Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Описание методики проведения работы.

3. Схема установки.

4. Заполненные таблицы 3–6.

5. Графики функции U_д = f (ℓ_д) и ВАХ дуги.

6. Выводы.

Контрольные вопросы

1. Укажите основные преимущества дугового разряда.

2. Из каких областей состоит дуговой разряд?

3. Укажите физический смысл и размерность коэффициентов а и b в уравнении U_д = f (ℓ_д).

4. Какие факторы определяют плотность тока термоэлектронной эмиссии?

5. Как влияет полярность дуги с неплавящимся электродом на ее стабильность?

6. Как влияет полярность дуги с неплавящимся электродом на стойкость материала электрода к эрозии?

7. Методика проведения работы.

8. Чем объясняется возрастание твердости зоны проплавления при обратной полярности?

9. Почему для изучения ВАХ дуги используется угольная, а не стальная пластина?

Лабораторная работа № 4

ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

ДУГИ И СВАРОЧНОГО КОНТУРА

Цель работы

Ознакомление с методикой анализа магнитных полей дуги и сварочного контура и оценки воздействия собственных и внешних магнитных полей на дуговой разряд.

Теоретическое введение

Столб дуги представляет собой эластичный проводник тока, способный перемещаться под действием сил магнитного давления, пропорционального на­пряженности магнитного поля. Рассмотрим распределение магнитных полей сварочного контура «проводник тока - электрод - столб дуги - изделие - про­водник тока» (рис.8). Семейство силовых линий напряженности магнитного поля проводника тока представляет собой концентрические окружности. Направление вектора Н определяется по правилу буравчика.

Из рис.8 следует, что внутри сварочного контура (слева от электрода) наблюдается концентрация магнитных силовых линий. Столб дуги будет от­клоняться в сторону меньшего магнитного давления (меньшей напряженности магнитного поля), т.е. вправо.

I

I

I

Рис. 8. Схема магнитного дутья

Явление отклонения столба дуги под действием магнитного, поля свароч­ного контура называется магнитным дутьем. Магнитное дутье вызывает блуждание пятна дуги на изделии при сварке постоянным током и ухудшает каче­ство формирования сварного соединения. Для подавления магнитного дутья применяются симметричный токоподвод, максимальное приближение места токоподвода к зоне сварки и сварка на переменном токе.

Частным случаем магнитного дутья является явление притяжения столба дуги к ферромагнитной массе. Вследствие высокой магнитной проницаемости плотность силовых линий напряженности магнитного поля в ферромагнитной массе уменьшается, магнитное давление падает и столб дуги притягивается.

Рассмотрим взаимодействие двух дуг постоянного тока (рис.9).

а) б)

_ _ + _

I₁ I₂ I₁ I₂

Рис.9. Схема взаимодействия двух дуг постоянного, тока

а - дуги од­ной полярности, б - разнополярные дуги

Из рис.9 следует, что между однополярными дугами имеет место вычитание (рис.9а), а между разнополярными (рис.9б) – сложение магнитных полей. Дуги отклоняются в сторону меньшего магнитного давления, т.е. однополярные дуги притягиваются, а разнополярные – отталкиваются.

При наложении внешних магнитных полей появляется возможность управлять движением столба дуги, что широко используется в сварочном про­изводстве. В качество примера рассмотрим схему взаимодействия магнитных полей подковообразного магнита и сварочной дуги (рис.10)

Рис. 10. Схема магнитных полей дуги и постоянного магнита

На виде сверху силовые линии Н_м постоянного магнита направлены от северного полюса к южному. Силовые линии дуги представляют собой концен­трические окружности. Направление вектора Н_д определяется по правилу бу­равчика.

Из рис. 10 следует, что слева от электрода Н=Н_м + Н_д, а справа – Н = Н_м – Н_д . Справа от электрода находится область пониженного магнитного давле­ния и дуга отклоняется вправо.