To'g'ridan-to'g'ri oqim bilan payvandlash. DC va AC elektrodlari o'rtasidagi farqlar

Model dizayneri 1998 yil №4

DC payvandlash mashinalarining "o'zgaruvchan tok hamkasblari" ga nisbatan afzalliklari yaxshi ma'lum. Bunga yumshoq yoyni yoqish, yupqa devorli qismlarni ulash qobiliyati, kamroq metall chayqalishi va payvandlanmagan joylarning yo'qligi kiradi. Hatto zerikarli (va ma'lum bo'lishicha, odamlar uchun zararli) treska ham yo'q. Va barchasi, chunki payvandlash mashinalariga xos bo'lgan asosiy narsa yo'q o'zgaruvchan tok xususiyat - ta'minot kuchlanishining sinusoidi noldan oqib o'tganda yoyning vaqti-vaqti bilan yonishi (1-rasm).

Guruch. 1. O'zgaruvchan (a) va to'g'ridan-to'g'ri (b) tokda payvandlash jarayonini tushuntiruvchi grafiklar.

Grafiklardan haqiqiy dizaynga o'tadigan bo'lsak, shuni ham ta'kidlash kerak: AC dastgohlarida payvandlashni yaxshilash va osonlashtirish uchun kuchli transformatorlar (magnit sxemasi keskin tushadigan xususiyatga ega bo'lgan maxsus elektr temirdan yasalgan) va ataylab yuqori kuchlanish ishlatiladi. ikkilamchi o'rash, 80 V gacha yetib boradi, garchi 25-36 V uchun payvandlash zonasida yoyning yonishini va metallning cho'kishini qo'llab-quvvatlash uchun etarli bo'lsa-da, biz qurilmaning juda katta massasi va o'lchamlariga, quvvat sarfini oshirishga chidashimiz kerak. Ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishni 36 V ga kamaytirish orqali "payvandchi" ning og'irligini 5-6 baravar engillashtirish, uning o'lchamlarini portativ televizor o'lchamiga etkazish va boshqa ishlash xususiyatlarini yaxshilash mumkin.

Ammo past kuchlanishli o'rash bilan kamonni qanday yoqish mumkin?

Yechim ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga kondansatörli diodli ko'prikni kiritish edi. Natijada modernizatsiya qilingan “payvandchi”ning chiqish kuchlanishi qariyb 1,5 barobar oshirildi. Mutaxassislarning fikri amalda tasdiqlanadi: 40 voltli shahar to'sig'idan oshib ketganda, kamon osongina yonadi va barqaror yonib ketadi, bu esa hatto nozik tana metallini payvand qilish imkonini beradi.

Guruch. 2. DC payvandlash mashinasining sxematik diagrammasi.

Biroq, ikkinchisi osongina tushuntiriladi. Sxemaga katta quvvatni kiritish bilan payvandlash mashinasining xarakteristikasi ham keskin pasayish bo'lib chiqadi (3-rasm). Kondensator tomonidan yaratilgan dastlabki kuchaygan kuchlanish kamonning yonishini osonlashtiradi. Va payvandlash elektrodidagi potentsial transformatorning U2 ga ("A" ish nuqtasi) tushganda, payvandlash zonasida metall cho'kma bilan barqaror yoy yonishi jarayoni sodir bo'ladi.

Guruch. 3. "Payvandchi" ning volt-amper xarakteristikasi.

Muallif tomonidan tavsiya etilgan "payvandchi" 220-36 / 42 V sanoat quvvat transformatorini asos qilib olgan holda, hatto uyda ham yig'ilishi mumkin (ular odatda xavfsiz yoritish va past kuchlanishli zavod uskunalarini quvvatlantirish tizimlarida qo'llaniladi). Birlamchi o'rash, qoida tariqasida, 1,5 mm 2 kesimli izolyatsiyalangan simning 250 burilishlari buzilmaganligiga ishonch hosil qilgandan so'ng, ikkinchi darajalilar tekshiriladi. Agar ularning holati muhim bo'lmasa, hamma narsa (ishlaydigan tarmoq o'rashidan tashqari) afsuslanmasdan o'chiriladi. Va bo'shatilgan joyda yangi ikkilamchi o'rash o'raladi ("oyna" to'ldirilgunga qadar). Tavsiya etilgan 1,5 kVA transformator uchun bu yaxshi izolyatsiyaga ega bo'lgan 20 mm 2 kesimli mis yoki alyuminiy avtobusning 46 burilishi. Bundan tashqari, umumiy kesimi 20 mm 2 bo'lgan kabel (yoki bir nechta izolyatsiyalangan bir yadroli simlar to'plamga o'ralgan) avtobus sifatida juda mos keladi.

TRANSFORMERNING KUCHGA BO‘LIB ELEKTRODLAR BO‘LIMINI TANLASH.

