Elektrik qövsünün növləri. Elektrik qövsü: təsviri və xüsusiyyətləri

TO kateqoriya:

Metal konstruksiyaların yığılması

Elektrik qövsü və onun xassələri

Elektrik qövsü, iki keçirici - elektrod və əhəmiyyətli bir cərəyan gücü ilə qaynaqlanan metal arasındakı qaz boşluğunda meydana gələn uzunmüddətli elektrik boşalmasıdır. Qövsdə müsbət və mənfi ionların və elektronların sürətli axınının təsiri altında davamlı olaraq baş verən ionlaşma hava boşluğu qaynaq qövsünün uzunmüddətli sabit yanması üçün lazımi şərait yaradır.

düyü. 1. Metal elektrod ilə qaynaq ediləcək metal arasında elektrik qövsü: a - qövs diaqramı, b - qövs gərginliyi qrafiki 4 mm uzunluğunda; 1 - elektrod, 2 - alov halo, 3 - qövs sütunu, 4 - qaynaqlanmış metal, 5 - anod ləkəsi, 6 - ərimiş hovuz, 7 - krater, 8 - katod nöqtəsi; h - qövsdə nüfuz dərinliyi, A - qövsün alovlanma anıdır, B - sabit yanma anıdır.

Qövs sütundan ibarətdir, onun əsası ərimiş hovuzun səthində əmələ gələn girintidə (kraterdə) yerləşir. Qövs qövs sütunundan gələn buxarların və qazların əmələ gətirdiyi alov halosu ilə əhatə olunmuşdur. Sütun konus formasına malikdir və qövsün əsas hissəsidir, çünki qövsdən keçən ən yüksək sıxlığa uyğun gələn enerjinin əsas miqdarını cəmləşdirir. elektrik cərəyanı. Üst hissə elektrod 1 (katod) üzərində yerləşən sütun kiçik diametrə malikdir və katod ləkəsi 8 təşkil edir. Katod ləkəsi vasitəsilə emissiya olunur. ən böyük rəqəm elektrodlar. Qövs sütununun konusunun əsası qaynaqlanmış metal (anod) üzərində yerləşir və anod ləkəsini təşkil edir. Qaynaq cərəyanının orta dəyərlərində anod ləkəsinin diametri katod ləkəsinin diametrindən təxminən 1,5 ... 2 dəfə böyükdür.

Qaynaq üçün birbaşa və alternativ cərəyan istifadə olunur. Birbaşa cərəyandan istifadə edərkən, cərəyan mənbəyinin mənfi hissəsi elektroda (düz polarite) və ya iş parçasına "" (əks polarite) bağlıdır. Ters polarite qaynaqlanan iş parçasına istilik buraxılmasını azaltmaq lazım olduğu hallarda istifadə olunur: nazik və ya aşağı əriyən metal, həddindən artıq istiliyə həssas alaşımlı, paslanmayan və yüksək karbonlu poladları qaynaq edərkən, həmçinin müəyyən növlərdən istifadə edərkən. elektrodlardan ibarətdir.

Böyük miqdarda istilik yayır və yüksək temperatura malikdir. elektrik qövsü eyni zamanda metalın çox konsentrasiyalı istiləşməsini verir. Buna görə də, qaynaq zamanı metal qaynaq qövsündən bir neçə santimetr məsafədə nisbətən bir qədər qızdırılır.

Qövsün hərəkəti ilə metal müəyyən bir h dərinliyə əridilir, buna nüfuz dərinliyi və ya nüfuzetmə deyilir.

Elektrod qaynaq ediləcək metala yaxınlaşdıqda və qaynaq dövrəsini qısaqapandıqda qövs alovlanır. Elektrodun metal ilə təmas nöqtəsində yüksək müqavimət səbəbindən elektrodun ucu tez bir zamanda qızdırılır və elektron axını buraxmağa başlayır. Elektrodun ucu 2 ... 4 mm məsafədə metaldan tez çıxarıldıqda, elektrik qövsü meydana gəlir.

