Jenis arka elektrik. Arka elektrik: penerangan dan ciri

KEPADA kategori:

Pemasangan struktur logam

Arka elektrik dan sifatnya

Arka elektrik ialah nyahcas elektrik jangka panjang yang berlaku dalam jurang gas antara dua konduktor - elektrod dan logam yang dikimpal pada kekuatan arus yang ketara. Pengionan berterusan berlaku di bawah tindakan aliran pantas ion dan elektron positif dan negatif dalam arka ruang udara mewujudkan keadaan yang diperlukan untuk pembakaran stabil jangka panjang arka kimpalan.

nasi. 1. Arka elektrik di antara elektrod logam dan logam yang akan dikimpal: a - rajah arka, b - graf voltan arka 4 mm panjang; 1 - elektrod, 2 - halo api, 3 - lajur arka, 4 - logam dikimpal, 5 - tempat anod, 6 - kolam lebur, 7 - kawah, 8 - titik katod; h ialah kedalaman penembusan dalam arka, A ialah momen penyalaan arka, B ialah momen pembakaran yang stabil

Arka terdiri daripada lajur, pangkalannya terletak di ceruk (kawah) yang terbentuk di permukaan kolam cair. Arka dikelilingi oleh halo nyalaan yang dibentuk oleh wap dan gas yang datang dari ruang arka. Lajur mempunyai bentuk kon dan merupakan bahagian utama lengkok, kerana ia menumpukan jumlah tenaga utama yang sepadan dengan ketumpatan tertinggi yang melalui lengkok. arus elektrik. Bahagian atas lajur, terletak pada elektrod 1 (katod), mempunyai diameter kecil dan membentuk titik katod 8. Melalui titik katod dipancarkan bilangan terbesar elektrod. Asas kon tiang arka terletak pada logam yang dikimpal (anod) dan membentuk tempat anod. Diameter tempat anod pada nilai purata arus kimpalan adalah lebih besar daripada diameter tempat katod sebanyak kira-kira 1.5 ... 2 kali.

Untuk kimpalan, arus terus dan ulang alik digunakan. Apabila menggunakan arus terus, tolak sumber arus disambungkan ke elektrod (kekutuban lurus) atau ke bahan kerja "" (kekutuban terbalik). Kekutuban songsang digunakan dalam kes-kes di mana perlu untuk mengurangkan pelepasan haba pada bahan kerja yang dikimpal: apabila mengimpal logam nipis atau cair rendah, keluli aloi sensitif terlalu panas, tahan karat dan karbon tinggi, serta apabila menggunakan jenis tertentu. daripada elektrod.

Mengeluarkan sejumlah besar haba dan mempunyai suhu yang tinggi. arka elektrik pada masa yang sama memberikan pemanasan logam yang sangat pekat. Oleh itu, logam semasa kimpalan kekal agak panas pada jarak beberapa sentimeter dari arka kimpalan.

Dengan tindakan arka, logam dileburkan pada kedalaman tertentu h, dipanggil kedalaman penembusan atau penembusan.

Arka dinyalakan apabila elektrod menghampiri logam untuk dikimpal dan litar pintas litar kimpalan. Oleh kerana rintangan yang tinggi pada titik sentuhan elektrod dengan logam, hujung elektrod cepat panas dan mula mengeluarkan aliran elektron. Apabila hujung elektrod dikeluarkan dengan cepat dari logam pada jarak 2 ... 4 mm, arka elektrik berlaku.

Voltan dalam arka, iaitu, voltan antara elektrod dan logam asas, bergantung terutamanya pada panjangnya. Dengan arus yang sama, voltan dalam arka pendek adalah lebih rendah daripada dalam arka panjang. Ini disebabkan oleh fakta bahawa dengan lengkok yang panjang, rintangan jurang gasnya lebih besar. Peningkatan rintangan dalam litar elektrik pada kekuatan arus malar memerlukan peningkatan voltan dalam litar. Semakin tinggi rintangan, semakin tinggi voltan mestilah untuk memastikan arus yang sama mengalir dalam litar.

