焊接电弧的物理基础。

焊接电弧的物理基础。

发布日期:2019-04-11 作者: 点击:

(一)电弧及其电场强度分布

电弧是一种气体放电现象,它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。
电弧有三个部分构成:阴极区、阳极区、弧柱区。

(二)电弧中带电粒子的产生

1、气体的电离
在外加能量作用下,使中性的气体分子或原子分离成电子和正离子的过程称为气体电离。
其本质是中性气体粒子吸收足够的能量,使电子脱离原子核的束缚而成为自由电子和正离子的过程。
电离种类:
(1)热电离
气体粒子受热的作用而产生电离的过程称为热电离。其本质为粒子热运动激烈,相互碰撞产生的电离。
(2)场致电离
带电粒子在电场中加速,和其中的中性粒子发生非弹性碰撞而产生的电离。
电离程度:
电离度:单位体积内电离的粒子数浴气体电离前粒子总数的比值称为电离度。
(3)光电离
中性气体粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程称为光电离。
2、阴极电子发射
(1)电子发射:阴极中的自由电子受到外加能量时从阴极表面逸出的过程称为电子发射。其发射能力的大小用逸出功Aw表示。
(2)阴极斑点
阴极表面光亮的区域称为阴极斑点。
阴极斑点具有“阴极清理”(“阴极破碎”)作用,原因:由于氧化物的逸出功比纯金属低,因为阴极斑点会移向有氧化物的地方,将该氧化物清除。
(3)电子发射类型
1)热发射
阴极表面受热引起部分电子动能达到或超过逸出功时产生的电子发射。
热阴极以热发射为主要的发射形式。
2)场致发射
阴极表面受到电场力的影响,当电场力达到某一程度时电子逸出阴极表面形成电子发射。
冷阴极以场致发射为主要的发射形式。
3)光发射
阴极表面受到光辐射的作用使自由电子能量达到一定程度而逸出金属表面形成发射。
4)粒子碰撞发射
电弧中高速运动的正离子碰撞阴极时使表面自由电子得到能量而逸出阴极表面的现象。

(三)带电粒子的消失

1、扩散
带电粒子从密度高的中心部位向密度低的周边迁移的现象。
2、复合
电弧周边正负粒子结合成中性粒子的现象。
3、负离子的形成
部分中性粒子吸附电子而形成负离子的过程。

(四)焊接电弧的危害

焊接电弧主要是有紫外线、紫外线和可见光组成,可对皮肤造成伤害,产生脱皮,灼痛现象,故要加强对焊接电弧的辐射保护,避免皮肤裸露部分和焊接电弧相接触。


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关键词:焊接及自动焊处理,机械设计技术,金属表面处理

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