Qövsdəki gərginlik, yəni elektrod və əsas metal arasındakı gərginlik əsasən onun uzunluğundan asılıdır. Eyni cərəyanla qısa bir qövsdəki gərginlik uzun bir qövsdən daha aşağıdır. Bu, uzun bir qövslə onun qaz boşluğunun müqavimətinin daha böyük olması ilə əlaqədardır. Sabit cərəyan gücündə elektrik dövrəsində müqavimətin artması dövrədə gərginliyin artırılmasını tələb edir. Müqavimət nə qədər yüksəkdirsə, dövrədə eyni cərəyanın axmasını təmin etmək üçün gərginlik bir o qədər yüksək olmalıdır.

Metal elektrod və metal arasındakı qövs 18 ... 28 V gərginlikdə yanır. Qövsü başlatmaq üçün onu saxlamaq üçün lazım olandan daha yüksək gərginlik tələb olunur. normal yanma. Bu, ilkin anda hava boşluğunun hələ kifayət qədər qızdırılmaması və havanın molekullarını və atomlarını ayırmaq üçün elektronlara yüksək sürət vermək lazım olması ilə izah olunur. Bu, yalnız qövsün alovlanma anında daha yüksək gərginliklə əldə edilə bilər.

Onun alovlanması və sabit yanması zamanı qövsdə I cərəyanının dəyişməsinin qrafiki (şəkil 1, b) qövsün statik xarakteristikası adlanır və qövsün sabit yanmasına uyğundur. A nöqtəsi qövsün alovlanma anını xarakterizə edir. Qövs gərginliyi V tez AB əyrisi boyunca B nöqtəsindəki sabit qövsə uyğun normal dəyərə düşür. Cərəyanın daha da artması (B nöqtəsinin sağında) elektrodun istiləşməsini və ərimə sürətini artırır, lakin qövsün sabitliyinə təsir göstərmir.

Yenidən alovlanma tələb edən ixtiyari fasilələr olmadan bərabər şəkildə yanarsa, qövs sabit adlanır. Qövs qeyri-bərabər yanırsa, tez-tez qırılır və sönürsə, belə bir qövs qeyri-sabit adlanır. Qövsün sabitliyi bir çox amillərdən asılıdır, bunlardan başlıcası cərəyanın növü, elektrod örtüyünün tərkibi, elektrodun növü, qövsün polaritesi və uzunluğudur.

At alternativ cərəyan qövs sabitdən daha az davamlı yanır. Bu onunla izah olunur ki, cərəyan n sıfıra getdiyi anda qövs boşluğunun ionlaşması azalır və qövs sönə bilər. Alternativ cərəyan qövsünün dayanıqlığını artırmaq üçün metal elektroda io örtükləri tətbiq etmək lazımdır. Kaplamaya daxil olan cüt elementlər qövs boşluğunun ionlaşmasını artırır və bununla da alternativ cərəyanla sabit qövsə kömək edir.

Qövsün uzunluğu elektrodun ucu ilə qaynaqlanan iş parçasının ərimiş metalının səthi arasındakı məsafə ilə müəyyən edilir. Normalda, normal qövs uzunluğu polad elektrod üçün 3…4 mm-dən çox olmamalıdır. Belə bir qövsə qısa qövs deyilir. Qısa bir qövs davamlı olaraq yanır və qaynaq prosesinin normal gedişini təmin edir. Uzunluğu 6 mm-dən çox olan qövsə uzun qövs deyilir. Bununla, elektrodun metalının əriməsi prosesi qeyri-bərabərdir. Bu vəziyyətdə elektrodun ucundan aşağı axan metal damcıları daha çox oksigenlə oksidləşə və atmosfer azotu ilə zənginləşdirilə bilər. Yatırılan metal məsaməli, qaynaq var qeyri-bərabər səth, və qövs qeyri-sabit yanır. Uzun bir qövslə qaynaq məhsuldarlığı azalır, metal sıçraması və çökmə metalın əsas metal ilə nüfuz etməməsi və ya natamam əriməsi yerlərinin sayı artır.