Rektifikator ko'prigi 100x100 mm issiqlik qabul qiluvchi-radiatorlarga o'rnatish orqali 120-160 A ish oqimi bilan yarimo'tkazgichli diodlardan yig'ilishi mumkin. Bunday ko'prikni transformator va kondansatkich bilan bir xil korpusga joylashtirish, 16 amperli kalitni, "On" signalli yorug'lik teshigini, shuningdek "ortiqcha" va "minus" terminallarini old tekstolitga olib kelish eng qulaydir. paneli (4-rasm). Va elektrod ushlagichiga va "tuproq" ga ulanish uchun 20-25 mm 2 mis kesimli tegishli uzunlikdagi bitta yadroli kabelning segmentidan foydalaning. Payvandlash elektrodlarining o'ziga kelsak, ularning diametri ishlatiladigan transformatorning kuchiga bog'liq.

Guruch. 4. Uy qurilishi DC payvandlash mashinasi.

Va yana. Sinov paytida transformator, diodli ko'prik va kondansatkichning issiqlik sharoitlarini tekshirish tavsiya etiladi (payvandlashdan keyin 10 daqiqadan so'ng) qurilmani tarmoqdan uzib qo'ying. Faqat hamma narsa tartibda ekanligiga ishonch hosil qilganingizdan so'ng, siz ishlashni davom ettirishingiz mumkin. Axir, haddan tashqari qizib ketgan "payvandchi" ortib borayotgan xavf manbai!

Boshqa talablardan shuni ta'kidlash kerakki, menimcha, payvandlash mashinasi uchqunlardan himoya qiluvchi niqob, qo'lqop va rezina gilamcha bilan jihozlangan bo'lishi kerak. Payvandlash ishlari olib boriladigan joy yong'in xavfsizligi talablarini hisobga olgan holda jihozlangan. Bundan tashqari, yaqin atrofda latta yoki boshqa yonuvchan materiallar yo'qligiga ishonch hosil qilish kerak va "payvandchi" ni tarmoqqa ulash elektr panelining kuchli vilka ulagichi orqali elektr xavfsizligi qoidalariga muvofiq amalga oshirilishi kerak. binoga kirish.

V.KONOVALOV, Irkutsk

Doimiy tokning manbalari. Doimiy tokni payvandlash uchun generatorlar yoki rektifikatorlar qo'llaniladi. DC generatori aylanadi mexanik energiya elektrga. Ish paytida generator, xuddi musbat qutbdan (anod "+") elektronlarni so'radi va ularni salbiy qutbga (katod "-") o'tkazadi. Anodda elektronlarning etishmasligi va ularning katodda ortiqcha bo'lishi kuchlanish yoki potentsial farqni hosil qiladi. To'g'ridan-to'g'ri tokni olish uchun payvandlash rektifikatorlari ham keng qo'llaniladi, ularning ishlashi ba'zi yarim o'tkazgichlarning o'zgaruvchan tokni faqat o'zgaruvchan tokda o'tkazish qobiliyatiga asoslangan.

bir yo'nalish. Payvandlash uchun doimiy oqim manbaining qutblaridan biri moslashuvchan simi orqali elektrod ushlagichi orqali qoplamasiz elektrod qismiga ulanadi. Oqim manbaining ikkinchi qutbi payvandlanadigan ishlov beriladigan qismga ulanadi. Mahsulot-generator-elektrodning ulanish sxemasi rasmda ko'rsatilgan. o'n besh.

Jeneratör ishlayotganida va kontaktlarning zanglashiga olib o'tish davri ochiq bo'lsa, oqim o'tmaydi va mahsulot va elektrod o'rtasidagi kuchlanish (kuchlanish) bo'sh harakat) maksimal va faqat xavfsizlik standartlari bilan cheklangan. Agar a elektr zanjiri elektrodni mahsulotga mahkam bosib yoping, kuchlanish deyarli nolga tushadi va oqim maksimal bo'ladi.

kuchlanish elektr maydoni. Elektrod payvandlanadigan ishlov beriladigan qismga yaqinlashganda, qarama-qarshi zaryadlangan ish qismi va elektrod o'rtasida ma'lum o'zaro ta'sir o'rnatiladi, bu elektr maydon kuchi E bilan tavsiflanadi. E kuchi qanchalik yuqori bo'lsa, elektrod orasidagi potentsial farq shunchalik katta bo'ladi. va ish qismi va ular orasidagi masofa qanchalik kichik bo'lsa. Ammo amaliyot shuni ko'rsatadiki, elektrod mahsulotga tegmasdan yaqinlashganda, hatto minimal masofada ham, oqim oqmaydi. Bu elektrod va mahsulot o'rtasida zaryadlangan zarralar yo'qligini va katodda ortiqcha bo'lgan elektronlar nisbatan yuqori elektr maydon kuchiga qaramay, metallni erkin tark eta olmasligini isbotlaydi.

