文档介绍：直流正接和直流反接的研究一、焊接电弧的导电机构1、阴极区的导电机构阴极区的总电流是由电子流和正离子流共同组成的。其中电子流主要曲來阴极发射,正离子来自弧柱区和阴极区自身气体的电离。电子流占总电流的比率取决于电极材料的种类、电流大小、气体介质等工作条件。一般情况下,阴极区电了流占总电流的比率为60%~80%。但是电弧种类不同时,该比率相差很大,%,有时可以认为小到接近于零。阴极区的导电机构有以下两类:热发射型当釆用W、C等热阴极材料作为阴极,而且流过大电流时,能发生热发射导电。在这种情况下,阴极区可以达到很高的温度,因此可以产生很强烈的电子热发射。如果电流足够大,阴极通过热发射就能够提供弧柱区所需要的电子流比率。阴极表面以为的区域将于弧柱区没有区别,其电流组成于弧柱区的相同(%),其空间屯荷总和为零,对外呈中性。阴极表面导电区的电流密度也与弧柱区的相近(约为103A/cm2),此导电机构在阴极表面不形成阴极斑点,阴极区的电压降很小,甚至为零。在人屯流***极***弧焊时这种导电机构占主要地位。场致发射型当采用Cu、Fe、Al等冷阴极材料作为阴极,或采用W、C等热阴极型材料作为阴极但电流比较小的时,将主耍发生场致发射型导电。冷阴极型电极受材料沸点的限制,其表面的温度不能升得很高,因此阴极表面不可能产生强烈的电子热发射。由于最初电子供应不足,使得靠近阴极的区域正负电荷处于非平衡状态,正离子过剩并造成堆枳,形成正的空间电荷,因而在阴极表面的前面形成局部较高的电场。只要阴极不能发出足够的电子数量,正离子将继续堆积,电场强度将继续增加。当电场强度足够大时,就会使阴极表面的电子冲破束缚发射出来,即产生场致发射。而月•从阴极发射出来的电子在此较强的电场强度作用下被强烈加速,向弧柱区方向运动。当其动能大丁气体的电离能Wi时,有一部分电子就能在阴极区的终端(接近弧柱区的部位)与屮性粒子发生激烈碰撞并使其发生电离。电离出來的电子与阴极宜接发射的屯子一起向弧柱区方向运动,使电子流的比率最终达到弧柱区电子流的比率,电离出来的正离子与从弧柱区来的正离子一起向阴极运动,使正离子流占阴极区总电流的比率大大增加。在场致发射型导电时,阴极表面的有阴极斑点。当用w、C等材料做阴极且电流较小时,阴极斑点时固定不动的,电流密度较低,即使是交流电弧也很稳定。当用Cu、卍、AI等材料作为阴极时,阴极斑点时游动的,电弧口动选择有利于场致发射的点作为阴极斑点。阴极斑点可能是一个,也可能是多个,电流密度较高,在交流情况下电弧稳定。2、阳极区的导电机构电弧燃烧时,%的电子流,同时,%的正离子流。每一个电子到达阳极时,将向阳极释放出和当于电子逸出功的能量。但是,阳极向弧柱区提供正离子流和对复杂一些,因为阳极不能发射正离子,正离子只能由阳极区供给。根据电弧电流密度的大小,阳极区可以通过两种不同的方式提供正离子。场致电离当电流密度较小时,在阳极区难以发生热电离过程,阳极前面的正离子不足,正离子数少于屯子数,因此阳极前方能够形成负的空间屯荷和空间屯场,因此能产生一定的阳极压降UAo在阳极压降的作用下,來自弧柱区的电子被加速,其动能大大提高。此时,电子不仅拥有弧柱区给予的动能,而且增加了阳极区给予的动