Kalbant apie įtampos lanko charakteristikas, verta paminėti, kad jis turi mažesnę įtampą nei švytėjimo išlydis ir priklauso nuo lanką palaikančių elektrodų elektronų spinduliavimo. Angliškai kalbančiose šalyse šis terminas laikomas archajišku ir pasenusiu.

Lanko slopinimo būdai gali būti naudojami lanko trukmei arba lanko susidarymo tikimybei sumažinti.

1800-ųjų pabaigoje voltinis lankas buvo plačiai naudojamas viešajam apšvietimui. Kai kurie žemo slėgio elektros lankai naudojami daugelyje programų. Pavyzdžiui, apšvietimui naudojamos liuminescencinės lempos, gyvsidabrio, natrio ir metalų halogenų lempos. Ksenoninės lankinės lempos buvo naudojamos kino projektoriams.

Voltinio lanko atidarymas

Manoma, kad šį reiškinį pirmasis aprašė seras Humphry'is Davy'is 1801 m. straipsnyje, paskelbtame Williamo Nicholsono gamtos filosofijos, chemijos ir menų žurnale. Tačiau Davy aprašytas reiškinys buvo ne elektros lankas, o tik kibirkštis. Vėliau tyrinėtojai rašė: „Tai akivaizdžiai apibūdina ne lanką, o kibirkštį. Pirmosios esmė ta, kad ji turi būti ištisinė, o iškilus jos poliai neturi liestis. Sero Humphry'io Davy'io sukurta kibirkštis akivaizdžiai nebuvo ištisinė ir nors po kontakto su anglies atomais kurį laiką išliko įkrauta, greičiausiai nebuvo lanko jungties, o tai būtina norint jį priskirti voltiniam.

Tais pačiais metais Davy viešai pademonstravo poveikį Karališkajai draugijai, leisdamas elektros srovę per du besiliečiančius anglies strypus ir atitraukdamas juos nedideliu atstumu vienas nuo kito. Demonstracijoje tarp anglies taškų buvo matyti „silpnas“ lankas, sunkiai atskiriamas nuo nuolatinės kibirkšties. Mokslo bendruomenė aprūpino jį galingesne 1000 plokščių baterija, o 1808 metais jis pademonstravo didelio masto voltinio lanko atsiradimą. Jam taip pat priskiriamas jo pavadinimas anglų kalba (elektros lankas). Jis pavadino tai lanku, nes jis įgauna į viršų nukreipto lanko formą, kai atstumas tarp elektrodų tampa artimas. Taip yra dėl karštų dujų laidumo savybių.

Kaip atsirado voltinis lankas? Pirmąjį ištisinį lanką nepriklausomai užfiksavo 1802 m., o 1803 m. apibūdino kaip „specialų skystį, turintį elektrinių savybių“ rusų mokslininkas Vasilijus Petrovas, kuris eksperimentavo su vario-cinko baterija, susidedančia iš 4200 diskų.

Tolesnis tyrimas

Devynioliktojo amžiaus pabaigoje voltinis lankas buvo plačiai naudojamas viešajam apšvietimui. Elektros lankų polinkis mirgėti ir šnypšti buvo pagrindinė problema. 1895 m. Hertha Marx Ayrton parašė keletą straipsnių apie elektrą, paaiškindamas, kad voltinis lankas atsirado dėl deguonies sąlyčio su anglies strypais, naudojamais lankui sukurti.

1899 m. ji buvo pirmoji moteris, pateikusi savo darbą Elektros inžinierių institute (IEE). Jos pranešimas vadinosi „Elektros lanko mechanizmas“. Netrukus po to Ayrton buvo išrinkta pirmąja Elektros inžinierių instituto nare moterimi. Kita moteris į institutą buvo priimta jau 1958 m. Ayrton paprašė perskaityti pranešimą Karališkajai draugijai, tačiau jai nebuvo leista to padaryti dėl jos lyties, o „Elektros lanko mechanizmą“ 1901 m. jos vietoje perskaitė Johnas Perry.

apibūdinimas

Elektros lankas yra didžiausias srovės tankio tipas. Maksimalią srovę, traukiamą per lanką, riboja tik aplinka, o ne pats lankas.

Lankas tarp dviejų elektrodų gali būti inicijuotas jonizacijos ir švytėjimo išlydžio būdu, kai padidėja srovė per elektrodus. Elektrodų tarpo gedimo įtampa yra kombinuota slėgio, atstumo tarp elektrodų ir elektrodus supančių dujų tipo funkcija. Kai įsijungia lankas, jo gnybtų įtampa yra daug mažesnė nei švytėjimo išlydžio, o srovė yra didesnė. Arti atmosferos slėgio esantis lankas dujose pasižymi matoma šviesa, dideliu srovės tankiu ir aukšta temperatūra. Jis skiriasi nuo švytėjimo išlydžio tuo, kad tiek elektronų, tiek teigiamų jonų efektyvioji temperatūra yra maždaug vienoda, o švytėjimo išlydžio metu jonų šiluminė energija yra daug mažesnė nei elektronų.

Suvirinant

Išplėstinį lanką galima inicijuoti dviem elektrodais, kurie iš pradžių liečiasi ir eksperimento metu yra atskirti. Šis veiksmas gali sukelti lanką be aukštos įtampos švytėjimo išlydžio. Tokiu būdu suvirintojas pradeda suvirinti jungtį, akimirksniu paliesdamas suvirinimo elektrodą prie objekto.

Kitas pavyzdys yra elektros kontaktų atskyrimas ant jungiklių, relių ar grandinės pertraukiklių. Didelės energijos grandinėse gali prireikti lanko slopinimo, kad būtų išvengta kontaktų pažeidimo.

Volto lankas: charakteristikos

Elektrinė varža išilgai ištisinio lanko sukuria šilumą, kuri jonizuoja daugiau dujų molekulių (kur jonizacijos laipsnį lemia temperatūra), ir pagal šią seką dujos palaipsniui virsta termine plazma, kuri yra šiluminėje pusiausvyroje, nes temperatūra santykinai tolygiai pasiskirstę po visus atomus, molekules, jonus ir elektronus. Elektronų perduodama energija dėl didelio judrumo ir didelio skaičiaus elastinių susidūrimų metu greitai pasiskirsto su sunkesnėmis dalelėmis.