İstehlak olunan elektrod qövs qaynağı zamanı elektrod metalının məhsula ötürülməsidir mürəkkəb proses. Qövsün alovlanmasından sonra (mövqe /), elektrodun ucunun səthində, çəkisi və səthi gərginliyin təsiri altında bir damla (vəzifə //) toplanan ərimiş metal təbəqəsi meydana gəlir. Damcılar çata bilər böyük ölçülər və qaynaq dövrəsinin qısaqapanmasını yaradaraq qövs sütununu bloklayın (III mövqe), bundan sonra maye metaldan əmələ gələn körpü qırılır, qövs yenidən yaranır və damcı əmələ gəlməsi prosesi təkrarlanır.

Vahid vaxtda qövsdən keçən damcıların ölçüsü və sayı polarite və cərəyan gücündən asılıdır, kimyəvi birləşmə və elektrod metalının fiziki vəziyyəti, örtük tərkibi və bir sıra digər şərtlər. 3 ... 4 mm-ə çatan böyük damcılar adətən çılpaq elektrodlarla qaynaq edərkən, kiçik damcılar (0,1 mm-ə qədər) - örtülmüş elektrodlarla və yüksək cərəyan gücü ilə qaynaq edərkən yaranır. İncə damcı prosesi qövsün yanmasının sabitliyini təmin edir və elektrodun ərimiş metalının qövsdə ötürülməsi üçün şərait yaradır.

düyü. 2. Metalın elektroddan qaynaqlanan metala ötürülməsi sxemi

düyü. 3. Maqnit sahələri ilə elektrik qövsünün əyilməsi (a-g)

Cazibə qüvvəsi qövsdəki damlacıqların köçürülməsinə kömək edə və ya mane ola bilər. Yerüstü və qismən şaquli qaynaqda damlanın çəkisi onun məhsula ötürülməsinə qarşı çıxır. Ancaq səthi gərginliyə görə maye vannaüst və şaquli mövqelərdə qaynaq edərkən metalın axmasından qorunur.

Elektrik cərəyanının qaynaq dövrəsinin elementlərindən, o cümlədən qaynaqlanan iş parçasından keçməsi, intensivliyi qaynaq cərəyanının gücündən asılı olan bir maqnit sahəsi yaradır. Elektrik qövsünün qaz sütunu elektrik cərəyanının çevik keçiricisidir, buna görə də yaranan təsirə məruz qalır. maqnit sahəsi, qaynaq dövrəsində əmələ gələn. Normal şəraitdə atmosferdə açıq şəkildə yanan qövsün qaz sütunu elektrod oxuna simmetrik olaraq yerləşir. Elektromaqnit qüvvələrin təsiri altında qövs elektrodun oxundan eninə və ya uzununa istiqamətdə kənara çıxır ki, bu da zahiri əlamətlər güclü bir açıq alovun yerdəyişməsinə bənzəyir hava axınları. Bu hadisəyə maqnit zərbəsi deyilir.

Qaynaq telinin qövsə yaxın bir şəkildə bağlanması onun sapmasını kəskin şəkildə azaldır, çünki cərəyanın öz dairəvi maqnit sahəsi qövs sütununa vahid təsir göstərir. Qövsdən bir məsafədə məhsula cərəyan verilməsi, keçirici tərəfdən dairəvi maqnit sahəsinin güc xətlərinin qalınlaşması səbəbindən onun sapmasına səbəb olacaqdır.

• Elektrik qövsü (voltaik qövs, qövs boşalması) - fiziki fenomen, qazda elektrik boşalmasının növlərindən biri.

  İlk dəfə 1802-ci ildə rus alimi V. Petrov tərəfindən “Bəzən 4200 mis və sink dairəsindən ibarət nəhəng akkumulyator vasitəsi ilə galvanik-voltaik təcrübələrin xəbərləri” kitabında təsvir edilmişdir (Sankt-Peterburq, 1803). Elektrik qövsü maddənin vəziyyətinin dördüncü formasının - plazmanın xüsusi bir halıdır və ionlaşmış, elektrik baxımından neytral qazdan ibarətdir. Sərbəst elektrik yüklərinin olması elektrik qövsünün keçiriciliyini təmin edir.

