Elektri?ni luk- ovo je sna?no, dugotrajno elektri?no pra?njenje izme?u elektroda pod naponom u visoko joniziranoj mje?avini plinova i para. Karakteri?e ga visoka temperatura gasa i velika struja u zoni pra?njenja.

Elektrode su spojene na AC izvore ( transformator za zavarivanje) ili istosmjerne struje (generator za zavarivanje ili ispravlja?) sa direktnim i obrnutim polaritetom.

Prilikom zavarivanja jednosmjernom strujom, elektroda spojena na pozitivni pol naziva se anoda, a na negativni - katoda. Razmak izme?u elektroda naziva se podru?je lu?nog razmaka ili lu?ni razmak (slika 3.4). Lukni jaz se obi?no dijeli na 3 karakteristi?na podru?ja:

1. anodno podru?je pored anode;
2. katodno podru?je;
3. arc post.

Svako paljenje luka po?inje sa kratki spoj, tj. od kratkog spoja elektrode sa proizvodom. U ovom slu?aju, U d = 0, a struja I max = I kratki spoj. Na mjestu zatvaranja pojavljuje se katodna mrlja, koja je neophodan (neophodan) uslov za postojanje lu?nog pra?njenja. Nastali te?ni metal, kada se elektroda povu?e, raste?e se, pregrije i temperatura dostigne, do to?ke klju?anja - luk se pobu?uje (zapali).

Luk se mo?e zapaliti bez kontakta elektroda zbog jonizacije, tj. proboj dielektri?nog zra?nog (gasnog) zazora zbog pove?anja napona oscilatorima (argonsko lu?no zavarivanje).

Lukni jaz je dielektri?ni medij koji se mora ionizirati.

Za postojanje lu?nog pra?njenja dovoljno je U d \u003d 16 ? 60 V. Prolazak elektri?ne struje kroz zra?ni (lu?ni) procjep mogu? je samo ako postoje elektroni (elementarni negativne ?estice) i joni: pozitivni (+) joni - svi molekuli i atomi elemenata (lak?e formiraju Me metale); negativni (-) joni - lak?e formiraju F, Cr, N 2, O 2 i druge elemente sa afinitetom prema elektronu e.

Slika 3.4 - ?ema sagorevanja luka

Katodno podru?je luka je izvor elektrona koji jonizuju plinove u lu?nom procjepu. Elektroni oslobo?eni s katode ubrzavaju se elektri?nim poljem i udaljavaju se od katode. Istovremeno, pod uticajem ovog polja, ioni + se ?alju na katodu:

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

Anodno podru?je ima mnogo ve?i volumen U a< U к.

Stub luka - glavni dio lu?nog jaza je mje?avina elektrona, + i - jona i neutralnih atoma (molekula). Stub luka je neutralan:

? punjenje neg. = ? naboja pozitivnih ?estica.

Energija za odr?avanje stacionarnog luka dolazi iz izvora napajanja.

Razli?ite temperature, veli?ine anodnih i katodnih zona i razli?it iznos oslobo?ena toplina - odre?uje postojanje direktnog i obrnutog polariteta pri zavarivanju jednosmjernom strujom:

Q a > Q to; U a< U к.

• na zahtjev veliki broj toplina za zagrijavanje rubova metala velikih debljina, koristi se direktan polaritet (na primjer, prilikom oblaganja);
• sa zavarenim metalima tankih zidova i ne pregrijavanjem, obrnuti polaritet (+ na elektrodi).

Prilikom prebacivanja elektri?nih aparata ili prenapona u krugu izme?u dijelova koji vode struju, mo?e se pojaviti elektri?ni luk. Mo?e se koristiti u korisne tehnolo?ke svrhe, a istovremeno biti ?tetan za opremu. Trenutno su in?enjeri razvili brojne metode za suzbijanje i kori?tenje elektri?nog luka u korisne svrhe. U ovom ?lanku ?emo pogledati kako se to doga?a, njegove posljedice i opseg.

Formiranje luka, njegova struktura i svojstva

Zamislite da radimo eksperiment u laboratoriji. Imamo dva provodnika, na primjer, metalne eksere. Postavljamo ih vrhom jedan prema drugom na maloj udaljenosti i spajamo vodove podesivog izvora napona na eksere. Ako postupno pove?avate napon izvora napajanja, tada ?emo na odre?enoj vrijednosti vidjeti iskre, nakon ?ega se formira stalan sjaj sli?an munji.

