電焊機(jī)產(chǎn)生電弧原理

焊接電弧的概念
1、焊接時：
將焊條與焊件接觸后很快拉開，在焊條端部和焊件之間立即會產(chǎn)生明亮的電弧，電弧是一種氣體放電（氣體導(dǎo)電）現(xiàn)象產(chǎn)生在陰極和陽極之間。通過這種放電能方便地轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芘c機(jī)械能。電弧是包括氣體保護(hù)焊在內(nèi)的所有電弧焊方法的熱源。需要注意的是，工程實踐中經(jīng)常使用“然弧”、“電弧燃燒”和“引燃電弧”等說法，其實電弧并不是一種燃燒現(xiàn)象，它與氣焊中使用的火焰完全是不同的東西。
2、導(dǎo)電是帶電粒子在電場作用下定向運動的過程:
而氣體中一般沒有帶電粒子（電子、正離子、負(fù)離子），因此電弧的產(chǎn)生需要外
界誘發(fā)出帶電粒子。引弧過程就是電弧（即氣體導(dǎo)電）的誘發(fā)過程。引燃后，電弧導(dǎo)電過程本身會自動產(chǎn)生導(dǎo)電所需要的帶電粒子。
3、我們在日常生活中經(jīng)常可以看到氣體放電現(xiàn)象:
例如：每當(dāng)我們切斷電源的時候，閘刀剛剛離開接觸處的瞬間，往往會產(chǎn)生明亮的火花，這就是氣體發(fā)電的現(xiàn)象。但它與焊接電弧相比較，它是瞬間的而焊接電弧不但能量大，而且連續(xù)持久。因此我們可以說：由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩極間或電極與焊件之間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的發(fā)電現(xiàn)象，稱為焊接電弧。
4、實際焊接過程中:
被焊工件一般作為一個電極，另一個電極是焊絲、焊條或鎢極。而一般情況下，電極通常指的是焊絲、焊條或鎢極
5、一般情況下:
由于氣體的分子和原子都是呈中性的，氣體中幾乎沒有帶電質(zhì)點因此氣體不能導(dǎo)電，電流也通不過，電弧就不能自發(fā)地產(chǎn)生。要使氣體呈導(dǎo)電性必須使氣體電離。氣體電離后，原來氣體中的一些中性分子或原子轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮?、正離子等帶電質(zhì)點，這樣電流才能通過氣體間隙而形成電弧。

電弧的形成是觸頭間中性質(zhì)子(分子和原子)被游離的過程。開關(guān)觸頭分離時，觸頭間距離很小，電場強(qiáng)度E很高(E
=
U/d)。當(dāng)電場強(qiáng)度超過3×10---6---V/m時，陰極表面的電子就會被電場力拉出而形成觸頭空間的自由電子。這種游離方式稱為：強(qiáng)電場發(fā)射。
從陰極表面發(fā)射出來的自由電子和觸頭間原有的少數(shù)電子，在電場力的作用下向陽極作加速運動，途中不斷地和中性質(zhì)點相碰撞。只要電子的運動速度v足夠高，電子的動能A
=
mv2足夠大，就可能從中性質(zhì)子中打出電子，形成自由電子和正離子。這種現(xiàn)象稱為碰撞游離。新形成的自由電子也向陽極作加速運動，同樣地會與中性質(zhì)點碰撞而發(fā)生游離。碰撞游離連續(xù)進(jìn)行的結(jié)果是觸頭間充滿了電子和正離子，具有很大的電導(dǎo)；在外加電壓下，介質(zhì)被擊穿而產(chǎn)生電弧，電路再次被導(dǎo)通。
觸頭間電弧燃燒的間隙稱為弧隙。電弧形成后，弧隙間的高溫使陰極表面的電子獲得足夠的能量而向外發(fā)射，形成熱電場發(fā)射。同時在高溫的作用下(電弧中心部分維持的溫度可達(dá)10000℃以上)，氣體中性質(zhì)點的不規(guī)則熱運動速度增加。當(dāng)具有足夠動能的中性質(zhì)點相互碰撞時，將被游離而形成電子和正離子，這種現(xiàn)象稱為熱游離。
隨著觸頭分開的距離增大，觸頭間的電場強(qiáng)度E逐漸減小，這時電弧的燃燒主要是依靠熱游離維持的。
在開關(guān)電器的觸頭間，發(fā)生游離過程的同時，還發(fā)生著使帶電質(zhì)點減少的去游離過程。