 0,39 к 4,34 2,22 0,30 N 14,53 0,54 Мо 7.10 4,29 1,3 N3 5,14 2,33 0,35 Н2 15.60 о Мп 7.43 3,38 — Ва 5,21 2,4 — Н 13,60 0,8 N1 7.63 4.91 1,28 и 5,39 2,38 0,616 02 12,5 0,44 Мс 7.64 3.64 — и 5,61 3,3 — о 13.61 2,0 Си 7.72 4,36 1,8 Са 6,11 2,96 — со2 13.8 — Ре 7,87 4.40 0,58 В 8,30 4,90 0,3 со 14.01 — \У 7.98 4.5 — 3 10,45 2,8—6,8 3,17 НР 15,77 — Б1 8,15 4.80 1.46 Вг 11,84 — 3,51 Со 8.99 4,10 — С1 13,01 — 3,76 С 11.26 4,45 1.33 р 17,42 — 3,62 при условии наличия его в достаточном количестве [69, 93]. Таким образом, состав дугового газа, определяющий пе и Т дуги, зависит от защитного газа и физико-химических свойств электродов. Зависимость состава плазмы от полярности электродов может иметь место в дуге, горящей между электродами из различных материалов. Одна из причин этого заключается в различной эффективности поступления паров материалов катода и анода в плазму дуги. При испарении с катода нейтральные атомы материала катода в области катодного падения потенциала интенсивно ионизируются и электрическое поле положительного объемного заряда препятствует их переносу в столб дуги. При . испарении с анода электрическое поле и диффузия способствуют поступлению атомов вещества анода в столб дуги. Поэтому эффективный потенциал иоизации плазмы дуги в большей степени будет зависеть от материала анода, чем от материала катода. Таким образом, параметры плазмы можно изменять в широких пределах путем изменения эффективного потенциала ионизации дугового газа, например активированием электродной проволоки или изделия. При этом снижение эффективного потенциала ионизации газа в столбе дуги приводит к уменьшению напряженности электрического поля и температуры столба, увеличению размеров дуги и, как следствие, к понижению концентрации энергии дуги. А это для большинства случаев сварки нежелательно. Характерная особенность любой дуговой плазмы заключается в термическом механизме возбуждения и ионизации, при котором ответственным за развитие ионизации (в случае а10~5) являются электроны [12]. Электрическое поле столба дуги в этих условиях задает только направление развития процесса ионизации между электродами (от катода к аноду). Направленная скорость электронов пропорциональна длине свободного пробега электронов между соударениями. Поэтому с возрастанием Х" направленная скорость будет повышаться. В общем случае длина свободного пробега электронов в плазме дуги определяется через концентрацию в ней нейтральных атомов и ионов и эффективные поперечные сечения взаимодействия электронов с нейтральными атомами Зеа (упругие столкновения) и ионами ?е1 (кулоновские взаимодействия) [12, 74]. С повышением средней тепловой скорости электронов иое их направленная скорость из-за возрастания числа соударений будет уменьшаться [см. формулу (3)] У лт Напряженность электрического поля в столбе дуги (градиент потенциала столба дуги) определяет величину энергии, не
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 6 7 8 9 10 11 12... 119 120 121
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