Elektronlarning ish funktsiyasi. Metalldagi elektronlarni ushlab turadigan kuchlar metall atomlarining yadrolarida joylashgan musbat zaryadlarning umumiy ta'siridir. Ushbu kuchlarni yengish va metallardan elektronlarni olish uchun ma'lum miqdordagi ish - elektron ish funktsiyasini sarflash kerak (p. Turli metallar uchun u boshqacha:

Elektronning metallga ishlov berish funktsiyasi, eV

GA................................................. ................................................ . ............ 2.02

Na................................................. ................................................ . ......... 2.12

Sa................................................. ................................................ . ......... 3.34

AI .................................................. ...................................................... ....... 3.74

Si................................................. ................................................ . ......... 4.47

Sg................................................. ................................................ . ......... 4.51

Fe................................................................. ................................................ . ......... 4.79

Ni................................................. ................................................ . ...... 4.84

Qoida tariqasida, metallarda oksidli plyonkalarning mavjudligi ish funktsiyasini sezilarli darajada kamaytiradi.

Elektr yoyining yonishi. Yoy elektrod bilan payvandlanadigan ishlov beriladigan qismga qisqa teginish yoki uning uchini metall yuzasiga urish orqali yoqiladi (16-rasm). Aloqa paytida kontakt nuqtalari orqali katta oqim o'tadi. dan beri

Agar kontakt maydoni kichik bo'lsa, u orqali yuqori zichlikdagi oqim o'tadi. Bu kontakt nuqtasida metallni eritish va qisman bug'lash uchun etarli bo'lgan issiqlikning chiqishiga olib keladi.

Elektrodning mahsulotdan keyingi ajralishi bir zumda sodir bo'lmaydi. Ajratish jarayonida mahsulotdan elektrodgacha bo'lgan masofa asta-sekin o'sib boradi. Bir lahzada masofa elektronlarning katoddan chiqishini (emissiyasini) ta'minlaydigan elektr maydon kuchiga erishish uchun etarli bo'ladi, ayniqsa ularning eritilgan yoki qizdirilgan metalldan chiqishining ish funktsiyasi sovuqdan kamroq bo'lganligi sababli. Chiqarilgan elektronlar anodga shoshilib, elektr maydonidan energiya oladi (anod tortadi, katod qaytaradi). Ushbu energiya miqdori mahsulot va elektrod o'rtasidagi potentsial farqga bog'liq. Elektronlar olingan energiyaning bir qismini havo molekulalariga yoki metall bug'lariga o'tkazadi, ularni yuqori haroratga qizdiradi va bir qismini zaryadlangan zarrachalarning uzluksiz ko'payishiga olib keladi, ularsiz elektr yoyi mavjud bo'lmaydi.

Elementlarning ionlanishi. Ma'lumki, atomlarning musbat zaryadlangan yadrolarining periferiyasida elektronlar joylashgan. Tashqi orbitada joylashgan elektronlar atom bilan ichki orbitadagilarga qaraganda kuchsizroq bog'langan. Agar bu elektronlar olib tashlansa, atomning elektron neytralligi buziladi, u musbat zaryadlangan ionga aylanadi. Atomlarni ionlashtirish uchun ma'lum miqdordagi ish sarflanishi kerak:

Elementning ionlanish ishi, eV

Seziy (Cs) ................................................ ................................................. 3 .88

Kaliy (K) ................................................ ................................................. 4.30

Natriy (Na) ................................................... .............................................. 5.11

Alyuminiy (A1) ................................................ ................................................. 5.98

Kaltsiy (Ca) ................................................... ........................... 6.11

Xrom (Cr) ................................................ ................................................. 6.76

Marganets (Mn) ................................................... ................................................. 7.43

Nikel (Ni)................................................. ................................................ 7.63

Mis (Cu) ................................................ ................................................ 7 .72

Temir (Fe) ................................................... .............................................. 7.83

Kremniy (Si) ................................................ ................................................. 8.15

Vodorod (H) ................................................... ........................... 13.60

Kislorod (O) ................................................ ......................................... 13.60

Azot (N) ................................................... ................................................. 14.52

Ftor (F)................................................. .... ................................................. ... .18.6

Neytral atomning massasiga amalda teng bo'lgan metall ionining massasi elektron massasidan minglab marta kattaroqdir, masalan, temir uchun - taxminan yuz ming marta. Shuning uchun, qachon teng qiymatlar elektron va ionning kinetik energiyasi mV2/2, elektronning tezligi temir ionining tezligidan 300 martadan ortiq. Kichik massasi tufayli elektronlar zarrachaga urilganda deyarli barcha saqlangan energiyani unga o'tkazishi mumkin. Shu bilan birga, neytral atom bir xil atom yoki ion tomonidan urilganda, saqlangan energiyaning yarmidan ko'pi uzatilishi mumkin emas.

Payvandlash yoyining katod mintaqasi. Musbat fazoviy zaryadni o'z ichiga olgan va katodgacha cho'zilgan mintaqa elektr yoyining katod mintaqasi deb ataladi. Ushbu hududning juda kichikligiga qaramay, asosan unda elementar elektr zaryadlari hosil bo'ladi, ularsiz elektr toki gazlar va bug'larda mumkin emas.