  Atmosfer təzyiqində havada iki elektrod arasında elektrik qövsü aşağıdakı kimi əmələ gəlir:

  İki elektrod arasındakı gərginlik havada müəyyən bir səviyyəyə yüksəldikdə, elektrodlar arasında elektrik qəzası baş verir. Elektrik qırılma gərginliyi elektrodlar arasındakı məsafədən və digər amillərdən asılıdır. Metal atomlarının birinci elektronunun ionlaşma potensialı təqribən 4,5 - 5 V, qövs gərginliyi isə ondan iki dəfə çoxdur (9 - 10 V). Bir elektrodun metal atomundan bir elektronun çıxmasına və ikinci elektrodun atomunun ionlaşmasına enerji sərf etmək lazımdır. Proses elektrodlar arasında plazmanın əmələ gəlməsinə və qövsün yanmasına gətirib çıxarır (müqayisə üçün: qığılcım boşalmasının formalaşması üçün minimum gərginlik elektron çıxış potensialını bir qədər üstələyir - 6 V-a qədər).

  Mövcud gərginlikdə bir arızaya başlamaq üçün elektrodlar bir-birinə yaxınlaşdırılır. Bir qırılma zamanı adətən elektrodlar arasında bir qığılcım boşalması baş verir, nəbz bağlanır elektrik dövrəsi.

  Qığılcım boşalmalarında olan elektronlar elektrodlar arasındakı hava boşluğundakı molekulları ionlaşdırır. Hava boşluğunda gərginlik mənbəyinin kifayət qədər gücü ilə, parçalanma gərginliyində və ya hava boşluğunun müqavimətində əhəmiyyətli bir düşmə üçün kifayət qədər miqdarda plazma meydana gəlir. Bu vəziyyətdə, qığılcım boşalmaları qövs boşalmasına çevrilir - plazma tuneli olan elektrodlar arasında plazma kordonu. Nəticədə meydana gələn qövs, əslində, bir keçiricidir və elektrodlar arasında elektrik dövrəsini bağlayır. Nəticədə, orta cərəyan daha da artır, qövsü 5000-50000 K-ə qədər qızdırır. Bu halda qövsün alovlanması başa çatmış hesab olunur. Alovlandıqdan sonra davamlı yanma qövs cərəyan və ion bombardmanı ilə qızdırılan katoddan termion emissiya ilə təmin edilir.

  Elektrodların qövs plazması ilə qarşılıqlı təsiri onların istiləşməsinə, qismən əriməsinə, buxarlanmasına, oksidləşməsinə və digər növ korroziyaya səbəb olur.

  Alovlanmadan sonra, elektrik kontaktları müəyyən bir məsafəyə qədər ayrıldıqda qövs sabit qala bilər.

  Elektrik qövsünün görünüşünün qaçınılmaz olduğu yüksək gərginlikli elektrik qurğularının istismarı zamanı ona qarşı mübarizə qövs çubuqları ilə birləşdirilmiş elektromaqnit rulonlardan istifadə etməklə aparılır. Digər üsullar arasında vakuum, hava, SF6 və yağ açarlarının istifadəsi, eləcə də cərəyanın elektrik dövrəsini müstəqil şəkildə pozan canlı yükə yönləndirilməsi üsulları məlumdur.

Elektrik qövsü qazlarda elektrik boşalmasıdır. Qazın özü bir izolyatordur, içərisində cərəyan daşıyıcıları yoxdur. Qaz halında əmələ gəldikdə böyük rəqəm elektrik yüklü hissəciklər - yükün mənfi işarəsi olan sərbəst elektronlar və müsbət və mənfi yüklü ionlar, qaz cərəyan keçirməyə başlayır.

Elektrodun ucu əsas metal ilə təmasda olduqda, böyük miqdarda istilik ayrılır, bunun nəticəsində sərbəst elektronların hərəkəti sürətlənir.

