8.3.1. Общие замечания

Согласно существующим представлениям о прикатодных процессах считается, что внутри видимых пятен существуют еще и микропятна с большой плотностью тока и временем жизни порядка нескольких мкс. Ввиду такого малого времени жизни микропятен и большой плотности тока в них представляется маловероятной возможность полностью из­бавиться от эрозии материала электрода.

Как показывает опыт, степень уноса материала электрода сущест­венно уменьшается при увеличении скорости перемещения дуги. Однако в некоторых случаях даже при очень больших скоростях перемещения дуги избавиться от значительной эрозии не удается. Дело в том, что опорные пятна дуги движутся вдоль поверхности электродов по замк­нутым траекториям. Поэтому необходимо учитывать нагрев стенки

электрода не только при очередном пробегании пятна, но и при пре­дыдущих пробеганиях. Этот нагрев мало зависит от скорости пере­мещения дуги и может оказаться значительным.

Выпишем основные параметры, определяющие нагрев электрода: /, AU, /, v, коэффициент теплообмена на внутренней стенке а, диаметр электрода D, толщина стенки б и физические константы материала электрода X и а.

Три первых параметра определяют значение теплового потока в пятне Q и радиус пятна rQ. Следовательно, можно записать

Т = f(Q, Гд, и, a, D, б, X, а).

В безразмерном виде эта зависимость запишется так:

Т8 Г Г0 рго _а5_ _D_ 1

Q *4 5 : 2а : 8 : 5 J

ИЛИ

Т = <р(г0, Ц, а, D).

При больших скоростях перемещения дуги можно независимо рассмат­ривать повышение температуры внешней поверхности электрода непо­средственно в пятне (7^) и нагрев за счет всех предыдущих пробе­ганий (7^). Суммарный нагрев Т = Т + Т^. При этом нельзя до­пускать, чтобы температура Т^ достигала температуры плавления. В

то же время ввиду малого времени жизни приэлектродных пятен можно допустить, что при пробегании дуги в пятне на короткое время будет достигаться температура Т = Т + 7^, большая, чем температура

плавления. Однако плавление происходит на очень малую глубину и не приводит к уносу материала, так как после окончания воздействия дуги расплавленный материал быстро затвердевает. Этот вывод сле­дует из осмотра поверхности электродов после длительной работы. Местное оплавление всегда имеет место.

Таким образом, будем рассматривать две задачи, а именно нагрев поверхности электрода от движущегося кругового источника и пред­варительный нагрев от предыдущих пробеганий опорного пятна по данному месту. Как следует из предыдущего раздела, следы на по­верхности электрода часто разбиваются на отдельные каналы, распо­ложенные непрерывно или с разрывами. Строго говоря, нельзя считать, что пятно имеет круговую форму и движется непрерывно. Однако, как показывают расчеты, нагрев в едином пятне больше, чем в случае, когда оно распадается на более мелкие пятна. Кроме того, наиболее трудными с точки зрения уменьшения эрозии являются режимы больших давлений. В этих случаях из-за большого сопротивления воз­духа получаются меньшие скорости движения дуги, а также увеличи­вается плотность тока. Как показывают исследования, при больших давлениях след получается практически единым и непрерывным. Для определения радиуса пятна rQ можно использовать значения плотности

тока, полученные в предыдущем разделе:

За ширину следа при повторных пробеганиях дуги следует принимать ширину дуги d, определяемую по формуле (3.5).