Что называют статической вольт амперной характеристикой дуги?

2.1.2. Вольт-амперная характеристика дуги (вах)

  • •Электрические и электронные аппараты конспект лекций
  • •Оглавление
  • •Лекция № 1.
  • •1. Общие сведения об электрических и электронных аппаратах
  • •1.1. Предмет и задачи изучения дисциплины, её значение для подготовки дипломированных специалистов
  • •1.2. Понятие об электрическом и электронном аппарате
  • •1.3. Электрические и электронные аппараты как средства управления режимами работы, защиты и регулирования.
  • •1.4. Расположение электрических аппаратов в установке по производству, распределению и потреблению электрической энергии
  • •1.5. Требования, предъявляемые к электрическим аппаратам
  • •1.6. Особенности схем электроустановок и общие требования к их выполнению
  • •Лекция № 2.
  • •2.1. Свойства электрической дуги и условия её гашения
  • •2.1.1. Свойства дугового разряда
  • •2.1.2. Вольт-амперная характеристика дуги (вах)
  • •2.1.3. Условия гашения дуги постоянного тока
  • •2.1.4. Энергия, выделяемая в дуге
  • •2.1.5. Условия гашения дуги переменного тока
  • •Лекция № 3
  • •2.1.6. Способы гашения электрической дуги
  • •2.1.7. Дугогасительные устройства постоянного и переменного тока
  • •2.1.8. Применение полупроводниковых приборов для гашения дуги
  • •Лекция № 4
  • •2.2. Электрические контакты
  • •2.2.1.Общие сведения
  • •2.2.2. Режимы работы контактов
  • •2.2.3. Материалы контактов
  • •2.2.4. Конструкция твёрдометаллических контактов
  • •2.2.5. Жидкометаллические контакты
  • •2.2.6. Расчёт контактов аппаратов
  • •Лекция № 5
  • •2.3. Электродинамические усилия в электрических аппаратах
  • •2.3.1. Общие сведения
  • •2.3.2. Методы расчёта электродинамических усилий (эду)
  • •2.3.3. Усилия между параллельными проводниками
  • •2.3.4. Усилия и моменты, действующие на взаимно перпендикулярные проводники
  • •2.3.5. Усилия в витке, катушке и между катушками
  • •Лекция № 6
  • •2.3.6. Усилия в месте изменения сечения проводника
  • •2.3.7. Усилия при наличии ферромагнитных частей
  • •2.3.8. Электродинамические усилия при переменном токе
  • •2.3.9. Электродинамическая стойкость электрических аппаратов
  • •2.3.10. Расчёт динамической стойкости шин
  • •Лекция 7
  • •2.4. Нагрев электрических аппаратов
  • •2.4.1. Общие сведения
  • •2.4.2. Активные потери энергии в аппаратах
  • •2.4.3. Способы передачи тепла внутри нагретых тел и с их поверхности
  • •2.4.4. Установившийся режим нагрева
  • •2.4.5. Нагрев аппаратов в переходных режимах
  • •2.4.6. Нагрев аппаратов при коротком замыкании
  • •2.4.7. Допустимая температура частей электрических аппаратов
  • •2.4.8. Термическая стойкость электрических аппаратов
  • •Лекция № 8
  • •3.1. Электромагнитные контакторы переменного тока
  • •3.1.1. Назначение контакторов
  • •3.1.2. Классификация контакторов
  • •3.1.3. Область применения контакторов
  • •3.1.4. Узлы контактора и принцип его действия; физические явления, происходящие в электрическом аппарате
  • •3.1.5. Параметры контакторов
  • •Лекция № 9
  • •3.1.6. Контакторы переменного тока, их конструкция и параметры
  • •3.1.6.1.Контактная система
  • •3.1.6.2. Электромагнитные системы: физические явления, происходящие в электрических аппаратах
  • •3.1.6.3. Конструкция контакторов переменного тока
  • •3.1.6.4. Контакторы серии кт6600
  • •3.1.6.5. Контакторы серии кт64 и кт65
  • •3.1.6.6.Контакторы серии мк
  • •3.1.6.7. Контакторы переменного тока на напряжение 1140 в
  • •3.1.6.8. Контакторы переменного тока вакуумные
  • •3.1.6.9. Выбор, применение и эксплуатация контакторов
  • •Лекция № 10
  • •3.2. Электромагнитные контакторы постоянного тока
  • •3.2.1. Режимы работы контакторов, физические явления, происходящие в электрических аппаратах
  • •3.2.2. Контакторы постоянного тока, их конструкция и параметры
  • •3.2.3. Контакторы серии кпв-600
  • •3.2.4. Контакторы типа ктпв-600
  • •3.2.5. Контакторы типа кмв. Контакторы серии кп81
  • •3.2.6. Выбор электрических аппаратов
  • •3.3.3. Конструкция и схема включения
  • •3.3.4. Магнитные пускатели серии пмл
  • •3.3.5. Пускатели серии пма
  • •3.3.6. Нереверсивные пускатели
  • •3.3.7. Схема включения нереверсивного пускателя
  • •3.3.8. Реверсивный магнитный пускатель