Elektrod elektrodlararası boşluqda əsas metaldan ayrıldıqda, elektronlar neytral qaz atomları ilə toqquşur və onları ionlaşdırır, yəni. ionlara ayrılır müxtəlif əlamətlər doldurmaq. Nəticədə qaz elektrik keçirici olur. Elektrodun ucunun səthindən elektronların buraxılması (çıxış) növləri:

• termion emissiya;
• sahə emissiyası;
• fotoelektron emissiya;
• ağır ion axını səbəbindən elektron emissiyası.

Qövsün sabit yanmasına elektrik qövsünün neytral qazının həcmində sərbəst elektronların və ionların əmələ gəlməsi (ionlaşması) prosesləri təsir göstərir. Elektrik boşalmasında ionlaşmanın növlərini nəzərdən keçirin.

Toqquşma ilə ionlaşma. Təsiri ilə elektronların hərəkəti xeyli sürətlənir elektrik sahəsi katod bölgəsində. Onlar yolda neytral qaz atomlarına rast gəlir, onları vurur və elektronları sıradan çıxarır. Qızdırma yolu ilə ionlaşma (termal ionlaşma). Qaz mühitində ionların əmələ gəlməsi 1750°C-dən yuxarı temperaturda müşahidə olunur. İstilik yolu ilə ionlaşma qaz hissəciklərinin böyük marja ilə qeyri-elastik toqquşması nəticəsində baş verir kinetik enerji. Radiasiyanın ionlaşması (fotoionlaşma). Bu halda, elektrik qövsündə qazların ionlaşması işıq şüalarının enerjisinin qaz boşluğuna təsir göstərir. İşıq kvantlarının enerjisi qaz hissəciklərinin ionlaşması üçün lazım olan enerjidən artıq olarsa, şüalanma ilə ionlaşma baş verir.

Qaynaq qövsünün xüsusiyyətləri

Qaynaq qövsünün alovlanması elektrodun qaynaqlanan metala toxunduğu andan başlayır, yəni. -dan qısaqapanma.

Əncirdə. 1 qaynaq qövsünün alovlanması zamanı proseslərin ardıcıllığını göstərir.

Elektrodun ucu və qaynaqlanan metalın səthində pozuntular olduğundan, qısaqapanma zamanı aralarındakı təmas ayrı-ayrı nöqtələrdə baş verir (şəkil 1a).

Şəkil 1. Qövsün alovlanma ardıcıllığı
a - qısa qapanma; b - maye metaldan körpünün əmələ gəlməsi; c - qövsün meydana gəlməsi

Buna görə də təmas nöqtələrində cərəyan sıxlığı çatır böyük dəyərlər, metal dərhal əriyir, elektrod ilə qaynaq edilən metal arasında maye metal körpüsü əmələ gətirir (şək. 1b).

Elektrod metal səthdən qövs uzunluğu L adlanan müəyyən uzunluğa çıxarıldıqda, maye körpü en kəsiyinin azalması ilə dartılır, sonra metal körpüyə çatan anda qaynama nöqtəsi buxarlanır və körpünün qırılması (şək. 1c).

Metal buxarlarının, elektrod örtüklərinin və qazların yüklü hissəcikləri ilə doldurulmuş bir boşalma boşluğu yaranır. Elektronlardan, ionlardan və neytral atomlardan ibarət qızdırılan qazın işıqlı sütunu olan bir qaynaq qövsü belə görünür.

Qazın bu vəziyyətinə plazma deyilir, o, eyni sayda müsbət və mənfi hissəcikləri ehtiva etdiyi üçün elektrik cəhətdən neytraldır.

Qövs sütununun temperaturu elektrodun və iş parçasının metalının qaynama nöqtəsinin temperaturundan yüksəkdir və elektrodun ucu və iş parçası qövs sütunundan yaxın elektrod adlanan ara qaz təbəqələri ilə ayrılır. qövsün bölgələri, (Şəkil 2).

düyü. 2. Qaynaq qövsünün sxemi.
1 - elektrodlar; 2 - katod nöqtəsi; 3 - katod bölgəsi; 4 - qövs sütunu; 5 - anod bölgəsi; 6 - anod nöqtəsi; 7 - qaynaq hovuzu; 8 - qaynaqlanmış hissə.