Arka antara elektrod logam dan logam terbakar pada voltan 18 ... 28 V. Untuk memulakan arka, voltan yang lebih tinggi diperlukan daripada yang diperlukan untuk mengekalkannya pembakaran biasa. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa pada saat awal jurang udara belum cukup panas dan perlu memberikan elektron kelajuan tinggi untuk memisahkan molekul dan atom udara. Ini hanya boleh dicapai dengan voltan yang lebih tinggi pada saat penyalaan arka.

Graf perubahan arus I dalam arka semasa penyalaan dan pembakaran stabil (Rajah 1, b) dipanggil ciri statik arka dan sepadan dengan pembakaran mantap arka. Titik A mencirikan momen penyalaan arka. Voltan lengkok V dengan cepat menurun di sepanjang lengkung AB ke nilai normal yang sepadan dengan lengkok stabil di titik B. Peningkatan selanjutnya dalam arus (di sebelah kanan titik B) meningkatkan pemanasan elektrod dan kadar leburnya, tetapi tidak menjejaskan kestabilan arka.

Arka dipanggil stabil jika ia terbakar sama rata, tanpa pecah sewenang-wenangnya yang memerlukan penyalaan semula. Sekiranya arka terbakar tidak sekata, sering pecah dan padam, maka arka sedemikian dipanggil tidak stabil. Kestabilan arka bergantung kepada banyak faktor, yang utama adalah jenis arus, komposisi salutan elektrod, jenis elektrod, kekutuban dan panjang arka.

Pada arus ulang alik arka terbakar kurang mantap berbanding dengan yang tetap. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa pada masa ini apabila n semasa menjadi sifar, pengionan jurang arka berkurangan dan arka boleh keluar. Untuk meningkatkan kestabilan arka arus ulang-alik, perlu menggunakan salutan io pada elektrod logam. Sepasang unsur yang termasuk dalam salutan meningkatkan pengionan jurang arka dan dengan itu menyumbang kepada arka stabil dengan arus ulang alik.

Panjang arka ditentukan oleh jarak antara hujung elektrod dan permukaan logam cair bahan kerja yang hendak dikimpal. Biasanya, panjang arka biasa tidak boleh melebihi 3…4 mm untuk elektrod keluli. Arka sedemikian dipanggil arka pendek. Arka pendek terbakar secara berterusan dan memastikan perjalanan normal proses kimpalan. Lengkok yang lebih panjang daripada 6 mm dipanggil lengkok panjang. Dengan itu, proses mencairkan logam elektrod adalah tidak sekata. Titisan logam yang mengalir turun dari hujung elektrod dalam kes ini boleh dioksidakan ke tahap yang lebih besar dengan oksigen dan diperkaya dengan nitrogen atmosfera. Logam yang dimendapkan berliang, kimpalan mempunyai permukaan tidak rata, dan arka terbakar tidak stabil. Dengan lengkok yang panjang, produktiviti kimpalan berkurangan, percikan logam dan bilangan tempat kekurangan penembusan atau gabungan tidak lengkap logam termendap dengan logam asas meningkat.

Pemindahan logam elektrod ke bahan kerja semasa kimpalan arka elektrod boleh guna ialah proses yang kompleks. Selepas penyalaan arka (kedudukan /), lapisan logam cair terbentuk pada permukaan hujung elektrod, yang, di bawah tindakan graviti dan tegangan permukaan, dikumpulkan dalam penurunan (kedudukan //). Titisan boleh sampai saiz besar dan sekat lajur arka (kedudukan III), mencipta litar pintas litar kimpalan, selepas itu jambatan terbentuk daripada pecah logam cecair, arka muncul semula, dan proses pembentukan drop diulang.

