вольт амперная характеристика металлов

Показана на рис. 2 вольт-амперная характеристикадуги снята при постоянной длине сварочной дуги. При сварке плавящимся электродом непрерывно меняется длина дугового промежутка. В этих случаях следует пользоваться характеристиками, определяющими зависимость между напряжением и током дуги при постоянной скорости подачи электродной проволоки (рис. 3, кривые 1 и 2). Каждой скорости подачи соответствует определенный диапазон токов, при котором устойчиво горитсварочная дуга и плавится электрод. В этом случае при малых изменениях тока напряжение меняется в больших пределах. Эту зависимость принято называть характеристикой устойчивой работы. Она так же, как и вольт-амперная характеристика, зависит от длины вылета электрода и скорости подачи.

Перенос металла всварочной дуге и требования к динамическим свойствам источников питания. Различают следующие виды переноса металла электрода в сварочную ванну: крупнокапельное, характерный для малых плотностей тока; мелкокапельном, струйный, когда металл стекает с электрода очень мелкими каплями. Капли расплавленного металла периодически замыкает дуговой промежуток, или если не происходят короткие замыкания, периодически меняют длину дуги. При большой плотности тока в электроде наблюдается мелкокапельном перенос металла, без заметных колебаний длины и напряжениясварочной дуги.

Процесс сварки будет устойчив, если в течение длительного времени дуговой разряд существует непрерывно при заданных значениях напряжения и тока. Как видно из рис. 4, в точках А и В пересечения внешних характеристик дуги 7 и источники питания будет иметь место равновесие по току и напряжению. Если по какой-либо причине ток всварочной дуге, соответствующий точке А, уменьшится, напряжение ее окажется меньше установившейся величины напряжения источника питания; это приведет к увеличению тока, т. е. к возвращению в точку А. Напротив, при случайном увеличении тока установились напряжения источника питания оказываются меньше напряжения дуги; это приведет к уменьшению тока и, следовательно, к восстановлению режима горениясварочной дуги. По аналогичным соображениям ясно, что в точке Б сварочный дуга горит неустойчиво. Всякие случайные изменения тока развиваются до тех пор, пока он не достигнет величины, соответствующей точке устойчивого равновесия А или к обрыву дуги. При пологопадающих внешней характеристике (кривая 6) устойчивое горение дуги будет также происходить в точке А.

Эти закономерности справедливы для постоянного и переменного тока , так как род тока не влияет на форму вольтамперных характеристик электрической дуги. На форму характеристики влияют геометрия и материал электродов , условия охлаждения столба дуги и характер среды, в которой происходит разряд.

С ростом уровня инжекции ток начинает изменяться как квадрат напряжения, а при больших уровнях инжекции вид вольт амперной характеристики зависит от соотношения времени жизни дырок и электронов и от того, меняется время жизни инжектированных носителей заряда с изменением их концентрации.

Лосев, исследуя вольт амперную характеристику точечного детектора , обнаружил на ней участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением , что позволило ему впервые использовать полупроводниковый прибор для усиления и генерации электрических сигналов.

1) иметь линейную вольт амперную характеристику ; 2) иметь очень малое сопротивление ; 3) у них должна отсутствовать инжекция ; 4) иметь высокую теплопроводность 5) иметь малое различие в температурных коэффициентах расширения контактирующих материалов; 6) иметь большую механическую прочность.

Проникновение электроники во все области науки и техники определяется главным образом крупными функциональ- "ными возможностями полупроводниковых приборов, основанных " на использовании уникальных физических свойств полупроводников и электронных процессов в них, таких, как одновременное существование носителей заряда двух знаков: положительных - дырок и отрицательных - электронов; сильная зависимость величины и типа электропроводности полупроводника от концентрации и типа примесных атомов; высокая чувствительность к воздействию света и тепла, чувствительность к действию магнитного поля j и механических напряжений; эффект односторонней проводимости при прохождении тока через электронно-дырочный переход (pn-переход), нелинейность вольтамперной характеристики р-п-перехода и явление инжекции носителей заряда с его помощью; лавинное размножения носителей заряда в сильных электрических полях и др.

Теперь рассмотрим участок от 80 А до 800 А. На этом участке дуга будет являться стабилизатором напряжения. Этот участок является наиболее подходящем для переноса расплавленного металла к свариваемого изделия. На данном участке напряжение дуги не зависит от тока , а зависит от ее длины.

Мы знаем , что сила тока в проводнике пропорциональна скорости упорядоченного движения частиц (I = qnuS , ( u- скорость )) , поэтому можем сказать , что сила тока пропорциональна разности потенциалов на концах проводника. I ~ U. В этом заключается качественное объяснение закона Ома на основе электронной теории проводимости металлов.

Три предварительно взвешенных цилиндра (двамедних и один алюминиевый) Рикке сложилотшлифованними торцами так, что алюминиевийоказался между медными. Затем цилиндры биливключены в цепь постоянного тока: через них втечение года проходил большой ток. За то времячерез электрические цилиндры прошелелектрический заряд, равный примерно 3.5млн Кл. Вторичное взаимодействие цилиндров, проводилось с до 0.03 мг, показало, что массацилиндров в результате опыта не изменилась. При исследовании сталкивались торцов подмикроскопом было установлено, что имеются лишьнезначительние следы проникновения металлов, не превышающие результатов обичнойдиффузии атомов в твердых телах. Результатиопита свидетельствовали о том, что в переносезаряда в металлах ионы не участвуют.

Во второй области II характеристики увеличения тока сварки не вызывают изменения напряжения дуги. Характеристика дуги на этом участке называется жесткой. Такое положение характеристики на этом участке происходит за счет увеличения сечения столба дуги , анодного и катодного пятен пропорционально величине сварочного тока. При этом плотность тока и падение напряжения в течение всего участка не зависят от изменения тока и остаются почти постоянными.

В третьей области III с увеличением сварочного тока возрастает напряжение на дуге Uд. Такая характеристика называется возрастающей. При работе на этой характеристике плотность тока на электроде увеличивается без увеличения катодного пятна , при этом возрастает сопротивление столба дуги и напряжение на дуге увеличивается.

При сварке капли расплавленного металла замыкает дуговой промежуток , периодически меняя силу тока и длину дуги , происходит переход от холостого хода до короткого замыкания , затем к горению дуги с образованием капли расплавленного металла , которая снова замыкает дуговой промежуток. При этом ток возрастает до величины тока короткого замыкания , что приводит к сжатию и перегорание мостика между каплей и электродом. Напряжение растет , дуга вновь возбуждается , и процесс периодически повторяется.

При сварке вольфрамовым электродом в среде аргона происходит испарение частиц металла с поверхности сварочной ванны и ближайших холодных зон , вместе с которыми удаляются и окислительные пленки, улучшает условия сварки и качество шва.

Кратко изложены физические основы и математическое модель процесса термоэлектронной эмиссии из металла. Представленные описание экспериментальной установки для исследования процесса термоэлектронной эмиссии из металла и методика выполнения лабораторной работы. Предназначены для студентов III -го курса специальности 210104 " Микроэлектроника и твердотельная электроника ".

499.2009ms

Похожие статьи

Вход для пользователей