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「收藏」详细讲解什么是焊接电弧,产生过程及工作原理

2022-07-01 19:43:02


电弧是由3部分组成,即弧柱区、阴极区和阳极区1、弧柱区弧柱区呈电中性,它是由分子、原子、受激的原子、正离子、负离子及电子所组成,其中带正电荷的离子与带负电荷的离子几乎相等,所以又称为等离子体。


电弧是一种空气导电的现象,在两电极之间生产强烈而持久的放电现象,称为电弧。

「收藏」详细讲解什么是焊接电弧,产生过程及工作原理

焊接电弧是一种强烈的持久的气体放电现象。在这种气体放电过程中产生大量的热能和强烈的光辉。通常,气体是不导电的,但是在一定的电场和温度条件下,可以使气体离解而导电。焊接电弧就是在一定的电场作用下,将电弧空间的气体介质电离,使中性分子或原子离解为带正电荷的正离子和带负电荷的电子(或负离子),这两种带电质点分别向着电场的两极方向运动,使局部气体空间导电,而形成电弧。

「收藏」详细讲解什么是焊接电弧,产生过程及工作原理

焊接电弧的引燃一般采用两种方法:接触引弧和非接触引弧。手工电弧焊是采用接触引弧的。引弧时,焊条与工件瞬时接触造成短路。由于接触面的凹凸不平,只是在某些点上接触,因而使接触点上电流密度相当大;此外,由于金属表面有氧化皮等污物,电阻也相当大,所以接触处产生相当大的电阻热,使这里的金属迅速加热熔化,并开始蒸发。当焊条轻轻提起时,焊条端头与工件之间的空间内充满了金属蒸气和空气,其中某些原子可能已被电离。与此同时,焊条刚拉开一瞬间,由于接触处的温度较高,距离较近,阴极将发射电子。电子以高速度向阳极方向运动,与电弧空间的气体介质发生撞击。碰撞的结果使气体介质进一步电离,同时使电弧温度进一步升高,则电弧开始引燃。只要这时能维持一定的电压,放电过程就能连续进行,使电弧连续燃烧。 非接触引弧一般借助于高频或高压脉冲引弧装置,使阴极表面产生强场发射,其发射出来的电子流再与气体介质撞击,使其离解导电。

「收藏」详细讲解什么是焊接电弧,产生过程及工作原理

电弧其主要性质为:

(1)维持电弧放电的电压较低,一般为10~50V。

(2)电弧中的电流很大,可从几安到几千安。

(3)具有很高的温度,弧柱中心温度可达5000~30000K,菜些情况下可达50000K以上(等离子弧)。正是由于弧柱中心具有如此高的温度,超过了金属的熔点,因此可以用来熔化金属,作为各种电弧焊方法的热源。

电弧能发出很强的光。电弧的光辐射波长为((1.7~50) x107m。它包括红外线,可见光和紫外线3个部分。

「收藏」详细讲解什么是焊接电弧,产生过程及工作原理

电弧是由3部分组成,即弧柱区、阴极区和阳极区

1、弧柱区

弧柱区呈电中性,它是由分子、原子、受激的原子、正离子、负离子及电子所组成,其中带正电荷的离子与带负电荷的离子几乎相等,所以又称为等离子体。带电的粒子在等离子体定向移动,基本上不消耗能量,所以才能够在低电压条件下,传输大电流。传输电流的主要带电粒子是电子,大约占带电粒子总数的99.9%,其余为正离子。

因为阴极区和阳极区的长度极短,所以可以认为弧柱区长度为电弧长度。弧柱区的电场强度较低,通常只有5~10V/cm。

2、阴极区

阴极被认为是电子之源。它向弧柱提供99.9%的带电粒子(电子)。阴极发射电子的能力,对电弧稳定性影响极大。阴极区的长度为10-5~10-6cm,如果阴极压降为10V,则阴极区的电场强度为106~107V/cm。

3、阳极区

阳极区主要是接受电子,但还应向弧柱提供0.1%的带电粒子(正离子)。通常阳极区的长度为10-2~10-3cm,则阳极区的电场强度为103~104V/cm。由于阳极材料和焊接电流对阳极区压降影响很大,它可以在0~10V之间变化。例如当电流密度较大,阳极温度很高,使阳极材料发生蒸发时,阳极压降将降低,甚至到0V。

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来源:网络

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