Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Открыт новый раздел: Прайс-листы в файлах! (Excel и др.), доступен упрощенный просмотр прайсов без скачивания!
Полезные статьи -> Сварка, резка и пайка металлов -> Аргонно-дуговая сварка (TIG) -> Электрическая дуга в инертных газах -> Статические характеристики дуги в инертной атмосфере

Статические характеристики дуги в инертной атмосфере

только в текущем разделе

Общие замечания

Статической (вольтамперной) характеристикой дуги называется зависимость между током и напряжением дуги, снятая при медленных изменениях тока. Характеристика дуги, снятая при быстрых изменениях тока, называется динамической.

Обычно статические характеристики строят по данным, полученным при сварке на постоянном токе.

Динамическая характеристика дуги снимается по осциллограмме переменного тока и представляет собой зависимость между мгновенными значениями тока и напряжения дуги за один период.

Статическая характеристика дуги может быть положительной или отрицательной в зависимости от тока и условий, в которых протекает дуговой разряд.

К условиям, ведущим к положительной зависимости между U д и 1l, относятся:

а) увеличение плотности тока на электроде-катоде (катодном пятне);

б) «мешающее» действие среды, окружающей дугу, ведущее к повышению плотности тока в столбе дуги;

в) увеличение эффективного напряжения дуги.

Повидимому, в большей степени на характеристику дуги при сварке влияет плотность тока на электроде - катоде. При малых плотностях тока на электроде - катоде характеристика дуги отрицательная. С увеличением плотности тока на электроде - катоде отрицательная характеристика переходит в положительную. Например, возрастающая (положительная) характеристика дуги под флюсом, по мнению Н. Г. Остапенко, объясняется, в первую очередь, высокими плотностями тока на электроде - катоде, т. е. явлениями на катоде.

Подобно характеристике дуги под флюсом статическая характеристика дуги в аргоне имеет положительный характер. Объяснение этого находится, с одной стороны, в «мешающем» действии охлаждающей дугу струи аргона, и, с другой стороны, в высоких плотностях тока на вольфрамовом электроде - катоде, превышающих в некоторых случаях плотность тока на электроде при сварке под флюсом (табл. 6).

Таблица 6. Плотности тока на электроде при различных способах сварки:

Характеристики вольфрамовой дуги

На фиг. 17 представлено семейство вольтамперных характеристик вольфрамовой дуги в аргоне. Характерным является то, что при больших токах и малых дуговых промежутках напряжение на дуге меньше ионизационного потенциала. Минимальное напряжение дуги при этих условиях приближается к потенциалу возбуждения аргона, находящегося в состоянии, близком к метастабильному. Это указывает на то, что метастабильные состояния атомов аргона играют, вероятно, большую роль в дуге, горящей в инертной газовой атмосфере.

Кривые на фиг. 17 не зависят от направления изменения тока и поэтому могут быть получены без заметных различий как при увеличении, так и при уменьшении тока.

При горении вольфрамовой дуги в гелии напряжение на дуге при одинаковых токах вдвое больше, чем в аргоне. Вольтамперные кривые дуги, горящей в гелии, могут быть получены различными в зависимости от направления изменения тока. При токах 15-80 а и дуговых промежутках 1,3-7,5 мм для каждого зазора могут быть получены две кривые (фиг. 18). Как правило, напряжение и ток следуют по верхней кривой при уменьшении тока и по нижней - при увеличении. За пределами токов, где обе кривые для одного дугового промежутка пересекаются, изменения напряжения и тока могут следовать любой кривой. Момент перехода с верхней кривой на нижнюю случаен и не происходит при каком-то определенном токе. Этот переход может быть внезапным или постепенным.

Переход сопровождается появлением голубой дуги и исчезновением яркокрасного катодного пламени. При уменьшении тока происходит прыжок с нижней кривой на верхнюю, но повышение напряжения обычно происходит при меньшем токе, и обратный переход совершается постепенно. Таким образом, в некоторых случаях возможно уменьшение напряжения на дуге с увеличением длины дуги при постоянном токе.

