Столб сварочной дуги заполнен ионизированным газом — плазмой. В обычной сварочной дуге длина столба составляет всего несколько миллиметров, и поскольку для сварки основное значение имеют процессы в электродных пятнах и приэлектродных обла­стях, роль столба часто второстепенна, а его мощность невелика. При помощи сравнительно несложных приемов (используя воздей­ствие магнитных полей, продувание струи газа и пропускание через обжимающее сопло) можно удлинить столб дуги до десятков и даже сотен миллиметров, одновременно уменьшить его диаметр и получить хорошо сформированную длинную струю плазмы. При этом напряжение дуги возрастает до 50—200 в и более, основную мощность несет струя плазмы, роль приэлектродных областей сни­жается. Плазменная струя превращается в очень концентрирован­ный источник тепла, отвечающий многим требованиям сварочной техники. В последние годы успешно развиваются плазменные резка и сварка.

Схемы получения плазменной струи показаны на рис. 39: / — вольфрамовый электрод; 2 — корпус плазмотрона; 3 — плазмен­ная струя; 4 — изделие. Усиленное охлаждение периферийных областей струи и механическое сжатие ее при пропускании через узкий канал концентрируют плазму в малых объемах, что обуслов­ливает повышение температуры в центральной зоне струи и высо­кую степень ионизации находящихся в ней частиц. На рис. 40 по­казано влияние сжатия и внешнего охлаждения дуги на распреде­ление температур в различных ее зонах. Видно, что длина области, ограниченной, например, изотермой 14 000 °К, увеличивается в три раза. / — зоны свободной дуги, горящей между вольфрамовым

канале. В обоих случаях ток дуги и материал электродов одинаков. Вместе с тем температура зон сжатой дуги значительно выше, чем свободной. Центральная часть сжатой дуги представляет собой поток плазмы.

По своим характеристикам плазменная струя удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к источникам тепла при сварке. Тепловая мощность ее, получаемая при использовании пока еще несовершенного оборудования, достигает уже 8000—10 000 кал/сек (чего вполне достаточно для сварки и резки самых тугоплавких ме­таллов) и принципиально может быть сделана сколь угодно боль­шой. Эффективная тепловая мощность плазменной струи составляет —40% общей тепловой мощности: тр для различных условий колеб­лется в пределах 0,3—0,4. Тепловая интенсивность и тепловая кон­центрация плазменной струи в несколько раз выше, чем в обычных свободно горящих сварочных дугах.

Для получения дуговой плазмы в сварочной технике исполь зуют Ат, Не, N2, Нг, диссоциированный аммиак, атмосферный Б<?здух, врдяной пар, а также различные смеси этих газов.

Плазменная струя имеет широкие перспективы применения в ка­честве теплового источника для сварки и резки металлов. В настоя­щее время исследуются особенности плазменной струи и выясня­ются возможности использования ее в различных областях техники,