  • •3.3.9. Схема включения реверсивного пускателя
  • •3.3.10. Выбор магнитных пускателей
  • •Лекция №12
  • •4.1. Электромагнитные реле
  • •4.1.1. Назначение и область применения реле
  • •4.1.2. Классификация реле
  • •4.1.3.Устройство и принцип действия и электромагнитных реле, физические явления в электрических аппаратах
  • •Поляризованные электромагнитные системы
  • •4.1.4. Основные характеристики и параметры реле
  • •4.1.5. Требования, предъявляемые к реле
  • •4.1.6. Согласование тяговых и противодействующих характеристик реле
  • •4.1.7. Электромагнитные реле тока и напряжения для защиты энергосистем, управления и защиты электропривода
  • •4.1.8. Выбор, применение и эксплуатация максимально-токовых реле
  • •Iуст.(1,3 – 1,5)Iпуск ,
  • •I уст 0,75i пуск .
  • •4.2.2. Основные параметры герконового реле
  • •4.2.3. Конструкции герконовых реле
  • •4.2.4. Реле тока на герконе
  • •4.2.5. Поляризованные гр
  • •4.2.6. Управление герконом с помощью ферромагнитного экрана
  • •Лекция № 15
  • •5.1. Тяговые электромагниты
  • •5.1.1. Основные понятия, физические явления в электрических аппаратах
  • •5.1.2. Энергия магнитного поля и индуктивность системы
  • •5.1.3. Работа, производимая якорем магнита при перемещении
  • •5.1.4. Вычисление сил и моментов электромагнита
  • •5.1.5. Электромагниты переменного тока
  • •5.1.6. Короткозамкнутый виток
  • •5.1.7. Статические тяговые характеристики электромагнитов и механические характеристики аппаратов
  • •Лекция № 17
  • •6.1. Предохранители низкого напряжения
  • •6.1.1. Назначение, принцип действия и устройство предохранителя
  • •6.1.2. Параметры предохранителя
  • •6.1.3. Конструкция предохранителей
  • •6.1.4. Предохранители с гашением дуги в закрытом объёме
  • •6.1.5. Предохранители с мелкозернистым наполнителем (пн-2, прс)
  • •6.1.8. Предохранитель-выключатель
  • •6.1.9. Выбор, применение и эксплуатация предохранителя для защиты электродвигателя и полупроводниковых устройств
  • •Лекция № 18
  • •6.2 Автоматические воздушные выключатели (автоматы)
  • •6.2.1. Назначение, классификация и область применения автоматов
  • •6.2.2. Требования, предъявляемые к автоматам
  • •6.2.3. Узлы автомата и принцип его действия, физические явления в электрическом аппарате
  • •6.2.4. Основные параметры автомата
  • •6.4. Изменение тока цепи и напряжения на контактах в процессе отключения
  • •6.2.5. Универсальные и установочные автоматы
  • •6.2.8. Выбор, применение и эксплуатация автоматических воздушных выключателей
  • •Лекция № 23
  • •7.4. Токоограничивающие реакторы
  • •7.4.1. Назначение, область применения и принцип работы реактора, физические явления в электрическом аппарате
  • •7.4.2. Основные параметры реактора
  • •Лекция № 24
  • •7.5. Разрядники
  • •7.5. Назначение, область применения разрядников
  • •7.5.1. Требования, предъявляемые к разрядникам
  • •7.5.2. Основные параметры разрядников
  • •7.5.4. Конструкции разрядников, физические явления в них
  • •7.5.5. Трубчатые разрядники, физические явления в них
  • •7.5.8. Ограничители перенапряжения, физические явления в электрических аппаратах
  • •7.5.9. Выбор разрядников
  • •Лекция № 25
  • •7.6. Предохранители высокого напряжения
  • •7.6.1. Назначение предохранителей
  • •7.6.2. Требования, предъявляемые к предохранителям вн
  • •7.6.3. Принцип действия, устройство и основные параметры предохранителей вн, физические явления в электрических аппаратах
  • •7.6.4. Предохранители с мелкозернистым наполнителем серий пк и пкт
  • •7.6.5. Предохранители серии пктн
  • •7.6.6. Предохранители с автогазовым, газовым и жидкостным гашением дуги
  • •7.6.7. Выбор, применение и эксплуатация предохранителей вн
  • •I отк. Пред I кз. Уст лекция № 26
  • •8.1. Измерительные трансформаторы тока (тт)
  • •8.1.1.Назначение, принцип действия, включение трансформатора тока
  • •8.1.2. Основные параметры трансформаторов тока
  • •8.1.3. Режимы работы трансформаторов тока
  • •I’1апер,i2апер,I’0апер– кривые апериодической составляющей первичного, вторичного тока и апериодической составляющей намагничивающего тока
  • •8.1.4. Конструкция и принцип действия трансформаторов тока, физические явления в электрическом аппарате
  • •8.1.5. Выбор трансформаторов тока
  • •Список рекомендованной литературы
  • •Список вопросов кзачетупо ЭиЭа

