13. Дуговая сварка

Одним из видов сварки для осуществления неразъемных соединений металлических изделий является дуговая сварка, при которой для плавления металлов используется энергия дугового электрического разряда, возбуждаемого и поддерживаемого в пространстве между электродом и изделием или между двумя электродами, или между двумя электродами и изделием одновременно.

В зависимости от материала и числа электродов, а также способа включения электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие схемы дуговой сварки:

1. Сварка неплавящимся (угольным или вольфрамовым) электродом дугой прямого действия, при которой соединение выполняется путём расплавления только основного металла, либо с применением присадочного (Рис.7а);

2. Сварка плавящимся (металлическим) электродом дугой прямого действия, с одновременным расплавлением основного металла и электрода, который пополняет сварочную ванну жидким металлом (Рис.7б);

3. Сварка косвенной дугой, горящей между двумя, как правило, неплавящимися электродами. При этом основной металл нагревается и расплавляется теплотой столба дуги (Рис.7а);

4. Сварка трёхфазной дугой, при которой дуга горит между двумя электродами, а также между каждым электродом и основным металлом (Рис.7в).

5. При применении постоянного тока различают сварку на прямой (минус на электроде) и обратной полярности (минус на «массе», т.е. на основном металле).

Развёрнутая классификация способов дуговой сварки представлена на (Рис.8).

14. Электрическая дуга и её свойства

.

Сварочной дугой называется длительный, устойчивый электрический разряд в газовой среде, образованный между электродами, либо между электродами и изделием.

Газы (в том числе и воздух) при нормальных условиях не проводят электрический ток. Это объясняется тем, что в обычных условиях они состоят из нейтральных молекул и атомов, которые не являются носителями зарядов.

Электроны, положительно и отрицательно заряженные ионы в газах возникают при воздействии на них электрического поля, тепла, а также при прохождение через газ ультрафиолетовых, рентгеновских, космических лучей и радиоактивного излучения.

Прохождение электрического тока через газы называется электрическим газовым разрядом.

Процесс образования электронов и ионов называется ионизацией, а газ, содержащий электроны и ионы, ионизированным.

При прохождении электрического тока через газовый промежуток положительные ионы стремятся к отрицательному электроду (катоду), а отрицательные к положительному (аноду). При движении некоторые электроны и ионы, сталкиваясь между собой, нейтрализуются и образуют нейтральные ионы и молекулы. Этот процесс называется рекомбинацией. При рекомбинации образуется энергия в виде электромагнитных излучений.

В электрическом газовом разряде при бомбардировке поверхности катода ионами, воздействии на него электромагнитным излучением, высокой температурой или приложением электрического поля - с поверхности катода во внешнюю среду выходят электроны. Этот процесс называется электронной эмиссией.

Таким образом, при дуговом разряде происходит образование ионов (ионизация газов) с обратимым процессом – рекомбинацией, и имеет место электронная эмиссия.

Виды электрических заряженных частиц в газах.

Заряженными частицами в газах могут быть электроны, положительно и отрицательно заряженные ионы.

Количество энергии, выделенное при присоединении электрона к нейтральному атому или отрицательно заряженному иону и выраженное электрон-вольтах, называется сродством к электрону. Единица энергии, которую приобретает электрон, ускоренный электрическим полем с разностью потенциалов в 1В называется электрон-вольтом.