Tako se mo?e posmatrati proces njegovog formiranja. Sjaj koji se formira izme?u elektroda je plazma. Zapravo, ovo je elektri?ni luk ili tok elektri?ne struje kroz plinoviti medij izme?u elektroda. Na slici ispod vidite njegovu strukturu i strujno-naponsku karakteristiku:

A evo i pribli?nih temperatura:

Za?to nastaje elektri?ni luk?

Sve je vrlo jednostavno, razmatrali smo u ?lanku o, kao i u ?lanku o tome da ako se bilo koje provodljivo tijelo (?eli?ni ekser, na primjer) unese u elektri?no polje- Naboji ?e se po?eti akumulirati na njegovoj povr?ini. ?tovi?e, ?to je manji radijus savijanja povr?ine, to se vi?e akumuliraju. razgovor obi?an jezik- naboji se nakupljaju na vrhu nokta.

Izme?u na?ih elektroda, vazduh je gas. Pod dejstvom elektri?nog polja dolazi do jonizacije. Kao rezultat svega toga nastaju uslovi za nastanak elektri?nog luka.

Napon pri kojem nastaje luk zavisi od specifi?nog medija i njegovog stanja: pritiska, temperature i drugih faktora.

Zanimljivo: prema jednoj verziji, ovaj fenomen je tako nazvan zbog svog oblika. ?injenica je da se u procesu sagorijevanja pra?njenja zrak ili drugi plin koji ga okru?uje zagrijava i di?e, zbog ?ega je pravolinijski oblik izobli?en i vidimo luk ili luk.

Da bi se zapalio luk, potrebno je ili savladati probojni napon medija izme?u elektroda, ili prekinuti elektri?ni krug. Ako u krugu postoji velika induktivnost, tada se, prema zakonima komutacije, struja u njemu ne mo?e odmah prekinuti, ona ?e nastaviti te?i. S tim u vezi, napon izme?u isklju?enih kontakata ?e se pove?ati, a luk ?e gorjeti sve dok napon ne nestane i energija akumulirana u magnetskom polju induktora ne raspr?i se.

Razmotrite uslove paljenja i sagorevanja:

Izme?u elektroda mora biti zraka ili drugog plina. Za prevladavanje napona proboja medija, bit ?e potrebno visokog napona desetine hiljada volti - zavisi od udaljenosti izme?u elektroda i drugih faktora. Za odr?avanje luka dovoljno je 50-60 volti i struja od 10 ili vi?e ampera. Konkretne vrijednosti zavise od okru?enje, oblik elektroda i razmak izme?u njih.

?teti i bori se protiv toga

Ispitali smo uzroke pojave elektri?nog luka, a sada shvatimo kakvu ?tetu ?ini i kako ga ugasiti. Elektri?ni luk o?te?uje sklopnu opremu. Jeste li primijetili da ako uklju?ite sna?an elektri?ni aparat u mre?u i nakon nekog vremena izvu?ete utika? iz uti?nice, dolazi do malog bljeska. Ovaj luk nastaje izme?u kontakata utika?a i uti?nice kao rezultat prekida u elektri?nom krugu.

Bitan! Tokom sagorevanja elektri?nog luka osloba?a se mnogo toplote, temperatura njegovog sagorevanja dosti?e vrednosti ve?e od 3000 stepeni Celzijusa. U visokonaponskim krugovima duljina luka dose?e metar ili vi?e. Postoji opasnost od o?te?enja zdravlja ljudi i stanja opreme.

Ista stvar se de?ava u prekida?ima za rasvjetu, drugoj sklopnoj opremi, uklju?uju?i:

• prekida?i;
• magnetni starteri;
• kontaktori i drugo.

U ure?ajima koji se koriste u mre?ama od 0,4 kV, uklju?uju?i uobi?ajene 220 V, koriste se specijalnim sredstvima za?tita - lu?ni ?lebovi. Oni su potrebni kako bi se smanjila ?teta uzrokovana kontaktima.

AT op?ti pogled lu?ni otvor je skup vodljivih pregrada posebne konfiguracije i oblika, pri?vr??enih zidovima od dielektri?nog materijala.

Kada se kontakti otvore, nastala plazma se savija prema komori za ga?enje luka, gdje se odvaja na male povr?ine. Kao rezultat, hladi se i gasi.

U visokonaponskim mre?ama koriste se uljni, vakuumski, plinski prekida?i. U uljnom prekida?u, prigu?ivanje nastaje prebacivanjem kontakata u uljnoj kupelji. Kada elektri?ni luk gori u ulju, on se razla?e na vodonik i plinove. Oko kontakata se formira mehur gasa, koji ima tendenciju da pobegne iz komore velikom brzinom i luk se hladi, jer vodonik ima dobru toplotnu provodljivost.