Elektrodni metalldan ajratishning dastlabki momentida, qisqa yo'lda elektron katta zaxiraga ega bo'ladi. kinetik energiya va faqat qisman gazlar va bug'larni isitish uchun sarflaydi. Neytral atomga urilganda, elektron uni ionlashtirishga qodir, ya'ni undan yangi elektronni urib tushiradi. Natijada neytral atom va elektron o'rniga musbat zaryadlangan ion va ikkita elektron paydo bo'ladi.

Ionlanishning ko'p holatlari fazoning paydo bo'lishiga olib keladi musbat zaryad. Natijada, katod va kosmik zaryad o'rtasida potentsial farq paydo bo'ladi, bu katod potentsialining pasayishi Buyuk Britaniya deb ataladi.

Katoddan kosmik zaryadga qadar bo'lgan masofa millimetrning mingdan bir qismidan oshmaydi. Shuning uchun katod va bu zaryad o'rtasidagi elektr maydonining kuchi katoddan yangi elektronlarning chiqishini ta'minlashi mumkin.

Elektr maydoni ta'siri ostida musbat ionlar doimiy ravishda katodga qarab harakat qiladilar va unga kinetik energiyasini o'tkazadilar va elektronlarni ushlab, neytral atomlarga aylanadi. Bunda ionlanishga sarflangan ish issiqlik shaklida qaytariladi. Katod tomonidan olingan energiyaning katta qismi metallni eritishga sarflanadi.

Payvandlash yoyi ustuni. Elektr yoyining katod mintaqasiga to'g'ridan-to'g'ri qo'shni qismiga yoy ustuni deyiladi.

Uzunligi bir necha millimetr bo'lgan yoyning bu qismida, asosan, katodda hosil bo'lgan elektronlarning uzatilishi mavjud. Tayyor zaryadlarni o'tkazish uchun energiya sarfi ularning shakllanishiga qaraganda ancha kam, shuning uchun kamon ustunidagi elektr maydon kuchi katod mintaqasiga qaraganda bir necha baravar kam bo'ladi. Elektr energiyasi yoy ustunida asosan elektronlar harakatlanadigan gazlar va bug'larni isitish uchun sarflanadi. Shu bilan birga, elektr maydoni neytral zarrachalarga ta'sir qilmaydi, bunday zarralar doimiy ravishda yoy ustunini atrofdagi bo'shliqqa qoldiradi va o'zlari bilan olingan energiyani oladi. Energiyaning bir qismi ham juda oz sonli atomlarning nurlanishi va ionlanishi natijasida yo'qoladi.

Payvandlash yoyi ustunining harorati 5000-6500 ° S gacha baholanadi. Bu haroratda neytral atomlarning termal ionlanishi mumkin. Olingan elektronlar katodga yaqin hududdagi elektronlar kabi anodga yo'naltiriladi va musbat zaryadlangan ionlar katodga o'tadi. Biroq, kamon ustunida hosil bo'lgan elementar zaryadlar soni ularning umumiy sonining bir foizidan ko'p emas. Shuning uchun ular elektrod metallining erishi va payvandlanadigan ishlov berish xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi.

Anod hududi. Bu maydon anod va yoy ustuni o'rtasida joylashgan. Uning uzunligi katodga yaqin mintaqanikidan biroz kattaroqdir. Anod yuzasida oqim faqat yoy ustunidan keladigan elektronlar tomonidan amalga oshiriladi.

Elektron ishlab chiqarish va ijobiy ionlar bu hududda anod yaqinida nisbatan kichik miqdorda neytral atomlarning elektr maydoni tomonidan tezlashtirilgan energiya ortib borayotgan elektronlar tomonidan ionlanishi tufayli sodir bo'ladi. Anodga yaqin hududning yoy ustuni bilan chegarasida paydo bo'lgan musbat ionlar elektronlarning anodga harakatlanishiga to'sqinlik qiladigan fazoviy musbat zaryad hosil qiladi. Shuning uchun anod va fazoviy zaryad oʻrtasida potentsial farq paydo boʻlib, anod potensialining tushishi U. d.

Anod yaqinidagi elektr maydon kuchi juda muhim bo'ladi, lekin katod yaqinidagi maydon kuchidan kamroq.

Elektr maydoni ta'sirida tarqalgan elektronlar o'zlarining kinetik energiyasini anodga o'tkazadilar, shuningdek, ularni katoddan olish uchun sarflangan elektronlarning ish funktsiyasini issiqlik shaklida qaytaradilar. Olingan energiyaning asosiy qismi anodni isitish va eritishga, bir qismi esa radiatsiyaga va anodni o'rab turgan atmosferani isitishga sarflanadi.