Srovę lanke palaiko termoninė ir lauko elektronų emisija prie katodo. Srovė gali būti sutelkta labai mažame karštame katodo taške – maždaug milijono amperų kvadratiniam centimetrui. Priešingai nei švytėjimo išlydis, lankas turi subtilią struktūrą, nes teigiamas stulpelis yra gana ryškus ir tęsiasi beveik iki elektrodų abiejuose galuose. Katodo kritimas ir kelių voltų anodo kritimas įvyksta kiekvieno elektrodo milimetro dalyje. Teigiamas stulpelis turi mažesnį įtampos gradientą ir gali nebūti labai trumpuose lankuose.

žemo dažnio lankas

Žemo dažnio (mažiau nei 100 Hz) kintamosios srovės lankas primena nuolatinės srovės lanką. Kiekviename cikle lankas inicijuojamas dėl gedimo, o elektrodai keičia vaidmenis, kai srovė keičia kryptį. Didėjant srovės dažniui, kiekvienos pusės ciklo metu nepakako laiko jonizacijai esant divergencijai, o lankui palaikyti nebereikia irimo – įtampos ir srovės charakteristika tampa omiškesnė.

Vieta tarp kitų fizinių reiškinių

Įvairios elektros lankų formos yra netiesinių srovės ir elektrinio lauko modelių savybės. Lankas susidaro dujomis užpildytoje erdvėje tarp dviejų laidžių elektrodų (dažnai volframo arba anglies), todėl susidaro labai aukšta temperatūra, galinti ištirpti arba išgaruoti dauguma medžiagų. Elektros lankas yra nuolatinis iškrovimas, o panašus elektros kibirkšties išlydis yra momentinis. Įtampos lankas gali atsirasti nuolatinės srovės arba kintamosios srovės grandinėse. Pastaruoju atveju jis gali pakartotinai nukentėti per kiekvieną srovės įvykio pusę ciklo. Elektros lankas skiriasi nuo švytėjimo išlydžio tuo, kad srovės tankis yra gana didelis, o įtampos kritimas lanke yra mažas. Prie katodo srovės tankis gali siekti vieną megaamperą kvadratiniame centimetre.

Destruktyvus potencialas

Elektros lankas turi netiesinį ryšį tarp srovės ir įtampos. Sukūrus lanką (arba progresuojant nuo švytėjimo išlydžio, arba trumpam palietus elektrodus ir tada juos atskiriant), dėl srovės padidėjimo tarp lanko gnybtų sumažėja įtampa. Šis neigiamas pasipriešinimo efektas reikalauja, kad grandinėje būtų įdėta tam tikra teigiama varža (pvz., Elektrinis balastas), kad būtų išlaikytas stabilus lankas. Dėl šios savybės nevaldomi elektros lankai aparate tampa tokie destruktyvūs, nes atsiradus lankui jis ims vis daugiau srovės iš nuolatinės srovės įtampos šaltinio, kol įrenginys bus sunaikintas.

Praktinis naudojimas

Pramoniniu mastu elektros lankai naudojami suvirinimui, plazminiam pjovimui, elektros išlydžio apdirbimui, kaip lankinė lempa kino projektoriuose ir apšvietime. Elektrinės lankinės krosnys naudojamos plienui ir kitoms medžiagoms gaminti. Tokiu būdu gaunamas kalcio karbidas, nes norint pasiekti endoterminę reakciją (2500 ° C temperatūroje) reikia daug energijos.

Anglies lankiniai žibintai buvo pirmieji elektriniai žibintai. Jie buvo naudojami gatvių šviestuvams XIX amžiuje ir specializuotiems prietaisams, tokiems kaip prožektoriai, iki Antrojo pasaulinio karo. Šiandien žemo slėgio elektros lankai naudojami daugelyje sričių. Pavyzdžiui, apšvietimui naudojamos fluorescencinės, gyvsidabrio, natrio, metalų halogenų lempos, o ksenono lankinės – kino projektoriams.

Intensyvaus elektros lanko susidarymas, kaip ir nedidelio masto lanko blyksnis, yra sprogstamųjų detonatorių pagrindas. Kai mokslininkai sužinojo, kas yra voltinis lankas ir kaip jį galima panaudoti, pasaulio ginklų įvairovė pasipildė efektyviais sprogmenimis.

Pagrindinė likusi taikymo sritis yra perdavimo tinklų aukštos įtampos skirstomieji įrenginiai. Šiuolaikiniuose įrenginiuose taip pat naudojamas aukšto slėgio sieros heksafluoridas.

Išvada

Nepaisant įtampos lanko nudegimų dažnio, jis laikomas labai naudingu fiziniu reiškiniu, kuris vis dar plačiai naudojamas pramonėje, gamyboje ir dekoratyvinių objektų kūrime. Ji turi savo estetiką ir dažnai rodoma mokslinės fantastikos filmuose. Voltinio lanko pralaimėjimas nėra mirtinas.

Šiuolaikinėje pramonėje suvirinimas turi didelę reikšmę, jis turi labai platų pritaikymo spektrą visose pramonės šakose. Suvirinimo procesui atlikti reikalingas suvirinimo lankas.

Kas yra suvirinimo lankas, jo apibrėžimas

Suvirinimo lanku laikoma labai didelė elektros iškrova pagal galią ir trukmę, kuri yra tarp elektrodų, kuriems suteikiama energija, dujų mišinyje. Jo savybės išsiskiria aukšta temperatūra ir srovės tankiu, dėl kurių jis gali išlydyti metalus, kurių lydymosi temperatūra viršija 3000 laipsnių. Apskritai galime sakyti, kad elektros lankas yra dujų laidininkas, kuris elektros energiją paverčia šilumine energija. Elektros krūvis yra elektros srovės perėjimas per dujinę terpę.

Yra keletas elektros iškrovų tipų:

• Rūkančios išskyros. Atsiranda esant žemam slėgiui, naudojamas fluorescencinėse lempose ir plazminiuose ekranuose;
• Kibirkšties iškrova. Atsiranda, kai slėgis lygus atmosferiniam, jis turi nepertraukiamą formą. Kibirkštinis išlydis atitinka žaibą, taip pat naudojamas vidaus degimo varikliams uždegti;
• Lanko iškrova. Naudojamas suvirinimui ir apšvietimui. Skiriasi ištisine forma, atsiranda esant atmosferos slėgiui;
• Karūna. Atsiranda, kai elektrodo korpusas yra grubus ir nevienalytis, antrojo elektrodo gali nebūti, tai yra, atsiranda srovė. Jis naudojamas dujoms valyti nuo dulkių;

Gamta ir struktūra

Suvirinimo lanko prigimtis nėra tokia sudėtinga, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Elektros srovė, eidama per katodą, tada prasiskverbia į jonizuotas dujas, įvyksta išlydis su ryškiu švytėjimu ir labai aukšta temperatūra, todėl elektros lanko temperatūra gali siekti 7000 - 10000 laipsnių. Po to srovė teka į apdorotą suvirintą medžiagą. Kadangi temperatūra tokia aukšta, lankas skleidžia kenksmingą žmogaus organizmui ultravioletinę ir infraraudonąją spinduliuotę, gali pakenkti akims ar lengvai nudeginti odą, todėl suvirinimo metu būtina tinkama apsauga.