Характеристика имеет три области

Первая область I характеризуется резким падением напряжения Uд на дуге с увеличением тока сварки Iсв. Такая характеристика называется падающей и вызвана тем, что при увеличении тока сварки происходит увеличение площади, а следовательно, и электропроводности столба дуги.

Во второй области II характеристики увеличения тока сварки не вызывают изменения напряжения дуги. Характеристика дуги на этом участке называется жесткой. Такое положение характеристики на этом участке происходит за счет увеличения сечения столба дуги, анодного и катодного пятен пропорционально величине сварочного тока. При этом плотность тока и падение напряжения на протяжении всего участка не зависят от изменения тока и остаются почти постоянными.

В третьей области III с увеличением сварочного тока возрастает напряжение на дуге Uд. Такая характеристика называется возрастающей. При работе на этой характеристике плотность тока на электроде увеличивается без увеличения катодного пятна, при этом возрастает сопротивление столба дуги и напряжение на дуге увеличивается.

Род тока при сварке — постоянный или переменный, полярность на постоянном токе может быть прямой (минус от источника на электроде), или обратной (минус от источника присоединяется к детали).

Ток обратной полярности применяют при сварке тонкого металла легкоплавких сплавов, легированных, специальных и высокоуглеродистых сталей, чувствительных к перегреву, при полуавтоматической сварке арматуры и металлоконструкций легированной проволокой сплошного сечения, при сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием.

При сварке на переменном токе полярность электродов и условия существования дуги периодически изменяются в соответствии с частотой тока.

В каждом полупериоде ток и напряжение меняют полярности при переходе синусоиды через нулевое значение. Дуга при этом угасает, температура активных пятен и дугового промежутка снижается. Повторное зажигание дуги в новом полупериоде происходит при повышенном напряжении — пике зажигания, которое выше напряжения на дуге.

Для повышения устойчивости дуги переменного тока добавляют в покрытия электродов и сварочные флюсы такие материалы, как мел, мрамор, полевой шпат и др., содержащие калий, натрий, кальций и другие элементы.

Газы, вводимые в зону горения дуги для защиты расплавленного металла, оказывают влияние на зажигание дуги переменного тока. При сварке с инертными газами (гелий, аргон) зажигание дуги затруднено, но возбужденная дуга горит устойчиво.

При сварке вольфрамовым электродом в среде аргона происходит испарение частиц металла с поверхности сварочной ванны и ближайших холодных зон, вместе с которыми удаляются и окисные пленки, что улучшает условия сварки и качество шва.

