Elektr yoyini payvandlash. Elektr yoyining tuzilishi va xossalari

Elektr yoyi - bu yuqori oqim zichligi, yuqori harorat, yuqori qon bosimi yoy bo'shlig'ida gaz va past kuchlanishning pasayishi. Bunday holda, elektrodlarning (kontaktlarning) kuchli isishi sodir bo'ladi, ularda katod va anod dog'lari hosil bo'ladi. Katod porlashi kichik yorqin nuqtada to'plangan, qarama-qarshi elektrodning akkor qismi anod nuqtasini hosil qiladi.

Arkda uchta maydonni qayd etish mumkin, ularda sodir bo'ladigan jarayonlarning tabiati juda farq qiladi. To'g'ridan-to'g'ri yoyning salbiy elektrodiga (katod) katod kuchlanishining pasayishi hududi. Keyinchalik plazma yoyi barrel keladi. To'g'ridan-to'g'ri musbat elektrodga (anod) anod kuchlanishining pasayishi maydoni. Ushbu maydonlar sxematik tarzda rasmda ko'rsatilgan. 1.

Guruch. 1. Tuzilishi elektr yoyi

Rasmdagi katod va anodik kuchlanishning tushishi mintaqalarining o'lchamlari juda abartılı. Haqiqatda ularning uzunligi juda kichikdir.Masalan, katod kuchlanishining tushishi uzunligi elektronning erkin harakatlanish yo'li tartibida (1 mikrondan kam). Anod kuchlanishining pasayishi mintaqasining uzunligi odatda bu qiymatdan biroz kattaroqdir.

V normal sharoitlar havo yaxshi izolyator hisoblanadi. Shunday qilib, 1 sm havo bo'shlig'ini buzish uchun zarur bo'lgan kuchlanish 30 kV ni tashkil qiladi. Havo bo'shlig'ining o'tkazgichga aylanishi uchun unda zaryadlangan zarrachalarning (elektron va ionlarning) ma'lum konsentratsiyasini yaratish kerak.

Elektr yoyi qanday paydo bo'ladi

Zaryadlangan zarrachalar oqimi bo'lgan elektr yoyi, kontakt divergentsiyasining dastlabki momentida yoy bo'shlig'ining gazida erkin elektronlar va katod yuzasidan chiqarilgan elektronlar mavjudligi natijasida paydo bo'ladi. Kontaktlar orasidagi bo'shliqdagi erkin elektronlar elektr maydon kuchlari ta'sirida katoddan anodga yo'nalishda yuqori tezlikda harakatlanadi.

Kontakt divergentsiyasining boshida maydon kuchi santimetr uchun bir necha ming kilovoltga yetishi mumkin. Ushbu maydon kuchlari ta'sirida elektronlar katod yuzasidan chiqariladi va anodga o'tadi, undan elektron bulutini hosil qiluvchi elektronlarni urib yuboradi. Shu tarzda yaratilgan elektronlarning dastlabki oqimi yoy bo'shlig'ining intensiv ionlanishini yanada shakllantiradi.

Ionlanish jarayonlari bilan bir qatorda yoyda deionizatsiya jarayonlari parallel va doimiy ravishda sodir bo'ladi. Deionizatsiya jarayonlari shundan iboratki, har xil belgidagi ikkita ion yoki musbat ion va elektron bir-biriga yaqinlashganda, ular tortilib, to'qnashib, neytrallanadi, bundan tashqari, kiyingan zarralar yonayotgan ruhlar hududidan harakatlanadi. zaryadlarning yuqori konsentratsiyasi bilan muhit zaryadlarning past konsentratsiyasi bilan. Bu omillarning barchasi yoy haroratining pasayishiga, uning sovishi va yo'qolishiga olib keladi.

Guruch. 2. Elektr yoyi

Yonishdan keyin yoy

Stabil yonish rejimida unda ionlanish va deionizatsiya jarayonlari muvozanatda bo'ladi. Bilan kamon barrel teng miqdorda erkin musbat va manfiy zaryadlar bilan xarakterlanadi yuqori daraja gazning ionlanishi.

Ionlanish darajasi birlikka yaqin bo'lgan modda, ya'ni. neytral atomlar va molekulalar bo'lmagan plazma deyiladi.

Elektr yoyi quyidagi xususiyatlar bilan tavsiflanadi:

1. Yoy o'qi va atrof-muhit o'rtasidagi aniq belgilangan chegara.

2. Arkning bochkasi ichidagi yuqori harorat 6000 - 25000K ga etadi.

3. Yuqori oqim zichligi va kamon mili (100 - 1000 A / mm 2).

4. Anodik va katod kuchlanish pasayishining kichik qiymatlari va amalda oqimga bog'liq emas (10 - 20 V).

Elektr yoyining joriy kuchlanish xarakteristikasi

DC yoyining asosiy xarakteristikasi - yoy kuchlanishining oqimga bog'liqligi, bu deyiladi joriy kuchlanish xarakteristikasi (VAC).

Yoy kontaktlar orasidagi masofaga, muhitning harorati va bosimiga va kontaktlarning bir-biridan ajralish tezligiga bog'liq bo'lgan uzilish kuchlanishi deb ataladigan ma'lum bir kuchlanishda (3-rasm) kontaktlar o'rtasida paydo bo'ladi. Yoyni o'chirish kuchlanishi Ug har doim U z kuchlanishidan past bo'ladi.

Guruch. 3. Doimiy tok yoyi (a) va uning ekvivalent zanjiri (b) ning joriy kuchlanish xarakteristikasi.

Egri 1 - yoyning statik xarakteristikasi, ya'ni. oqimning sekin o'zgarishi bilan olingan. Xarakteristika tushish xususiyatiga ega. Oqim kuchayishi bilan kamondagi kuchlanish pasayadi. Bu shuni anglatadiki, yoy bo'shlig'ining qarshiligi tezroq pasayadi, uning oqimi kuchayadi.