Suvirinimo lanko struktūrą sudaro trys pagrindinės sritys: anodas, katodas ir lanko kolonėlė. Lanko metu ant katodo ir anodo susidaro aktyvios dėmės – zonos, kuriose temperatūra pasiekia didžiausias reikšmes, būtent per šias sritis praeina visa elektros srovė, anodo ir katodo sritys vaizduoja didesnius įtampos kritimus. Ir pati kolonėlė yra tarp šių sričių, įtampos kritimas kolonoje yra labai mažas. Taigi, suvirinimo lanko ilgis yra minėtų plotų suma, dažniausiai ilgis yra keli milimetrai, kai anodo ir katodo plotai yra atitinkamai 10-4 ir 10-5 cm.. Palankiausias ilgis yra maždaug 4-6 mm, su tokiu ilgiu pastovi ir palanki temperatūra.

Veislės

Suvirinimo lanko tipai skiriasi suvirinimo srovės tiekimo schema ir aplinka, kurioje jie atsiranda, dažniausiai naudojami šie variantai:

• Tiesioginis veiksmas. Taikant šį metodą, suvirinimas yra lygiagrečiai suvirinamai metalinei konstrukcijai, o lankas susidaro devyniasdešimties laipsnių kampu elektrodo ir metalo atžvilgiu;
• Netiesioginio veikimo suvirinimo lankas. Atsiranda naudojant du elektrodus, kurie yra 40-60 laipsnių kampu suvirinamos detalės paviršiumi, tarp elektrodų susidaro lankas ir suvirina metalą;

Taip pat yra klasifikacija, atsižvelgiant į atmosferą, kurioje jie atsiranda:

• atviro tipo. Šio tipo lankas dega ore ir aplink jį susidaro dujų fazė, kurioje yra virinamos medžiagos garai, elektrodai ir jų dangos;
• uždaro tipo. Tokio lanko degimas vyksta po srauto sluoksniu, aplink lanką susidariusioje dujų fazėje yra metalo, elektrodo ir srauto garai;
• Lankas su dujų tiekimu. Į degantį lanką tiekiamos suslėgtos dujos - helis, argonas, anglies dioksidas, vandenilis ir kiti įvairūs dujų mišiniai, tiekiami taip, kad suvirintas metalas nesioksiduotų, jų padavimas prisideda prie redukuojančios arba neutralios aplinkos. Dujų fazė aplink lanką apima - tiekiamas dujų, metalo ir elektrodų garus;

Jie taip pat išsiskiria veikimo trukme – stacionarūs (naudojant ilgą laiką) ir impulsiniai (vienkartiniam naudojimui), pagal naudojamo elektrodo medžiagą – anglis, volframas – nedegamieji elektrodai ir metaliniai – sunaudojamieji. Dažniausiai naudojamas elektrodas yra plienas. Iki šiol dažniausiai naudojamas suvirinimas nenaudojamu elektrodu. Taigi, suvirinimo lankų tipai yra įvairūs.

Degimo sąlygos

Standartinėmis sąlygomis, ty esant 25 laipsnių temperatūrai ir 1 atmosferos slėgiui, dujos negali praleisti elektros. Kad susidarytų lankas, būtina, kad dujos tarp elektrodų būtų jonizuotos, tai yra, jose būtų įvairių įkrautų dalelių – elektronų arba jonų (katijonų arba anijonų). Jonizuotų dujų susidarymo procesas bus vadinamas jonizacija, o darbas, kurį reikia atlikti norint atskirti elektroną nuo atominės dalelės, kad susidarytų elektronas ir jonas, bus vadinamas jonizacijos darbu, kuris matuojamas elektronų voltais ir vadinamas jonizacijos potencialu. Kokią energiją reikia sunaudoti norint atskirti elektroną nuo atomo, priklauso nuo dujų fazės pobūdžio, vertės gali būti nuo 3,5 iki 25 eV. Mažiausią jonizacijos potencialą turi šarminių ir šarminių žemių grupių metalai - kalis, kalcis ir atitinkamai jų cheminiai junginiai. Elektrodai yra padengti tokiais junginiais, kad jie prisidėtų prie stabilaus suvirinimo lanko egzistavimo ir degimo.

Taip pat lanko atsiradimui ir degimui reikalinga pastovi katodo temperatūra, kuri priklauso nuo katodo pobūdžio, jo skersmens, dydžio ir aplinkos temperatūros. Todėl elektros lanko temperatūra turi būti pastovi ir nesvyruoti, dėl didžiulių srovės dydžių temperatūra gali siekti 7 tūkst. laipsnių, todėl suvirinant galima tvirtinti absoliučiai visas medžiagas. Pastovią temperatūrą užtikrina geras maitinimo šaltinis, todėl jos pasirinkimas projektuojant suvirinimo aparatą yra labai svarbus, turi įtakos lanko savybėms.

atsiradimas

Jis atsiranda greitosios grandinės metu, tai yra, kai elektrodas liečiasi su virinamos medžiagos paviršiumi, dėl kolosalios temperatūros medžiagos paviršius išsilydo, o tarp elektrodo ir susiformuoja nedidelė išsilydžiusios medžiagos juostelė. paviršius. Iki tol, kol elektrodas ir virinama medžiaga išsiskiria, iš medžiagos susidaro kaklelis, kuris dėl didelių srovės tankio verčių akimirksniu lūžta ir išgaruoja. Dujos jonizuojasi ir susidaro elektros lankas. Jį galima sužadinti liečiant ar smogiant.

Ypatumai

Palyginti su kitais elektros krūviais, jis turi šias savybes:

• Didelis srovės tankis, kuris siekia kelis tūkstančius amperų kvadratiniam centimetrui, dėl kurio pasiekiama labai aukšta temperatūra;
• Netolygus elektrinio lauko pasiskirstymas erdvėje tarp elektrodų. Prie elektrodų įtampos kritimas labai didelis, kai kolonoje – priešingai;
• Didžiulė temperatūra, kuri dėl didelio srovės tankio pasiekia didžiausias stulpelio vertes. Didėjant stulpelio ilgiui, temperatūra mažėja, o susiaurėjus, atvirkščiai, didėja;
• Suvirinimo lankų pagalba galima gauti įvairias srovės įtampos charakteristikas – įtampos kritimo priklausomybę nuo srovės tankio esant pastoviam ilgiui, tai yra pastovaus degimo. Šiuo metu yra trys srovės įtampos charakteristikos.