Saiz dan bilangan titisan yang melalui arka per unit masa bergantung pada kekutuban dan kekuatan arus, komposisi kimia dan keadaan fizikal logam elektrod, komposisi salutan dan beberapa keadaan lain. Titisan besar, mencapai 3 ... 4 mm, biasanya terbentuk apabila mengimpal dengan elektrod kosong, titisan kecil (sehingga 0.1 mm) - apabila mengimpal dengan elektrod bersalut dan kekuatan arus tinggi. Proses kejatuhan halus memastikan kestabilan pembakaran arka dan memihak kepada keadaan untuk pemindahan logam cair elektrod dalam arka.

nasi. 2. Skim pemindahan logam dari elektrod ke logam yang dikimpal

nasi. 3. Pesongan arka elektrik oleh medan magnet (a-g)

Graviti boleh membantu atau menghalang pemindahan titisan dalam arka. Dalam overhed dan sebahagiannya dalam kimpalan menegak, daya graviti jatuhan menentang pemindahannya kepada produk. Tetapi disebabkan oleh ketegangan permukaan mandian cecair logam disimpan daripada mengalir keluar apabila mengimpal dalam kedudukan atas dan menegak.

Laluan arus elektrik melalui unsur-unsur litar kimpalan, termasuk bahan kerja yang dikimpal, mencipta medan magnet, kekuatannya bergantung pada kekuatan arus kimpalan. Lajur gas arka elektrik ialah konduktor arus elektrik yang fleksibel, oleh itu ia tertakluk kepada tindakan yang terhasil. medan magnet, yang terbentuk dalam litar kimpalan. Di bawah keadaan biasa, lajur gas arka yang terbakar secara terbuka di atmosfera terletak secara simetri kepada paksi elektrod. Di bawah tindakan daya elektromagnet, arka menyimpang dari paksi elektrod dalam arah melintang atau membujur, yang tanda-tanda luar serupa dengan anjakan nyalaan terbuka pada kuat arus udara. Fenomena ini dipanggil tiupan magnet.

Memasang wayar kimpalan berdekatan dengan arka secara mendadak mengurangkan sisihannya, kerana medan magnet pekelilingnya sendiri semasa mempunyai kesan seragam pada lajur arka. Bekalan arus kepada produk pada jarak dari Arka akan membawa kepada sisihannya disebabkan oleh penebalan garisan daya medan magnet bulat dari sisi konduktor.

• Arka elektrik (arka voltan, nyahcas arka) - fenomena fizikal, salah satu jenis nyahcas elektrik dalam gas.

  Ia pertama kali diterangkan pada tahun 1802 oleh saintis Rusia V. Petrov dalam buku "Berita eksperimen galvanik-voltan dengan menggunakan bateri yang besar, kadang-kadang terdiri daripada 4200 bulatan tembaga dan zink" (St. Petersburg, 1803). Arka elektrik ialah kes khas bagi bentuk keempat keadaan jirim - plasma - dan terdiri daripada gas separa neutral elektrik terion. Kehadiran cas elektrik percuma memastikan kekonduksian arka elektrik.

  Sebuah arka elektrik di antara dua elektrod di udara pada tekanan atmosfera terbentuk seperti berikut:

  Apabila voltan antara dua elektrod meningkat ke tahap tertentu di udara, kerosakan elektrik berlaku di antara elektrod. Voltan kerosakan elektrik bergantung pada jarak antara elektrod dan faktor lain. Potensi pengionan bagi elektron pertama atom logam adalah kira-kira 4.5 - 5 V, dan voltan lengkok adalah dua kali ganda (9 - 10 V). Ia diperlukan untuk membelanjakan tenaga pada keluarnya elektron daripada atom logam satu elektrod dan pada pengionan atom elektrod kedua. Proses ini membawa kepada pembentukan plasma antara elektrod dan pembakaran arka (untuk perbandingan: voltan minimum untuk pembentukan nyahcas percikan sedikit melebihi potensi keluaran elektron - sehingga 6 V).

  Untuk memulakan kerosakan pada voltan yang tersedia, elektrod didekatkan antara satu sama lain. Semasa kerosakan, nyahcas percikan biasanya berlaku di antara elektrod, penutupan nadi litar elektrik.