Agar yoydagi tok u yoki bu tezlikda I1 dan nolga kamaytirilsa va bir vaqtning o'zida yoy bo'ylab kuchlanishning pasayishi qayd etilsa, u holda 2 va 3 egri chiziqlar olinadi.Bu egri chiziqlar deyiladi. dinamik xususiyatlar.

Oqim qanchalik tez kamaytirilsa, dinamik I - V xarakteristikalari shunchalik past bo'ladi. Buning sababi, oqimning pasayishi bilan kamonning barrelning kesishishi, harorat kabi parametrlari tezda o'zgarib, oqimning past qiymatiga mos keladigan qiymatlarni olishga vaqtlari yo'q. barqaror holatda.

Ark oralig'idagi kuchlanish pasayishi:

Ud = U s + EdId,

qayerda U z = U to + U a - yaqin elektrod kuchlanishining pasayishi, Ed - yoydagi uzunlamasına kuchlanish gradienti, Id - yoy uzunligi.

Formuladan kelib chiqadiki, yoy uzunligining oshishi bilan yoy bo'ylab kuchlanish pasayishi ortadi va I - V xarakteristikasi yuqoriroq joylashadi.

Elektr yoyi elektr kommutatsiya qurilmalarini loyihalashda kurashadi. Elektr yoyining xususiyatlari va ichida ishlatiladi.

TO Turkum:

Metall konstruksiyalarni yig'ish

Elektr yoyi va uning xossalari

Elektr yoyi - bu ikki o'tkazgich o'rtasidagi gaz bo'shlig'ida paydo bo'ladigan uzoq muddatli elektr zaryadsizlanishi - elektrod va metall sezilarli oqim bilan payvandlanadi. Yoydagi musbat va manfiy ionlar va elektronlarning tez oqimi natijasida doimiy ravishda hosil bo'ladigan ionlanish havo bo'shlig'i payvandlash yoyining uzoq muddatli barqaror yonishi uchun zarur shart-sharoitlarni yaratadi.

Guruch. 1. Metall elektrod va payvandlangan metall orasidagi elektr yoyi: a - boshq diagrammasi, b - 4 mm uzunlikdagi yoy kuchlanishlarining grafigi; 1 - elektrod, 2 - olov halo, 3 - yoy ustuni, 4 - payvandlangan metall, 5 - anod nuqtasi, 6 - eritilgan vanna, 7 - krater, 8 - katod nuqtasi; h - yoyga kirish chuqurligi, A - yoyning yonish momenti, B - barqaror yonish momenti

Yoy ustundan iborat bo'lib, uning asosi erigan vannaning yuzasida hosil bo'lgan chuqurlikda (kraterda) joylashgan. Yoy yoy ustunidan keladigan bug'lar va gazlar tomonidan hosil bo'lgan olov halo bilan o'ralgan. Ustun konusning shakliga ega va yoyning asosiy qismidir, chunki unda asosiy energiya miqdori yoydan o'tadigan eng yuqori zichlikka to'g'ri keladi. elektr toki. Yuqori qism ustun, elektrod 1 (katod) da joylashgan, kichik diametrga ega va katod nuqtasini hosil qiladi 8. Katod nuqtasi orqali chiqariladi eng katta raqam elektrodlar. Ark ustunining konusining asosi payvandlangan metall (anod) ustida joylashgan va anod nuqtasini hosil qiladi. O'rtacha qiymatlarda anod nuqta diametri payvandlash oqimi katod joyining diametridan taxminan 1,5 ... 2 marta ko'proq.

Payvandlash uchun to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan tok ishlatiladi. To'g'ridan-to'g'ri oqimdan foydalanilganda, oqim manbaining minuslari elektrodga (to'g'ridan-to'g'ri polarite) yoki ish qismiga "" (teskari polarite) ulanadi. Teskari qutblanish payvandlangan mahsulotga issiqlik chiqishini kamaytirish zarur bo'lgan hollarda qo'llaniladi: qotishma, zanglamaydigan va yuqori uglerodli po'latlarning haddan tashqari qizishiga sezgir bo'lgan yupqa yoki past eriydigan metallni payvandlashda, shuningdek, ba'zi turlardan foydalanganda. elektrodlar.

Ajratish ko'p miqdorda harorat va yuqori harorat. elektr yoyi, shu bilan birga, metallning juda konsentrlangan isishi hosil qiladi. Shuning uchun, payvandlash paytida metall payvandlash yoyidan bir necha santimetr masofada nisbatan kam isitiladi.

Yoyning ta'siri metallni ma'lum bir chuqurlikda eritadi h kirish yoki kirish chuqurligi.

Ark qo'zg'alishi elektrod payvandlangan metallga yaqinlashganda va payvandlash davrini qisqa tutashuvda sodir bo'ladi. Elektrodning metall bilan aloqa qilish nuqtasida yuqori qarshilik tufayli elektrodning uchi tezda qiziydi va elektronlar oqimini chiqara boshlaydi. Elektrodning uchi tezda 2 ... 4 mm masofada metalldan chiqarilganda, elektr yoyi paydo bo'ladi.

Arkdagi kuchlanish, ya'ni elektrod va asosiy metall orasidagi kuchlanish, asosan, uning uzunligiga bog'liq. Xuddi shu oqimda qisqa yoydagi kuchlanish uzoqqa qaraganda pastroq. Buning sababi shundaki, uzun yoy bilan uning gaz bo'shlig'ining qarshiligi kattaroqdir. Doimiy oqim kuchida elektr pallasida qarshilikning oshishi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishni oshirishni talab qiladi. Qarshilik qanchalik baland bo'lsa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimning o'tishini ta'minlash uchun kuchlanish qanchalik baland bo'lishi kerak.

