Зажигание и развитие сварочной дуги
Основными способами возбуждения дуги являются следующие: 1) возбуждение разведением электродов (после их соприкосновения); 2) возбуждение дополнительным импульсом высокого напряжения и высокой частоты (от осциллятора); кроме того, возможны и другие способы (дополнительной дугой, промежуточнойвставкой и т. д.). Механизм возбуждения дуги после короткого замыкания связан с тем, что соприкосновение реальных твердых тел при небольшом давлении происходит, как известно, небольшим числом микровыступов. Проходящий через них ток вызывает быстрый нагрев и испарение контактных мостиков, в результате которого возникают два важных для возбуждения дуги процесса. 1) Основания испарившихся выступов разогреваются до температуры кипения, что на некоторых металлах приводит к термоэлектронной эмиссии. 2) После нарушения металлического контакта электроды можно рассматривать как обкладки конденсатора, удаляющиеся друг от друга. Л. А. Сена рассмотрел задачу о напряженности поля Е между обкладками такого конденсатора при заряде его от источника с напряжением U0 через сопротивление R в условиях перемещения пластин, площадью S, с ускорением а. Им показано, что величина Е имеет максимум, определяемый выражением 
В сварочных цепях U0 ≈ 50 в; R ≤ 1 ом, поэтому, приняв площадь микронеровностей S = 1 * 10-6 см2 и а ≤ 1 * 106 см/сек2, получим Еmax ≥ 1,5 * 1012 в/см. Эта напряженность больше, чем достаточна для мощной электростатической эмиссии электронов из любого катода. Таким образом, оба описанных процесса приводят к появлению в разрядном промежутке свободных электронов. Сталкиваясь с атомами газа, они вызывают их ионизацию, размножение носителей тока и дальнейшее развитие разряда. В случае возбуждения дуги высокочастотным напряжением можно представить ее развитие через стадии лавинного и тлеющего разрядов, переходящих по мере роста тока в дуговой. Высокочастотное поле устраняет направленное движение лавин, что приводит к увеличению времени пребывания зарядов в разрядном промежутке и числа актов ионизации на каждый заряд. Для изучения сварочных дуг с неустойчивыми параметрами важно знать время формирования установившейся дуги. М. Н. Соболев, осциллографируя разряд конденсатора на промежуток между медными электродами в воздухе, показал, что напряжение разряда становится типично дуговым и установившимся по истечении 1 * 10-8 сек от его начала. Основываясь на балансе энергии активных пятен разряда на медных электродах, Сомервилл Д. М. показал возможность испарения меди за 1,5 * 10-5 сек существования разряда. Экспериментально пары цинковых и кадмиевых электродов обнаружены через 1 * 10-8 сек от начала развития разряда. Таким образом, можно считать, что по истечении 1 (10-5÷10-4) сек от начала разряда между металлическими электродами его параметры при прочих равных условиях приобретают значения, свойственные сколь угодно длительно горящей дуге. Лесков Г.И. "Электрическая сварочная дуга". См. также:
| 
