Статическая вольт-амперная характеристика дуги

Показывает зависимость между установившимися значениями тока и напряжения дуги при постоянной ее длине.

Статическая характеристика дуги зависит от расстояния между электродами (длины дуги), материала электродов и параметров среды, в которой горит дуга.

Ее строят по экспериментальным данным при плавном изменении тока и сохранении неизменными физических условий ее горения (диаметра электрода, длины дуги, и т.п.). Экспериментальное исследование ВАХ дуги заключается в установлении зависимости U_д = f ₁ (I _д), которое производится путем постепенного увеличения сварочного тока I _д от 10 до 150 А с одновременной регистрацией напряжения U _д.

Наиболее достоверные статические ВАХ могут быть получены для дуги с неплавящимися электродами, длина которой остается практически постоянной в большом диапазоне изменения тока. В сварочной дуге с плавящимся проволочным электродом длина дуги вследствие оплавления конца электрода и последующего переноса металла в шов не является постоянной, и такая дуга, строго говоря, имеет неустановившийся характер. Построение более или менее достоверных статических ВАХ в этом случае возможно лишь для начальной стадии дугового разряда при неподвижном электроде.

В общем случае статические вольтамперные характеристики дуги имеют форму, показанную на рис. 1.3.

При неизменных прочих условиях (длина дуги, материал и геометрия электродов, состав и давление дугового газа) форма ВАХ зависит от порядка величины тока, что позволяет выделить на ней три характерных области.

Первая область I характеризуется резким падением напряжения Uд на дуге с увеличением тока сварки Iсв. Такая характеристика называется падающей и вызвана тем, что при увеличении тока сварки происходит увеличение площади, а следовательно, и электропроводности столба дуги.

Во второй области II характеристики увеличения тока сварки не вызывают изменения напряжения дуги. Характеристика дуги на этом участке называется жесткой. Такое положение характеристики на этом участке происходит за счет увеличения сечения столба дуги, анодного и катодного пятен пропорционально величине сварочного тока. При этом плотность тока и падение напряжения на протяжении всего участка не зависят от изменения тока и остаются почти постоянными.

В третьей области III с увеличением сварочного тока возрастает напряжение на дуге Uд. Такая характеристика называется возрастающей. При работе на этой характеристике плотность тока на электроде увеличивается без увеличения катодного пятна, при этом возрастает сопротивление столба дуги и напряжение на дуге увеличивается.

Рисунок 1.3. - статическая вольт-амперная характеристика дуги

Чем больше длина дуги, тем выше лежит ее статическая вольт-амперная характеристика. С ростом давления среды, в которой горит дуга, также увеличивается напряженность Е и поднимается вольт-амперная характеристика. Охлаждение дуги существенно влияет на эту характеристику. Чем интенсивнее охлаждение дуги, тем больше от нее отводится мощность. При этом должна возрастать мощность, выделяемая дугой. При заданном токе это возможно за счет увеличения напряжения на дуге. Таким образом, с ростом охлаждения вольт-амперная характеристика поднимается. Этим широко пользуются в дугогасительных устройствах аппаратов.