Влияние эффекта Рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом
Показано, что длина свободного пробега электронов и количество столкновений электронов с атомами в катодной области сварочной дуги определяются эффектом Рамзауэра....
Збережено в:
| Дата: | 2006 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2006
|
| Назва видання: | Автоматическая сварка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102393 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние эффекта Рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом / О.М. Черный // Автоматическая сварка. — 2006. — № 3 (635). — С. 47-48. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102393 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1023932025-02-23T19:48:57Z Влияние эффекта Рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом Influence of Ramsauer effect on parameters of cathode region of argon arc with a non-consumable cathode Черный, О.М. Краткие сообщения Показано, что длина свободного пробега электронов и количество столкновений электронов с атомами в катодной области сварочной дуги определяются эффектом Рамзауэра. It is shown that the length of а free path of electrons and quantity of collisions of electrons with atoms in the cathode region of the arc are determined by the Ramsauer effect. 2006 Article Влияние эффекта Рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом / О.М. Черный // Автоматическая сварка. — 2006. — № 3 (635). — С. 47-48. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102393 621.791.75.037 ru Автоматическая сварка application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Краткие сообщения Краткие сообщения |
| spellingShingle |
Краткие сообщения Краткие сообщения Черный, О.М. Влияние эффекта Рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом Автоматическая сварка |
| description |
Показано, что длина свободного пробега электронов и количество столкновений электронов с атомами в катодной
области сварочной дуги определяются эффектом Рамзауэра. |
| format |
Article |
| author |
Черный, О.М. |
| author_facet |
Черный, О.М. |
| author_sort |
Черный, О.М. |
| title |
Влияние эффекта Рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом |
| title_short |
Влияние эффекта Рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом |
| title_full |
Влияние эффекта Рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом |
| title_fullStr |
Влияние эффекта Рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом |
| title_full_unstemmed |
Влияние эффекта Рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом |
| title_sort |
влияние эффекта рамзауэра на параметры катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102393 |
| citation_txt |
Влияние эффекта Рамзауэра на параметры
катодной области аргоновой дуги с неплавящимся электродом / О.М. Черный // Автоматическая сварка. — 2006. — № 3 (635). — С. 47-48. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT černyjom vliânieéffektaramzauéranaparametrykatodnojoblastiargonovojdugisneplavâŝimsâélektrodom AT černyjom influenceoframsauereffectonparametersofcathoderegionofargonarcwithanonconsumablecathode |
| first_indexed |
2025-11-24T18:20:12Z |
| last_indexed |
2025-11-24T18:20:12Z |
| _version_ |
1849696885225291776 |
| fulltext |
шпилек в среде защитных газов, под флюсом,
с защитными керамическими кольцами, а
также без защиты и может применяться для
ремонта и изготовления шипованных экранов
в стационарных и монтажных условиях.
Так, при капитальном ремонте энергоблока
№ 4 на Трипольской ТЭС были установлены
три панели нижней радиационной части
(НРЧ), на которых было приварено 150 тыс.
шипов.
При использовании предложенной техно-
логии изчезли проблемы с прожогами труб,
достигнуто уменьшение коробления труб после
ошиповки, снижен расход защитных газов и
сопутствующих материалов (цанги, сопла).
Опыт работы с использованием установки У-
1152 на Трипольской ТЭС показал, что приварку
шипов могут выполнять рабочие невысокой
квалификации, например, выпускники ПТУ. При
этом к качеству приварки шипов замечаний нет. В
последующем в период капитального ремонта
котла ТПП-210-А при замене НРЧ обоих корпусов
предстояло приварить 1500 000 шт. шипов. По нор-
мам времени за смену должно привариваться 1500
шипов, т. е. для ошиповки котла необходимо 1000
смен.
Средняя скорость ошиповки с использованием
установки У-1152 составляет 6 шипов в минуту
одним пистолетом. В этом случае за смену можно
приварить 2200…2500 шипов в течение 600 смен.
Учитывая отсутствие прожогов труб устраняется
вероятность повторной опрессовки котла после
ремонта. Магнитное дутье устраняется в каждом
конкретном случае без особых усилий. Определен-
ные трудности возникают при зарядке цанги
шипом, так как цанга и сопло пистолета в процессе
работы нагреваются после приварки 200…250
шипов. Сварочный пистолет позволяет обеспечить
различные скорости осадки шипа в сварочную ванну
для получения оптимального качества сварки. Угол
заточки шипа составляет 90о для труб толщиной
более 5 мм, 120 – для труб 4,5…5 мм и 160 –
для труб менее 4,5 мм. На размер и форму заточки
шипа влияет также материал шипа, точнее, его
теплофизические свойства. Силу сварочного тока
и время горения дуги необходимо выбирать в
зависимости от рода тока, способа защиты зоны
сварки, диаметра шипа, марки стали и положения
трубы в пространстве (таблица).
New installation for realization of technological process of welding-on of screen lugs of steam boilers is described.
Technical characteristics of the installation are given and the efficiency of its application in manufacture and repair of
boilers of heat power stations is shown.
Поступила в редакцию 13.02.2006
УДК 621.791.75.037
ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТА РАМЗАУЭРА НА ПАРАМЕТРЫ
КАТОДНОЙ ОБЛАСТИ АРГОНОВОЙ ДУГИ
С НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ
О. М. ЧЕРНЫЙ, инж. (ОАО «Роствертол», г. Ростов-на-Дону, РФ)
Показано, что длина свободного пробега электронов и количество столкновений электронов с атомами в катодной
области сварочной дуги определяются эффектом Рамзауэра.