Guruch. 17. Payvandlash yoyida kuchlanishni o'zgartirish sxemasi: /d - yoy uzunligi; 1K - katodga yaqin hududning uzunligi; 1C - yoy ustunining uzunligi; /a - anod mintaqasining uzunligi; UR - yoy kuchlanishi; Buyuk Britaniya - katod potentsialining pasayishi; UR - anod potentsialining pasayishi; Uc - yoy ustunidagi potentsial pasayish

Katod va anoddagi hodisalarni taqqoslashdan ma'lum bo'lishicha, musbat ionlarni chiqarish va neytrallash uchun vaqt birligida katod tomonidan sarflangan elektronlar soni anodga kiradigan elektronlar soniga teng. Ushbu elektronlar yana katodga oqim generatori tomonidan beriladi.

Payvandlash yoyining butun uzunligi bo'ylab kuchlanish o'zgarishi grafigidan (17-rasm) katodga yaqin mintaqada kuchlanish UK tez ortib borishini ko'rish mumkin. Mintaqaning kichik uzunligi va Buyuk Britaniyaning yuqori qiymati tufayli maydon kuchi juda katta qiymatga ega Ek = UK/eK, bu elektronlarning katoddan chiqishini va ularning keyinchalik ionlanishi uchun zarur bo'lgan yuqori energiyaga tezlashishini ta'minlaydi. neytral atomlar. Qarama-qarshi holat yoy ustunida, shuning uchun uning intensivligi Es = Uc/ec bo'lmaydi katta ahamiyatga ega.

Anod hududida oqim asosan yoy ustunidan keladigan elektronlar tomonidan amalga oshiriladi. Neytral atomlarning ionlanishi jarayonida ularning faqat kichik qismi anod yaqinida hosil bo'ladi. Bu katodga yaqin mintaqaga qaraganda kamroq energiya sarflaydi. Shuning uchun kuchlanishning pasayishi payvandlash jarayonida 1 soat davomida yotqizilgan metall massasi bilan, 1 A oqim kuchiga qarab aniqlanadi, bu esa payvandlashning o'ziga xos mahsuldorligini tavsiflaydi. Cho'kma tezligi sezilarli darajada qoplamaning tarkibiga va payvandlash amalga oshiriladigan polaritega bog'liq. Elektrodlarning yana bir normallashtirilgan xarakteristikasi ularning iste'moli - 1 kg yotqizilgan metallni olish uchun zarur bo'lgan massa (kg). Ushbu ikki xususiyat markani va payvandlash va payvandlash ishlari uchun kerakli miqdordagi elektrodlarni tanlashda zarur.

Elektrodlarning yana bir xarakteristikasi - erish koeffitsienti ap. Uning qiymati 1 A oqim o'tganda erigan elektrodning 1 soatda grammdagi massasi bilan belgilanadi. Elektrodlarning erish tezligiga turli omillar ta'sirini aniqlash uchun erish koeffitsienti cho'kma koeffitsientidan ko'ra ko'proq mos keladi, chunki uning hisob-kitobi chiqindilar va chayqalishlar tufayli metall yo'qotishlarni hisobga olmaydi.

Jadvalda. 14 yupqa qoplamaning ta'siri bo'yicha eksperimental ma'lumotlarni ko'rsatadi turli moddalar to'g'ridan-to'g'ri va teskari polaritda payvandlashda erish omili qiymatlari bo'yicha past karbonli po'lat novdalarga qo'llaniladi. Jadval shuni ko'rsatadiki, to'g'ridan-to'g'ri kutuplulukta ((-) elektrodda) payvandlashda erish koeffitsienti elektrod qoplamasini tashkil etuvchi komponentning turiga bog'liq. Teskari tomondan payvandlashda

qutblanish (elektrodda (+)) bu koeffitsient juda kam o'zgaradi.

Muammoning murakkabligi va to'liq ma'lumotga ega bo'lmaganligi sababli, biz faqat aniqlangan naqshning asosiy, eng mumkin bo'lgan sabablariga e'tibor qaratamiz. E'tibor bering, katodga yotqizilgan bir qator moddalar elektronlarning ish funktsiyasini sezilarli darajada kamaytiradi. Bunday moddalarga metall oksidlarining plyonkalari, birinchi navbatda gidroksidi tuproq metallari kiradi. Tayoqqa yotqizilgan moddalarning ta'sirini hisobga olgan holda, katod va anoddagi issiqlik balansini (kirish va chiqish) taxminan hisoblaylik.

Katod elektr maydoni tomonidan tarqalgan musbat ionlarning kinetik energiyasi, ionlanishga sarflangan ish, ionlar katoddan elektronlarni tutib olganida qisman katodga qaytganligi sababli issiqlik oladi. Katod undan chiqadigan "issiq" elektronlarga issiqlik beradi, ular katta energiya ta'minotiga ega. Bunday elektronlarning chiqishi katodni sovutadi.

