1.Принцип саморегулювання зварювальної дуги?V_под.=Vпл;Для забезпечення наведеної умови застосовується автоматичне регулювання та саморегулювання.Зварювальні апарати що застосовують системи автоматичного регулювання побудовані таким чином щоб під час горіння дуги постійно вимірювати діюче значення падіння напруги в дузі .Коливання напруги свідчать про зміни довжини дуги,що в системах з автоматичним регулюванням супроводжується примусовою зміною швидкості подачі електродного дроту в механізмі подачі.

НЕДОЛІКИ:

1)Чутливість до коливань напруги в мережі

2)Погана ефективність для зварювання з високою густиною струму.

В 1942 році В.І.Дятлов винайшов принцип саморегулювання – При певних заданих ВАХ дуги і джерела живлення процеси в зварювальній зоні протікають в такому напрямку щоб відновлювався установлений режим після будь-якого відхилення рівноваги

При необмеженому живленні дуги енергією саморегулювання визначається тільки її ВАХ

Для зварювання на постійному струмі застосовується джерела живлення з падаючими та жорсткими зовнішніми ВАХ

К_с – продукт взаємодії зовнішньої ВАХ джерела і ВАХ дуги

Коефіцієнт саморегуляції буде мати максимальне значення при взаємодії жорстких зовнішніх характеристик джерела зі зростаючим ВАХ дуги

Принцип автоматичного регулювання ефективно працює для джерела живлення падаючих ВАХ

Особливості горіння дуги вільного струму:

Напруги при якій горить дуга Uд – є властивість даної дуги і теоретично не залежить від властивостей джерела живлення. В разі живлення дуги змінним струмом напруга джерела живлення згідно закону гармонічних коливань періодично змінюється від 0…+Uxол.ходу і в наступному пів періоді від 0..- Uxол.ходу. В результаті дуга буде горіти тільки в ті проміжки часу поточне значення напруги джерела за абсолютною величиною перебільшуватиме

Особливості дуги змінного струму:

1)В кожному на півперіоді дуга змінює полярність

2)Двічі за кожен період дуга гасне і запалюється знову

3)На початку кожного на півперіоду в момент відновлення дугового процесу спостерігається імпульс напруги-Пік запалювання дуги чим він більший тим гірша стабілізація дугового розряду.Пік запалювання можна зменшити додаванням в склад дугового газу електронів з малим потенціалом іонізації.

Не симетрія U та І в дузі в різні на півперіоди приводить до того що в ланцюгу змінного струму виникає постійна складова напруги ∆U і циркулює деякий постійний струм ∆І це явище називається – Вентильний ефект

2.Перенесення струму в дузі. Густина струму в стовпі дуги?Рух заряджених часток в стовпі складається з хаотичного теплового та прискореного в електричному полі.Разом отримуємо поступове пересування в напрямку вектора напруженості електричного поля - Дрейф

Густина струму в стовпі дуги

Усі наведені викладки справедливі для так званої каналової моделі дуги

Припущення:

1)Стовп дуги приймають електро-нейтральним

2)Стовп дуги має циліндричну форму з постійними перетинами та густиною струму

3)Довжина стовпа дуги приймається рівною довжині дуги

Каналова модель дуги є найбільш розповсюдженим і найбільш часто

уживаним спрощенням при розгляді дугових процесів.

3.Фізичні процеси в катодній області?

Катодною областю прийнято називати – простір вільного пробігу електрону від поверхні катоду до першого зіткнення з нейтральним атомом стовпа дуги

Носіями струму в катодній області є електрони і іони

В катодній області створений обємний позитивний заряд значної сили що зумовлює велику напруженість ел.поля катодної області

Е_к=10⁶…10⁹ В/см

Катодна емісія – явище покидання електрону поверхні тіла і віддалення від нього на відстань при якій між ними не відбувається взаємодії

Робота виходу – величина найменшої енергії яку необхідно надати електрону для здійснення емісії

Потенціал виходу – це така різниця потенціалів пролітаючи яку електрон набуває енергії рівної роботі виходу

Розрізняють такі види емісій:

• Термоелектронна

• Автоелектронна

• Фотоелектронна

• Вторинна

Фотоемісія – суть фотоемісії полягає в збудженні електронів катоду квантами світла фотонами,для ефективного протікання фотоемісії довжина хвилі світла повинна знаходитись в ультра-фіолетовій зоні

Вторинна – можлива при бомбардуванні поверхні катода важкими частками іонами

Термоелектронна емісія – називається явище випромінювання електронів поверхнею нагрітих катодів

Ефект Шотткі

Робота виходу електрона з поверхні катода за наявності електричного поля в при катодній області зменш. На величину пропорційну напруженості цього ел. Поля

Автоелектронна емісія – квантовий ефект що виходячи з хвильових властивостей потоку електронів дозволяє їм покидати поверхню катоду не підіймаючись енергетично до рівня потенційного барєру – назив. Тунельний перехід , відбувається без витрат енергії

Катод який забезпечує дугу електроном переважно за рахунок термоелектронної емісії називається «гарячим» катодом

Катод який забезпечує дугу електроном переважно за рахунок автоелектронної емісії називається «холодним» катодом

4.Фізичні процеси в стовпі дуги.(Види іонізації,рівняння Саха)?Головний процес в стовпі дуги – іонізація – явище відриву від нейтрального атома електронів і віддалення на відстань при якій електрон виходив за межі силового поля новоутвореного іона

Енергію яку необхідно витратити на процес іонізації називається роботою іонізації

Потенціал іонізації – різниця потенціалів яку умовно повинен проходити електрон щоб набути енергії необхідну для відриву від атому U_i [B]

Види іонізацій

• Зіткненням

• Фотоіонізація

• Термічна іонізація

Фотоіонізація

Термічна іонізація

Ступенем іонізації газу – відношення кількості іонізованих атомів до початкової кількості атомів

Х=n/n₀,Для вільної дуги Х≤0.05

Іонізація суміші газів

Згідно пропозицій В.В. Фролова для розрахунку застосування ефективного потенціалу іонізації

Ефективний потенціал іонізації – потенціал іонізації токого уявного газу ступінь іонізації якого при заданій температурі та тиску дорівнює іонізації реальної суміші газів

[Fe].100,90,80,70…10,0

Іонізація суміші кількох газів відбувається за рахунок масової іонізації атомів компонента з найменшим потенціалом іонізації