С увеличением тока при малых дуговых промежутках напряжение дуги приближается к первому потенциалу возбуждения (мета-стабильному состоянию) гелия - 19,8 в. Электрические характеристики дуги в смеси аргона и гелия (фиг. 19 а и б) по виду занимают промежуточное положение между соответствующими характеристикам дуги в аргоне или гелии. При добавке гелия к чистому аргону напряжение дуги растет линейно до содержания гелия, равного 85%. Затем напряжение резко возрастает до его значения в чистом гелии. До резкого скачка напряжения дуга имеет точную характеристику дуги в аргоне. При высоких концентрациях гелия появляется двойная кривая, типичная для дуги в гелии (фиг. 19,б).

Переход от верхней кривой к нижней на фиг. 18 может быть объяснен наличием вблизи катода паров вольфрама, что может иметь место при энергии электрода - катода, достаточной для выделения тепла, необходимого для испарения определенного количества вольфрама. Наличие вблизи катода смеси гелия и паров вольфрама, обладающих значительно меньшим ионизационным потенциалом, чем гелий, повидимому, приводит к снижению напряжения.

Падение напряжения в плазме высокоамперной дуги при атмосферном давлении всегда принимается независимым от длины дуги. Величина его снижается с увеличением тока.

Внешние характеристики вольфрамовой дуги (фиг. 20) показывают, что при данном типе дуги это не так. Здесь отдельные градиенты напряжения связаны с анодным и катодным падением одновременно. Градиент напряжения для дуговых промежутков 1,3-7,6 мм, равный в пределах изученных токов 0,7 в/мм, повидимому, связан с катодным пламенем, так как при этих дуговых промежутках не было замечено анодное пламя (см. стр. 20). При больших дуговых промежутках, когда появляется анодное пламя (см. фиг. 15), градиент напряжения уменьшается. Кривые фиг. 20 показывают, что при малых дуговых промежутках процессы на катоде играют главную роль в механизме дуги.

Главное различие между внешними характеристиками дуги в гелии и в аргоне то, что градиент напряжения в гелии для больших дуговых промежутков больше, чем для меньших дуговых промежутков. Обратное явление имеет место для дуги в аргоне.

При токах меньше 30 а в гелии обнаружен подъем напряжения на 15-25 в в пределах весьма узкого интервала дуговых промежутков 1,3-2,5 мм (пунктирные кривые на фиг. 20). При этом катод ное пламя находится в прямом контакте с электродом-анодом. Резкий рост напряжения сопровождается уменьшением размера пламени, изменением вида колебаний напряжения и резким свистящим звуком, исходящим от дуги. Это явление не наблюдается в дугах при токах более 35 а, а также в аргоне при любых применявшихся токах.

В смеси аргона и гелия внешние характеристки подобны кривым в чистых газах. Для смесей с содержанием гелия меньше 85% градиент напряжения анодного пламени приблизительно равен градиенту дуги в чистом аргоне. Для смеси с содержанием гелия около 95% или выше градиент напряжения анодного пламени близок к его значению в чистом гелии. В смесях с содержанием гелия между 85 и 95% из-за нестабильности дуги невозможно измерить градиент напряжений анодного пламени.

Дуга вольфрам - нержавеющая сталь

При прямой полярности, токах от 40 до 200 а и длинах дуги от 0,8 до 12 мм статические характеристики дуги W - Fe-Сr-Ni имеют слабо выраженную U-образную форму. Построенные по этим кривым зависимости Ud=f(lд) при 1д = const имеют немного выпуклую форму, но в пределах практически используемой области эти зависимости без существенной ошибки можно принять за линейные.

Определяемый наклоном кривых на прямолинейных участках градиент потенциала почти не изменяется в пределах тока от 40 до 120 а и равен приблизительно 9 в/см, С дальнейшим увеличением тока градиент потенциала немного возрастает, и при 170 а он достигает величины 10 в/см. Продолжение прямолинейных участков кривых Uд =f(lд) до пересечения с осью ординат отсекает от последней отрезок, приближенно равный сумме катодного и анодного падений. При токах от 40 до 170 а величина этих отрезков колеблется в пределах 8-10 в.

При обратной полярности характеристики также имеют U-образную форму, причем вогнутость кривых в, данном случае выражена несколько сильней. Самой характерной особенностью является значительное увеличение напряжения дуги по сравнению с дугой прямой полярности при том же токе и длине дуги. Таким образом, для прохождения одного и того же тока через дуговой промежуток одной и той же длины требуется значительное увеличение затраты энергии в том случае, когда вольфрамовый электрод становится анодом. Это увеличение энергии при короткой дуге может достигать 50-75% и, повидимому, связано с процессами у анода, так как эффект возрастания энергии при перемене полярности можно непосредственно наблюдать на плавлении вольфрамового электрода при сравнительно небольших токах.

