Рис. 1. Распределение вдоль аксиально-симметричной дуги:

а — диаметра дуги; 6 — потенциала; в — токов ионов и влектронов; Чк\. ия\ и £/к2. £/а2 — падения потенциалов в областях пр°странственного заряда и контракции у катода и анода; £/к и Vа — полные падения потенциалов вблизи электродов [38].

первой группы периодической системы Менделеева а2 = 1, для элементов второй группы а2 = 4.

При малых степенях ионизации, характерных для сварочных дуг (а 1), уравнение (1.1) упрощено Г. И. Лесковым [971:

а = 0,\8аР-ч'Ть' ехр (— ¿'¿/2*7). (1.2)

2.Предложенное К- К- Хреновым уравнение, связывающее эффективный потенциал ионизации с температурой столба дуги [2091

Т = 80Ш£эф.(1.3)

3.Уравнение для вычисления £ЛЭф дугового газа, когда последний представляет собой смесь из п компонентов |188, 204],

Т 1 V ( Л' УЛ / 580Ш,\

^эф = -58001п2Л— ) 8ХР1--Т—Г

(1-4)

С помощью уравнений (1.1—1.4) объясняются действия ионизирующих обмазок и флюсов при металлических электродах [209] и паров металлических электродов в дугах, горящих в инертных газах [189, 97].

Г. И. Лесков доработал и уточнил уравнения столба дуги на основе кана-ловой модели, в которой столб схематизируется цилиндрическим каналом с условным радиусом г эф [97]. В пределах этого канала температура и ток распределены равномерно. При атмосферном давлении и постоянном значении коэффициента лучеиспускания а = 0,6 напряженность поля в столбе с учетом уравнения (1.2) имеет вид

£ = 2,05- Ю8(У"/»йг/а,/'/,/'. (1.5)

Средняя плотность тока в столбе

/ср = 5,5 • \СГъи"1»аЧе'1чЧ'. (1.6)

где ge — сечение столкновения атомов с электронами. Видно, что наиболее существенным фактором, определяющим напряженность поля и плотность тока в столбе, является потенциал ионизации газов атмосферы дуги, затем по значимости следуют сечение столкновения электронов с атомами, ток, соотношение статистических весов.

При сварке стальными плавящимися электродами в защитных газах свойства столба в основном определяются потоками паров электродов, поэтому в расчетные уравнения вводят параметры ¿7,-, gt и а, свойственные соответствующим парам материала электродов. Существенное значение имеют теплофизические свойства газов — теплопроводность, энергия диссоциации и др.

Наиболее важные характеристики при-электродных областей — плотность тока, падение напряжения, размеры активных пятен. Точное измерение этих величин затрудняется высокой температурой сварочной дуги, малыми размерами зон, подвижностью катодного пятна.

Экспериментально определено суммарное значение катодного и анодного падения напряжения. В дугах с металлическими электродами в воздухе экспериментальные значения £/а, полученные разными исследователями зондовым методом, находятся в пределах 2—11 В и зависят от материала электродов [97]. Для дуги между железными электродами на воздухе иа + ик — 17. 19 В. С введением ионизаторов К2С03, №2С03, Ва (Г\Ю3)2, и2С03 и СаС03 значение Vь + 0К сни-