Глава xxviii
ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА
§ Т. Свойства электрической дуги
Электродуговая сварка — наиболее
распространенный способ соединения металлических деталей,
использующий тепло электрической дуги. Электрическая дуга представляет
непрерывный поток электронов и jiohob, образующихся между
двумя электродами в той или иной среде_как постоянным, так и переменным
токами.
Для создания и поддержания дуги
необходимо ионизировать воздушный промежуток или специально созданную
газообразную среду. Непрерывная ионизация воздуха или газа
обеспечивается электронами, вылетающими с поверхности отрицательно
заряженного электрода. Эти электроны сталкиваются с атомами или молекулами
газообразных веществ, находящихся в пространстве между электродами,
возбуждают или ионизируют их.
В дуговом разряде выбрасывание
(эмиссия) электронов с катода происходит под влиянием двух факторов:
высокой температуры (термоэлектронная эмиссия) и напряженности
электрического поля (авто-электронная эмиссия).
Отрицательно заряженные частицы
бомбардируют анод, а положительно заряженные — катод. Взаимная
бомбардировка ионсв при соответствующем напряжении дуги превращает
кинетическую энергию этих частиц в тепловую и световую; электроны
превращаются в электроны проводимости, а ионы нейтрализуются.
Тепловая и световая энергия в
сварочной дуге выделяется неравномерно. На аноде выделяется около 43%
тепла за счет бомбардировки его электронами, имеющими более высокую
кинетическую энергию, чем ионы, бомбардирующие катод; на катоде выделяется
около 36% общего количества тепла сварочной дуги. Остальное тепло (~21%)
образуется в столбе дуги.
Температура электрической дуги
зависит от материала электродов; при угольных электродах она составляет на
катоде около 3200° С, на аноде — около 3900° С; при метаплических
электродах — соответственно 2400 и 2600° С. В центре дуги, по ее оси,
температура достигает 6000—7000° С.
При электродуговой сварке на
нагревание и расплавление металла используется 60—70% тепла. Остальное его
количество (30—40%) рассеивается в окружающем пространстве.
На рис. 153 изображена схема
ручной дуговой сварки. Дуга возникает при пропускании тока между
металлическим (проволочным) электродом 4 и основным металлом 1.
Дуговой разряд (пламя дуги) имеет форму расширяющегося к поверхности
изделия столба, у основания которого в толще изделия образуется
кратер дуги или сварочная ванна 3. Для зажигания (возбуждения)
дуги электрод под током соприкасают с изделием. Вследствие высокой
плотности тока в месте контакта конец электрода и соприкасающийся с ним
участок изделия
