Дуговой разряд в технологических процессах. Конструкции плазмотронов и области применения

Введение ..................................................................................................... 3

1. Дуговой разряд в технологических процессах: ....................................6

1.1 Определение дугового разряда, принцип его возникновения...............................................................................................6

1.2 Технологические процессы.................................................................... 9

2. Конструкции плазмотронов и области применения: ...........................10

2.1 Виды плазматронов, их особенности преимущества ........................10

2.2 Область применения плазмотронов..................................................... 14

Заключение ............................................ …………………………………17

Список литературы .................................................................................. 19

Весь текст будет доступен после покупки

Такое физическое явление как электрическая дуга известна уже в пределах двухсот лет, и она нaшлa обширное примeнение в большом количестве тeхнологических процeссов, которые в настоящее время используются в различных отраслях промышлeнности от машиностроения до медицины. Достаточно широкое применение электрического разряда обусловлено ни чем иным, как разнообразием физических явлений, которые протекают в электрических дугах, и при этом используются при реализации разнообразных технологических процессов. Самым частым и наиболее эффективным способом использования электродугового разряда является технологические процессы, которые связанны с обработкой металлов.
В технологических процессах металлообработки использование электродугового разряда связано с обширными возможностями и высокой полезностью сжатых и стабилизированных электрических дуг. Ведущими свойствами электрической дуги при данном использовании, которые играют решающую и важнейшую роль в технологическом процессе, являются интенсивное тепловое и динамическое воздействие на металл. Данные особенности дуги разрешают обрабатывать металлы с наибольшей скоростью, эффективностью и качеством с относительно небольшими затратами в производстве. Для обеспечения достаточно качественной эффективности электродуговой обработки металлов требуется разработка новейших технологических устройств и систем , для этого нужно проводить разноплановые исследования плазмы электрической дуги, которые позволяют в наибольшей степени учесть все разнообразие физических процессов, которые протекают в электродуговом разряде ,а также позволяют осуществить взаимосвязь между параметрами технологической системы и параметрами электродугового разряда.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Дуговой разряд в технологических процессах

1.1 Определение дугового разряда, принцип его возникновения
Электрическaя дугa (вольтовa дугa, дуговой рaзряд) — это физичeское явлeние, котороe является одним из видов электрического разряда в газе.
Электричeская дуга являет в качестве себя непрерывный постоянный поток электронов, который образуется среди электродов в газовой среде, сопровождаемый выделением обильного количества света и тепла. Температура электрической дуги обозначается в пределах равной: при угольных электродах для анода — 3900°С; для катода 3200°С, соответственно при металлическом (стальном) 2400—2600°С. Температура в середине столба дуги по его оси достигает около 6000—8000° С, и является достаточно необходимой для осуществления процесса сварки и расплавки металла.
Данный процесс впервые был описан в 1802 году в книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах посредством огромной батареи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков» (Санкт-Петербург, 1803) русским учёным В. Петровым . Электрическая дуга в данной книге описана как частный случай для четвёртой формы состояния вещества — плазмы — и состоит дуга из ионизированного, электрически квазинейтрального газа. Наличие свободных электрических зарядов обеспечивается электрической проводимостью . [10]
Одним из видов электрических разрядов в газах является электрическая дуга, при котором можно наблюдать прохождение электрического тока через газовый промежуток при воздействии на него электрического поля. Сварочной дугой называется электрическая дуга, которая используется для сварки металлов. Дуга является составной чатью в электрической сварочной цепи, и в этой части происходит уменьшение напряжения. Электрод при сварке на постоянном токе, который подсоединен к положительному полюсу источника питания дуги, называется анодом, а к отрицательному - катодом. Каждый из электродов является попеременно то анодом, то катодом при сварке, которая ведется на переменном токе.
Дуговым промежутком или областью дугового разряда называется промежуток, который находится между электродами. Длиной дуги называется длину дугового промежутка. При нормальных условиях, а также при низких температурах составляющая газов это нейтральные атомы и молекулы, и газы не имеют электрической проводимости. Электрический ток проходит через газ только при условии, что имеется наличие в нем заряженных частиц - ионов и электронов. Ионизацией называется такой процесс, при котором происходит образования заряженных частиц газа, а при этом сам газ называют ионизованным. Эмиссией (то есть испусканием) электронов с поверхности отрицательного электрода (то есть катода) и ионизацией газов и паров, которые находятся в дуговом промежутке, обуславливается возникновение заряженных частиц в дуговом промежутке. Дугой прямого действия является дуга, которая горит между объектом сварки и электродом. Общепринятое название данной дуги - свободная дуга и ее основное отличие от сжатой, в том, что в последней поперечное сечение принудительно уменьшено за счет потока газа, электромагнитного поля, сопла горелки.
По всей длине дугового промежутка происходит деление дуги на три разных области (рис. 1): анодную, катодную и столб дуги, который находится между ними. Катодная область представляет собой температурно увеличенную поверхность катода, которая называется катодным пятном, а также к ней относится частично дуговой промежуток, который к ней примыкает.[2]

Весь текст будет доступен после покупки

1. Эсибян Э.М. Плазменно-дуговая аппаратура. Киев: Техника, 1971. 164 с.
2. Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов / Под ред. Б.Е. Патона. М.: «Наука», 1973. 243 с.
3. Мукажанов В.Н. Тепло- и электрофизические основы и оборудование плазменных технологических процессов: - Алматы, КазНИИНТИ, 1996.- Ка 96, 159 с.
4. Глебов И.А., Рутберг Ф.Г. Мощные генераторы плазмы. М.: Энергоатомиздат,1985. 153 с.
5. Клименко Г.К., Ляпин А.А. Генераторы плазмы: методические указания к выполнению курсового проекта. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 62 с.
6. Электродуговые плазмотроны. Рекламный проспект / Под ред. М.Ф. Жукова. Акад. наук СССР, Сиб. отд-ние, Ин-т теплофизики. Новосибирск: Наука, 1975. 44 с.
7. Электродуговые плазмотроны. Рекламный проспект / Под ред. М.Ф. Жукова. Новосибирск: Наука, 1980. 84 с.
8. Николаев Г.А., Ольшанский Н.А. Специальные методы сварки. М.:
«Машиностроение», 1975. 231с.
9. Коротеев А.С., Миронов В.М., Свирчук Ю.С. Плазмотроны. Конструкции, характеристики, расчёт. М.: «Машиностроение», 1993. 295 с.

Весь текст будет доступен после покупки