焊接电弧的结构及压降分布

焊接电弧的结构及压降分布
      如上所述，电离产生的电子-离子流（即电弧等离子体>,处于由电弧电压所建立的电场之中，故以很髙的速度运动。从明极逸出的带负电的电子射向阳极，并将自己的能量(运动动能和逸出功)传给阳极，形成炽热的阳极斑点。其温度取决于阳极材料，并以此材料的沸点为限。对钢阳极来说，约 等 于 2 7 0 0 〜 3 0 0 0 K。
      弧柱中带正电的离子跑向阴极，撞击阴极并形成阴极斑点。此阴极斑点的温度接近于阴极材料的沸点。对于钢电极，可达到与阳极斑点同样的温度（在某些条件下，阳极斑点温度略高一些)。这样，在阳极斑点与阴极斑点之间的弧柱中，充满了以相反方向运动的载荷质点。它们所载的电荷数量每时每刻都一样，因此，孤柱似乎呈电中性，或称准中性。
      这样，焊接电孤从阳极到阴极，可看成是由三个不同的K域构成(见图1-1),即阴极区、弧柱区、阳极区。每一个区都有其特点：阴极区长度为10^-4〜10^-5厘米，压降比较大，约为 1 0 〜 2 0 伏 ！ 阳极区长10^-3〜10^-4厘米，压降比较小，约2〜3伏；弧柱区长度则取决于焊接规范，处于2〜5毫米范围内，压降约为15〜30伏。
 
      总的电弧电压则等于每个区的压降之和，即
                            U_弧 = U_阳+U_阴+U_柱
                               = U_阳+ U_阴+ EL_柱

阐1-1电孤结构及压降分布图
1 —电极2—熔濟3—贓柱4一孤培5—供池6—烊件如一酊
极区长度I杖一瓤柱长度阳桎区松度4一焊铉直径一铒
极斑点直径攻18—阳极斑点直径1/驁一电孤电芘"巧一阴後压降
1/杜一弧柱压降 1/10--阳极汛降
式中五为孤柱中的电场强度，等于1〇~50伏，搜米。
电弧燃烧的稳定性和弧柱的温度，均与孤柱中气体的成 分及其电离势的大小有关。气体原子的电离势越低，则电弧 越稳定。因此，总希望在焊接电弧区加入电离势低的物质 《例如钾之类〉。这类物质往往是加到焊条涂料中。在电弧区， 这种电离势低的物质只要占焊接材料气体总量的5〜10%， 就足以降低使原子电离所需要的能量，减小电孤电压，从而 提高电孤麻烧的稳I定性。
弧柱温度既'与所用焊接材料的原子电离势有关，也与电 极直径有关。减小电极直径时，孤柱直径减小，气体电离度 增大，温度也将升高。弧柱温度一般约5000〜8000只。

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