  Elektron dalam nyahcas percikan mengionkan molekul dalam celah udara antara elektrod. Dengan kuasa sumber voltan yang mencukupi dalam jurang udara, jumlah plasma yang mencukupi terbentuk untuk penurunan ketara dalam voltan pecahan atau rintangan jurang udara. Dalam kes ini, nyahcas percikan bertukar menjadi nyahcas arka - kord plasma antara elektrod, yang merupakan terowong plasma. Arka yang terhasil, sebenarnya, konduktor dan menutup litar elektrik antara elektrod. Akibatnya, arus purata meningkat lebih banyak lagi, memanaskan arka sehingga 5000-50000 K. Dalam kes ini, dianggap bahawa penyalaan arka selesai. Selepas penyalaan pembakaran mampan arka disediakan oleh pelepasan termionik dari katod yang dipanaskan oleh pengeboman arus dan ion.

  Interaksi elektrod dengan plasma arka membawa kepada pemanasan, pencairan separa, penyejatan, pengoksidaan dan jenis kakisan lain.

  Selepas penyalaan, arka boleh kekal stabil apabila sesentuh elektrik dipisahkan sehingga jarak tertentu.

  Semasa operasi pemasangan elektrik voltan tinggi, di mana penampilan arka elektrik tidak dapat dielakkan, perjuangan menentangnya dilakukan menggunakan gegelung elektromagnet yang digabungkan dengan pelongsor arka. Antara kaedah lain, penggunaan pemutus litar vakum, udara, SF6 dan minyak, serta kaedah mengalihkan arus kepada beban hidup yang secara bebas memutuskan litar elektrik, diketahui.

Arka elektrik ialah nyahcas elektrik dalam gas. Gas itu sendiri adalah penebat, tidak ada pembawa semasa di dalamnya. Apabila terbentuk dalam gas sebilangan besar zarah bercas elektrik - elektron bebas dengan tanda negatif cas dan ion bercas positif dan negatif, gas mula mengalirkan arus.

Apabila hujung elektrod menyentuh logam asas, sejumlah besar haba dibebaskan, akibatnya pergerakan elektron bebas dipercepatkan.

Apabila elektrod tertanggal daripada logam asas dalam celah antara elektrod, elektron berlanggar dengan atom gas neutral dan mengionkannya, i.e. dipisahkan menjadi ion tanda yang berbeza caj. Akibatnya, gas menjadi konduktif elektrik. Jenis pelepasan (keluar) elektron dari permukaan hujung elektrod:

• pelepasan termionik;
• pelepasan medan;
• pelepasan fotoelektronik;
• pelepasan elektron akibat fluks ion berat.

Pembakaran arka yang stabil dipengaruhi oleh proses pembentukan (pengionan) elektron bebas dan ion dalam isipadu gas neutral arka elektrik. Pertimbangkan jenis pengionan dalam nyahcas elektrik.

Pengionan melalui perlanggaran. Pergerakan elektron sangat dipercepatkan oleh tindakan medan elektrik di kawasan katod. Mereka bertemu atom gas neutral dalam perjalanan mereka, memukul mereka dan mengetuk elektron. Pengionan dengan pemanasan (pengionan terma). Pembentukan ion dalam medium gas diperhatikan pada suhu melebihi 1750°C. Pengionan melalui pemanasan berlaku disebabkan oleh perlanggaran tak kenyal zarah gas dengan margin yang besar tenaga kinetik. Pengionan sinaran (photoionization). Dalam kes ini, pengionan gas dalam arka elektrik menyebabkan kesan pada jurang gas tenaga sinaran cahaya. Pengionan secara sinaran akan berlaku jika tenaga kuanta cahaya melebihi tenaga yang diperlukan untuk pengionan zarah gas.

Sifat arka kimpalan

Pencucuhan arka kimpalan bermula dari saat elektrod menyentuh logam yang dikimpal, i.e. daripada litar pintas.

Pada rajah. 1 menunjukkan urutan proses semasa penyalaan arka kimpalan.

Oleh kerana hujung elektrod dan permukaan logam yang dikimpal mempunyai penyelewengan, sentuhan di antara mereka semasa litar pintas berlaku pada titik berasingan (Rajah 1a).

Rajah 1. Urutan penyalaan arka
a - litar pintas; b - pembentukan jambatan daripada logam cecair; c - berlakunya arka

Oleh itu, ketumpatan arus pada titik sentuhan mencapai nilai yang besar, logam serta-merta cair, membentuk jambatan logam cecair antara elektrod dan logam yang dikimpal (Rajah 1b).

