Материаловедение и технологические процессы машиностроительного производства. Богодухов С.И - 306 стр.

        1 – покрытый электрод; 2 – катодное пятно; 3 - катодная область;
        4 – газовый столб дуги; 5 – анодная область; 6 – анодное пятно;
        7 – глубина проплавления сварочной ванны; 8 – основной металл

      Рисунок 27.1 – Строение сварочной дуги

      Область между анодным и катодным пятнами называется столбом ду-
ги. Выделение энергии в столбе дуги W пропорционально силе тока I и паде-
нию напряжения газового столба дуги Uст

                                Wст = I · Uст .                      (27.1)

      В зависимости от величины сварочного тока температура столба дуги
может достигнуть максимального значения 7500 ºС. Для возбуждения дуги в
начальный момент необходимо несколько большее напряжение, чем при ее
последующем горении. Это объясняется тем, что при возбуждении дуги воз-
душный зазор недостаточно нагрет, степень ионизации недостаточно высо-
кая и необходимо большее напряжение, способное сообщить свободным
электронам достаточно большую энергию, чтобы при их столкновении с ато-
мами газового промежутка могла произойти ионизация.
      Ионизация газовой среды характеризуется степенью ионизации, т.е.
отношением числа заряженных частиц в данном объеме к первоначальному
числу частиц (до начала ионизации). При полной ионизации степень иониза-
ции будет равна единице.
      На рисунке 27.2 представлен график зависимости степени ионизации
от температуры нагрева некоторых элементов. Из графика видно, что при
температурах 6000 - 8000 ºС такие вещества как калий, натрий, кальций об-
ладают достаточно высокой степенью ионизации. Пары этих элементов,
находясь в дуговом промежутке, обеспечивают легкость возбуждения и



306