температуры катода и для
материалов катода, имеющих высокие-температуры плавления и кипения (уголь,
вольфрам), электронная эмиссия нагретого катода, или термоэлектронная
эмиссия, может до. стИгать очень высоких значений. Для железных
и медных катодов-термоэлектронная эмиссия имеет меньшее значение, а для
катодов-из цинка, ртути и т. п. термоэлектронной эмиссией можно
пренебрегать. В последнем случае решающее значение получает эмиссия
холодного катода или автоэлектронная эмиссия, создаваемая появлением
электрического поля очень высокой напряжённости, порядка
106 в/см и выше, в тонком слое у поверхности катода.
Другие факторы, вызывающие электронную эмиссию на катоде, в условиях
сварочной дуги имеют второстепенное значение и в настоящей книге не
рассматриваются.
Электронная эмиссия поглощает
энергию и охлаждает катод. Подводит энергию к катоду и нагревает его
главным образом* бомбардировка положительными ионами, поступающими на
поверхность катода из столба дуги. Общий баланс энергии на
катоде-положителен, и в конечном счёте катод получает значительное
количество энергии, нагревающей, плавящей и испаряющей материал А'йтода. В столбе дугк процессы ионизации идут
преимущественно-за счёт высокой температуры газа. В результате сложных
процессов в газе столба, возникновения и нейтрализации заряженных
частиц, устанавливается подвижное равновесие, характеризующееся' тем, что
в любом, не слишком малом, объёме столба алгебраическая сумма
электрических зарядов заряженных частиц равна нулю. По. атому сильно
ионизированный газ или электронная плазма столба дуги ведёт себя по
отношению к окружающему пространству как: нейтральный газ.
Положительный электрод или анод
дугового разряда бомбардируется электронами, поступающими из столба
дуги. Электрон, падающий на анод, проникает в его объём и прекращает своё
свободное существование, на поверхности анода электрон отдаёт
потенциальную энергию, отвечающую работе выхода анодной поверхности,
и кинетическую энергию, приобретенную в области анод-№го падения.
Процесс электронной бомбардировки сообщает аноду значительные
количества энергии и интенсивно его разогревает.
Общее количество освобождающейся
энергии на аноде обычно-больше, чем на катоде, но возможно, и иногда
наблюдается в сварочных дугах, и обратное соотношение.
Наивысшая температура
наблюдается в осевой части столба дуги, в нормальной сварочной дуге
максимальная температура достигает 6000°. На поверхностях электродов
в области электродных пятен температура обычно близка к температуре
кипения материала электродов. Напряжение дуги, т. fc. напряжение между
концами её электродов, является сложной функцией длины дуги и силы токд/ в
ней, а также существенно зависит от материала и размеров электродов,
состава и давления газа и т. д. Опытная зависимость напряжения дуги
от тока и её длины может быть выражена кривыми, имеющими форму, показанную
на фиг. 9, а.