Углекислый газ при сварке на переменном токе действует отрицательно, поэтому сварка в углекислом газе применяется преимущественно на постоянном токе обратной полярности.

Источники питания сварочной дуги имеют также свои вольт-амперные характеристики, которые могут быть падающими, жесткими и возрастающими.

возрастающая

жесткая

падающая

Для стабильного горения дуги необходимо, чтобы было равенство между напряжениями и токами дуги (Uд, Iд) и источника питания (Uп, Iп).

Источники питания с падающей и жесткой характеристиками применяют при ручной дуговой сварке, с возрастающей характеристикой — при полуавтоматической сварке, с жесткой и возрастающей — при автоматической сварке под флюсом и для наплавки.

Устойчивое горение сварочной дуги возможно только в том случае, когда источник питания сварочной дуги поддерживает постоянным необходимое напряжение при протекании тока по сварочной цепи.

Работу сварочной цепи и дуги нужно рассматривать при наложении статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) сварочной дуги на статическую вольт-амперную характеристику источника питания (называемую также внешней характеристикой источника питания) .

Ручная электросварка обычно сопровождается значительными колебаниями длины дуги. При этом дуга должна гореть устойчиво, а ток дуги не должен сильно изменяться. Также часто требуется увеличить длину дуги, поэтому дуга должна иметь достаточный запас эластичности при удлинении, т. е. не обрываться.

Статическая характеристика сварочной дуги при ручной сварке обычно является жесткой, и отклонение тока при изменении длины дуги зависит только от типа внешней характеристики источника питания. При прочих равных условиях эластичность дуги тем выше, а отклонение тока дуги тем меньше, чем больше наклон внешней характеристики источника питания. Поэтому для ручной электросварки применяются источники питания с падающими внешними характеристиками. Это дает возможность сварщику удлинять дугу, не опасаясь ее обрыва, или уменьшать длину дуги без чрезмерного увеличения тока. Также обеспечиваются высокая устойчивость горения дуги и ее эластичность, стабильный режим сварки, надежное первоначальное и повторное зажигание дуги благодаря повышенному напряжению холостого хода, ограниченный ток короткого замыкания.

Ограничение этого тока имеет большое значение, так как при ручной дуговой сварке происходит переход капли расплавленного металла электрода на изделие, и при этом возможно короткое замыкание.

При больших значениях тока короткого замыкания происходят прожоги металла, прилипание электрода, осыпание покрытия электрода и разбрызгивание расплавленного металла. Обычно значение тока короткого замыкания больше тока дуги в 1,2-1,5 раз.

Основными данными технических характеристик источников питания сварочной дуги являются напряжение холостого хода, номинальный сварочный ток, пределы регулирования сварочного тока.

Напряжение холостого хода источника сварочного тока — напряжение на его зажимах при отсутствии дуги, номинальный сварочный ток — допустимый по условиям нагрева источника питания ток при номинальном напряжении на дуге.

В процессе сварки непрерывно меняются значения тока и напряжения на дуге в зависимости от способа первоначального возбуждения дуги и при горении дуги — характера переноса электродного металла в сварочную ванну.

При сварке капли расплавленного металла замыкают дуговой промежуток, периодически изменяя силу тока и длину дуги, происходит переход от холостого хода к короткому замыканию, затем к горению дуги с образованием капли расплавленного металла, которая вновь замыкает дуговой промежуток. При этом ток возрастает до величины тока короткого замыкания, что приводит к сжатию и перегоранию мостика между каплей и электродом. Напряжение возрастает, дуга вновь возбуждается, и процесс периодически повторяется.

Изменения тока и напряжения на дуге происходят в доли секунды, поэтому источник питания сварочной дуги должен обладать высокими динамическими свойствами, т. е. быстро реагировать на все изменения в дуге.