Vakumski prekida?i ne jonizuju gasove i nema uslova za stvaranje luka. Tu su i prekida?i punjeni gasom pod visokim pritiskom. Kada se formira elektri?ni luk, temperatura u njima ne raste, pritisak raste i zbog toga se smanjuje ionizacija plinova ili dolazi do deionizacije. Smatraju se perspektivnim smjerom.

Mogu?e je i prebacivanje na nultu naizmjeni?nu struju.

Korisna aplikacija

Razmatrani fenomen je prona?ao i cela linija korisne aplikacije, na primjer:

Sada znate ?ta je elektri?ni luk, ?ta uzrokuje ovaj fenomen i mogu?e primjene. Nadamo se da su dostavljene informacije bile jasne i korisne za vas!

materijala

Elektri?ni luk mo?e biti izuzetno destruktivan za opremu i, ?to je jo? va?nije, opasan za ljude. Svake godine se dogodi alarmantan broj nesre?a uzrokovanih njime, koje ?esto rezultiraju te?kim opekotinama ili smr?u. Na sre?u, u elektroindustriji je napravljen zna?ajan napredak u stvaranju sredstava i metoda za?tite od luka.

Uzroci i mjesta nastanka

Elektri?ni luk je jedna od najsmrtonosnijih i najmanje shva?enih elektri?nih opasnosti i prevladava u ve?ini industrija. Op?te je prihva?eno da je ve?i napon elektri?ni sistem, ve?i je rizik za ljude koji rade na ili u blizini napojnih ?ica i opreme.

Me?utim, toplinska energija od bljeska luka mo?e biti ve?a i ?e??e se javljati pri ni?im naponima, sa istim razornim efektima.

Do pojave elektri?nog luka u pravilu dolazi kada do?e do slu?ajnog kontakta provodnika sa strujom, kao ?to je kontaktna ?ica kolica ili tramvaja, sa drugim vodi?em ili uzemljenom povr?inom.

Kada se to dogodi, nastala struja kratkog spoja topi ?ice, ionizira zrak i stvara vatreni kanal vodljive plazme karakteristi?nog oblika luka (otuda i naziv), a temperatura elektri?nog luka u njegovom jezgru mo?e dose?i preko 20.000 °C. °C.

?ta je elektri?ni luk?

U stvari, to je ono ?to se obi?no naziva dobro poznatim u fizici i elektrotehnici lu?no pra?njenje- vrsta nezavisnog elektri?nog pra?njenja u gasu. ?ta su fizi?ka svojstva elektri?ni luk? Gori u ?irokom rasponu pritiska plina, pri konstantnom ili naizmjeni?nom (do 1000 Hz) naponu izme?u elektroda u rasponu od nekoliko volti (luk za zavarivanje) do desetina kilovolti. Maksimalna gustina struje luka se prime?uje na katodi (10 2 -10 8 A/cm 2), gde se ona skuplja u veoma svetlu i malu katodnu ta?ku. Ona se nasumi?no i kontinuirano kre?e po cijeloj povr?ini elektrode. Njegova temperatura je takva da materijal katode klju?a u njoj. Dakle, postoje idealnim uslovima za termoionsku emisiju elektrona u prostor blizu katode. Iznad njega se formira mali sloj koji je pozitivno nabijen i osigurava ubrzanje emitiranih elektrona do brzina pri kojima ?ok ioniziraju atome i molekule medija u me?uelektrodnom procjepu.

Ista ta?ka, ali ne?to ve?a i manje pokretna, formira se i na anodi. Temperatura u njemu je blizu katodne ta?ke.

Ako je struja luka reda nekoliko desetina ampera, tada mlazovi plazme ili baklje izlaze iz obje elektrode velikom brzinom normalno na njihove povr?ine (pogledajte sliku ispod).

Pri visokim strujama (100-300 A) pojavljuju se dodatni mlazovi plazme, a luk postaje sli?an snopu plazma filamenata (pogledajte sliku ispod).

