Cтраница 3
Структура коронного чехла отрицательной полярности представлена на рис. 10 - 11 а. При повышении начальной напряженности поля вблизи провода развиваются ионизационные процессы. В возникающих лавинах электроны выносятся на наружную оболочку коронного чехла, оставляя за собой тяжелые положительные ионы. В области слабэго поля электроны захватываются частицами газа, образуя отрицательные ионы, концентрирующиеся во внешнем слое коронного чехла. [31]
При обратной полярности возрастает напряжение дуги, уменьшается устойчивость ее горения, а также повышаются нагрев п расход электрода. Эти особенности дуги обратной полярности делают ее непригодной для непосредственного применения в сварочном процессе. Одно пз объяснений этого явления заключается в том, что поверхность металла бомбардируется тяжелыми положительными ионами аргона, которые механически разрушают окиспые пленки. Процесс удаления окислов также известен как катодное распыление. Указанные свойства дуги обратной полярности используют при сварке таких сильно окисляющихся металлов, как алюминий, магний и их сплавы, применяя для питания дуги переменный ток. [32]
Осцилляторы или генераторы импульсов устраняют эффект выпрямления тока в дуге. Импульсы подаются на дугу синхронно со сменой полярности в моменты, когда изделие становится катодом. В эти же моменты при сварке наблюдается явление катодного распыления, которое выражается в разрушении пленки окислов на поверхности сварочной ванны. Предполагается, что разрушение окисных пленок обусловлено ударами тяжелых положительных ионов, которые в соответствии со знаком своего заряда движутся к катоду дуги. [33]
При обратной полярности возрастает напряжение дуги, уменьшается устойчивость ее горения, а также повышаются нагрев и расход электрода. Эти особенности дуги обратной полярности делают ее непригодной для непосредственного применения в сварочном процессе. Однако дуга обратной полярности обладает одним важным технологическим свойством: прп ее действии с поверхности свариваемого металла удаляются окислы и загрязнения. Одно из объяснений этого явления заключается в том, что поверхность металла бомбардируется тяжелыми положительными ионами аргона, которые механически разрушают окисные пленки. Процесс удаления окислов также известен как катодное распыление. Указанные свойства дуги обратной полярности используют при сварке таких сильно окисляющихся металлов, как алюминий, магний и их сплавы, применяя для питания дуги переменный ток. [34]
С повышением анодного напряжения от нуля в газотроне возникает небольшой электронный ток, как и в вакуумном диоде, так как электроны в слабом электрическом поле перемещаются от катода к аноду с малой скоростью, недостаточной для ионизации газа. Напряжение анода газотрона при его зажигании несколько уменьшается до рабочего напряжения Up, после чего остается почти неизменным при изменении тока в газотроне. Падение напряжения на открытом газотроне складывается из падения вблизи анода, в плазме и вблизи катода, которое всегда значительно больше первых двух и составляет 10 - 20 В. Увеличение анодного тока больше максимального значения недопустимо, так как при этом увеличивается падение напряжения вблизи катода, и тяжелые положительные ионы с большой силой ударяют катод, в результате чего разрушается активный слой и газотрон выходит из строя. [35]
Постоянство напряженности поля в положительном столбе разряда указывает на отсутствие IB этой области объемных зарядов и, следовательно, на то, что положительные и отрицательные частицы присутствуют в одинаковых концентрациях. Такое состояние газообразной материи, характеризующееся содержанием в единице объема достаточно больших и одинаковых количеств положительно и отрицательно заряженных частиц и, следовательно, в целом электрически нейтральное ( квазинейтралыгое), называется состоянием плазмы. Плазма обладает свойствами, роднящими ее, с одной стороны, с металлическим состоянием, а с другой - с растворами электролитов. С металлическим состоянием плазму роднит то, что по сравнению с быстродвижущимися электронами, являющимися здесь основными переносчиками тока, тяжелые положительные ионы можно рассматривать как неподвижные, подобно ионам, образующим кристаллическую решетку. С растворами электролитов плазма сходна равенством концентраций положительно и отрицательно заряженных частиц, двигающихся в среде с трением. [36]
Возрастает напряжение дуги, уменьшается ее устойчивость, значительно усиливается нагрев ж увеличивается расход вольфрамового электрода, уменьшается глубина проплавления основного металла. Дуга оказывает особое весьма важное технологически очищающее действие, которое состоит в том, что с поверхности основного металла в зоне сварки удаляются окислы и загрязнения. Это позволяет сваривать без применения флюсов алюминий, магний и их сплавы, что является большим техническим преимуществом для самолетостроения и других отраслей промышленности, где применяется сварка легких металлов. Сущность очищающего действия дуги, по-видимому, заключается в том, что при обратной полярности вольфрамовый электрод бомбардируется электронами, а основной металл - тяжелыми положительными ионами аргона. Бомбардировка ионами производит механическое действие, подобное опескоструи-ванию, разрушает и сбивает пленку окислов и очищает поверхность металла. [37]
Таким образом, газотрон обладает высокой проводимостью, позволяющей получить значительный анодный ток при небольшом анодном напряжении. В этом заключается основное преимущество газотрона перед обычным высоковакуумным диодом. Высокая проводимость газотрона является результатом компенсирующего действия положительных ионов. Заметим, что ток, непосредственно создаваемый перемещающимися от анода к катоду ионами, пренебрежимо мал по сравнению с током электронов вследствие того, что тяжелые положительные ионы имеют очень низкую подвижность. [38]