Katodda elektronning ish funksiyasini kamaytiradigan plyonkalar mavjud bo'lganda, katoddan elektronlarni olish uchun katod potentsialining kichikroq pasayishi talab qilinadi. Shuning uchun kamroq musbat ionlardan tashkil topgan kamroq musbat fazoviy zaryad talab qilinadi. Katodga kiradigan musbat ionlar soni va ularning har birining energiyasi kamayadi, bu esa elektrod erish omilining pasayishiga olib keladi.

Keling, elektrodning ionlanishi uchun oz miqdordagi ish sarflanishi kerak bo'lgan elementlarning atomlarini o'z ichiga olgan qoplama bilan qoplangan deb faraz qilaylik. Shubhasiz, atomlarning ionlanishi uchun qancha kam ish kerak bo'lsa, ionlarning neytral atomlarga o'tishida katod shunchalik kam qabul qiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, musbat ionlarning har birining massasi qanchalik katta bo'lsa, ular katod tomon sekinroq harakat qiladi va kerakli kosmik zaryadni hosil qilish uchun ularning soni shunchalik kam bo'ladi. Shuning uchun atomlari katta massaga ega bo'lgan, ionlash uchun kam ishni talab qiladigan va elektronlarning ish funktsiyasini kamaytiradigan moddalarning elektrodlari qoplamasida mavjudligi to'g'ridan-to'g'ri qutbli payvandlashda elektrodlarning erish koeffitsientining keskin pasayishiga olib keladi. Jadvaldan ko'rinib turibdiki. 14, bunday moddalar bariy karbonat va ayniqsa seziy karbonat bo'lib, ularning atomlari temir atomlaridan deyarli 2,5 baravar ko'proq massaga ega va ionlash ishi faqat 3,88 eV ni tashkil qiladi.

Agar novda metall atomlari qoplama atomlariga qaraganda ionlanish uchun kamroq energiya talab qilsa, u holda ular birinchi navbatda ionlanadi, bu CXp qiymatini belgilaydi. Bu erda minimal printsipi namoyon bo'ladi: elektr yoyi eng kam energiya sarfi bilan yonadi.

Anod elektr maydoni tomonidan tarqalgan elektronlarning kinetik energiyasi va anodga qaytgan elektronlarning ish funktsiyasi tufayli issiqlik oladi. Agar elektrod katod bo'lganda iste'mol qilinadigan issiqlik qabul qilingan va berilgan energiya nisbatiga bog'liq bo'lsa, teskari polaritda payvandlashda elektrod faqat energiya oladi. Shu sababli, olingan issiqlik miqdori o'zgarishi uchun kamroq imkoniyatlar bo'ladi.

Atmosferada ularning ionlash ishining qiymati past bo'lgan atomlar yoyining mavjudligi anodik potentsialning pasayishini kamaytiradi. Shuning uchun elektronlar anodga kamroq energiya zaxirasi bilan keladi, bu elektrod erish tezligini kamaytiradi. Shu bilan birga, anod oldidagi bo'shliq zaryadining nisbatan past qiymati tufayli erish omili to'g'ridan-to'g'ri polarit bilan payvandlashdan ko'ra kamroq darajada kamayadi.

AC payvandlash. Ishlab chiqarilgan elektrodlarning aksariyati o'zgaruvchan tok bilan payvandlash uchun mo'ljallangan, bu esa bu maqsadda ishlatiladigan uskunaning arzonligi va samaradorligi bilan bog'liq. AC payvandlash yoyining xususiyatlarini va uning yonish barqarorligini yaxshilash bo'yicha ba'zi chora-tadbirlarni ko'rib chiqing.

O'zgaruvchan tokda payvandlashda yoy har bir yarim davr oxirida o'chadi va keyingi yarim davr boshida uni qayta yoqish kerak. Oqim oqimi yo'nalishining davriy o'zgarishi tufayli elektrod navbat bilan anod yoki katodga aylanadi. Sanoat chastotasida (50 Gts) yoyning ketma-ket ikkita so'nishlari orasidagi vaqt oralig'i bir yarim tsiklning davomiyligiga teng va 0,01 s. Bu vaqt ichida yoy paydo bo'lishi, rivojlanishi va yana o'lishi kerak. Yoyning so'nishidan so'ng darhol musbat ionlar va elektronlar yoylararo bo'shliqda qoladi. Bundan tashqari, elektrodning erigan uchidan va yuqori haroratgacha qizdirilgan payvandlash havzasi yuzasidan metall ichidagi energiya ish funktsiyasidan (termionik emissiya) oshib ketadigan oz miqdordagi elektronlar uchib chiqadi.

Yoylararo bo'shliqda bir vaqtning o'zida qarama-qarshi belgilardagi elektr zaryadlarining mavjudligi o'zaro tortishish mavjudligi sababli ularning tarqalish tezligini kamaytiradi.