Metall elektrod va metall orasidagi yoy 18 ... 28 V kuchlanishda yonadi. Arkni qo'zg'atish uchun uning normal yonishini saqlab qolish uchun zarur bo'lgan kuchlanishdan yuqori kuchlanish talab qilinadi. Buning sababi shundaki, dastlabki daqiqada havo bo'shlig'i hali etarlicha qizdirilmagan va havo molekulalari va atomlarini ajratish uchun elektronlarga yuqori tezlikni berish kerak. Bunga faqat kamon urish vaqtida yuqori kuchlanish bilan erishish mumkin.

Uning yonishi va barqaror yonishi (1-rasm, b) paytida yoydagi tok I ning o'zgarishi grafigi yoyning statik xarakteristikasi deb ataladi va yoyning barqaror holatiga mos keladi. A nuqtasi yoyni yoqish momentini tavsiflaydi. Yoy kuchlanishi V tez AB egri chizig'i bo'ylab B nuqtasiga mos keladigan normal qiymatga tushadi barqaror yonish yoylar. Oqimning yanada oshishi (B nuqtasining o'ng tomonida) elektrodning isishi va uning erish tezligini oshiradi, lekin yoyning yonish barqarorligiga ta'sir qilmaydi.

Qayta yoqishni talab qiladigan o'zboshimchaliksiz tanaffuslarsiz, bir tekis yonadigan yoy barqaror deb ataladi. Agar yoy notekis yonsa, tez-tez uzilib, o'chib qolsa, unda bunday yoy beqaror deb ataladi. Yoyning barqarorligi ko'plab sabablarga bog'liq, ularning asosiylari oqim turi, elektrod qoplamasining tarkibi, elektrod turi, polarite va yoy uzunligi.

O'zgaruvchan tok bilan yoy doimiy oqimga qaraganda kamroq barqaror yonadi. Buning sababi shundaki, oqim n nolga teng bo'lgan paytda, yoy bo'shlig'ining ionlanishi kamayadi va yoyni o'chirish mumkin. Ark barqarorligini oshirish uchun o'zgaruvchan tok, metall elektrodga qoplamani qo'llash kerak. Qoplamaga kiritilgan juft elementlar yoy bo'shlig'ining ionlanishini oshiradi va shu bilan o'zgaruvchan tokda yoyning barqaror yonishiga yordam beradi.

Yoyning uzunligi elektrodning uchi va payvandlangan mahsulotning eritilgan metall yuzasi orasidagi masofa bilan belgilanadi. Odatda, oddiy boshq uzunligi po'lat elektrod uchun 3 ... 4 mm dan oshmasligi kerak. Bunday yoy qisqa deb ataladi. Qisqa yoy barqaror yonib turadi va payvandlash jarayonining normal oqishini ta'minlaydi. 6 mm dan uzunroq yoy uzun deb ataladi. U bilan elektrodning metallini eritish jarayoni notekis. Bu holda elektrodning uchidan oqadigan metall tomchilar ko'proq darajada kislorod bilan oksidlanishi va havodagi azot bilan boyitishi mumkin. Payvandlangan metall gözenekli, payvand choki bor notekis sirt, va yoy beqaror yonadi. Uzoq yoy bilan payvandlash unumdorligi pasayadi, metallning sochilishi va yotqizilgan metallning asosiy metall bilan to'liq sintezlanmagan joylari soni ortadi.

Elektrod metallni mahsulotga o'tkazish qachon boshq payvandlash sarflanadigan elektrod hisoblanadi murakkab jarayon... Yoy yondirilgandan so'ng (pozitsiya /) elektrodning uchi yuzasida erigan metall qatlami hosil bo'ladi, u tortishish va sirt tarangligi ta'sirida tomchiga (pozitsiya //) yig'iladi. Damlamalar yetib borishi mumkin katta o'lchamlar va yoy ustunini yoping (III-pozitsiya), qisqa vaqt davomida payvandlash pallasida qisqa tutashuv hosil qiladi, shundan so'ng suyuq metallning hosil bo'lgan ko'prigi buziladi, yoy yana paydo bo'ladi va tomchilar hosil bo'lish jarayoni takrorlanadi.

Vaqt birligida yoydan o'tadigan tomchilarning hajmi va soni qutblilik va oqim kuchiga bog'liq, kimyoviy tarkibi va elektrod metallining jismoniy holati, qoplamaning tarkibi va boshqa bir qator shartlar. 3 ... 4 mm gacha bo'lgan katta tomchilar odatda yalang'och elektrodlar bilan payvandlashda, kichik tomchilar (0,1 mm gacha) qoplangan elektrodlar va payvandlashda hosil bo'ladi. katta kuch joriy. Nozik tomchilar jarayoni yoyning yonishi barqarorligini ta'minlaydi va erigan elektrod metallining yoyda o'tkazilishi uchun sharoitlarni yaxshilaydi.

Guruch. 2. Metallni elektroddan payvandlangan metallga o'tkazish sxemasi

Guruch. 3. Elektr yoyining magnit maydonlar ta’sirida burilishi (a-g)

Og'irlik kuchi kamondagi tomchilarni tashishni osonlashtirishi yoki inhibe qilishi mumkin. Yuqori va qisman vertikal payvandlash uchun tomchining tortishish kuchi uning mahsulotga o'tkazilishiga qarshi turadi. Lekin sirt taranglik kuchi tufayli suyuq vanna yuqori va vertikal holatda payvandlashda metallning oqib chiqmasligi saqlanadi.