Kako se luk manifestuje u elektri?noj opremi

Kao ?to je gore spomenuto, katalizator za njegovu pojavu je sna?no osloba?anje topline u katodnom mjestu. Temperatura elektri?nog luka, kao ?to je ve? spomenuto, mo?e dose?i 20.000 °C, oko ?etiri puta vi?e nego na povr?ini sunca. Ova toplota mo?e brzo rastopiti ili ?ak ispariti bakrene provodnike, koji imaju ta?ku topljenja od oko 1084°C, mnogo ni?u nego u luku. Stoga se u njemu ?esto stvaraju bakrene pare i prskanje rastopljenog metala. Kada bakar pre?e iz ?vrstog u paru, ?iri se na nekoliko desetina hiljada puta vi?e od svoje prvobitne zapremine. To je ekvivalentno ?injenici da ?e se komad bakra u jednom kubnom centimetru promijeniti u veli?inu od 0,1 kubni metar u djeli?u sekunde. U tom slu?aju ?e postojati pritisak visokog intenziteta i zvu?ni talasi koji se ?ire okolo velikom brzinom (koja mo?e biti i preko 1100 km na sat).

Udar elektri?nog luka

Te?ke ozljede, pa ?ak i smrt, ako do njih do?e, mogu zadobiti ne samo osobe koje rade na elektri?noj opremi, ve? i osobe koje se nalaze u blizini. Ozljede luka mogu uklju?ivati vanjske opekotine ko?e, unutra?njih opekotina od udisanja vru?ih plinova i isparenog metala, o?te?enja sluha, o?te?enja vida kao ?to je sljepo?a od ultraljubi?astog svjetla i mnoge druge razorne ozljede.

Kod posebno sna?nog luka mogu se pojaviti i pojave poput njegove eksplozije, stvaraju?i pritisak od vi?e od 100 kilopaskala (kPa) uz izbacivanje ?estica krhotina poput gelera brzinom do 300 metara u sekundi.

Pojedinci koji su bili izlo?eni strujama elektri?nog luka mo?da ?e trebati ozbiljno lije?enje i rehabilitaciju, a cijena njihovih ozljeda mo?e biti ekstremna - fizi?ki, emocionalno i financijski. Dok zakon zahtijeva od preduze?a da vr?e procjenu rizika za sve vrste radna aktivnost me?utim, rizik od elektri?nog luka se ?esto zanemaruje jer ve?ina ljudi ne zna kako efikasno procijeniti i upravljati ovom opasno??u. Za?tita od djelovanja elektri?nog luka podrazumijeva kori?tenje ?itavog niza sredstava, uklju?uju?i upotrebu specijalne elektri?ne za?titne opreme, za?titne odje?e i same opreme, prvenstveno visokoniskonaponskih sklopnih elektri?nih ure?aja dizajniranih pomo?u sredstava za ga?enje luka kada rad sa elektri?nom opremom pod naponom.

Luk u elektri?nim aparatima

U ovoj klasi elektri?nih ure?aja (prekida?i, kontaktori, magnetni starteri) borba protiv ove pojave je od posebnog zna?aja. Kada se kontakti prekida?a koji nisu opremljeni posebnim ure?ajima za sprje?avanje luka otvore, nu?no se zapali izme?u njih.

U trenutku kada se kontakti po?nu razdvajati, povr?ina potonjeg se brzo smanjuje, ?to dovodi do pove?anja gusto?e struje i, posljedi?no, pove?anja temperature. Toplina stvorena u procjepu izme?u kontakata (obi?no srednje ulje ili zrak) dovoljna je da ionizira zrak ili da ispari i ionizira ulje. jonizovani vazduh ili para djeluje kao provodnik za struju luka izme?u kontakata. Razlika potencijala izme?u njih je vrlo mala, ali je dovoljna za odr?avanje luka. Prema tome, struja u kolu ostaje neprekidna sve dok se luk ne elimini?e. Ne samo da odla?e trenutni proces prekida, ve? i generi?e velika koli?ina toplote koja bi mogla o?tetiti sam prekida?. Dakle, glavni problem u prekida?u (prvenstveno visokonaponskom) je ga?enje elektri?nog luka u ?to je br?e mogu?e tako da toplota koja se stvara u njemu ne mo?e dosti?i opasnu vrednost.

Faktori odr?avanja luka izme?u kontakata prekida?a

To uklju?uje:

2. Jonizovane ?estice izme?u njih.

Uzimaju?i ovo u obzir, dodatno napominjemo:

• Kada postoji mali razmak izme?u kontakata, ?ak i mala razlika potencijala je dovoljna za odr?avanje luka. Jedan od na?ina da se ugasi je odvajanje kontakata na takvoj udaljenosti da razlika potencijala postane nedovoljna za odr?avanje luka. Me?utim, ova metoda nije prakti?na u visokonaponskim aplikacijama gdje mo?e biti potrebno odvajanje vi?e brojila.
• Jonizovane ?estice izme?u kontakata imaju tendenciju da podr?e luk. Ako je njegov put deioniziran, tada ?e proces ga?enja biti olak?an. Ovo se mo?e posti?i hla?enjem luka ili uklanjanjem jonizovanih ?estica iz prostora izme?u kontakata.
• Postoje dva na?ina na koja se osigurava za?tita od luka u prekida?ima:

Metoda visoke otpornosti;

Metoda nulte struje.