3-cü katod bölgəsində elektronlar katod nöqtəsindən 2-dən qövs sütunu 4-ə buraxılır və burada neytral atomları ionlaşdırırlar.

Katod bölgəsində, bir millimetr fraksiya uzunluğunda, qövs gərginliyinin əhəmiyyətli bir hissəsi cəmlənir, bu, katod gərginliyinin düşməsi adlanır və 10 ... 16 V-ə çatır.

Anod bölgəsində 5 anod nöqtəsinin 6 yaxınlığında bir elektronun orta sərbəst yolu üzərində gərginliyin kəskin azalması var. Bu gərginlik düşməsi anod gərginliyinin düşməsi adlanır, dəyəri 6 ... 8 V. Bu sahədə elektronlar hərəkət sürətini kəskin şəkildə artırır və anod yerində neytrallaşdırılır. Anod qövsdən enerji axını elektronlar və istilik şüalanması şəklində alır, buna görə də anod bölgəsinin temperaturu katod bölgəsinin temperaturundan yüksəkdir və anodda böyük miqdarda istilik ayrılır.

Birbaşa polaritenin birbaşa cərəyanı ilə qaynaq edərkən, qaynaq qövsünün müxtəlif zonalarında temperatur:

• qövs sütununun ortasında - təxminən 6000 ° C;
• anod bölgəsində - 2600 ° C;
• katod bölgəsində - 2400 ° C;
• qaynaq hovuzunda - 1700 ... 2000 ° С.

Alternativ cərəyanla qaynaq edərkən, qövsün istiliyinin paylanması və katod və anod bölgələrində temperatur təxminən eynidır (elektroddakı katod bölgəsi).

Elektrik qövsü yüksək ionlaşmış qaz və buxar qarışığında enerjili elektrodlar arasında güclü, uzunmüddətli elektrik boşalmasıdır. Xarakteristika yüksək temperatur qazlar və boşalma zonasında yüksək cərəyan.

Elektrodlar AC mənbələrinə qoşulur ( qaynaq transformatoru) və ya birbaşa və əks polarite ilə birbaşa cərəyan (qaynaq generatoru və ya rektifikator).

Birbaşa cərəyanla qaynaq edərkən, müsbət qütblə əlaqəli elektrod anod, mənfiyə isə katod deyilir. Elektrodlar arasındakı boşluq qövs boşluğu sahəsi və ya qövs boşluğu adlanır (Şəkil 3.4). Qövs boşluğu adətən 3 xarakterik bölgəyə bölünür:

1. anoda bitişik anod bölgəsi;
2. katod bölgəsi;
3. qövs postu.

Hər hansı bir qövs alovlanması qısa bir dövrə ilə başlayır, yəni. məhsulla elektrodun qısa qapanmasından. Bu vəziyyətdə, U d \u003d 0 və cari I max \u003d I qısaqapanma. Bağlanma yerində bir katod ləkəsi meydana çıxır ki, bu da mövcudluğu üçün əvəzsiz (zəruri) şərtdir. qövs boşalması. Yaranan maye metal, elektrod geri çəkildikdə, uzanır, həddindən artıq qızdırılır və temperatur qaynama nöqtəsinə çatır - qövs həyəcanlanır (alovlanır).

Qövs ionlaşma səbəbindən elektrodların təması olmadan alovlana bilər, yəni. osilatorlar tərəfindən gərginliyin artması səbəbindən dielektrik hava (qaz) boşluğunun pozulması (arqon qövs qaynağı).

Qövs boşluğu ionlaşdırılmalı olan bir dielektrik mühitdir.

Bir qövs boşalmasının mövcudluğu üçün U d \u003d 16 ÷ 60 V kifayətdir.Elektrik cərəyanının hava (qövs) boşluğundan keçməsi yalnız elektronlar (elementar mənfi hissəciklər) və ionlar olduqda mümkündür: müsbət ( +) ionlar - elementlərin bütün molekulları və atomları (daha yüngül forma metalları Me); mənfi (-) ionları - daha asan F, Cr, N 2, O 2 və elektron yaxınlığı olan digər elementləri əmələ gətirir e.