Payvandlash davrining elementlari orqali elektr tokining o'tishi, shu jumladan payvandlanadigan ishlov beriladigan qism magnit maydon hosil qiladi, uning kuchi payvandlash oqimining kuchiga bog'liq. Elektr yoyining gaz ustuni elektr tokining moslashuvchan o'tkazgichidir, shuning uchun u hosil bo'ladigan ta'sirga bog'liq. magnit maydon bu payvandlash pallasida hosil bo'ladi. Oddiy sharoitlarda atmosferada ochiq yonayotgan yoyning gaz ustuni elektrod o'qiga simmetrik tarzda joylashgan. Elektromagnit kuchlar ta'sirida yoy elektrod o'qidan ko'ndalang yoki bo'ylama yo'nalishda chetlanadi, bu esa tashqi belgilar ochiq olovning kuchli bilan siljishi kabi havo oqimlari... Ushbu hodisa magnit zarba deb ataladi.

Payvandlash simini yoyga yaqin joyda ulash uning og'ishini keskin kamaytiradi, chunki oqimning ichki aylana magnit maydoni yoy ustuniga bir xil ta'sir ko'rsatadi. Yoydan uzoqda bo'lgan mahsulotga oqim etkazib berish, oqim o'tkazgich tomonidan dumaloq magnit maydonning kuch chiziqlarining qalinlashishi tufayli uning burilishiga olib keladi.

Elektr payvandlash yoyi Bu plazmadagi uzoq muddatli elektr zaryadsizlanishi bo'lib, u ionlangan gazlar va himoya atmosfera tarkibiy qismlarining bug'lari, plomba va asosiy metall aralashmasidir.

Ark o'z nomini ikkita gorizontal joylashtirilgan elektrodlar o'rtasida yonish paytida olinadigan xarakterli shakldan oladi; isitiladigan gazlar yuqoriga ko'tarilish tendentsiyasiga ega va bu elektr razryad kamon yoki yoy shaklida egilib qoladi.

Amaliy nuqtai nazardan, yoyni aylantiruvchi gaz o'tkazgich deb hisoblash mumkin elektr energiyasi issiqda. Bu yuqori isitish intensivligini ta'minlaydi va elektr parametrlari yordamida osongina boshqariladi.

Gazlarning umumiy xususiyati shundaki, ular normal sharoitda elektr tokining o'tkazgichlari emas. Biroq, bilan qulay sharoitlar(yuqori harorat va yuqori quvvatli tashqi elektr maydonining mavjudligi) gazlar ionlashishi mumkin, ya'ni. ularning atomlari yoki molekulalari chiqarishi yoki elektronegativ elementlar uchun, aksincha, elektronlarni ushlab turishi, mos ravishda musbat yoki manfiy ionlarga aylanishi mumkin. Ushbu o'zgarishlar tufayli gazlar plazma deb ataladigan materiyaning to'rtinchi holatiga o'tadi, bu elektr o'tkazuvchandir.

Ark bir necha bosqichda hayajonlanadi. Masalan, MIG / MAG payvandlashda elektrodning uchi va ish qismi aloqa qilganda, ularning sirtlarining mikro protrusionlari o'rtasida aloqa mavjud. Yuqori zichlik oqim bu o'simtalarning tez erishi va elektrod tomon doimiy ravishda ortib borayotgan suyuq metall qatlamining shakllanishiga yordam beradi va oxir-oqibat yorilib ketadi.

Ko'prikni buzish paytida metallning tez bug'lanishi sodir bo'ladi va tushirish bo'shlig'i bu holda paydo bo'lgan ionlar va elektronlar bilan to'ldiriladi. Elektrod va ishlov beriladigan qismga kuchlanish berilganligi sababli elektronlar va ionlar harakatlana boshlaydi: elektronlar va manfiy zaryadlangan ionlar anodga, musbat zaryadlangan ionlar esa katodga tushadi va shu bilan payvandlash yoyi qo'zg'aladi. Yoy qo'zg'atilgandan so'ng, yoy bo'shlig'idagi erkin elektronlar va musbat ionlarning kontsentratsiyasi o'sishda davom etadi, chunki ularning yo'lidagi elektronlar atomlar va molekulalar bilan to'qnashadi va ulardan ko'proq elektronlarni "tutib tashlaydi" (bu holda, yo'qolgan atomlar). bir yoki bir nechta elektron musbat zaryadlangan ionlarga aylanadi). Yoy bo'shlig'ida gazning intensiv ionlanishi sodir bo'ladi va yoy barqaror yoy razryad xarakterini oladi.

Yoy urilgandan keyin soniyaning bir necha qismidan so'ng, asosiy metallda payvand cho'kmasi hosil bo'la boshlaydi va elektrodning oxirida metall tomchisi boshlanadi. Va yana 50 - 100 millisekunddan so'ng, elektrod simining uchidan payvandlash havzasiga metallning barqaror o'tishi o'rnatiladi. U yoy bo'shlig'i ustidan erkin uchadigan tomchilar yoki avval qisqa tutashuv hosil qiladigan va keyin payvand chovgumiga oqib tushadigan tomchilar orqali amalga oshirilishi mumkin.

Yoyning elektr xossalari uning uchta xarakterli zonasida - ustunda, shuningdek, yoyning bir tomonida yoy ustuni o'rtasida joylashgan (katod va anod) elektrodga yaqin hududlarida sodir bo'ladigan jarayonlar bilan belgilanadi. elektrod va mahsulot ikkinchisida.