Ga?enje luka pove?anjem njegovog otpora

U ovoj metodi, otpor na putu luka se vremenom pove?ava tako da struja opada na vrijednost koja nije dovoljna da se odr?i. Zbog toga se prekida i elektri?ni luk se gasi. Glavni nedostatak ove metode je taj ?to je vrijeme ga?enja prili?no dugo, a ogromna koli?ina energije ima vremena da se raspr?i u luku.

Otpor luka se mo?e pove?ati:

• Izdu?enje luka - otpor luka je direktno proporcionalan njegovoj du?ini. Du?ina luka se mo?e pove?ati promjenom razmaka izme?u kontakata.
• Hla?enje luka, ta?nije medija izme?u kontakata. Efikasno hla?enje vazduhom mora biti usmereno du? luka.
• Postavljanjem kontakata u te?ko jonizuju?i gasni medij (gasni prekida?i) ili u vakuumsku komoru (vakumski prekida?i).
• Smanjenjem popre?nog presjeka luka prolaskom kroz usku rupu ili smanjenjem kontaktne povr?ine.
• Podjelom luka - njegov otpor se mo?e pove?ati podjelom na niz malih lukova povezanih u seriju. Svaki od njih do?ivljava efekat istezanja i hla?enja. Luk se mo?e razdvojiti umetanjem nekih provodljivih plo?a izme?u kontakata.

Ga?enje luka metodom nulte struje

Ova metoda se koristi samo u AC krugovima. U njemu se otpor luka odr?ava niskim sve dok struja ne padne na nulu, gdje se prirodno gasi. Njegovo ponovno paljenje je sprije?eno uprkos pove?anju napona na kontaktima. Svi moderni visokostrujni prekida?i koriste ovu metodu ga?enja luka.

U sistemu naizmjeni?ne struje, potonji pada na nulu nakon svakog poluciklusa. U svakom takvom resetovanju luk se gasi za kratko vrijeme. U tom slu?aju medij izme?u kontakata sadr?i ione i elektrone, tako da je njegova dielektri?na ?vrsto?a niska i mo?e se lako uni?titi rastu?im naponom na kontaktima.

Ako se to dogodi, elektri?ni luk ?e gorjeti sljede?i pola ciklusa struje. Ako, odmah nakon nuliranja, dielektri?na ?vrsto?a medija izme?u kontakata raste br?e od napona na njima, tada se luk ne?e zapaliti i struja ?e biti prekinuta. Brzo pove?anje dielektri?ne ?vrsto?e medija blizu nulte struje mo?e se posti?i:

• rekombinacija jonizovanih ?estica u prostoru izme?u kontakata u neutralne molekule;
• uklanjanje ioniziranih ?estica i njihovo zamjenjivanje neutralnim ?esticama.

Dakle, pravi problem u prekidu naizmjeni?ne struje luka je brza deionizacija medija izme?u kontakata ?im struja postane nula.

Na?ini deionizacije medija izme?u kontakata

1. Izdu?enje zazora: Dielektri?na ?vrsto?a medija je proporcionalna du?ini jaza izme?u kontakata. Dakle, ve?a dielektri?na ?vrsto?a medija mo?e se posti?i i brzim otvaranjem kontakata.

2. Visok pritisak. Ako se pove?ava u neposrednoj blizini luka, pove?ava se i gustina ?estica koje ?ine kanal za lu?no pra?njenje. Pove?ana gustina ?estica dovodi do visoki nivo pove?ava se njihova deionizacija i, posljedi?no, dielektri?na ?vrsto?a medija izme?u kontakata.

3. Hla?enje. Prirodna rekombinacija jonizovanih ?estica je br?a ako se ohlade. Dakle, dielektri?na ?vrsto?a medija izme?u kontakata mo?e se pove?ati hla?enjem luka.

4. Efekat eksplozije. Ako se ionizirane ?estice izme?u kontakata pometu i zamjene nejoniziranim, tada se dielektri?na ?vrsto?a medija mo?e pove?ati. To se mo?e posti?i eksplozijom plina usmjerenom u zonu pra?njenja, ili ubrizgavanjem ulja u me?ukontaktni prostor.

