Сварочная дуга Сварочная дуга
Как известно, газы и пары в обычных условиях являются диэлектриками (то есть они не проводят электрический ток). Но в случае присутствия в них частиц, которые несут электрический заряд, они становятся хорошими проводниками.
Воздух имеет совсем незначительное количество ионов и электронов. В металлах, в отличии от газов, содержится значительно больше свободных электронов, которые собственно и передают электрическую энергию, то есть делают металлы проводниками.
Дуга электросварки это ничто иное, как электрический разряд большой мощности, который возникает между конструкцией, которую варят и сварочным электродом. Во время сварки выделяется значительное количество теплоты, а также световое излучение. Свариваемая конструкция (изделие) также является электродом, поскольку к ней подключен второй потенциал.
Для возбуждения электрического (дугового) разряда, воздушный промежуток между электродом и изделием обязательно должен быть ионизированным, ведь именно благодаря ионизации в газе и появляются носители заряда, которые и делают газ проводником.
Процесс ионизации достигается следующим путём: в момент кратковременного касания изделия концом сварочного электрода, при последующем его отрыве, место контакта изделия, конец электрода, а также воздушный зазор между ними разогреваются до высокой температуры (благодаря значительному омическому сопротивлению). К свариваемому изделию приложен положительный электрический потенциал (то есть он несёт положительные ионы), а электрод, соответственно, имеет отрицательный потенциал (свободные электроны). В результате нагрева и светового излучения возникают термоэлектронная и фотоэлектронная эмиссии, а также автоэлектронная эмиссия. В результате чего, электроны начинают двигаться от электрода к изделию. В газовом промежутке на своём пути, электроны, встречаясь с молекулами и атомами воздуха и металлических паров, выбивают из них электроны. В результате появляются свободные электроны и ионы. Таким образом, происходит ионизация воздуха между изделием и электродом. Кинетическая энергия частиц, в свою очередь, преобразуется в тепловую энергию и создаёт высокую температуру в изделии и электроде и поддерживает дугу.