Клю ч е в ы е с л о в а : дуговая сварка, сварочная дуга, катод-
ная область, эффект Рамзауэра, свободный пробег электро-
нов
Процессы, протекающие в катодной области, в за-
висимости от полярности играют существенную
роль при нагреве электрода или изделия. Иссле-
дованию этих процессов посвящено много работ,
однако многие вопросы остались пока еще не изу-
ченными, например, длина λ свободного пробега
электрона в катодной области и количество N стол-
кновений электрона с атомами при прохождении
им катодной области. В настоящей работе сделана
попытка исследовать эти проблемы.
© О. М. Черный, 2006
Основные параметры установки
Параметр
Норма
Характеристика
жесткая падающая
Номинальный сварочный ток, А 1000
Потребляемая мощность, кВ⋅А 40
Номинальная продолжительность работы, ПВ, % 10
Пределы регулирования сварочного тока, А 250…1300
Номинальное рабочее напряжение на зажимах
выпрямителя при номинальном токе, В
26 26
Пределы регулирования времени горения дуги, мс 5…999
КПД, не менее, % 84,5 83,5
Напряжение холостого хода, В, не более 85
Габаритные размеры, не более, мм:
длина
ширина
высота
1000
800
1000
Масса, не более, кг 300
3/2006 47
Рассмотрим дугу, горящую между двумя воль-
фрамовыми электродами в аргоне, у которой сог-
ласно работе [1] суммарное падение катодного Uк
и анодного Ua напряжений составляет приблизи-
тельно 9 В. Согласно работе [1] Uа ≅ 4 В и не
зависит от материала электрода. Поэтому можно
считать, что в рассматриваемом случае Uк ≅ 5 В.
Изменение сечения S столкновений электронов
с атомами аргона в зависимости от энергии W
электронов (эффект Рамзауэра) исследуется в ра-
ботах [2, 3] и выражается формулой
S = 24,9W2 — 14,9W + 2,4. (1)
В первом приближении будем считать, что па-
дение электрического потенциала в катодной об-
ласти описывается линейной функцией в зависи-
мости от длины lк катодной области. Тогда энер-
гия, приобретенная электроном при прохождении
им пути между двумя столкновениями, будет равна
W = λUк/lк. (2)
Величина λ согласно работе [4] вычисляется по
формуле λ = 1/π√2d2n, где d – диаметр атома,
м; n – концентрация атомов в единице объема,
1/м3. Поскольку S = πd2/4, то
S = 1 ⁄ 4√⎯⎯2λn. (3)
Подставляя выражения (2) и (3) в (1) и счи-
тая, что lк = λN, получим
λ = 1/A[622/N2 — 74,7/N + 2,4], (4)
где A – коэффициент пропорциональности.
Далее будем исходить из принципа минимума
энергии системы, в соответствии с которым любая
система, состоящая из многих тел, стремится к
минимуму концентрации энергии в ней, что в на-
шем случае при заданном Uк достижимо, если lк
имеет максимальное значение. При ограниченном
количестве N столкновений электрона с атомами
аргона в катодной области это возможно при мак-
симальном значении λ, которое исходя из (4) дос-
тигается при N = 16,5. Согласно зависимости S от
W, приведенной в работах [2, 3], минимальное
сечение столкновений электрона с атомами аргона
(сечение Рамзауэра) равно SP = 1,6⋅10—20 м2. Тогда
максимальное значение λ, соответствующее SP по
(3), определяется из выражения
λP = 1 ⁄ 4√⎯⎯2SPn. (5)
Величину n определим по формуле n = P/kT
[4], где P – удельное давление газа, Н/м2; k =
= 1,38⋅10—23 Дж/град – постоянная Больцмана;
T – температура, К. Полагая P = 1⋅105 Н/м2 и
T = 1⋅104 К, получим n = 7,2⋅1023 1/м3. Подс-
тавляя SP и n в (5), получим, что λP = 1,5⋅10—5 м.
Необходимо отметить, что наличие максимума в
уравнении (4), полученном из (1), описывающего
эффект Рамзауэра, свидетельствует о стабильных
значениях lк и λ в катодной области, поскольку
любое отклонение от lк = 16,5λ ведет к уменьшению
значений λ и соответственно lк, а следовательно,
согласно отмеченному выше к увеличению концент-
рации энергии в катодной области, что является не-
возможным. На основании этого можно сделать вы-
вод о том, что не только значения λ, но и lк опре-
деляются эффектом Рамзауэра.
Таким образом, длина свободного пробега элек-
тронов и количество столкновений электронов с
атомами в катодной области сварочной дуги оп-
ределяются эффектом Рамзауэра и соответственно
равны λP = 1,5⋅10—5 м и N = 16…17.
1. Лесков Г. И. Электрическая сварочная дуга. – М.: Маши-
ностроение, 1970. – 353 c.
2. Golden D. E., Bandel H. W. Low-energy e-Ar totuil рeutte-
ring gross section // Phys. Rev. – 1966. – 149, 58. –
P. 10—12.
3. Друкарев Г. Ф. Столкновения электронов с атомами и мо-
лекулами. – М.: Наука, 1978. – 235 с.
4. Телеснин Р. В. Молекулярная физика. – М.: Высш. шк.,
1973. – 360 с.
It is shown that the length of а free path of electrons and quantity of collisions of electrons with atoms in the cathode
region of the arc are determined by the Ramsauer effect.
Поступила в редакцию 19.09.2005
48 3/2006
|