Apabila elektrod dialihkan dari permukaan logam ke panjang tertentu, dipanggil panjang arka L, jambatan cecair diregangkan dengan penurunan keratan rentas, kemudian, pada masa logam mencapai jambatan, takat didih menguap dan jambatan putus (Rajah 1c).

Jurang nyahcas terbentuk, yang diisi dengan zarah bercas wap logam, salutan elektrod dan gas. Ini adalah bagaimana arka kimpalan muncul, yang merupakan lajur bercahaya gas dipanaskan, yang terdiri daripada elektron, ion dan atom neutral.

Keadaan gas ini dipanggil plasma, yang neutral secara elektrik kerana ia mengandungi bilangan zarah positif dan negatif yang sama.

Suhu lajur arka adalah lebih tinggi daripada suhu takat didih logam elektrod dan bahan kerja, dan hujung elektrod dan bahan kerja dipisahkan dari lajur arka oleh lapisan gas perantaraan, yang dipanggil elektrod hampir. kawasan arka, (Rajah 2).

nasi. 2. Skim arka kimpalan.
1 - elektrod; 2 - tempat katod; 3 - rantau katod; 4 - lajur arka; 5 - rantau anod; 6 - tempat anod; 7 - kolam kimpalan; 8 - bahagian yang dikimpal.

Di rantau katod 3, elektron dipancarkan dari titik katod 2 ke lajur arka 4, di mana ia mengionkan atom neutral.

Di rantau katod, pada panjang pecahan milimeter, sebahagian besar voltan arka tertumpu, yang dipanggil penurunan voltan katod dan mencapai 10 ... 16 V.

Di kawasan anod 5 berhampiran tempat anod 6 terdapat penurunan mendadak dalam voltan di atas laluan bebas purata elektron. Penurunan voltan ini dipanggil penurunan voltan anod, nilainya ialah 6 ... 8 V. Di kawasan ini, elektron secara mendadak meningkatkan kelajuan pergerakan mereka dan dinetralkan di tempat anod. Anod menerima tenaga daripada arka dalam bentuk aliran elektron dan sinaran haba, jadi suhu kawasan anod lebih tinggi daripada suhu kawasan katod, dan sejumlah besar haba dibebaskan di anod.

Apabila mengimpal dengan arus terus kekutuban langsung, suhu dalam pelbagai zon arka kimpalan:

• di tengah lajur arka - kira-kira 6000°C;
• di kawasan anod - 2600°C;
• di kawasan katod - 2400°C;
• dalam kolam kimpalan - 1700 ... 2000 ° С.

Apabila mengimpal pada arus ulang-alik, taburan haba arka dan suhu di kawasan katod dan anod adalah lebih kurang sama (rantau katod pada elektrod).

Arka elektrik ialah nyahcas elektrik jangka panjang yang berkuasa antara elektrod bertenaga dalam campuran gas dan wap yang sangat terion. Dicirikan suhu tinggi gas dan arus tinggi dalam zon nyahcas.

Elektrod disambungkan kepada sumber AC ( pengubah kimpalan) atau arus terus (penjana kimpalan atau penerus) dengan kekutuban terus dan terbalik.

Apabila mengimpal dengan arus terus, elektrod yang disambungkan ke kutub positif dipanggil anod, dan kepada negatif - katod. Jurang antara elektrod dipanggil kawasan jurang arka atau jurang arka (Rajah 3.4). Jurang arka biasanya dibahagikan kepada 3 kawasan ciri:

1. kawasan anod bersebelahan dengan anod;
2. rantau katod;
3. tiang arka.

Sebarang penyalaan arka bermula dengan litar pintas, i.e. daripada litar pintas elektrod dengan produk. Dalam kes ini, U d \u003d 0, dan arus I max \u003d I litar pintas. Titik katod muncul di tapak penutupan, yang merupakan syarat yang sangat diperlukan (perlu) untuk kewujudan pelepasan arka. Logam cecair yang terhasil, apabila elektrod ditarik balik, diregangkan, terlalu panas dan suhu mencapai, sehingga takat didih - arka teruja (dinyalakan).