Sarflanadigan elektrodni payvandlashda boshq plazmasini saqlab qolish uchun 10 dan 1000 ampergacha bo'lgan oqimni ta'minlash va elektrod va ishlov beriladigan qism o'rtasida taxminan 15 dan 40 voltsgacha bo'lgan elektr kuchlanishini qo'llash kifoya. Bunday holda, kamon ustunidagi kuchlanishning o'zi bir necha voltdan oshmaydi. Qolgan kuchlanish kamonning katod va anod hududlarida tushadi. Ark ustunining uzunligi o'rtacha 10 mm ga etadi, bu kamon uzunligining taxminan 99% ga to'g'ri keladi. Shunday qilib, kamon ustunidagi elektr maydon kuchi 0,1 dan 1,0 V / mm gacha. Katod va anodik hududlar, aksincha, juda qisqa uzunlik bilan tavsiflanadi (katod mintaqasi uchun taxminan 0,0001 mm, ionsiz yo'lga to'g'ri keladi va anodik uchun 0,001 mm, elektronning erkin yo'liga mos keladi). . Shunga ko'ra, bu hududlar juda yuqori elektr maydon kuchiga ega (katod mintaqasi uchun 104 V / mm gacha va anod mintaqasi uchun 103 V / mm gacha).

Eksperimental ravishda ma'lum bo'lishicha, iste'mol qilinadigan elektrodni payvandlashda katod hududida kuchlanishning pasayishi anod hududidagi kuchlanishning pasayishidan oshadi: mos ravishda 12 - 20 V va 2 - 8 V. Elektr zanjiri ob'ektlarida issiqlikning chiqishi oqim va kuchlanishga bog'liqligini hisobga olsak, iste'mol qilinadigan elektrod bilan payvandlashda ko'proq kuchlanish tushadigan sohada ko'proq issiqlik ajralib chiqishi aniq bo'ladi, ya'ni. katodda. Shuning uchun, iste'mol qilinadigan elektrod bilan payvandlashda, asosan, asosiy metallning chuqur kirib borishini ta'minlash uchun mahsulot katod bo'lib xizmat qilganda, payvandlash oqimini ulashning teskari polaritesi qo'llaniladi (bu holda, quvvat manbaining ijobiy qutbi tarmoqqa ulangan bo'lsa). elektrod). To'g'ridan-to'g'ri qutblanish ba'zan sirt qo'yishda ishlatiladi (agar asosiy metallning kirib borishi, aksincha, minimal bo'lishi kerak bo'lsa).

TIG payvandlashda (iste'mol qilinmaydigan elektrodli payvandlash) katod kuchlanishining pasayishi, aksincha, anod kuchlanishining pasayishidan ancha past bo'ladi va shunga mos ravishda, bu sharoitda anodda allaqachon ko'proq issiqlik chiqariladi. Shuning uchun, iste'mol qilinmaydigan elektrod bilan payvandlashda asosiy metallning chuqur kirib borishini ta'minlash uchun mahsulot quvvat manbaining musbat terminaliga ulanadi (va u anodga aylanadi), elektrod esa salbiy terminalga ulanadi ( Shunday qilib, elektrodni haddan tashqari qizib ketishdan himoya qilish).

Bunday holda, elektrodning turidan (eriydigan yoki erimaydigan) qat'iy nazar, issiqlik asosan yoyning faol hududlarida (katod va anod) chiqariladi, yoy ustunida emas. Yoyning bu xossasi faqat asosiy metallning yoy qaratilgan qismlarini eritish uchun ishlatiladi.

Elektrodlarning yoy oqimi o'tadigan qismlari faol nuqtalar deb ataladi (musbat elektrodda anod nuqtasi va manfiy elektrodda katod nuqtasi). Katod nuqtasi erkin elektronlar manbai bo'lib, yoy bo'shlig'ining ionlanishiga yordam beradi. Shu bilan birga, musbat ionlar oqimlari katodga shoshilib, uni bombardimon qiladi va kinetik energiyasini unga o'tkazadi. Sarflanadigan elektrodni payvandlashda faol nuqta hududida katod yuzasidagi harorat 2500-3000 ° S ga etadi.

Lk - katod mintaqasi; La - anodik maydon (La = Lk = 10 -5 -10 -3 sm); Lst - yoy ustuni; Ld - yoy uzunligi; Ld = Lk + La + Lst

Elektronlar va manfiy zaryadlangan ionlar oqimlari anod nuqtasiga shoshilib, o'zlarining kinetik energiyasini unga o'tkazadilar. Sarflanadigan elektrodni payvandlashda faol nuqta hududida anod yuzasidagi harorat 2500-4000 ° S ga etadi. Sarflanadigan elektrodli payvandlashda boshq ustunining harorati 7000 dan 18000 ° C gacha (taqqoslash uchun: po'latning erish harorati taxminan 1500 ° C).

Magnit maydonlarning yoyga ta'siri

Payvandlash paytida to'g'ridan-to'g'ri oqim ko'pincha magnit kabi hodisani kuzatgan. U quyidagi xususiyatlar bilan ajralib turadi:

Ark ustuni odatdagi holatidan keskin chetga chiqadi;
- yoy beqaror yonadi, tez-tez buziladi;
- yoyning yonish ovozi o'zgaradi - poplar paydo bo'ladi.

Magnit portlash tikuvning shakllanishini buzadi va tikuvdagi nuqsonlarning paydo bo'lishiga hissa qo'shishi mumkin, masalan, penetratsiyaning etishmasligi va termoyadroviy etishmasligi. Magnit portlashning paydo bo'lishining sababi payvandlash yoyining magnit maydonining boshqa yaqin magnit maydonlari yoki ferromagnit massalari bilan o'zaro ta'siridir.

Ark ustuni atrofida magnit maydon mavjud bo'lgan moslashuvchan o'tkazgich shaklida payvandlash davrining bir qismi sifatida ko'rib chiqilishi mumkin.

Oqimning o'tishi paytida payvandlanadigan ish qismidagi yoyning magnit maydoni va magnit maydonning o'zaro ta'siri natijasida payvandlash yoyi o'tkazgich ulangan joyga qarama-qarshi tomonga buriladi.