Agar kuchlanish paydo bo'lishi va ko'tarilishi bilan zaryadlangan zarralar (ayniqsa, musbat ionlar) yoy bo'shlig'ida etarli miqdorda qolsa, u holda elektr yoyi osongina paydo bo'ladi va rivojlanadi. Bu quyidagicha sodir bo'ladi: elektronlar yoy atmosferasini qizdirayotganda yangi hosil bo'lgan anodga shoshiladi va musbat zaryadlangan ionlar katodga shoshiladi va fazoviy musbat zaryad hosil qilib, elektronlarning katoddan chiqishini ta'minlaydi. Bundan tashqari, har bir narsa doimiy tokni payvandlashda yoyning dastlabki qo'zg'alishi paytida kuzatilganidek sodir bo'ladi. Yoyni qayta qo'zg'atish va yoqishning shunga o'xshash mexanizmi o'zgaruvchan tokda kaliy oksidi va boshqa oson ionlangan elementlarni o'z ichiga olgan rutil bilan qoplangan elektrodlar bilan payvandlashda sodir bo'ladi.

Agar oqim noldan o'tgandan keyin kuchlanish ko'tarilsa, zaryadlangan zarralar (ayniqsa, musbat ionlar) kontsentratsiyasi etarli bo'lmasa, u holda yoy yana yonib keta olmaydi. Bu, masalan, yalang'och elektrodlar (tayoqlar) bilan payvandlashga harakat qilganda sodir bo'ladi.

Yuqorida aytilganlarga asoslanib, payvandlash yoyining barqarorligi qoplamaga oson ionlashtiriladigan elementlarning kiritilishi bilan, shuningdek elektrodlar diametri yoki payvandlash oqimining kuchayishi bilan ortib borishini ko'rish mumkin. Ikkinchisi, yoy kuchining ortishi uning haroratining oshishiga va natijada musbat ionlarning ishlash muddatining oshishiga olib kelishi bilan bog'liq.

Elektronlarga yaqinlikka ega bo'lgan va ancha barqaror manfiy ionlar hosil qila oladigan deionlashtiruvchi elementlar atomlarining ta'siri aksincha. Elektronga yaqinlik - odatda elektron voltlarda ifodalangan, neytral atomga elektron biriktirilganda chiqariladigan energiya miqdori. Salbiy ionning neytral atom va elektronga teskari parchalanishi bir xil miqdordagi ish (energiya) sarflanishini talab qiladi.

Quyida bir qator elementlarning elektronga yaqinligi keltirilgan:

Elementning elektronga yaqinligi, eV

C1................................................. ................................................ . ......... "..3,7

F................................................. ................................................ . .............. 3.6

Vg................................................. ................................................ . ............. 3.5

Si................................................. ................................................ . ............. 1.8

O................................................. ................................................ . .............. 1.5

Deionlashtiruvchi elementlar atomlarining paydo bo'lish mexanizmi quyidagicha: oqimning nolga o'tishida elektr maydonining ta'siri to'xtaydi. Yoylararo bo'shliqda joylashgan elektronlar turli zarralar bilan ko'p sonli to'qnashuvlar natijasida tez energiya yo'qotadi va deionlashtiruvchi elementlarning atomlari bilan uchrashib, bog'lanish energiyasini chiqarish bilan ularga qo'shiladi. Natijada yorug'lik va harakatlanuvchi elektronlar o'rniga massiv manfiy zaryadlangan ionlar hosil bo'ladi.

Atomning elektronga yaqinligi qanchalik katta bo'lsa, manfiy ion hosil bo'lish imkoniyati shunchalik katta bo'ladi. E'tibor bering, yuqori elektron tezligida manfiy ionlarning hosil bo'lish ehtimoli juda kichik. Shuning uchun, doimiy boshq deşarjı (DC payvandlash) bilan ular amalda yo'q.

Manfiy ionlar bilan payvandlash yoyining barqarorligini kamaytirish mexanizmini ko'rib chiqaylik. Salbiy ionlar yoylararo bo'shliqning istalgan qismida, xususan, yangi paydo bo'lgan katod yaqinida hosil bo'ladi. Elektronga qaraganda ming marta ko'p massaga ega bo'lib, ular yarim siklning boshida energiyaga ega bo'lgan katoddan asta-sekin uzoqlashadilar. Bunday holda, qolgan musbat ionlardan hosil bo'lgan fazoviy musbat zaryadning ta'siri salbiy ionlarning neytrallash ta'siri bilan yanada zaiflashadi. Shuning uchun katoddagi maydon kuchi kerakli miqdordagi elektronlarni chiqarishni ta'minlay olmaydi va yoy o'ladi.

Metallurgik sabablarga ko'ra asosiy qoplamali elektrodlarni ishlab chiqarish uchun florspat konsentrati ko'rinishidagi florshpat (CaF2) keng qo'llaniladi. Payvandlash yoyining yuqori haroratida u ftor ajralib chiqishi bilan qisman dissotsiatsiyalanadi.To’g’ridan-to’g’ri tok bilan payvandlashda bu yoyning barqarorligiga ta’sir qilmaydi. Shu bilan birga, o'zgaruvchan tokda payvandlashda, yoyning yonish barqarorligi sezilarli darajada kamayishi uchun qoplamaga 2-4% florspat kiritish kifoya. Bu holat amalda hisobga olinishi kerak.