Arka boleh dinyalakan tanpa sentuhan elektrod kerana pengionan, i.e. pecahan celah udara (gas) dielektrik disebabkan oleh peningkatan voltan oleh pengayun (kimpalan argon argon).

Jurang arka adalah medium dielektrik yang mesti terion.

Untuk kewujudan nyahcas arka, U d \u003d 16 ÷ 60 V adalah mencukupi. Laluan arus elektrik melalui celah udara (arka) hanya mungkin jika terdapat elektron (zarah negatif unsur) dan ion di dalamnya: positif ( +) ion - semua molekul dan atom unsur (logam bentuk lebih ringan Me); ion negatif (-) - lebih mudah membentuk F, Cr, N 2, O 2 dan unsur lain dengan pertalian elektron e.

Rajah 3.4 - Skim pembakaran arka

Kawasan katod lengkok adalah sumber elektron yang mengionkan gas dalam celah lengkok. Elektron yang dibebaskan daripada katod dipercepatkan oleh medan elektrik dan bergerak menjauhi katod. Pada masa yang sama, di bawah pengaruh medan ini, + ion dihantar ke katod:

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

Rantau anod mempunyai isipadu U a yang lebih besar< U к.

Lajur arka - bahagian utama jurang arka ialah campuran elektron, + dan - ion dan atom neutral (molekul). Lajur arka adalah neutral:

∑ caj tidak. = ∑ caj zarah positif.

Tenaga untuk mengekalkan arka pegun datang daripada bekalan kuasa bekalan kuasa.

Suhu yang berbeza, saiz zon anod dan katod serta jumlah haba yang berbeza yang dibebaskan - menentukan kewujudan kekutuban langsung dan songsang apabila mengimpal dengan arus terus:

Q a > Q kepada; U a< U к.

• apabila sejumlah besar haba diperlukan untuk memanaskan tepi ketebalan logam yang besar, polariti langsung digunakan (contohnya, apabila permukaan);
• dengan logam dikimpal berdinding nipis dan tidak terlalu panas, kekutuban terbalik (+ pada elektrod).

Arka elektrik dan sifatnya

Kimpalan arka elektrik telah menerima pengedaran terbesar dalam kejuruteraan mekanikal. Mari kita pertimbangkan dengan lebih terperinci ciri-ciri kimpalan arka elektrik.

Arka elektrik ialah pelepasan arus elektrik yang berterusan antara dua elektrod, yang berlaku dalam medium gas. Arka elektrik yang digunakan untuk mengimpal logam dipanggil arka kimpalan. Arka sedemikian dalam kebanyakan kes terbakar antara elektrod dan bahan kerja, i.e. ialah lengkok langsung.

Arka arus terus terus, terbakar antara elektrod logam (katod) dan logam yang dikimpal (anod), mempunyai beberapa kawasan yang boleh dibezakan dengan jelas (Rajah 2.3). Saluran gas konduktif elektrik yang menyambungkan elektrod mempunyai bentuk kon atau silinder terpotong. Sifatnya pada pelbagai jarak daripada elektrod tidak sama. Lapisan nipis gas bersebelahan dengan elektrod mempunyai relatif suhu rendah. Bergantung pada kekutuban elektrod yang bersebelahan, lapisan ini dipanggil katodik. 2 dan anod 4 kawasan arka.

Panjang kawasan katod lk ditentukan oleh laluan bebas purata atom neutral dan ialah

̃ kira-kira 10 -5 cm Panjang kawasan anod l a ditentukan oleh laluan bebas elektron dan adalah kira-kira 10 -3 cm. Antara kawasan berhampiran elektrod adalah kawasan paling meluas, suhu tinggi nyahcas - lajur arka l c 3.

Di permukaan katod dan anod, bintik-bintik terbentuk, dipanggil, masing-masing, katod 1 dan anod 5 tempat, yang merupakan asas lajur arka, yang melaluinya keseluruhan arus kimpalan. Tompok elektrod dibezakan oleh kecerahan cahayanya pada suhu yang agak rendah (2600 ... 3200 K). Suhu dalam lajur arka mencapai 6000...8000 K.