Pirmasis krenta, kai didėjant jėgai ir atitinkamai srovės tankiui, įtampa krenta. Antrasis – kietas, kai srovės pokytis niekaip neįtakoja įtampos vertės, o trečiasis – didėjantis, kai didėjant srovei didėja ir įtampa.

Taigi, suvirinimo lankas gali būti vadinamas geriausiu ir patikimiausiu metalinių konstrukcijų tvirtinimo būdu. Suvirinimo procesas turi didelę įtaką šiuolaikinei pramonei, nes tik aukšta suvirinimo lanko temperatūra gali išlaikyti daugumą metalų kartu. Norint gauti kokybiškas ir patikimas siūles, būtina teisingai ir teisingai atsižvelgti į visas lanko charakteristikas, stebėti visas vertes, kurių dėka procedūra bus greita ir efektyviausia. Taip pat būtina atsižvelgti į lanko savybes: srovės tankį, temperatūrą ir įtampą.

Elektros lankas yra viena iš elektros iškrovos dujose rūšių. Bet koks nukreiptas įkrautų dalelių judėjimas tarp elektrodų dujose vadinamas išlydžiu. Lanko vieta tarp kitų dujų išmetimų tipų:

Lanko iškrova skiriasi nuo kitų:

1 - aukšta temperatūra 4000 - 50 OOO K

2 - didelė srovės stipris 50-10 000 A

3 - silpnas elektrinis laukas 10 - 60 V.

Jis vadinamas lanku dėl būdingos formos, atsirandančios dėl lanko įkrautų dalelių sąveikos su paties lanko magnetiniu lauku. Didėjant srovei, magnetinis laukas gali nutraukti lanko iškrovą

Srovė lanko procese teka tarp elektrodų (lanko polių) per lanko erdvės dujas.

Teigiamas elektrodas yra anodas.

Neigiamas elektrodas – katodas

Atskirkite be lanko (laisvai besiplečiantį) ir suspaustą. Laisvasis (laisvai besiplečiantis) – lankas, kurio oadius nėra ribojamas nė vienoje jo atkarpoje;

suspaustas lankas yra lankas, kurio spindulys yra ribotas bent vienoje atkarpoje.

Įtampos kritimo lanke pasiskirstymas. Tarpelektrodinėje erdvėje pastebimas netolygus elektrinio lauko pasiskirstymas (potencialūs šuoliai artimųjų elektrodų srityse) ir, atsižvelgiant į tai, įtampos kritimas išilgai lanko yra netolygus.

Laisvieji elektronai, esantys metaluose, veikiami elektrinio lauko, esant aukštai katodo temperatūrai, palieka jį. Katodo srities potencialas pagreitina ir jonizuoja lanko kolonėlės atomus. , patenka ant jo veikiant elektriniam laukui. anodo srities.Jonai juda priešinga kryptimi, bombarduodami katodą

Dujų laidininko varža yra netiesinė, todėl lankas nepaklūsta Omo dėsniui

Statinė srovės-įtampos lanko charakteristika. Priklausomai nuo srovės tankio, srovės įtampos charakteristika gali būti krentanti, plokščia ir didėjanti

Esant mažoms srovėms, didėjant srovei, įkrautų dalelių skaičius intensyviai didėja, daugiausia dėl kaitinimo ir elektronų emisijos padidėjimo iš katodo paviršiaus, taigi ir atitinkamai didėjančio tūrio jonizacijos lanko stulpelyje.

Tokiu atveju sumažėja lanko kolonėlės varža, o iškrovimui palaikyti reikalinga įtampa krenta. Lanko charakteristika krenta.

Toliau didėjant srovei ir ribotam elektrodų skerspjūviui, lanko kolonėlė šiek tiek suspaudžiama ir mažėja dujų, dalyvaujančių perkeliant krūvius, tūris. Tai lemia mažesnį įkrautų dalelių skaičiaus augimo greitį.

Lanko įtampa mažai priklauso nuo srovės. Charakteristika yra plokščia.

Pirmose dviejose srityse lanko elektrinė varža yra neigiama (neigiama). Šios sritys būdingos lankams, kurių srovės tankis yra palyginti mažas. Tolesnis srovės padidėjimas lemia katodo terminio pajėgumo išeikvojimą. Įkrautų dalelių skaičius nedidėja, o lanko varža tampa teigiama ir beveik pastovi. Atsiranda labai jonizuota suspausta plazma, savo savybėmis artima metaliniams laidininkams. Toks lankas paklūsta Ohmo dėsniui.

Įvairių lanko sričių energetinė talpa

Pateiktiems skaičiams įtampos kritimas lanko srityse (lankas geležies garuose) ir srovės vertės, būdingos rankiniam lankiniam suvirinimui:

Katodo srityje 14Vx100A \u003d 1,4 kW per * 10 "5 cm ilgį

Lanko stulpelyje 25 V/cm x 0,6 cm x 100 A = 1,5 kW per ^0,6 cm ilgį

Anodo srityje 2,5 V x 100 A \u003d 250 W per 10"4 cm ilgį.

Pagrindiniai energijos vartotojai yra katodo sritis ir lanko kolonėlė, akivaizdu, kad jose vyksta pagrindiniai fizikinį reiškinį apibūdinantys procesai, kurių rezultatas – lanko išlydis.

Esant pastoviems elektrodų skersmenims ir atstumams tarp jų, lanko elektriniai parametrai priklausys nuo elektrodų medžiagos (emisija, metalo garai kolonėlėje), dujų sudėties lanke, elektrodo temperatūros, dujų sudėties lanke (stulpelyje). lanko stulpelis).

Tai yra, lanko elektriniai parametrai priklauso nuo fizinių ir geometrinių veiksnių. Elektrodų dydžio ir atstumo tarp jų keitimas įtakoja lanko elektrines charakteristikas

Suvirinimo lankai skirstomi (klasifikuojami):

Pagal elektrodų medžiagas (Fe, W, Cu ir kt.)

Pagal dujų sudėtį (ore, metalo garuose, apsauginių dujų sraute;

Sunaudojamas arba nevartojamas elektrodas ir kt.