Подобное явление наблюдается также у других дуг, например, у дуги уголь - железо или уголь - медь в атмосфере воздуха, водорода и других газов, что, вероятно, связано с природой материала электродов, но не с газовой атмосферой.

Зависимость между напряжением дуги W <-> Fe - Сr - Ni и ее длиной для различных диаметров электродов в защитной среде гелия (98,2%) и аргона (99,8%) представлен на фиг. 21 и 22.

Из рассмотрения графиков можно сделать вывод о том, что диаметр электрода, расход защитного газа и сварочный ток при горении дуги в аргоне мало отражаются на характере зависимости напряжения дуги от ее длины. Напротив, при горении дуги в атмосфере гелия напряжение дуги может быть изменено более чем на 3 в простым изменением расхода газа. Увеличение сварочного тока до 250 а снижает напряжение дуги. Влияние сварочного тока и расхода газа на напряжение дуги остается таким же и при горении дуги в среде гелия повышенной частоты (99,99 %). Не обнаружено заметной разницы в напряжении при горении дуги между малоуглеродистой сталью и вольфрамом или между нержавеющей сталью и вольфрамом.

Дуги вольфрам - алюминий и вольфрам - медь

На фиг. 23 показана зависимость напряжения от длины дуги между вольфрамом и алюминием в среде аргона при напряжении холостого хода источника переменного тока, равном 300 в. При длине дуги до 2,5 мм изменение напряжения дуги не превы

 

шает 0,5 в. При длине дуги меньше 0,5 мм расплавленный металл ванны имеет склонность к наплавлению на электрод.

На фиг. 23 показана также зависимость Ud=f(ld) для дуги постоянного тока обратной полярности (вольфрам - анод) в аргоне. Эта кривая получается более пологой во всем интервале длин дуги. При длинах менее 5 мм кривая дуги постоянного тока проходит выше кривой дуги переменного тока.

На фиг. 24 показаны зависимости напряжения от длины дуги в среде гелия для постоянного и переменного тока. Напряжение холостого хода источника переменного тока равно 300 в. Обращает на себя внимание большая крутизна кривых; напряжение дуги в среде гелия примерно вдвое больше напряжения дуги в среде аргона при тех же длинах дуги. Это приводит к тому, что при горении дуги в среде гелия выделяемая тепловая мощность вдвое больше, чем при горении дуги в аргоне.

Характеристики дуги W - А1 в смеси аргона и гелия близки к характеристикам дуги в аргоне (фиг. 25).

Для дуги W- ↔ Сu+, горящей в аргоне (99%) при токах 30 и 75 а, зависимость Uд = f(lд) показана на фиг. 26.

 

Термический анализ дуги постоянного тока с вольфрамовым электродом - катодом и медным анодом, если допустить, что обмен теплом между зоной катодного падения, положительным столбом и зоной анодного падения (фиг. 27) невелик и им можно пренебречь и зоны катодного и анодного падения очень малы по сравнению с нормальными длинами дуги, приводит к следующим соотношениям.

Для катодного падения

Uк=Qк/I + (Фк+2rT/e);

для положительного столба

Uc=Qc/I + (Фкк);

для анодного падения

Ua=Qa/I + (Фa-2rT/e);

В этих выражениях:

Uк - катодное падение напряжения;

Uс - падение напряжения в положительном столбе;

Uа - анодное падение напряжения;

Qк - потеря тепла катодом при нулевой длине дуги;

Qc - потеря тепла положительным столбом дуги при длине дуги l;

Qc - потеря тепла анодом при нулевой длине дуги;

Фк - работы выхода катода;

Фа - работа выхода анода;

I - ток;

r - постоянная Больцмана;

T - абсолютная температура;

e - заряд электрона.

Были измерены электрические характеристики (фиг. 28 и 29) и с помощью калориметрирования выделение тепла дуги W Cu при торированном вольфраме в аргоне и токе 30-100 а (фиг. 30 и 31). Затем с помощью приведенных выше выражений подсчитаны анодное и катодное падение напряжения (фиг. 32). Во всех случаях катодное падение имеет падающую характеристику, в то время как для чистого вольфрама анодное падение почти постоянно и составляет около 3 в (см. фиг. 32). При торированном вольфраме анодное падение снижается от 3 в при токе. 30 а до 2 в при токе 100 а (см. фиг. 32), что вызвано изменением работы выхода анода вследствие загрязнения торием.

