Рисунок. 1.14 – Схема процесса (а) и осциллограммы напряжения (б) и тока (в) при зажигании дуг высоковольтным разрядом

При этом параллельно основному источнику подключается вспомогательный высоковольтный источник малой мощности. По соображениям безопасности он выполняется импульсным или высокочастотным (частота f >100 кГц). Назначение высоковольтного источника - пробить искрой, т.е. ионизировать межэлектродный промежуток, по которому затем пойдет ток от основного источника.

Зажигание дуги разрывом цепи короткого замыкания внешне выглядит довольно просто (рисунок. 1.15). При замыкании электрода на изделие сопротивление нагрузки составляет всего 0,01-0,2 Ом, поэтому ток короткого замыкания достигает сотен ампер. С начала короткого замыкания (точка 1) напряжение источника резко снижается до сравнительно низкой величины U _ик=2-5 В. Ток короткого замыкания быстро возрастает до пикового значения I _кп, а затем несколько снижается до установившегося значения I _к. Разрыв цепи короткого замыкания (точка 2) происходит через t _к=0,01-1 с после начала процесса в результате отдергивания электрода или разрушения перемычек между электродом и изделием. Дело в том, что площадь таких перемычек сравнительно мала, поэтому плотность тока в них настолько велика, что наблюдается их мгновенное расплавление и даже испарение.

После разрыва цепи короткого замыкания с момента 2 наступает стадия развития дугового разряда. Напряжение источника быстро уве­личивается до значения U _{и min}, а затем сравнительно плавно восстанав­ливается до установившегося значения U _и, равного напряжению дуги (точка 3). Начальный пик ЭДС самоиндукции источника в момент 2 имеет малую продолжительность и практически не влияет на надежность зажигания. На стадии развития дугового разряда ток создается движением первичных носителей (электронов и ионов), возникших в результате разрыва цепи короткого замыкания. Источником первичных электронов может служить автоэлектронная эмиссия с катода. Установлено, что на ранней стадии разведения электродов при расстоянии между ними l ≈10^-10 см даже относительно низкое напряжение источника обеспечивает высокую напряженность электрического поля около 10 В/см, достаточную для вырывания электронов из катода. Возможным источником первичных электронов является и термоэлектронная эмиссия с катода, поскольку при плавлении и испарении перемычки металл на поверхности электрода достигает температуры 2000-6000 К. Наконец, пар металла, образовавшийся между электродами при такой температуре, достаточно электропроводен благодаря частичной ионизации. При последующем увеличении числа носителей возникает самостоятельный дуговой разряд.