Ferromagnit massalarning yoyning egilishiga ta'siri shundaki, yoy maydonining magnit maydon chiziqlarining havo va ferromagnit materiallar (temir va uning qotishmalari) orqali o'tishiga qarshilikning katta farqi tufayli. magnit maydon massa joylashgan joyga qarama-qarshi tomonda ko'proq to'plangan bo'lib chiqadi, shuning uchun yoy ustuni yon ferromagnit jismga siljiydi.

Payvandlash yoyining magnit maydoni payvandlash oqimining ortishi bilan ortadi. Shuning uchun magnit portlashning ta'siri yuqori sharoitlarda payvandlashda ko'proq namoyon bo'ladi.

Magnit portlashning ta'sirini kamaytiring payvandlash jarayoni mumkin:

Qisqa yoyli payvandlash;
- elektrodni uning uchi magnit portlash ta'siriga yo'naltirilishi uchun egish;
- oqim o'tkazgichni yoyga yaqinlashtirish orqali.

Magnit zarbaning ta'sirini to'g'ridan-to'g'ri payvandlash oqimini o'zgaruvchan tok bilan almashtirish orqali ham kamaytirish mumkin, bunda magnit zarba kamroq ko'rinadi. Shu bilan birga, esda tutish kerakki, o'zgaruvchan tok yoyi unchalik barqaror emas, chunki qutblanishning o'zgarishi tufayli u soniyada 100 marta o'chadi va qayta yoqiladi. O'zgaruvchan tokning yoyi barqaror yonishi uchun, masalan, elektrodlarning qoplamasiga yoki oqimga kiritiladigan boshq stabilizatorlaridan (oson ionlashtirilgan elementlar) foydalanish kerak.

Elektr yoyi - bu energiya bilan ta'minlangan elektrodlar orasidagi kuchli, uzoq muddatli mavjud bo'lgan gazlar va bug'larning yuqori ionlangan aralashmasidagi elektr zaryadsizlanishi. Bu gazlarning yuqori harorati va tushirish zonasida yuqori oqim bilan tavsiflanadi.

Elektrodlar AC manbalariga ulangan ( payvandlash transformatori) yoki to'g'ridan-to'g'ri oqim ( payvandlash generatori yoki rektifikator) oldinga va teskari qutblanish uchun.

DC payvandlashda musbat qutbga ulangan elektrodga anod, manfiy qutbga esa katod deyiladi. Elektrodlar orasidagi bo'shliq yoy bo'shlig'i maydoni yoki yoy bo'shlig'i deb ataladi (3.4-rasm). Yoy bo'shlig'i odatda 3 ta xarakterli maydonga bo'linadi:

1. anodga ulashgan anod hududi;
2. katod hududi;
3. yoy ustuni.

Har qanday kamon zarbasi qisqa tutashuv bilan boshlanadi, ya'ni. elektrodning mahsulot bilan yopilishidan. Bunday holda, U d = 0, va oqim I max = I qisqa tutashuvi. Qisqa tutashuv nuqtasida katod nuqtasi paydo bo'ladi, bu kamon zaryadining mavjudligi uchun ajralmas (zarur) shartdir. Olingan suyuq metall, elektrod chiqarilganda, cho'zilib ketadi, qizib ketadi va harorat qaynash nuqtasiga etadi - yoy qo'zg'aladi (yonadi).

Yoyni ionlanish tufayli elektrodlar bilan aloqa qilmasdan yoqish mumkin, ya'ni. osilatorlar tomonidan kuchlanishning oshishi (argon boshq manbai) tufayli dielektrik havo (gaz) bo'shlig'ining buzilishi.

Yoy bo'shlig'i ionlanishi kerak bo'lgan dielektrik muhitdir.

Ark zaryadsizlanishining mavjudligi uchun U d = 16 ÷ 60 V etarli shakldagi metallar Me); manfiy (-) ionlar - F, Cr, N 2, O 2 va elektronlarga yaqinligi bo'lgan boshqa elementlarni osonroq hosil qiladi e.

3.4-rasm - Arkni yoqish sxemasi

Yoyning katod hududi yoy bo'shlig'idagi gazlarni ionlashtiruvchi elektronlar manbai hisoblanadi. Katoddan chiqarilgan elektronlar tezlashadi elektr maydoni va katoddan uzoqlashing. Shu bilan birga, ushbu maydon ta'sirida + ionlari katodga yo'naltiriladi:

U d = U dan + U c + U a;

Anod mintaqasi ancha katta hajmga ega U a< U к.

Ark ustuni - yoy bo'shlig'ining asosiy qismi elektronlar, + va - ionlari va neytral atomlar (molekulalar) aralashmasidir. Ark ustuni neytral hisoblanadi:

∑belgi. = ∑ musbat zarrachalarning zaryadlari.

Statsionar yoyni saqlash uchun energiya MT quvvat manbaidan ta'minlanadi.

Har xil haroratlar, anodik va katod zonalarining o'lchamlari va har xil miqdorda chiqarilgan issiqlik - to'g'ridan-to'g'ri tok bilan payvandlashda to'g'ridan-to'g'ri va teskari polarit mavjudligini aniqlaydi:

Q a> Q to; U a< U к.

• katta metall qalinlikdagi chekkalarni isitish uchun katta miqdorda issiqlik talab qilinganda, to'g'ridan-to'g'ri polarit ishlatiladi (masalan, sirt qo'yishda);
• yupqa devorli va haddan tashqari qizib ketmaydigan payvandlangan metallar bilan, teskari polarit (elektrodda +).

Bizning veb-sayt svarak.ru mavzu bo'yicha satya nashr etadi. Voltaik yoy hodisasini birinchi marta uchqun oqimini olgan rus akademigi Petrov kuzatgan.

Voltaik yoy ikkita xususiyat bilan tavsiflanadi:

• juda ko'p issiqlik hosil qiladi
• kuchli radiatsiya.