Наиболее интересные и неожиданные результаты получены для положительного столба. Градиент кривой U = f(lд) не является постоянным: он .оставляет около 9 в/см при коротких дугах и 6 в/см при длинных дугах Однако из анализа кривых Q = f(lд) (см. фиг. 30) для анода и катода явствует, что эти значения не представляют собой действительного градиента потенциала в дуге и что градиент в районе, связанном с анодом (анодное пламя) (фиг. 33), значительно выше чем в районе, связанном с катодом (катодное пламя). Приблизительные значения этих градиентов составляют 19 в/см для анодного пламени и 3 в/см для катодного пламени. Это объясняется тем, что в анодном пламени преобладают пары меди, ионизированные в наибольшей степени, в то время как в катодном пламени ионизированной средой являются пары вольфрама.

Последние обсуждаемые темы

Самые обсуждаемые темы за все время

 Тема

Каким припоем варить блок двигателя?

Как заварить дверной ключ?

Частые вопросы и ответы по аргонно-дуговой сварке

 Тема

Сообщений 

Частые вопросы и ответы по аргонно-дуговой сварке

4

Каким припоем варить блок двигателя?

1

Как заварить дверной ключ?

0

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Статьи

• Особенности электрического разряда в инертных газах
• Основные параметры зажигания и горения дуги
Статические характеристики дуги в инертной атмосфере
• Динамические характеристики дуги
• Искажение кривых тока и напряжения
• Влияние величины составляющей постоянного тока на дугу
• Технологические свойства дуги

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

Ч 07:05 Круг 09Г2С с испытаниями на ударную вязкость

Ч 07:05 Круг стальной калиброванный ст. 45

Ч 07:04 Круг стальной калиброванный ст. 35

Ч 07:04 Круг стальной калиброванный ст. 20

Ч 07:04 Круг стальной г/к ст. 10

Ч 07:03 Круг сталь 50 из наличия

Ч 07:03 25Х1МФ круг жаропрочный

Ч 07:02 Круг стальной г/к 45Х по ГОСТ 2590-2006

Ч 07:02 Круг 5ХНМ, пруток стальной 5ХНМ, инструментальный

Ч 06:56 Круг ШХ15-В, пруток стальной ШХ15-В

Ч 06:55 Круг стальной г/к У8А по ГОСТ 2590-2006

У 17:16 Покупка лома черных цветных металлов, самовывоз.

НОВОСТИ

10 Декабря 2016 17:22
Подборка любопытных изобретений

10 Декабря 2016 17:48
Поставки угля через терминалы австралийского порта Ньюкасл в ноябре выросли на 6,7%

10 Декабря 2016 16:25
”Лермонтовский ГОК” получит второй шанс на ”жизнь”

10 Декабря 2016 15:58
Южноафриканский импорт углеродистых и легированных сталей за 10 месяцев упал на 12,6%

10 Декабря 2016 14:52
Акции ПАО ”Селигдар” включены в индексы Московской биржи

10 Декабря 2016 13:07
Китайский импорт железной руды за 11 месяцев вырос на 9,2%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Промышленные газовые баллоны

Современные интерьерные камины и печи

Основы использования и классификации нержавеющих кругов

Основные виды современных генераторов электроэнергии

Нержавеющий лист и труба в химической промышленности

Спецодежда - выбираем правильно

Прием оловянного лома и стружки

НК Кабель на выставке CABEX

Качество сварочной проволоки Magmaweld доказано тестами

Основные виды световой рекламы с использованием эффекта бегущей строки

Волочильные машины для изготовления кабельной проволоки

Основные виды современных оконных жалюзи

СИП-панели для строительства каркасных домов

Основные виды и области применения термопар

Использование мешков для упаковки в отраслях промышленности

Пневмоцилиндры и пневматическое оборудование

Промышленные светодиодные светильники - преимущества перед газоразрядными лампами

Бытовка для строителя

Как правильно поменять замок во входной двери?

Какой стабилизатор напряжения для дома лучше: отзывы и разновидности приборов

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Открыт новый раздел: Прайс-листы в файлах! (Excel и др.), доступен упрощенный просмотр прайсов без скачивания!

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2014 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.