анодное пятно

Смотреть что такое «анодное пятно» в других словарях:

  • анодное пятно — — Тематики электротехника, основные понятия EN anode spot … Справочник технического переводчика

  • ДУГОВОЙ РАЗРЯД — самостоятельный квазистационарный электрический разряд в газе, горящий практически при любых давлениях газа, превышающих 10 2 10 4 мм рт. ст., при постоянной или меняющейся с низкой частотой (до 103 Гц) разности потенциалов между электродами. Д.… … Физическая энциклопедия

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В — ГАЗАХ прохождение электрич. тока через ионизованные газы, возникновение и поддержание ионизованного состояния под действием электрич. поля. Термин разряд возник от обозначения процесса разрядки конденсатора через цепь, включающую в себя газовый… … Физическая энциклопедия

  • ПРИЭЛЕКТРОДНЫЕ ЯВЛЕНИЯ — процессы в газовых разрядах в неоднородной по концентрации, темп ре и др. параметрам плазме, заключённой между электродом и почти однородной плазмой. В противоположность однородному положительному столбу плазмы, где ток протекает под действием… … Физическая энциклопедия

  • ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ И ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ — электронные лампы, используемые для генерации, усиления или стабилизации электрических сигналов. Электронная лампа представляет собой, по существу, герметичную ампулу, в вакууме или газовой среде которой движутся электроны. Ампулу обычно… … Энциклопедия Кольера

  • Осциллографическая электронно-лучевая трубка — предназначена для отображения на люминесцентном экране электрических сигналов. Изображение на экране служит не только для визуальной оценки формы сигнала, но и для измерения его параметров, а в некоторых случаях – для фиксации его на фотоплёнку.… … Википедия

  • ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД — один из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Происходит при низкой темп ре катода, отличается сравнительно малой плотностью тока на катоде ( … Физическая энциклопедия

  • Вакуумно-люминесцентный индикатор — Вакуумно лиминесцентный индикатор Вакуумно люминесцентный индикатор (ВЛИ), или катодолюминесцентный индикатор (КЛИ) (vacuum fluorescent display (VF … Википедия

Сварочная дуга и ее строение

Сварочная дуга — длительный разряд электрического тока, горящий между сварочным электродом и сварочной конструкцией в ионизированной среде газов и паров металлов.

Виды сварочной дуги

Различают следующие виды дуги:

  • прямого действия — дуга горящая между металлическим сварочным электродом и сварной конструкцией;
  • непрямого действия — горение дуги происходит между двумя электродами, а основной металл не включается в электрическую цепь;
  • трехфазная дуга — подведено по одной фазе на два сварочных электрода, а третья к сварочной конструкции;
  • плазменная дуга — дуга сжатая газами.

Обязательным условием горения дуги является наличие заряженных частичек (электронов и ионов) в промежутке газов между электродом и металлом. При обычной среде газы не проводят электрический ток. Для того чтобы зажечь дугу необходимо замкнуть электрод касанием об изделие, после чего выделяется значительный потенциал тепла, который ускоряет движение свободных электронов в цепи. Когда конец электрода отрывается, находясь под воздействием электрического поля вылетают в межэлектродное пространство. Самостоятельный выход электронов с катода в газовое пространство называется электронной эмиссией. Источник питания сварной дуги постоянно поставляет новые электроны и дуга горит постоянно. Техника зажигания дуги при ручной дуговой сварке описана .

Современное сварочное оборудование позволяет выполнять зажигание дуги бесконтактным методом — не касаясь электродом об изделие. Выполняется это при помощи использования генератора высокочастотных колебаний — осциллятора.

Строение сварочной дуги: катодное пятно, столб дуги, анодное пятно

Катодное пятно является источником и местом выхода электронов. Этот участок электрической дуги разогревается до температуры 2400-2600°C при использовании покрытых электродов, а количество тепла выделенного тепла на этом участке равняется 38% от общего. На этом участке дуги теряется 12-17 В напряжения сосредоточенных на разгон электродов и их эмиссию.

Столб дуги в отличии от катодного и анодного пятна является нейтральным участком дуги, где одновременно находится одинаковое количество позитивно и негативного заряженных частиц. Столб дуги выделяет приблизительно 20% об общего количества тепла. Потеря напряжения на этом участке сварочной дуги зависит от ее длины и становит 2-12 В. Температура столба дуги самая высокая 6000-8000°C.

Анодное пятно — место входа электродов в сварочную цепь с дуги. Температура 2400-2600°C, а количество выделяемого тепла 42% от общего. Спад напряжения 2-11 В. Анодное пятно под воздействием постоянной бомбардировки имеет вогнутую форму, которую называют кратером.