Fiziniai procesai katodo srityje

Elektronai palieka katodo paviršių ir juda link anodo. Kelias, kurį jie nueina prieš pirmąjį susidūrimą su lanko dujų atomais, riboja katodo sritį. Skaičiavimai rodo, kad tai yra * Yu "b cm normaliam slėgiui ir lankui ore ir geležies garuose.

Įprasta katodo sritimi vadinti šią lanko sritį (1C) "5 cm) ir patį katodo paviršių.

1) Bendra elektros srovė katodo srityje susideda iš elektronų ir jonų srovės

Srovės tankis (A/cm2):

I = eo-rvWe'i© = e0n©W&

e0 – elektrono krūvis;

n© – elektronų skaičius;

W© – elektronų judėjimo (drift) greitis.

Jei darysime prielaidą, kad jonų ir elektroninių srovių srovių lygybė (ties I, > 1c), tai

Jonai ir elektronai, praeinantys per katodo sritį, kaupia kinetinę energiją:

R _ P1fuf - _ tsLChe.

kur m, m © yra atitinkamos masės.

Kadangi juos pagreitina elektrinis laukas, jų gaunama energija bus Єo-ІL (krūvių ir potencialų skirtumo sandauga):

Eph = Jos = Єо. ik

tada įkrautų dalelių greičiai:

w* = ; mes = ne., tada

ne _ W9 _ y gpe _ I gp (

Elektronų masė mQ, \u003d 9,106-10 "28 g

Protonų masė mn \u003d 1,66-10 "24 g

1.66-10"24-55.84_z19

Geležies jonų AFe = 55,84; tokiu atveju:

apie katodą, duoti jam savo energiją, jį įkaitinant, užfiksuoti elektroną, virstantį neutraliais atomais. Elektronai iš katodo pagreitinami iki energijos eo U* ir atsitrenkia į lanko kolonėlės atomus bei juos jonizuoja.

katodo emisija

Yra tokių tipų elektronų emisija iš katodo paviršiaus:

terminis;

Autoelektroninis (elektrostatinis);

Fotoelektroninis (išorinis fotoelektrinis efektas);

Antrinis (paviršiaus bombardavimas atomais, jonais, sunkiosiomis dalelėmis, elektronais ir kt.);

Suvirinant lankiniais metodais, dažniausiai pasitaiko šiluminė ir autoelektroninė emisija.

Emisijos intensyvumas apskaičiuojamas pagal srovės tankį j [A/cm2] (suvirinimui 102 ... 105 A/mm2).

Termioninė emisija.

Laisviesiems elektronams, esantiems kietoje medžiagoje, neleidžiama palikti jos elektrinio lauko – paviršiaus potencialo barjero.

Mažiausios energijos vertė, kurią turi suteikti elektronas, kad jis galėtų palikti kūno paviršių ir nutolti iki tokio atstumo, kai jo ir kūno sąveika neįmanoma, vadinama darbo funkcija.

Visada atsiras elektronų, kurie netyčia paima šią energiją ir palieka kūną. Tačiau veikiami elektrinio lauko jie iškart grįžta atgal.

Kylant kūno temperatūrai, daugėja elektronų, turinčių pakankamai energijos išeiti iš kūno.

Elektrostatiniuose skaičiavimuose darbo funkcija A* = e0 f, kur<р - потенциал выхода. Е0 = 1, А, = ф в эктрон-вольтах.

Termioninės emisijos srovės tankis nustatomas pagal Richardsono – Deštmano lygtį:

jT=AT2e“kf; jT = AT2e"^

A – pastovus, priklauso nuo katodo medžiagos

T - temperatūra

k: - Boltzmanno konstanta k \u003d 8,62 10'5 eV / K \u003d 1,38-10 "23 JJ

Termioninės emisijos srovė pasirodo keliomis eilėmis (100 .... 10 000 kartų) mažesnė nei reikalinga katodui suvirinant, pavyzdžiui, plieną.

Bet 8 katodo srityje yra tūrinis teigiamas joninis krūvis, kuris sukuria 1-106 V/cm ir didesnį lauko stiprumą. Tokio stiprumo elektrinis laukas pakeičia elektronų emisijos iš katodo sąlygas.

Elektronų darbo funkcija mažėja pagal lauko stiprumo dydį artimojo elektrodo (katodo) srityje. Šis reiškinys vadinamas Šotkio efektu. Darbo funkcija, kai yra katodo paviršinės srities elektrinis laukas e, sumažėja: DAV \u003d "2E, / 2 DAV \u003d 3,8-10" * E

E – elektrinio lauko stipris Ypatingą vaidmenį paaiškinant katodo emisijos reiškinius esant anomaliai dideliam srovės tankiui, būdingam suvirinimui sunaudojamuoju elektrodu, vaidina elektrostatinė hipotezė (lauko emisija), kurią sukūrė Langmuir (1923). Elektronų srautas turi bangines savybes Elektronas – banga gali prasiskverbti nuo katodo iki anodo nepakildama iki emisijai reikalingo potencialo lygio, bet jį aplenkdama. Tai vadinama tunelio perėjimu.Ji vyksta neeikvojant energijos.

Šiuo atveju potencialo barjero reikšmė turėtų būti mažesnė už sraute esančio elektrono bangos ilgį. Elektronų srauto bangos ilgis:

Ft - Planko konstanta ft \u003d 4,13-10 "15 e-in su m - elektrono masė V - elektronų srauto greitis.

y ir β yra konstantos, kurios priklauso nuo katodo medžiagos.

Fotoemisija (išorinis fotoelektrinis efektas, Einšteino efektas). Kai katodas sugeria šviesos kvantus, gali atsirasti elektronų, kurių energija yra daug didesnė nei darbo funkcija. Fotoemisijos atsiradimo sąlyga (Einšteino dėsnis)

Fi v £ f + Uz mv2

fi - Planko konstanta F> = 6,626176 (36) - 10 m J-sek; v – šviesos bangos dažnis;

m - elektros masė. ant

v – elektrono greitis po emisijos.

c - šviesos greitis vakuume lygus 299792458,0 (1,2) m/s;

vo, *o – ribojantis šviesos dažnį ir bangos ilgį, galintį sukelti fotoemisiją.

Dujų mišinys jonizuojamas skirtingai nei kiekvienos atskiros dujos dėl to, kad elektronų dujos, kurios susidaro dėl jonizacijos, bus bendros visoms dujų mišinio sudedamosioms dalims. Mišinio jonizacijos laipsnis:

■ L-ts p-d R'

n yra dalelių skaičius;

S yra dalelių sąveikos skersmuo (Ramsauerio skersmuo);

P - išorinis slėgis.

Vidutinis kvadratinis greitis nustatomas pagal vidutinę šiluminio judėjimo energiją.

k yra Boltzmanno konstanta.