Ovi prekida?i koriste gas sumpor heksafluorid (SF6) kao medij za ga?enje luka. Ima jaku tendenciju da apsorbuje slobodne elektrone. Preklopni kontakti otvoreni u toku visokog pritiska SF6) izme?u njih (vidi sliku ispod).

Gas hvata slobodne elektrone u luku i stvara vi?ak male pokretljivosti negativni joni. Broj elektrona u luku se brzo smanjuje i on se gasi.

U savremenoj industriji zavarivanje ima veliki zna?aj, ima veoma ?irok opseg u svim industrijama. Za izvo?enje procesa zavarivanja potreban je luk za zavarivanje.

?ta je luk za zavarivanje, njegova definicija

Smatra se da je luk za zavarivanje vrlo veliko elektri?no pra?njenje u smislu snage i trajanja, koje postoji izme?u elektroda, koje su pod naponom, u mje?avini plinova. Njegova svojstva karakteri?e visoka temperatura i gustina struje, zbog ?ega je u stanju da topi metale sa ta?kom topljenja iznad 3000 stepeni. Op?enito, mo?emo re?i da je elektri?ni luk plinski provodnik koji se pretvara elektri?na energija u termi?ku. elektri?ni naboj je prolazak elektri?ne struje kroz plinoviti medij.

Postoji nekoliko vrsta elektri?nog pra?njenja:

• Tinjaju?i iscjedak. Javlja se pri niskom pritisku, koristi se u fluorescentne lampe i plazma ekrani;
• Iskreni pra?njenje. Javlja se kada je pritisak jednak atmosferskom, ima diskontinualni oblik. Varni?ko pra?njenje odgovara munji, a koristi se i za paljenje motora sa unutra?njim sagorevanjem;
• Lu?no pra?njenje. Koristi se za zavarivanje i rasvjetu. Razlikuje se u kontinuiranom obliku, javlja se pri atmosferskom pritisku;
• Kruna. Javlja se kada je tijelo elektrode grubo i nehomogeno, druga elektroda mo?e izostati, odnosno pojavljuje se mlaz. Koristi se za ?i??enje gasova od pra?ine;

Priroda i struktura

Priroda luka za zavarivanje nije tako komplicirana kao ?to se na prvi pogled mo?e ?initi. Elektri?na struja, prolaze?i kroz katodu, zatim prodire u jonizovani gas, dolazi do pra?njenja sa jakim sjajem i veoma visokom temperaturom, tako da temperatura elektri?nog luka mo?e dosti?i 7000 - 10000 stepeni. Nakon toga struja te?e do obra?enog zavarenog materijala. Po?to je temperatura tako visoka, luk emituje ?tetan ljudsko tijelo ultraljubi?asto i infracrveno zra?enje, mo?e o?tetiti o?i ili uzrokovati lake opekotine na ko?i, pa je pravilna za?tita neophodna pri zavarivanju.

Struktura luka za zavarivanje sastoji se od tri glavna podru?ja: anode, katode i stuba luka. Prilikom sagorevanja luka na katodi i anodi se formiraju aktivne mrlje - oblasti u kojima temperatura dosti?e najve?e vrednosti, kroz te oblasti se cela struja, anodna i katodna podru?ja predstavljaju ve?e padove napona. I sam stup se nalazi izme?u ovih podru?ja, pad napona u koloni je vrlo mali. Dakle, du?ina luka zavarivanja je zbir gore navedenih povr?ina, obi?no je du?ina nekoliko milimetara, kada su anodne i katodne povr?ine 10-4 odnosno 10-5 cm. Najpovoljnija du?ina je otprilike 4-6 mm, sa takvom du?inom stalna i povoljna temperatura.

Sorte

Vrste luka za zavarivanje razlikuju se po shemi opskrbe strujom zavarivanja i okru?enju u kojem se javljaju, naj?e??e opcije su:

• Direktna akcija. Kod ove metode, zavarivanje se nalazi paralelno sa metalnom konstrukcijom koja se zavari, a luk se javlja pod uglom od devedeset stepeni u odnosu na elektrodu i metal;
• Luk za zavarivanje indirektnog djelovanja. Nastaje kada se koriste dvije elektrode, koje se nalaze pod uglom od 40-60 stepeni u odnosu na povr?inu dijela koji se zavari, izme?u elektroda nastaje luk i zavaruje metal;

Postoji i klasifikacija ovisno o atmosferi u kojoj se javljaju:

• otvorenog tipa. Arc ovog tipa gori na zraku i oko njega se formira plinska faza koja sadr?i pare materijala koji se zavari, elektrode i njihove prevlake;
• zatvorenog tipa. Gorenje takvog luka doga?a se ispod sloja fluksa, plinska faza formirana oko luka uklju?uje pare metala, elektrode i fluksa;
• Luk sa dovodom plina. U zapaljeni luk se dovode komprimovani gasovi- helijum, argon, ugljen-dioksid, vodonika i drugih raznih mje?avina plinova, dovode se tako da zavareni metal ne oksidira, njihovo dovo?enje doprinosi redukciji odn. neutralno okru?enje. Gasna faza oko luka uklju?uje - dovedeni gas, pare metala i elektroda;

Tako?er se razlikuju po trajanju djelovanja - stacionarni (za dugotrajnu upotrebu) i pulsni (za jednokratnu upotrebu), prema materijalu upotrijebljene elektrode - uglji?ne, volframove - nepotro?ne elektrode i metalne - potro?ne. Naj?e??a potro?na elektroda je ?elik. Do danas je naj?e??e kori?teno zavarivanje s nepotro?nom elektrodom. Dakle, vrste luka za zavarivanje su razli?ite.

Uslovi zapaljenja

At standardnim uslovima, odnosno na temperaturi od 25 stepeni i pritisku od 1 atmosfere, gasovi nisu u stanju da provode elektri?nu struju. Da bi nastao luk, potrebno je da plinovi izme?u elektroda budu ionizirani, odnosno da sadr?e razli?ite nabijene ?estice - elektrone ili ione (katione ili anione). Proces formiranja jonizovanog gasa nazva?emo jonizaciju, a rad koji se mora utro?iti na odvajanje elektrona od atomske ?estice da bi se formirao elektron i jon nazva?e se rad ionizacije, koji se meri u elektron voltima i naziva se jonizacioni potencijal. Koja se energija mora potro?iti da bi se elektron odvojio od atoma ovisi o prirodi plinske faze, vrijednosti mogu biti od 3,5 do 25 eV. Najmanji potencijal ionizacije imaju metali zemnoalkalne i zemnoalkalne grupe - kalijum, kalcijum i, shodno tome, njihov hemijska jedinjenja. Elektrode su premazane takvim spojevima tako da doprinose stabilnom postojanju i gorenju zavarenog luka.

Tako?e, za nastanak i sagorevanje luka potrebna je konstantna temperatura na katodi, koja zavisi od prirode katode, njenog pre?nika, veli?ine i temperature okoline. Temperatura elektri?nog luka stoga mora biti konstantna i ne fluktuirati, zbog ogromnih vrijednosti jakosti struje temperatura mo?e dosti?i 7 hiljada stepeni, tako da se apsolutno svi materijali mogu pri?vrstiti zavarivanjem. Konstantnu temperaturu osigurava dobar izvor napajanja, pa je njen izbor pri projektovanju aparata za zavarivanje veoma va?an, uti?e na svojstva luka.

emergence

Javlja se tokom brzog kola, odnosno kada elektroda do?e u kontakt sa povr?inom materijala koji se zavari, usled kolosalne temperature, povr?ina materijala se topi, a mala traka rastopljenog materijala formira se izme?u elektrode i povr?ine. U trenutku kada se elektroda i materijal koji se zavaruju razilaze, od materijala se formira vrat koji se trenutno lomi i isparava zbog visokih vrijednosti gustine struje. Gas se jonizuje i nastaje elektri?ni luk. Mo?e se probuditi dodirom ili udarcem.

Posebnosti

Ima sljede?e karakteristike u pore?enju s drugim elektri?nim nabojima:

• Velika gustina struje, koja dosti?e nekoliko hiljada ampera po kvadratnom centimetru, zbog ?ega je vrlo toplota;
• Neravnomjerna raspodjela elektri?nog polja u prostoru izme?u elektroda. U blizini elektroda, pad napona je vrlo velik, kada je u koloni - naprotiv;
• Ogromna temperatura, koja dosti?e najvi?e velike vrijednosti u koloni zbog velika gusto?a struja. S pove?anjem du?ine stupa, temperatura se smanjuje, a sa su?avanjem, naprotiv, raste;
• Uz pomo? lukova za zavarivanje mogu?e je dobiti razli?ite strujno-naponske karakteristike - ovisnost pada napona o gusto?i struje pri konstantnoj du?ini, odnosno stabilnom izgaranju. Trenutno postoje tri strujno-naponske karakteristike.

Prvi je pad, kada s pove?anjem sile i, shodno tome, gusto?e struje, napon pada. Druga je te?ka, kada promjena struje ni na koji na?in ne uti?e na vrijednost napona, a tre?a je rastu?a, kada i napon raste sa pove?anjem struje.

Stoga se luk za zavarivanje mo?e nazvati najboljim i najpouzdanijim na?inom pri?vr??ivanja metalne konstrukcije. Proces zavarivanja ima veliki utjecaj na dana?nju industriju jer samo visoka temperatura luka zavarivanja mo?e zadr?ati ve?inu metala zajedno. Da biste dobili kvalitetne i pouzdane ?avove, potrebno je pravilno i ispravno uzeti u obzir sve karakteristike luka, pratiti sve vrijednosti, zahvaljuju?i ?emu ?e postupak biti brz i najefikasniji. Tako?er je potrebno uzeti u obzir svojstva luka: gustinu struje, temperaturu i napon.

Elektri?ni luk je pra?njenje luka koje nastaje izme?u dvije elektrode, odnosno elektrode i radnog komada, a koje omogu?ava spajanje dva ili vi?e dijelova zavarivanjem.

Zavariva?ki luk, ovisno o okru?enju u kojem se javlja, dijeli se u nekoliko grupa. Mo?e biti otvoren, zatvoren, a tako?e i u okru?enju za?titnih gasova.

Otvoreni luk te?e ka na otvorenom jonizacijom ?estica u zoni sagorevanja, kao i zbog metalnih para zavarenih delova i materijala elektrode. Zatvoreni luk, zauzvrat, gori ispod sloja fluksa. To vam omogu?ava da promijenite sastav plinovitog medija u podru?ju izgaranja i za?titite metal radnih komada od oksidacije. U ovom slu?aju, elektri?ni luk te?e kroz metalne pare i ione dodatka fluksu. Luk koji gori u okru?enju za?titnog gasa te?e kroz jone ovog gasa i metalne pare. To tako?er poma?e u sprje?avanju oksidacije dijelova i, posljedi?no, pove?anju pouzdanosti formirane veze.

Elektri?ni luk se razlikuje po vrsti struje koja se dovodi - naizmjeni?na ili konstantna - i po trajanju gorenja - impulsna ili stacionarna. Osim toga, luk mo?e imati direktan ili obrnuti polaritet.

Prema vrsti kori?tene elektrode razlikuju se nepotro?ne i potro?ne elektrode. Upotreba jedne ili druge elektrode direktno ovisi o karakteristikama koje aparat za zavarivanje. Luk koji nastaje prilikom upotrebe nepotro?ne elektrode, kao ?to naziv govori, ne deformira ga. Prilikom zavarivanja potro?nom elektrodom, struja luka topi materijal i on se talo?i na originalni radni komad.

Lukni jaz se uslovno mo?e podijeliti na tri karakteristi?na dijela: katoda, anoda i osovina luka. U ovom slu?aju, posljednji dio, tj. Najve?u du?inu ima stablo luka, me?utim karakteristike luka, kao i mogu?nost njegovog nastanka, odre?uju upravo podru?ja blizu elektrode.

Op?enito, karakteristike koje ima elektri?ni luk mogu se kombinirati u sljede?u listu:

1. Du?ina luka. Ovo se odnosi na ukupnu udaljenost katodnog i anodnog podru?ja, kao i osovine luka.

2. Napon luka. Sastoji se od zbira na svakoj od oblasti: stablo, blizu katode i blizu anode. U ovom slu?aju, promjena napona u podru?jima blizu elektrode je mnogo ve?a nego u preostalom podru?ju.

3. Temperatura. Elektri?ni luk, u zavisnosti od sastava gasovitog medija, materijala elektroda, mo?e razviti temperature do 12 hiljada stepeni Kelvina. Me?utim, takvi vrhovi se ne nalaze na cijeloj ravnini ?eone povr?ine elektrode. Jer ?ak i sa najvi?e bolja obrada na materijalu provodnog dijela postoje razne nepravilnosti i tuberkuloze, zbog kojih nastaju mnogi iscjedaci, koji se do?ivljavaju kao jedan. Naravno, temperatura luka u velikoj meri zavisi od sredine u kojoj gori, kao i od parametara dovedene struje. Na primjer, ako pove?ate trenutnu vrijednost, tada ?e se, u skladu s tim, pove?ati i vrijednost temperature.

I, kona?no, strujno-naponska karakteristika ili VAC. Predstavlja zavisnost napona od du?ine i veli?ine struje.