к концентрации положительных ионов).

3.Напряженность электрического поля в анодной области дуги и анодное падение напряжения под влиянием отрицательных ионов резко возрастают, что вызывает перераспределение напряжения в дуге и увеличивает глубину провара металла в случае сварки при прямой полярности.

4.Плотность тока отрицательных ионов, получаемая при нагреве смесей флюорита с рутилом и кремнеземом до температур, близких к температуре плавления флюорита, достигает значений 108—10* А/м2 и, следовательно, оказывает значительное влияние на напряженность электрического поля в приэлект-родных областях.

8. Отрицательные ионы в контрагировании столба дугового разряда

Выше проанализированы изменения, вызываемые отрицательными ионами в при-электродных областях дуги, однако процессы в столбе разряда, приводящие к его контрагированию, не затрагивались.

В общем случае газового разряда контрагирование как один из типов неустойчивости слабоионизованной плазмы заключается в резком уменьшении области, заполненной разрядом. Физически контрагирование всегда связано с неоднородным распределением температуры по сечению разряда, однако механизмы его могут быть различными [381. Электрическая дуга, горящая при атмосферном дав тении, практически всегда контраги-рована, поскольку в радиальном направлении температура плазмы столба дуги уменьшается, а это, согласно уравнению Саха, приводит к резкому уменьшению плотности электронов в периферийной области.

Введение в разрядный промежуток электроотрицательных элементов вызывает сильное дополнительное контрагирование дугового разряда. Естественно ■екать причину этого эффекта в способности указанных элементов легко образовывать отрицательные ионы. В большинстве случаев именно с этим обстоятельством и связывают влияние на дугу

Рис. 43. Радиальное распределение Т (г) (2), "е (г) (3) и п (/) в дуге, горящей в аргоне при

добавлении 1 % атомов фтора, имеющих распределение пР (г) (4)

электроотрицательных элементов, хотя, как уже отмечалось, высказываются и другие предположения.

Анализ, основанный на представлении о существовании в плазме столба дуги локального термодинамического равновесия, позволяет выяснить распределение электроотрицательных элементов в столбе дуги и установить механизм контрагировании.

Предположим, что дуга поддерживается в одноатомном инертном газе (для определенности — в аргоне) при атмосферном давлении, а электрическое поле в столбе однородно и параллельно оси разряда. Из-за неоднородного распределения температуры по сечению столба разряд контрагирован (первично) и имеет форму достаточно длинного цилиндра. Влияние приэлектродных процессов не учитываем.

На рис. 43 приведено радиальное распределение температуры в столбе дуги, горящей в аргоне, рассчитанное по фор-