Jumlah panjang lengkok l d adalah sama dengan jumlah panjang ketiga-tiga kawasannya (l d ​​\u003d l a + l k) dan untuk keadaan sebenar ialah 2 ... 6 mm.

Jumlah voltan arka kimpalan, masing-masing, ialah jumlah voltan yang jatuh kawasan tertentu arka dan berada dalam julat dari 20 hingga 40 V. Kebergantungan voltan dalam arka kimpalan pada panjangnya diterangkan oleh persamaan , di mana tetapi - jumlah penurunan voltan di kawasan katod dan anod, V; l d- panjang lajur arka, mm; b- penurunan voltan tertentu dalam arka, i.e. dirujuk kepada 1 mm panjang lajur lengkok, V/mm.

Salah satu ciri utama nyahcas arka elektrik ialah ciri voltan arus statik - pergantungan voltan arka pada panjang arka malar pada arus di dalamnya (Rajah 2.4).

Dengan pertambahan panjang arka, voltan meningkat dan lengkung ciri voltan arus statik arka meningkat lebih tinggi, sambil kira-kira mengekalkan bentuknya (lengkung a, b, c). Tiga kawasan dibezakan di atasnya: jatuh I, tegar (hampir mendatar) II dan meningkat III. Bergantung pada keadaan pembakaran arka, salah satu bahagian ciri sepadan dengannya. Dalam kimpalan arka manual dengan elektrod bersalut, kimpalan dalam gas pelindung dengan elektrod tidak boleh habis dan kimpalan arka tenggelam pada ketumpatan tinggi semasa, ciri arka pada mulanya akan jatuh, dan dengan peningkatan arus, ia akan berubah sepenuhnya menjadi tegar. Pada masa yang sama, dengan peningkatan arus kimpalan, keratan rentas lajur arka dan kawasan keratan rentas bintik anod dan katod. Ketumpatan arus dan voltan arka kekal malar.

Apabila mengimpal arka terendam dan dalam gas pelindung dengan wayar elektrod nipis pada ketumpatan arus tinggi, ciri arka menjadi meningkat. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa diameter tempat katod dan anod menjadi sama dengan diameter elektrod dan tidak boleh meningkat lagi. Dalam jurang arka, pengionan lengkap molekul gas berlaku dan peningkatan selanjutnya dalam arus kimpalan boleh berlaku hanya disebabkan oleh peningkatan dalam kelajuan pergerakan elektron dan ion, iaitu, disebabkan oleh peningkatan dalam kekuatan medan elektrik. Oleh itu, untuk meningkatkan lagi arus kimpalan, peningkatan voltan arka diperlukan.

Arka kimpalan adalah sumber haba pekat yang kuat. Hampir semua Tenaga Elektrik, dimakan oleh arka, ditukar kepada haba. lengkap kuasa haba arka Q \u003d I sv U d(J/s) bergantung kepada kekuatan arus kimpalan saya St(A) dan voltan arka U d(DALAM).

Perlu diingatkan bahawa tidak semua haba arka dibelanjakan untuk memanaskan dan mencairkan logam. Sebahagian daripadanya sia-sia dibelanjakan untuk memanaskan udara sekitar atau gas pelindung, sinaran, dsb. Dalam hal ini, kuasa haba yang berkesan arka q eff(J / s) (bahagian haba arka kimpalan, yang dimasukkan terus ke dalam produk) ditentukan oleh hubungan berikut: di mana η ialah faktor kecekapan (COP) proses pemanasan produk dengan arka kimpalan, ditentukan secara empirik.

Pekali η bergantung pada kaedah kimpalan, bahan elektrod, komposisi salutan atau fluks, dan beberapa faktor lain. Sebagai contoh, apabila mengimpal dengan arka terbuka dengan elektrod karbon atau tungsten, ia purata 0.6; apabila mengimpal dengan elektrod bersalut (berkualiti tinggi) - kira-kira 0.75; dalam kimpalan arka terendam - 0.8 atau lebih.