При сварке на постоянном токе различают прямую и обратную полярность. Меняют полярность в зависимости от вида свариваемого материала. Если требуется больший нагрев металла и глубина проплавления необходимо установить анод на изделие, где будет выделяться больше тепла — прямая полярность. При сварке на обратной полярности анод и катод меняются местами, поэтому на изделии выделяется меньше тепла.

Для сварки дугой переменного тока характерно менять полярность с частотой 50 Гц, поэтому на электроде и изделии выделяется одинаковое количество тепла. При сварке на переменном токе дуга горит менее стойко и усиливается разбрызгивание электродного металла.

Что такое сварочная дуга, ее определение

Сварочной дугой считается очень большой по величине мощности и длительности электрический разряд, который существует между электродами, на которые подано напряжение, в смеси газов. Ее свойства отличаются высокой температурой и плотностью тока, благодаря которым она способна расплавлять металлы, имеющие температуру плавления выше 3000 градусов. Вообще можно сказать, что электрическая дуга – это проводник из газа, который преобразует электрическую энергию в тепловую. Электрическим зарядом называется прохождение электрического тока через газовую среду.

Существует несколько видов электрического разряда:

  • Тлеющий разряд. Возникает в низком давлении, применяется в люминесцентных лампах и плазменных экранах;
  • Искровой разряд. Возникает, когда давление равно атмосферному, отличается прерывистой формой. Искровому разряду соответствует молния, также применяется для зажигания двигателей внутреннего сгорания;
  • Дуговой разряд. Применяет при сварке и для освещения. Отличается непрерывистой формой, возникает при атмосферном давлении;
  • Коронный. Возникает, когда тело электрода шероховато и неоднородно, второй электрод может отсутствовать, то есть возникает струя. Применяется для очистки газов от пыли;

Природа и строение

Природа сварочной дуги не так уж и сложна, как может показаться на первый взгляд. Электрический ток, проходя через катод, затем проникает в ионизированный газ, происходит разряд с ярким свечением и очень высокой температурой, поэтому температура электрической дуги может достигать 7000 – 10000 градусов. После этого ток перетекает на обрабатываемый свариваемый материал. Так как температура настолько высока дуга выделяет вредное для человеческого организма ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, оно может навредить глазам или оставить световые ожоги на коже, поэтому при проведении сварочного процесса необходима надлежащая защита.

Строение сварочной дуги представляет собой три главные области: анодная, катодная и столб дуги. Во время горения дуги на катоде и аноде образуются активные пятна – области, в которых температура достигает самых высоких значений, именно через данные области проходит весь электрический ток, анодные и катодные области представляют собой более большие падения напряжения. А сам столб располагается между этими областями падение напряжения в столбе очень незначительно. Таким образом, длина сварочной дуги представляет собой сумму вышеперечисленных областей, обычно длина равна нескольким миллиметрам, когда анодные и катодные области, соответственно, равны 10-4 и 10-5 см. Самая благоприятная длина примерно равна 4-6мм, при такой длине обеспечивается постоянная и благоприятная температура.

Разновидности

Виды сварочной дуги отличаются схемой подвода сварочного тока и средой, в которой они возникают, наиболее распространенными вариантами являются:

  • Прямое действие. При таком способе сварочный располагается параллельно свариваемой металлической конструкции и дуга возникает под углом девяносто градусов по отношению к электроду и металлу;
  • Сварочная дуга косвенного действия. Возникает, когда используется два электрода, которые располагаются под углом 40-60 градусов к поверхности свариваемой детали, дуга возникает между электродами и сваривает металл;

Также существует классификация в зависимости от атмосферы, в которой они возникают:

  • Открытый тип. Дуга данного типа горит на воздухе и вокруг нее образовывается газовая фаза, содержащая пары свариваемого материала, электродов и их покрытий;
  • Закрытый тип. Горение такой дуги происходит под слоем флюса, в газовую фазу, образовавшуюся вокруг дуги входят пары металла, электрода и флюса;
  • Дуга с подачей газов. В горящую дугу подаются сжатые газы – гелий, аргон, углекислый газ, водород и другие различные смеси газов, подаются они для того, чтобы не окислялся свариваемый металл, их подача способствует восстановительной или нейтральной среде. В газовую фазу вокруг дуги входят – подающийся газ, пары металла и электрода;

Также различают по длительности действия – стационарная (для долгого применения) и импульсная (для однократного), по материалу используемого электрода – угольные, вольфрамовые – неплавящиеся электроды и металлические – плавящиеся. Самый распространенный плавящийся электрод – стальной. На сегодняшний день наиболее часто применяется сварка с неплавящимся электродом. Таким образом, виды сварочных дуг разнообразны.