Şəkil 3.4 - Qövsün yandırılması sxemi

Qövsün katod bölgəsi qövs boşluğunda qazları ionlaşdıran elektron mənbəyidir. Katoddan ayrılan elektronlar elektrik sahəsinin təsiri ilə sürətlənir və katoddan uzaqlaşır. Eyni zamanda, bu sahənin təsiri altında + ionları katoda göndərilir:

U d \u003d U k + U c + U a;

Anod bölgəsi daha böyük həcmə malikdir U a< U к.

Qövs sütunu - qövs boşluğunun əsas hissəsi elektronların, + və - ionlarının və neytral atomların (molekulların) qarışığıdır. Qövs sütunu neytraldır:

∑ yük mənfi. = ∑ müsbət hissəciklərin yükləri.

Sabit bir qövsü saxlamaq üçün enerji enerji təchizatının enerji təchizatından gəlir.

Müxtəlif temperaturlar, anod və katod zonalarının ölçüləri və ayrılan fərqli istilik miqdarı - birbaşa cərəyanla qaynaq edərkən birbaşa və əks polaritenin mövcudluğunu müəyyənləşdirir:

Q a > Q to; U a< U к.

• böyük qalınlıqdakı metalın kənarlarını qızdırmaq üçün böyük miqdarda istilik tələb olunduqda, birbaşa polarite istifadə olunur (məsələn, səthi örtərkən);
• nazik divarlı və çox qızmayan qaynaq metalları ilə, tərs polarite (elektrodda +).

Elektrik qövsü və onun xassələri

Elektrik qövs qaynağı maşınqayırmada ən böyük paylanmışdır. Elektrik qövs qaynaqının xüsusiyyətlərini daha ətraflı nəzərdən keçirək.

Elektrik qövsü qaz mühitində baş verən iki elektrod arasında elektrik cərəyanının davamlı boşalmasıdır. Metalları qaynaq etmək üçün istifadə olunan elektrik qövsü qaynaq qövsü adlanır. Belə bir qövs əksər hallarda elektrod və iş parçası arasında yanır, yəni. birbaşa qövsdür.

Metal elektrod (katod) və qaynaqlanan metal (anod) arasında yanan birbaşa cərəyanın birbaşa hərəkət qövsü bir neçə aydın şəkildə fərqlənən sahələrə malikdir (Şəkil 2.3). Elektrodları birləşdirən elektrik keçirici qaz kanalı kəsilmiş konus və ya silindr şəklinə malikdir. Onun xassələri müxtəlif məsafələr elektrodlardan eyni deyil. Elektrodlara bitişik olan qazın nazik təbəqələri nisbətən var aşağı temperatur. Qonşu olduqları elektrodun polaritesindən asılı olaraq bu təbəqələr katodik adlanır. 2 və anod 4 qövs sahələri.

Katod bölgəsinin uzunluğu lk neytral atomların orta sərbəst yolu ilə müəyyən edilir və olur

̃ təqribən 10 -5 sm.Anod bölgəsinin uzunluğu l a elektronun sərbəst yolu ilə müəyyən edilir və təqribən 10 -3 sm-dir.Yaxın elektrod bölgələri arasında boşalmanın ən uzadılmış, yüksək temperatur bölgəsi - qövs sütunu yerləşir. l c 3.

Katod və anodun səthində müvafiq olaraq katod adlanan ləkələr əmələ gəlir. 1 və anod 5 bütün qaynaq cərəyanının keçdiyi qövs sütununun əsasları olan ləkə. Elektrod ləkələri nisbətən aşağı temperaturda (2600 ... 3200 K) parıltısının parlaqlığı ilə fərqlənir. Qövs sütununda temperatur 6000...8000 K-ə çatır.

Ümumi qövs uzunluğu l d onun hər üç regionunun uzunluqlarının cəminə bərabərdir (l d ​​\u003d l a + l k) və real şərait üçün 2 ... 6 mm-dir.

