Таблица 2. Средняя температура дуги при сварке покрытыми электродами, К

Руднокислое

толстое5640

тонкое—

толстое5600

средней толщины5800

Руднокислое с железным порош-5830 ком

Рутиловое с железным порош-5650 ком

Основное5450

Влияние газовой среды на температуру дуги исследовалось в работе [250]. Установлено, что при сварке железными электродами в среде С02, Ы2, воздуха, Аг и Не температура дуги равна соответственно 5900, 5520, 5490, 5200, 4900 К. С увеличением напряжения между электродами температура дуги снижалась. Согласно этому, а также данным работ [203, 204], температура дуги при сварке покрытыми электродами, под флюсом и в защитных газах находится в пределах 4500-7800 К.

3. Механизм приэлектродных процессов

Известны многочисленные попытки объяснить механизм процесса горения дуги. Для описания эмиссионного процесса на катоде дуги использовались, как отмечено в работах [70, 182], почти все известные физические явления, сопровождающиеся испусканием электронов твердым телом. Можно насчитать по крайней мере 17 подобных описаний [28]. Кратко рассмотрим наиболее распространенные теории, точнее, гипотезы, которые предлагались для объяснения процессов в дуге.

Термоэлектронный механизм эмиссии (Г-механизм) предложен ранее всех других и успешно использован для описания поведения угольной дуги: оказалось возможным понять такие известные ее свойства, как возбуждение дуги разведением контактировавших электродов, непо-

движность катодного пятна при перемещении анода и возможность повторного зажигания дуги после сравнительно больших пауз [92]. Однако применение термоэлектронного механизма к дугам, горящим на металлических электродах, оказалось безуспешным, так как большинство металлов не могут быть нагреты до температур, достаточных для заметной эмиссии электронов, а такие металлы, как ртуть, кадмий и цинк, имеют настолько низкие точки кипения при атмосферном давлении, что о них вообще не приходится говорить как о термоэлектронных эмиттерах, хотя дуга горит на этих металлах без каких-либо затруднений [70]. Но даже в тех случаях, когда возможен нагрев металла до температур, необходимых для поддержания тока дуги вследствие термоэмиссии, наблюдаются явления, которые невозможно объяснить с позиций термоэлектронного механизма. Так, на вольфраме может гореть электрическая дуга с катодным пятном, хотя сам катод остается холодным, а при нагреве его до высокой температуры дуга с пятном переходит в дугу без пятна, т. е. становится термоэлектронной [203].

Для объяснения явлений в дуге, которые не укладывались в рамки термоэлектронной гипотезы, привлекательным оказался механизм, предложенный Ленг-мюром [274, 279]. На основании выведенного им уравнения тока, который ограничен объемным зарядом, Ленгмюр пришел к выводу, что у катода дуги под влиянием объемного заряда положитель-