Ikkala xususiyat ham elektr yoyi texnologiyada qo'llaniladi.

Payvandlash uskunasi uchun birinchi xususiyat ijobiy omil, ikkinchisi salbiy.

Har qanday elektr o'tkazuvchan materiallar elektr zaryadsizlanishi uchun elektr simlari bo'lib xizmat qilishi mumkin. Ko'pincha uglerod va grafit novdalar o'tkazgich sifatida ishlatiladi. dumaloq qism(ark chiroqlari).

Ikki ko'mir orasidagi odatiy variant rasmda ko'rsatilgan.

Yuqori elektrod mashinaning musbat qutbiga (anod) ulanadi. Ikkinchi ko'mir manfiy qutbga (katod) ulanadi.

Elektr payvandlash yoyi

Elektr yoyi harorati, uning ta'siri.

Yoyning turli nuqtalarida issiqlikning chiqishi bir xil emas. Musbat elektrod jami 43%, salbiy 36% va yoyning o'zida (elektrodlar orasidagi) qolgan 21% ni chiqaradi.

Payvandlash yoyidagi zonalar va ularning haroratlari diagrammasi

Shu munosabat bilan, va harorat elektrodlarda bir xil emas. Anod taxminan bor 4000 ° S va katod 3400 °. O'rtacha, elektr yoyining harorati hisobga olinadi 3500 ° S.

Turli xilligi tufayli harorat voltaik yoyning qutblaridagi uglerod o'tkazgichlari

turli qalinlikda olinadi. Ijobiy ko'mir qalinroq olinadi, salbiy -

yupqaroq. Yoyning tayog'i (o'rta qismi) katoddan chiqarilgan elektronlar oqimidan iborat bo'lib, ular katta tezlikda anod tomon shoshiladi. Yuqori kinetik energiyaga ega bo'lib, ular anod yuzasiga tegib, kinetik energiyani issiqlikka aylantiradilar.

Uni o'rab turgan yashil rangli halo - bu joy kimyoviy reaksiyalar elektrodlar moddasining bug'lari va volta yoyi yonayotgan atmosfera o'rtasida sodir bo'ladi.

Arkni boshlash jarayoni

Elektr yoyining paydo bo'lishi

Ta'lim jarayoni volt yoyi quyidagi shaklda taqdim etiladi. Elektrodlar bilan aloqa qilganda, o'tuvchi oqim ulanish joyida katta miqdordagi issiqlikni chiqaradi, chunki u erda katta elektr qarshilik(Joule qonuni).

Shu sababli, o'tkazgichlarning uchlari yorqin nurga qizdiriladi va elektrodlarni ajratgandan so'ng, katod elektronlarni chiqara boshlaydi, ular elektrodlar orasidagi havo bo'shlig'idan uchib, havo molekulalarini musbat va manfiy zaryadlangan zarrachalarga bo'linadi. (kationlar va s).

Natijada, havo elektr o'tkazuvchan bo'ladi.

Payvandlash texnologiyasida metall elektrodlar orasidagi tushirish eng ko'p ishlatiladi va bitta elektrod bir vaqtning o'zida plomba moddasi bo'lib xizmat qiladigan metall novda, ikkinchi elektrod esa ishlov beriladigan qismning o'zi.

Jarayon uglerod elektrodlari bilan bir xil bo'lib qoladi, ammo bu erda yangi omil paydo bo'ladi. Agar uglerod yoyida o'tkazgichlar asta-sekin bug'langan bo'lsa (yoqib yuborilsa), metall yoyda elektrodlar juda intensiv eriydi va qisman bug'lanadi. Elektrodlar orasidagi metall bug'lari mavjudligi sababli, metall yoyning qarshiligi (elektr) ugleroddan pastroqdir.

Ko'mir razryadi o'rtacha 40-60 V kuchlanishda yonadi, metall yoyning kuchlanishi esa o'rtacha 18-22 V (uzunligi 3 mm).

Yoy uzunligi, krater, penetratsiya.

Elektr boshq payvandlash jarayonining o'zi quyidagicha davom etadi.

Ish qismiga kuchlanish ostida elektrod bilan tegib, uni darhol ma'lum masofaga tortib olishimiz bilanoq, voltaik yoy hosil bo'ladi va darhol asosiy metallning erishi va o'tkazgichning metalli boshlanadi. Shunday qilib, elektrodning uchi doimo erigan holatda bo'ladi va undan suyuq metall tomchilar shaklida payvandlangan tikuvga o'tadi, bu erda elektrod metalli ishlov beriladigan qismning erigan metalli bilan aralashtiriladi. payvandlangan.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, bunday tomchilar elektroddan soniyasiga taxminan 20-30 tezlikda uzatiladi, ya'ni bu jarayon juda tez sodir bo'ladi.

Voltaik yoy juda rivojlansa-da yuqori isitma, u kamon ostidagi juda kichik bo'shliqda issiqlik hosil qiladi.

Yoy uzunligi diagrammasi

Qorong'i ko'zoynak orqali metall elektrod tomonidan qo'zg'atilgan yoyni hisobga oladigan bo'lsak, biz elektrod va asosiy metall o'rtasida yoy hosil bo'lgan joyda, asosiy metallda oq-issiq sirt ajralib turishiga ishonch hosil qilamiz. puflangan shisha suyuq metall bilan to'ldirilgan depressiyaga o'xshaydi. Bu tushkunlik xuddi suyuq metallni yoy bilan puflagandek hosil bo‘lgandek taassurot paydo bo‘ladi. Ushbu chuqurchaga payvandlash havzasi deyiladi. U oq issiqlikka qizdirilgan metall bilan o'ralgan va qo'shni hududning isitish harorati tezda qizil rangga tushadi va allaqachon qisqa masofada, uning qiymati elektrodning diametriga va oqim kuchiga qarab o'zgarib turadi, harorat payvandlanadigan ob'ektning harorati bilan solishtirganda.

Yaxshi va yomon payvandlash yoyi, qanday aniqlash mumkin? Foydali maslahatlar.

Elektrodning uchi va vannaning pastki qismi, ya'ni eritilgan metall yuzasi orasidagi masofa yoy uzunligi deb ataladi. Bu qiymat juda ko'p katta ahamiyatga ega payvandlash texnikasida. Yaxshi payvandlashni olish uchun kamon uzunligini iloji boricha kichikroq qilib olish kerak, ya'ni kamonni qisqaroq tutish kerak va uning uzunligi 3-4 mm dan oshmasligi kerak. Albatta, yoyning uzunligi doimiy qiymat emas, chunki elektrodning oxiri doimo eriydi va shuning uchun u bilan krater orasidagi masofa oshadi; agar elektrod aloqa uzilgunga qadar harakatsiz saqlangan bo'lsa. Shuning uchun, payvandlashda, yoy uzunligini 2-4 mm oralig'ida taxminan doimiy ushlab turish uchun elektrodni doimo asosiy metallga erigan holda olib kelish kerak.

Qisqa yoyni (ya'ni 3-4 mm dan ortiq bo'lmagan) ushlab turish zarurati elektrodning erigan metallining elektroddan kraterga o'tish paytida yoyni o'rab turgan havodan kislorod va azotni o'zlashtirishi bilan bog'liq. bu uning mexanik xususiyatlarini yomonlashtiradi ( nisbiy kengaytma va zarba qarshiligi). Havoning zararli ta'siri qanchalik kam bo'lsa, suyuq metalning havodan o'tishi shunchalik kam bo'lishi aniq.

Qisqacha:

Qisqa yoy bilan bu vaqt uzun yoyga qaraganda kamroq bo'ladi va shuning uchun elektrodning metalli uzoq yoy tufayli uzoq yo'lni bosib o'tib, iloji boricha ko'proq kislorod va azotni o'zlashtirishga ulgurmaydi. Har bir payvandchining intilishi har doim eng yaxshi payvandni olish bo'lishi kerakligi sababli, ikkinchi qo'l qisqa yoy yaxshi payvandlash uchun zaruriy shartdir. Qisqa yoyni nafaqat tashqi ko'rinishi, balki eshitish orqali ham farqlash mumkin, chunki qisqa yoy issiq skovorodkaga quyilgan sariyog'ning chirsillagan ovozini eslatuvchi xarakterli quruq chirsillash ovozini chiqaradi. Har bir payvandchi bu qisqa yoy tovushini bilishi kerak.

Uzoq:

Uzoq yoy bilan (ya'ni, uzunligi 4 mm dan ortiq) biz hech qachon olmaymiz yaxshi tikuv... Uzoq yoy bilan payvandlangan metallning kuchli oksidlanishi sodir bo'lishini eslatib o'tmaslik kerak, tikuvning o'zi ham juda notekis ko'rinishga ega. Buning sababi shundaki, uzoq oqim qisqaroq oqimga qaraganda kamroq barqaror bo'lib, uchqun payvand qilish joyidan chetga siljiydi va buning natijasida undan isitish qisqa yoydagi kabi emas, balki tarqaladi. uchun katta maydon... Shu sababli, yoy tomonidan chiqarilgan issiqlik hammasi payvandlash nuqtasida metallni eritish uchun ketmaydi, balki qisman katta sirt ustida behuda tarqaladi.

Uzoq yoy bilan, shuning uchun yomon penetratsiya olinadi va qo'shimcha ravishda, elektroddan yomon isitiladigan joyga tushadigan tomchilar asosiy metall bilan birlashmaydi, balki yon tomonlarga püskürtülür.

tomonidan tashqi ko'rinish har doim qisqa yoki uzun yoy bilan payvandlangan tikuvni darhol ajratish mumkin. Yaxshi payvandlangan qisqa yoy muntazam shaklga, silliq konveks yuzasiga va toza, yorqin ko'rinishga ega. Uzun yoy bilan payvandlangan tikuv notekis shaklsiz ko'rinishga ega va elektroddan qotib qolgan metallning ko'plab tomchilari va chayqalishlari bilan o'ralgan. Bunday tikuv, albatta, mutlaqo foydasizdir.

Elektr yoyi himoyasi

Elektr yoylariga qarshi himoya kostyumlariga misollar

Agar payvandlash mashinalari kamondan foydalansa, unda ko'plab boshqa mashinalar va bundan tashqari, odam undan qochish kerak. Uskunada kamon paydo bo'lishi xavfi bir nechta paragraflarga bog'liq:

• xodim tomonidan uskunadan foydalanish chastotasi;
• apparat bilan shug'ullanadigan ishchilarning tajribasi va bilimi
• uskunaning eskirish darajasi;

Agar odamda kerakli shaxsiy himoya kostyumi bo'lmasa va u elektr yoyining ta'sir qilish zonasiga tushib qolsa, omon qolish ehtimoli keskin kamayadi. Kuchli kuyish ehtimoli juda yuqori.

Jadval: elektr yoyining ta'sir qilish darajasi

Elektron pochtadan himoya qilish imkoniyatlari qanday. Ark?

1. hammasini kuzating zarur qoidalar va xavfsizlik standartlari;
2. himoya materialidan uzoq vaqt foydalanish, tez-tez yuvinish, kostyum yomonlashmasligi kerak; (hammasi modelga bog'liq);
3. matoning maksimal 2 soniya qoldiq tutashuvi bo'lishi kerak;
4. maxsus antistatik poyabzal kiyishingiz kerak va kamon himoyasi kostyumi.