Laisvasis jono kelias yra X* laisvas neutralaus atomo kelias. Laisvasis elektrono kelias L * o * 4ILp (Ramsauerio efektas).

Skaičiavimai rodo, kad esant geležies jono ir elektrono masėms: pіr** = 56-1,66-1 O"2* g,

jų mobilumo santykis bus toks:

Akivaizdu, kad jonų srovė yra 1830 kartų mažesnė už elektronų srovę. Atsižvelgiant į pirmiau minėtas priklausomybes, atsižvelgiant į slėgį, elektronų judrumas bus:

b. =J-Ts-Ts - ■Jt ps

B \u003d 3,62-10'13 - bedimensinė vertė;

5 - dalelių sąveikos skersmuo (Ramsauer).

Elektronų dreifo greitis lanko stulpelyje:

Atliekant skaičiavimus, daroma prielaida, kad lanko kolonėlė yra cilindro formos, vienalytė su pastoviu srovės tankiu per skerspjūvį - K. K. Khrenovo kanalo modelis.

Lanko stulpelio ilgis praktiškai lygus lanko ilgiui (0,1 - 15 mm ribose). Įtampos kritimas lanko stulpelyje yra proporcingas stulpelio ilgiui:

Anodo elektrinis laukas išmeta teigiamus jonus į lanko kolonėlę, o ne pritraukia elektronus. Sukuriamas tūrinis neigiamas krūvis. Iš paviršinio anodo teigiami jonai neišspinduliuoja (išskyrus tam tikrus anglies lanko tipus). Šiuo atžvilgiu anodo srities srovė yra grynai elektroninė srovė ha \u003d / "<>.

Anodo srities ilgis yra maždaug lygus vidutiniam laisvam elektronų keliui po paskutinio susidūrimo su atomu. Tūrinis neigiamas anodo srities krūvis sukelia anodo įtampos kritimą, kuris mažai priklauso nuo anodo medžiagos, lanko dujų, srovės per lanką ir yra lygus 2 ... 3 V. Elektronas, pasiekęs anodą, suteikia jam kinetinę energiją. , taip pat darbo funkcija, kuri buvo skirta elektronui atjungti nuo katodo.

Srovės ir įtampos charakteristika lankui, kuris laisvai plečiasi (laisvas)

Lankinio išlydžio sistema yra stabili. Nuolat tiekdamas energiją, jis palaiko save įvairiais režimais. Bet koks disbalansas sukelia tokį lanko parametrų pasikeitimą, kad lanko procesas išlieka (nenutraukiamas). Sienos. kuriuose galimi lanko procesai ir lanko parametrų kitimo pobūdis reaguojant į disbalansus, nustato srovės-įtampos charakteristikas.

Statinis -1 - OS; dinaminis -1 - 0.

Mes apsvarstysime statines lanko kolonėlės charakteristikas.

Prielaidos (K.K. Chrenovo kanalo modelis):

Mes laikome stabilų lanko procesą. Energija į lanką tiekiama neribotai ir savavališkai ilgam laikui. Jokie išoriniai veiksniai neturi įtakos lanko skersmeniui.

Visose lanko zonose griežtai palaikoma termodinaminė pusiausvyra. Šiuo atveju lanko plazma paklūsta Sahos įstatymui.

Lanko stulpelis yra cilindras, kurio paviršius smarkiai atskiria lanko plazmą, kurios temperatūra Td, nuo aplinkos T = 0.

Visi lanko kolonėlės šiluminiai nuostoliai yra išorinio cilindrinio lanko apvalkalo spinduliuotės nuostoliai ir atitinka Stefano-Boltzmanno dėsnį.

Steinbecko minimumo principas.

Lankoje, kuri laisvai plečiasi, fiziniai procesai yra sureguliuoti taip, kad t-> min.

Esant stabiliam lanko procesui, lanko kolonėlės šilumos nuostoliai yra minimalūs šiomis sąlygomis. Esant tam tikrai dujų fazės būsenai ir pastoviai IH ir P, elektrinis laukas priklausys tik nuo I^.

1. Didėjant kolonėlės temperatūrai nuo T6, kartu didėja ir jonizacijos laipsnis, elektronų judrumas, srovės tankis, elektrinio lauko stiprumas, didėja ir spinduliuotės nuostoliai.

2. Sumažėjus kolonėlės temperatūrai nuo TB, mažėja jonizacijos laipsnis ir srovės tankis, tačiau didėja lauko stiprumas. Energijos sąnaudos auga.

Jei nėra jokių lanko skersmens apribojimų, lankas yra plataus diapazono savireguliacinė sistema. Mažiausias galimas lauko stiprumas automatiškai palaikomas lanke. Tai yra, esant pastovioms terpės fizinių parametrų vertėms ir Іd lanke, nustatomos tokios T^ ir rst reikšmės, kurioms esant lauko stiprumas stulpelyje bus minimalus.

Energijos balansas lanko regionuose

Energijos balansas lanko stulpelyje f – elektronų srovės dalis, |a – suvirinimo srovė.

Šaltinio energija (Joule-Lenz šiluma, išsiskirianti dėl lanko kolonėlės plazmos atsparumo pratekančiai srovei):

ist - įtampos kritimas lanko stulpelyje.

Neutralių atomų jonizavimas:

C – lanko tarpo dujų jonizacijos potencialas.

Spinduliavimo šilumos nuostoliai – RCT

Šilumos nuostoliai dėl konvekcijos - R^*,

Šiluminiai nuostoliai dėl įkrautų dalelių difuzijos į aplinką – RAWt>

Šilumos nuostoliai endoterminėms cheminėms reakcijoms – RXMt

Balanso lygtis:

(1 – f)l*U* + (1– f)l*Ui+ 4d – Rem = f-lu

Q* + R* arba supaprastinta forma:

Q* = lc* (JK –<р)

taigi išvestis:

tuo geresnė elektronų emisija nuo katodo paviršiaus (tuo mažesnė darbo funkcija<р) - тем больше теплоты выделяется на катоде. Опытные данные показывают:

be to: 2 - būdingas nenaudojamiems katodams;

10 - būdingas sunaudojamiems katodams.

3. Energijos balansas prie anodo.

Balanso lygtis:

R + A ■ Rem - Qt + R*

arba supaprastinta forma:

Q" = l~(U, +<р)

Patirti duomenys rodo:

Suspaustas lankas.