Qaynaq qövsünün ümumi gərginliyi müvafiq olaraq gərginliyin düşmələrinin cəmidir müəyyən sahələr qövslər və 20 ilə 40 V diapazonundadır. Qaynaq qövsündəki gərginliyin onun uzunluğundan asılılığı tənliklə təsvir edilir. , harada Amma - katod və anod bölgələrində gərginlik düşmələrinin cəmi, V; l d- qövs sütununun uzunluğu, mm; b- qövsdə xüsusi gərginlik düşməsi, yəni. qövs sütununun uzunluğunun 1 mm-ə istinad edilir, V/mm.

Elektrik qövs boşalmasının əsas xüsusiyyətlərindən biri statik cərəyan-gərginlik xarakteristikasıdır - sabit qövs uzunluğunda qövs gərginliyinin içindəki cərəyandan asılılığıdır (şək. 2.4).

Qövsün uzunluğunun artması ilə gərginlik artır və qövsün statik cərəyan-gərginlik xarakteristikasının əyrisi təqribən öz formasını saxlayarkən (a, b, c əyriləri) daha yüksək qalxır. Onun üzərində üç bölgə fərqlənir: enən I, sərt (demək olar ki, üfüqi) II və artan III. Qövsün yanma şəraitindən asılı olaraq, xarakteristikanın bölmələrindən biri ona uyğun gəlir. Üzəri örtülmüş elektrodlarla əl ilə qövs qaynaqında, qoruyucu qazlarda qeyri-istehlak olunan elektrodla və sualtı qövs qaynağında nisbətən aşağı temperaturda qaynaq yüksək sıxlıqlar cərəyanla, qövs xarakteristikası əvvəlcə düşəcək və cərəyan artdıqca, tamamilə sərt birinə çevriləcəkdir. Eyni zamanda, qaynaq cərəyanının artması ilə qövs sütununun kəsişməsi və sahəsi en kəsiyi anod və katod ləkələri. Cari sıxlıq və qövs gərginliyi sabit qalır.

Sualtı qövsü qaynaq edərkən və qoruyucu qazlarda nazik elektrod teli ilə yüksək cərəyan sıxlığında qövs xarakteristikası artır. Bu, katod və anod ləkələrinin diametrlərinin elektrodun diametrinə bərabər olması və daha çox arta bilməməsi ilə izah olunur. Qövs boşluğunda qaz molekullarının tam ionlaşması baş verir və qaynaq cərəyanının daha da artması yalnız elektronların və ionların hərəkət sürətinin artması, yəni elektrik sahəsinin gücünün artması səbəbindən baş verə bilər. Buna görə qaynaq cərəyanını daha da artırmaq üçün qövs gərginliyində artım tələb olunur.

Qaynaq qövsü güclü konsentrasiya edilmiş istilik mənbəyidir. Demək olar ki, hamısı Elektrik enerjisi, qövs tərəfindən istehlak, istiliyə çevrilir. Tamamlayın istilik gücü qövslər Q \u003d I sv U d(J/s) qaynaq cərəyanının gücündən asılıdır I St(A) və qövs gərginliyi U d(IN).

Qeyd etmək lazımdır ki, qövsün bütün istiliyi metalın istiləşməsinə və əriməsinə sərf edilmir. Onun bir hissəsi ətrafdakı havanın qızdırılmasına və ya qoruyucu qaza, radiasiyaya və s. Bu baxımdan, qövsün effektiv istilik gücü q eff(J / s) (birbaşa məhsula daxil olan qaynaq qövsünün istiliyinin bir hissəsi) aşağıdakı əlaqə ilə müəyyən edilir: burada η empirik olaraq təyin olunan məhsulun qaynaq qövsü ilə qızdırılması prosesinin səmərəlilik əmsalıdır (COP).

η əmsalı qaynaq üsulundan, elektrod materialından, örtünün və ya axının tərkibindən və bir sıra digər amillərdən asılıdır. Məsələn, bir karbon və ya volfram elektrodu ilə açıq qövslə qaynaq edərkən, orta hesabla 0,6; örtülmüş (yüksək keyfiyyətli) elektrodlarla qaynaq edərkən - təxminən 0,75; sualtı qövs qaynaqında - 0,8 və ya daha çox.