Сварочная дуга

Ещё со школы мы помним такое определение тока: ток – это направленное движение отрицательно заряженных частиц. Освежим в памяти основные моменты, связанные с током. Итак, когда мы говорим о отрицательно заряженных частицах, мы подразумеваем электроны. Если в веществе большое количество электронов могут перемещаться, то такое вещество называют проводником (им являются, например, медь, ртуть, ионизированный газ), те  же вещества, в которых концентрация электронов, способных свободно перемещаться очень мала называют диэлектриками или изоляторами ( их примеры: мрамор, фарфор, воздух).

При этом нужно не забывать, что движение свободных электронов происходит от одного полюса замкнутой цепи к другому, и для того, чтобы это движение имело место быть, необходимо, чтобы между полюсами существовало напряжение (его ещё называют разностью потенциалов). Напряжение (упрощенно) можно представить себе как некоторое давление, подталкивающее электроны. Измеряют его в вольтах (В).
Для того, чтобы ток в замкнутой цепи был бесперебойным, необходима ЭДС (электродвижущая сила),т.е. нужен источник электрического тока. Сейчас наиболее распространенными источниками электрического тока являются различные гальванические элементы, аккумуляторы и генераторы.

Ещё одной важной характеристикой тока является сила тока. Она показывает, как много электронов проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. Величина силы тока измеряется в амперах (А).

Теперь рассмотрим такое понятие как сварочная дуга. Это понятие необходимо знать, так как именно электрическую дугу используют для нагрева  и плавки металла. Сварочной дугой называют мощный и устойчивый во времени электрический разряд в среде газа, образовавшийся между электродами или электродом и изделием Рассмотрим два способа получить, т. е. зажечь, электрическую дугу.
1) для начала необходимо коснуться электродом (который должен находиться в положении как можно более напоминающим вертикальное) металлической поверхности и в тот же момент, сразу после того, как произошло касание, необходимо начать двигать электрод вверх (на 3-6 мм).
2) концом электрода совершить действия, похожие на чирканье спичкой, в этом случае «коробком» служит поверхность металла.
Первый способ предпочтительней для опытных сварщиков, тогда как второй подойдет и новичкам.

При сварке очень важно, чтобы электрическая дуга была стабильной. Так как, если она будет постоянно гаснуть, а потом снова возникать, на шве будут образовываться дефекты. Поэтому при использовании переменного тока для сварке результат может не оправдать ожиданий (почти все металлы, за исключением, к примеру, алюминия лучше варить постоянным током).  Для улучшения характеристик устойчивости дуги  в покрытие электродов принято добавлять материалы, содержащие калий, кальций, натрий и пр.

В сварочных аппаратах заложено множество полезных функций, призванных облегчить жизнь сварщику. Рассмотрим некоторые из них (более подробно в главе  ):
1) Горячий пуск (HOT START) - значительно упрощает розжиг дуги – повышает значения сварочного тока в момент первого касания электродом изделия.
2) Форсаж дуги (ARC FORCE) – упрощает процесс сварки и улучшает её качество для вертикальных швов.
3) Антизалипание (ANTISTIСK) – помогает справиться с залипанием электрода, отключая подачу сварочного тока в момент прилипания электрода к изделию.
4) V.R.D. – повышает уровень безопасности сварки, снижая напряжение холостого хода (холостым ходом называют время, когда сварочный аппарат включен, но электрическая дуга не горит).

При использовании постоянного тока различают два вида подключения: прямой полярности и обратной. Включением прямой полярности называют такую схему, при которой катод (минус) подключают к электроду, а анод (плюс) – к изделию. При включении обратной полярности наоборот: катод – к изделию, анод – к электроду.
Прямая применяется при необходимости работы с толстостенными деталями, а обратный – с тонкостенными. Здесь заметим, что при использовании переменного тока не важно, к чему подключен плюс, а к чему минус.

Каким бы способом не осуществлялась сварка, металл с электрода всегда перемещается в сварочную ванну в виде капли. Для того, чтобы капля от электрода не отделялась слишком быстро и чтобы капли не были излишне большими придумали некоторые технологические приемы. Один из них – сбрасывание тока в момент, когда  капля должна вот-вот оторваться от электрода, благодаря чему она отрывается без брызг.