Lanko stulpelio het spindulys visų pirma yra srovės lanke funkcija:

pі / 2,2 3 gst \u003d C2 -yy - d

b3,!9k2 a0 Uj

Didėjant srovei, lanko spindulys didėja.

drCT „ P12 2,-13 . Р12 Padarė

ID Std3i (912 3 OR 2a‘3i! 9.2", C

Dgst – lanko spindulio didėjimo greitis.

Lanko stulpelio spindulio kitimo greitis (Dgst – greitis) priklauso nuo absoliučios srovės vertės. Esant mažoms srovėms, spindulys jautrus srovės pokyčiams, esant didelėms srovėms – nelabai. Riba yra tada, kai I" - * ", Dhet = 0.

Kai Dgst = const, lanko srovė nustatoma pagal srovės tankį "i"

I = LGap "Urna-

Lankas, turintis šias savybes, vadinamas suspaustu. Jei spindulys bent vienoje atkarpoje yra konstantos reikšmė ^ A ^ ra vadinama suspausta.

Perėjimo iš laisvojo į sutrauktą lanką riba priklauso nuo jonizacijos potencialo U,. Esant mažai U reikšmei, reikia didelės srovės, kad patektų į suspaustą lanką. Spindulį galima apriboti vieno iš elektrodų plotu arba padidinus šilumos perdavimą nuo kolonėlės šoninio paviršiaus. Pučiant lanką šaltų dujų srove, esant mažoms srovės vertėms, jį galima paversti suspaustu.

Realiomis sąlygomis Dhet padidėjimą gali paveikti:

1. Elektrodų, tarp kurių dega lankas, spindulys.

2. Dujų, kuriose dega lankas, jonizacijos potencialas.

3. Šilumos perdavimas nuo lanko kolonėlės šoninio paviršiaus.

Suspausto lanko gavimo metodai

Remiantis tuo, yra tokie būdai, kaip gauti suspaustą lanką:

Apriboti bent vieno iš elektrodų skersmenį;

Lanko pūtimas dujomis, turinčiomis didelį jonizacijos potencialą ir aukštą šilumos laidumą (Ag. He);

Išorinis išilginis magnetinis laukas (inžinerijoje nenaudojamas).

Bendras lanko srovės įtampos charakteristikos aprašymas, remiantis tuo, kas išdėstyta pirmiau, gali būti atliktas taip:

1) Laisvas lankas (laisvai besiplečiantis). Lanko stulpelio gst spindulys didėja

srovės augimas^Id. Lanko temperatūra išlieka pastovi T = const, jonizacijos laipsnis x labai mažas. Tiek lanko kolonėlė, tiek katodo sritis turi kritimo charakteristikas.

2) Suspaustas silpnai jonizuotas lankas. Lanko stulpelio spindulys r - nedidėja didėjant m. jonizacijos laipsnis x ir lanko stulpelio Ta temperatūra pradeda pastebimai didėti. Lanko stulpelis vis dar turi kritimo charakteristiką. Katodo sritis – didėja

3) Cu ^ m ^ in ^ yuok £ jonizuotas lankas. Lanko kolonėlės ir katodo srities jonizacijos laipsnis x-*1 VAC didėja. Lanko procesai nustoja priklausyti nuo lanko kolonėlės dujų poliškumo, elektrodų medžiagų ir savybių. Lankas tampa įprastu laidininku metalų lygyje (esant 10 000 K, varža p \u003d 1,5-1 O "4 Ohm cm), virsta labai koncentruotu, labai stabiliu suvirinimo šilumos šaltiniu

Elektros lankas ir jo savybės

Elektros lankinis suvirinimas buvo labiausiai paplitęs mechanikos inžinerijoje. Leiskite mums išsamiau apsvarstyti elektros lankinio suvirinimo ypatybes.

Elektros lankas yra nuolatinis elektros srovės iškrovimas tarp dviejų elektrodų, vykstantis dujinėje terpėje. Elektros lankas, naudojamas metalams suvirinti, vadinamas suvirinimo lanku. Toks lankas daugeliu atvejų dega tarp elektrodo ir ruošinio, t.y. yra tiesioginis lankas.

Nuolatinės srovės lankas, degantis tarp metalinio elektrodo (katodo) ir virinamo metalo (anodo), turi keletą aiškiai išsiskiriančių sričių (2.3 pav.). Elektrai laidus dujų kanalas, jungiantis elektrodus, yra nupjauto kūgio arba cilindro formos. Jo savybės skirtingais atstumais nuo elektrodų nėra vienodos. Plonų dujų sluoksnių, esančių šalia elektrodų, temperatūra yra palyginti žema. Priklausomai nuo elektrodo, prie kurio jie yra greta, poliškumo, šie sluoksniai vadinami katodiniais. 2 ir anodas 4 lanko plotai.

Katodo srities ilgis lk yra nustatomas pagal neutralių atomų vidutinį laisvąjį kelią ir yra

̃ apie 10 -5 cm.Anodo srities ilgis l a yra nulemtas laisvo elektrono kelio ir yra maždaug 10 -3 cm Tarp artimųjų elektrodų sričių yra labiausiai išsiplėtusi, aukštos temperatūros iškrovos sritis - lanko kolona l c 3.

Ant katodo ir anodo paviršiaus susidaro dėmės, atitinkamai vadinamos katodu 1 ir anodas 5 taškas, kuris yra lanko kolonėlės, per kurią praeina visa suvirinimo srovė, pagrindai. Elektrodų dėmės išsiskiria savo švytėjimo ryškumu esant santykinai žemai temperatūrai (2600 ... 3200 K). Temperatūra lanko stulpelyje siekia 6000...8000 K.

Bendras lanko ilgis l d yra lygus visų trijų jo sričių ilgių sumai (l d\u003d l a + l k) o realiomis sąlygomis yra 2 ... 6 mm.

Bendra suvirinimo lanko įtampa, atitinkamai, yra įtampos kritimų atskirose lanko srityse suma ir yra nuo 20 iki 40 V. Suvirinimo lanko įtampos priklausomybė nuo jo ilgio apibūdinama lygtimi , kur bet -įtampos kritimų katodo ir anodo srityse suma, V; l d- lanko kolonos ilgis, mm; b- specifinis įtampos kritimas lanke, t.y. nurodytas 1 mm lanko stulpelio ilgio, V/mm.

Viena iš pagrindinių elektros lankinio išlydžio charakteristikų yra statinė srovės-įtampos charakteristika – lanko įtampos, esant pastoviam lanko ilgiui, priklausomybė nuo jame esančios srovės (2.4 pav.).