Условия горения

При стандартных условиях, то есть температуре в 25 градусов и давлении в 1 атмосферу газы не способны проводить электрический ток. Для того, чтобы образовалась дуга необходимо, чтобы газы между электродами были ионизированы, то есть имели в своем составе различные заряженные частицы – электроны или ионы (катионы или анионы). Процесс образования ионизированного газа будет называться ионизацией, а работа, которую необходимо затратить на отрыв электрона у атомной частицы для образования электрона и иона – работой ионизации, которая измеряется в электрон-вольтах и называется потенциалом ионизации. Какую именно энергию необходимо затратить для отрыва электрона от атома зависит от природы газовой фазы, значения могут быть от 3,5 до 25 эВ. Самый маленький потенциал ионизации имеют металлы щелочной и щелочно-земельной группы – калий, кальций и, соответственно, их химический соединения. Такими соединениями покрывают электроды, для того, чтобы они способствовали устойчивому существованию и горению сварочной дуги.

Также для возникновения и горения дуги необходима постоянная температура на катод, которая зависит от природы катода, его диаметра, размера и температуры окружающей среды. Температура электрической дуги поэтому должна быть постоянной и не колебаться, благодаря огромным значениям силы тока температура может достигать 7 тысяч градусов, таким образом, сваркой можно присоединять абсолютно все материалы. Постоянная температура обеспечивается с помощью исправного источника питания, поэтому его выбор при конструировании сварочного аппарата очень важен, он оказывает влияние на свойства дуги.

Особенности

Она имеет следующие особенности по сравнению с другими электрическими зарядами:

  • Высокая плотность тока, которая достигает нескольких тысяч ампер на квадратный сантиметр, благодаря чему достигается очень высокая температура;
  • Неравномерность распределения электрического поля в пространстве между электродами. Вблизи электродов падение напряжения очень велико, когда в столбе – наоборот;
  • Огромная температура, которая достигает самых больших значений в столбе из-за высокой плотности тока. При увеличении длины столба температура уменьшается, а при сужении – наоборот увеличивается;
  • С помощью сварочных дуг можно получать самые различные вольт-амперные характеристики – зависимости падения напряжения от плотности тока при постоянной длине, то есть установившемся горении. На данный момент существует три вольтамперные характеристики.

Первая – падающая, когда при увеличении силы и ,соответственно, плотности тока, напряжение падает. Вторая- жесткая, когда изменение силы тока никак не влияет на значение величины напряжения итретья – возрастающая, когда при увеличении силы тока напряжение также увеличивается.

Таким образом, сварочную дугу можно назвать самым лучшим и надежным способом скрепления металлических конструкций. Сварочный процесс оказывает большое влияние на сегодняшнюю промышленность, потому что только высокая температура сварочной дуги способна скреплять большинство металлов. Для получения качественных и надежных швов необходимо правильно и верно учитывать все характеристики дуги, следить за всеми значениями, благодаря этому процедура пройдет быстро и наиболее эффективно. Также необходимо учитывать свойства дуги: плотность тока, температуру и напряжение.

Поделись с друзьями 0 0 0 0

Что такое электрическая дуга

Это один из видов электрического разряда в газе (физическое явление). Также ее называют – Дуговой разряд или Вольтова дуга. Состоит из ионизированного, электрически квазинейтрального газа (плазмы).

Может возникнуть между двумя электродами при увеличении напряжения между ними, либо приближении друг к другу.

Вкратце о свойствах: температура электрической дуги, от 2500 до 7000 °С. Не маленькая температура, однако. Взаимодействие металлов с плазмой, приводит к нагреву, окислению, расплавлению, испарению и другим видам коррозии. Сопровождается световым излучением, взрывной и ударной волной, сверхвысокой температурой, возгоранием, выделением озона и углекислого газа.

В интернете есть немало информации о том, что такое электрическая дуга, каковы ее свойства, если интересно подробнее, посмотрите. Например, в ru.wikipedia.org.