Zamonaviy elektrod ishlab chiqarishda payvandlash yoyining dastlabki qo'zg'alishini engillashtirish uchun ko'pincha elektrodning yalang'och uchiga qo'llaniladigan ionlashtiruvchi qoplamalar qo'llaniladi.

Payvandlash va payvandlash uskunalari

DC payvandlash mashinalarining afzalliklari oldin ularning "o'zgaruvchan tok hamkasblari" yaxshi ma'lum. Bunga yumshoq yoyni yoqish, yupqa devorli qismlarni ulash qobiliyati, kamroq metall chayqalishi va payvandlanmagan joylarning yo'qligi kiradi. Hatto zerikarli (va ma'lum bo'lishicha, odamlar uchun zararli) treska ham yo'q. Va barchasi, chunki AC payvandlash mashinalariga xos bo'lgan asosiy xususiyat yo'q - ta'minot kuchlanishining sinusoidi noldan oqib o'tganda intervalgacha yoy yonishi (1-rasm).

Lekin past kuchlanishli o'rash bilan yoyni qanday yoqish mumkin?

TRANSFORMERNING KUCHGA BO‘LIB ELEKTRODLAR BO‘LIMINI TANLASH.

V.KONOVALOV, Irkutsk
Model dizayneri 1998 yil №4

To'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan tokning elektrodlari tashqi tomondan farq qilmaydi. Ammo zavoddan ular qanday oqimlar uchun mo'ljallanganligi allaqachon ko'rsatilgan, ya'ni bu elektrod tayog'i va qoplamasi, payvandlash mumkin bo'lgan polaritlar va pozitsiyalar, ba'zi metallarni payvandlashda tavsiya etilgan oqim. AC va DC o'rtasidagi asosiy farqlar nimada. Payvandlash paytida elektrodga oqim o'zgaruvchan yoki ma'lum bir chastota bilan, ya'ni 50 gerts yoki doimiy ravishda beriladi. Masalan, Uoni elektrodlarini oling. Ular to'g'ridan-to'g'ri oqim uchun mo'ljallangan. Agar siz olib, o'zgaruvchilar bilan pishirishga harakat qilsangiz, unda ular yopishadi yoki yoy yuradi yoki umuman barqaror yoy bo'lmaydi.

Keling, to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan tokni ko'rib chiqaylik. Men o'zgaruvchidan boshlayman, chunki tushunish eng oson.

Va elektrod bilan payvandlashda o'zgaruvchan tok va doimiy oqim ishlagandan beri. Men aniq chizaman.

Va endi o'zgaruvchan tok bizga uyda qanday kelishini ko'rib chiqaylik. Har bir inson faza borligini va nol borligini biladi. Nol minusga o'xshaydi, lekin aslida emas. Har holda, keling, AC fazasini va uning qanday ishlashini ko'rib chiqaylik. O'zgaruvchan tok, keyin u bor, keyin u erda yo'q, keyin yana.

Ko'rib turganingizdek, o'zgaruvchan tok keyin bir yo'nalishda, keyin boshqa yo'nalishda ortadi (qizil chiziq bir yo'nalishda, keyin esa boshqa yo'nalishda ortib borishi bilan ko'rsatiladi), ya'ni oqim o'zgaradi. Shuning uchun o'zgaruvchan tok elektrodlari bilan payvandlashda ko'proq chayqalish paydo bo'ladi . To'g'ridan-to'g'ri oqim o'zgaruvchan tok bilan bir xil, faqat rektifikatordan o'tadi ( shuning uchun u shunday deyiladi, chunki u grafikdagi oqimni to'g'rilaydi) biz sinxron ishlaydigan va to'g'ridan-to'g'ri oqim hosil qiluvchi bir nechta o'zgaruvchan toklarni olamiz.

Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, payvandlash orqali yuqori sifatli payvandlash olinadi to'g'ridan-to'g'ri oqim. Ehtimol, hamma ham grafikda ko'rsatilgan narsalarni tushunmaydi. Men DC va AC elektrodlari o'rtasidagi farq nima degan savolga javob beraman. Misol uchun, MR-3s elektrodlari har qanday polaritning o'zgaruvchan va to'g'ridan-to'g'ri oqimi bilan payvandlanishi mumkin. Ammo, masalan, ular faqat doimiy va faqat teskari polarit bilan ruxsat etiladi. Men o'zim aytaman, biz o'zgaruvchan tok uchun elektrodlarni olamiz va doimiy oqim bilan pishiramiz va hech narsadan qo'rqmaymiz. Elektrodlarning ko'plab markalarini to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan pishirish mumkin, o'zgaruvchilarni kuzatish kerak. Hozir

To'g'ridan-to'g'ri oqim bilan payvandlash. DC va AC elektrodlari o'rtasidagi farqlar

Payvandlash va payvandlash uskunalari

Tegishli maqolalar