Didėjant lanko ilgiui, įtampa didėja ir lankui būdingos statinės srovės-įtampos kreivė pakyla aukščiau, apytiksliai išlaikant savo formą (kreivės a, b, c). Ant jo išskiriami trys regionai: krintantis I, standus (beveik horizontalus) II ir didėjantis III. Priklausomai nuo lanko degimo sąlygų, ją atitinka viena iš charakteristikos skyrių. Atliekant rankinį lankinį suvirinimą dengtais elektrodais, suvirinant apsauginėse dujose nesunaudojamu elektrodu ir suvirinant panardinamuoju lanku esant santykinai mažam srovės tankiui, lanko charakteristika iš pradžių kris, o didėjant srovei visiškai pavirs į kietą. Tuo pačiu metu, didėjant suvirinimo srovei, proporcingai didėja lanko kolonėlės skerspjūvis ir anodo bei katodo dėmių skerspjūvio plotas. Srovės tankis ir lanko įtampa išlieka pastovūs.

Suvirinant panardintą lanką ir apsauginėse dujose plonu elektrodo laidu esant dideliam srovės tankiui, lanko charakteristika didėja. Tai paaiškinama tuo, kad katodo ir anodo dėmių skersmenys tampa lygūs elektrodo skersmeniui ir nebegali didėti. Lanko tarpelyje įvyksta visiška dujų molekulių jonizacija ir tolesnis suvirinimo srovės padidėjimas gali atsirasti tik dėl elektronų ir jonų judėjimo greičio padidėjimo, t.y. dėl elektrinio lauko stiprumo padidėjimo. Todėl norint dar labiau padidinti suvirinimo srovę, reikia padidinti lanko įtampą.

Suvirinimo lankas yra galingas koncentruotas šilumos šaltinis. Beveik visa lanko sunaudota elektros energija paverčiama šiluma. Bendra lanko šiluminė galia Q \u003d I sv U d(J/s) priklauso nuo suvirinimo srovės stiprio Aš šv(A) ir lanko įtampa U d(IN).

Reikėtų pažymėti, kad ne visa lanko šiluma išleidžiama metalo šildymui ir lydymui. Dalis jo nenaudingai išleidžiama aplinkiniam orui ar apsauginėms dujoms šildyti, radiacijai ir pan. Šiuo atžvilgiu efektyvi šiluminė lanko galia q eff(J / s) (ta suvirinimo lanko šilumos dalis, kuri patenka tiesiai į gaminį) nustatoma pagal šį ryšį: čia η – gaminio kaitinimo suvirinimo lanku efektyvumo koeficientas (COP), nustatytas empiriškai.

Koeficientas η priklauso nuo suvirinimo būdo, elektrodo medžiagos, dangos ar srauto sudėties ir daugelio kitų veiksnių. Pavyzdžiui, suvirinant atviru lanku anglies ar volframo elektrodu, jis vidutiniškai yra 0,6; suvirinant dengtais (kokybiškais) elektrodais - apie 0,75; suvirinant povandeniniu lanku - 0,8 ir daugiau.

Elektros lankas yra galinga, ilgalaikė elektros iškrova tarp įtampą turinčių elektrodų labai jonizuotame dujų ir garų mišinyje. Jam būdinga aukšta dujų temperatūra ir didelė srovė išleidimo zonoje.

Elektrodai yra prijungti prie kintamosios srovės šaltinių (suvirinimo transformatorius) arba nuolatinės srovės (suvirinimo generatorius arba lygintuvas) su tiesioginiu ir atvirkštiniu poliškumu.

Suvirinant nuolatine srove, prie teigiamo poliaus prijungtas elektrodas vadinamas anodu, o prie neigiamo - katodu. Tarpas tarp elektrodų vadinamas lanko tarpo sritimi arba lanko tarpu (3.4 pav.). Lanko tarpas paprastai skirstomas į 3 būdingus regionus:

1. anodo sritis greta anodo;
2. katodo sritis;
3. lanko postas.

Bet koks lanko uždegimas prasideda nuo trumpojo jungimo, t.y. nuo trumpojo elektrodo jungimo su gaminiu. Šiuo atveju U d \u003d 0, o srovė I max \u003d I trumpasis jungimas. Uždarymo vietoje atsiranda katodo dėmė, kuri yra būtina (būtina) lankinio išlydžio egzistavimo sąlyga. Susidaręs skystas metalas, ištraukus elektrodą, ištempiamas, perkaista ir temperatūra pasiekia, iki virimo taško – lankas sužadinamas (uždega).

Lankas gali užsidegti be elektrodų kontakto dėl jonizacijos, t.y. dielektrinio oro (dujų) tarpo suirimas dėl įtampos padidėjimo osciliatoriais (argono lankinis suvirinimas).

Lanko tarpas yra dielektrinė terpė, kuri turi būti jonizuota.

Lankinio išlydžio egzistavimui pakanka U d \u003d 16 ÷ 60 V. Elektros srovės perėjimas per oro (lanko) tarpą galimas tik tuo atveju, jei jame yra elektronų (elementariųjų neigiamų dalelių) ir jonų: teigiamų ( +) jonai – visos elementų molekulės ir atomai (lengvesnės formos metalai Me); neigiami (-) jonai - lengviau susidaro F, Cr, N 2, O 2 ir kiti elementai, turintys elektronų giminingumą e.

3.4 pav. – Lanko degimo schema

Lanko katodo sritis yra elektronų, jonizuojančių dujas lanko tarpelyje, šaltinis. Iš katodo išsiskiriantys elektronai yra pagreitinami elektrinio lauko ir tolsta nuo katodo. Tuo pačiu metu, veikiant šiam laukui, į katodą siunčiami + jonai:

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

Anodo sritis turi daug didesnį tūrį U a< U к.

Lanko stulpelis - pagrindinė lanko tarpo dalis yra elektronų, + ir - jonų ir neutralių atomų (molekulių) mišinys. Lanko stulpelis yra neutralus:

∑ mokestis neg. = ∑ teigiamų dalelių krūviai.

Energija stacionariam lankui palaikyti gaunama iš maitinimo šaltinio maitinimo šaltinio.

Skirtingos temperatūros, anodo ir katodo zonų dydžiai ir skirtingas išsiskiriančios šilumos kiekis lemia tiesioginio ir atvirkštinio poliškumo buvimą suvirinant nuolatine srove:

Q a > Q to; U a< U к.

• kai reikalingas didelis šilumos kiekis didelio storio metalo briaunoms šildyti, naudojamas tiesioginis poliškumas (pavyzdžiui, dengiant paviršių);
• su plonasieniais ir neperkaistančiais suvirintais metalais, atvirkštinis poliškumas (+ ant elektrodo).