Теперь о моем несчастном случае. Трудно поверить, но 2 дня назад я напрямую столкнулся с этим явлением, причем неудачно. Дело было так: 21 ноября, на работе, мне было поручено сделать разводку светильников в распаечной коробке, после чего подключить их в сеть. С разводкой проблем не возникло, а вот когда полез в щит, возникли некоторые трудности. Жаль андройд свой дома забыл, не сделал фото электрощита, а то было бы более ясно. Возможно сделаю еще, как выйду на работу. Итак, щит был очень старый — 3 фазы, нулевая шина (она же заземление), 6 автоматов и пакетный выключатель (вроде все просто), состояние изначально не вызывало доверия. Долго боролся с нулевой шиной, так как все болты были ржавые, после чего без труда посадил фазу на автомат. Все хорошо, проверил светильники, работают.

После, вернулся к щиту, чтобы аккуратно уложить провода, закрыть его. Хочу заметить, электрощит находился на высоте ~2 метра, в узком проходе и чтобы добраться до него, использовал стремянку (лестницу). Укладывая провода, обнаружил искрения на контактах других автоматов, что вызывало моргание ламп. Соответственно я протянул все контакты и продолжил осмотр остальных проводов (чтобы 1 раз сделать и не возвращаться больше к этому). Обнаружив, что один контакт на пакетнике имеет высокую температуру, решил протянуть его тоже. Взял отвертку, прислонил к винту, повернул, бах! Раздался взрыв, вспышка, меня отбросило назад, ударившись об стену, я упал на пол, ничего не видно (ослепило), щит не переставал взрываться и гудеть. Почему не сработала защита мне не известно. Чувствуя на себе падающие искры я осознал, что надо выбираться. Выбирался на ощупь, ползком. Выбравшись из этого узкого прохода, начал звать напарника. Уже на тот момент я почувствовал, что с моей правой рукой (ей я держал отвертку) что-то не так, ужасная боль ощущалась.

Вместе с напарником мы решили, что нужно бежать в медпункт. Что было дальше, думаю не стоит рассказывать, всего обкололи и в больницу. Никогда походу не забуду этот ужасный звук долгого короткого замыкания – зуд с жужжанием.

Сейчас лежу в больнице, на коленке у меня ссадина, врачи думают, что меня било током, это выход, поэтому наблюдают за сердцем. Я же считаю, что током меня не било, а ожег на руке, был нанесен электрической дугой, которая возникла при замыкании.

Что там случилось, почему произошло замыкание мне пока не известно, думаю, при повороте винта, сдвинулся сам контакт и произошло замыкание фаза-фаза, либо сзади пакетного выключателя находился оголенный провод и при приближении винта возникла электрическая дуга. Узнаю позже, если разберутся.

Блин, сходил на перевязку, так руку замотали, что пишу одной левой теперь )))

Фото без бинтов делать не стал, очень не приятное зрелище. Не хочу пугать начинающих электриков….

Итак, идем дальше:

Защита от электрической дуги

Какие бывают меры защиты от электрической дуги, что могло меня защитить? Проанализировав интернет, увидел, что самым популярным средством защиты людей в электроустановках от электрической дуги является термостойкий костюм. В северной Америке большой популярностью пользуются специальные автоматы фирмы Siemens, которые защищают как от электрической дуги, так и от максимального тока. В России, на данный момент, подобные автоматы используются только на высоковольтных подстанциях. В моем случае мне бы хватило диэлектрической перчатки, но сами подумайте, как в них подключать светильники? Это очень неудобно. Также рекомендую использовать защитные очки, чтобы защитить глаза.

В электроустановках борьба с электрической дугой осуществляется с помощью вакуумных и масляных выключателей, а также при помощи электромагнитных катушек совместно с дугогасительными камерами.

Это все? Нет! Самым надежным способом обезопасить себя от электрической дуги, на мой взгляд, являются работы со снятием напряжения. Не знаю как вы, а я под напряжением работать больше не буду…

Сегодня без анекдотов и новостей. Рекомендую прочитать статью средства защиты в электроустановках, все они созданы для нашей с вами защиты. Но от несчастного случая никто не застрахован, берегите себя.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *