HEATS 发表于 2010-9-12 15:20:08

电弧焊接:阴极斑点和阳极斑点以及特点

<P>  阴极斑点的定义:电弧放电时,负电极表面上集中发射电子的光亮极小区域。</P><BR><BR>
<P>  当阴极材料熔点、沸点较低,而且导热性很强时,即使阴极温度达到材料的沸点开始蒸发,此温度也不足以通过热发射产生足够数量的电子,阴极将进一步自动缩小其导电面积,直到在阴极导电面积前面形成密度很大的正离子空间电荷,形成很大的阴极压降值,足以产生强的电场发射,以补足热发射的不足,向弧柱提供足够的电子流维持电弧燃烧。此时阴极将形成面积更小、电流密度更大的斑点(该斑点的电流密度达106~108A/cm2)来导通电流,这种导电斑点称为阴极斑点。在用高熔点材料(W、C等)作阴极时,在小电流情况下,也可能产生上述的阴极斑点。当用低熔点材料(A1、Cu、Fe等)作阴极时,无论电流大小都可能产生阴极斑点。此时,阴极表面将由许多分离的阴极斑点组成斑点区,这些斑点在斑点区以很高速度跳动(其速度可达104~105cm/s)。形成新的阴极斑点应具有如下条件,首先该点应具有发射电子的条件(主要是场发射和热发射),其次是电弧通过该点弧柱能量消耗较小,也就是IELC较小(I——电流,E——弧柱电场强度,LC——弧柱长度)。总之阴极斑点的跳动,总是自动选择发射电子时消耗能量最低的点。如采用直流反极性焊铝时,阴极斑点有自动寻找氧化膜的倾向,如图4所示。</P>
<P align=center><IMG style="WIDTH: 463px; HEIGHT: 210px" height=307 src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_zdckhp0802141628546383.jpg" width=797 border=0><BR><BR></P>
<P>  阳极斑点的定义:电弧放电时,正电极表面上集中接受电子的光亮微小区域。</P><BR><BR>
<P>  阳极的作用是接受电子和由阳极区提供弧柱所需要的0.001/I正离子流。当采用低熔点材料作阳极时(Fe、Cu、A1等),一旦阳极表面某处有熔化和蒸发现象发生时,由于金属的电离能大大低于一般气体的电离能,在有金属蒸气存在的地方,更容易产生热电离而提供正离子流,电子流也更容易从这里进入阳极,阳极表面上的导电区将在这里集中而形成阳极斑点。阳极斑点电流密度比阳极斑点要小,其数量级一般为102~103A/cn2。对于低熔点阳极材料形成阳极斑点的条件是,首先该点有金属蒸发,其次是电弧通过该点弧柱消耗能量较低(亦即IELC较小)。阳极斑点的移动不可能连续进行,总是跳动形式,如图5。新的阳极斑点总是自动寻找纯金属表面而避开氧化膜,因为大多数金属氧化物的熔点和沸点皆高于纯金属,而金属氧化物的电离电压较高。在小电流氩弧焊不锈钢薄板时,易发生阳极斑点跳动现象,这是十分不利的。</P>
<P align=center><IMG style="WIDTH: 322px; HEIGHT: 199px" height=333 src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_nwseum0802141629217740.jpg" width=634 border=0><BR><BR></P>
<P>  此外,许多情况下也可能不形成阴极斑点或阳极斑点。如以高熔点电极(W、C等)作阴极,在大电流时,阴极温度很高,依靠热发射就可以维持电弧,阴极表面的电流密度与弧柱接近,温度均匀,不会形成阴极斑点。又如当电流较大时,阳极温度很高时,依靠阳极前面中性粒子热电离就可以提供0.001/I的正离子流,则阳极压降UA接近于零。这时电弧与阳极接触不产生任何收缩,也不能形成阳极斑点。<BR></P><BR>
               
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