Електронна емисия
Важна роля в осигуряването на проводимостта на дъговата междина играят електроните, доставяни от катода под влияние на различни причини. Този процес на освобождаване на електрони от повърхността на катодния електрод или процесът на освобождаване на електрони от връзката с повърхността се нарича електронна емисия. За процеса на излъчване е необходимо да се изразходва енергия.
Енергията, която е достатъчна, за да излязат електроните от повърхността на катода, се нарича работа на работа (Uout )
Измерва се в електронволтове и обикновено е 2-3 пъти по-малко от работата на йонизацията.
Има 4 вида електронно излъчване:
1. Термионна емисия
2. Полева емисия
3. Фотоелектронно излъчване
4. Емисия при въздействие на тежки частици.
Термоелектронната емисия протича под въздействието на силно нагряване на повърхността на електрода - катод. Под действието на нагряване електроните, разположени на повърхността на катода, придобиват такова състояние, когато тяхната кинетична енергия стане равна или по-голяма от силите на тяхното привличане към атомите на повърхността на електрода, те губят контакт с повърхността и излитат в дъговата междина. Силно нагряване на края на електрода (катода) възниква, защото в момента на контакта му с детайла, този контакт възниква само в определени точки на повърхността поради наличието на неравности. Това положение при наличие на ток води до силно нагряване на контактната точка, в резултат на което се заражда дъга. Температурата на повърхността значително влияе върху симулацията на електрони. Излъчването обикновено се оценява по плътността на тока. Връзката между термоелектронната емисия и температурата на катода е установена от Ричардсън и Дешман.
, (1,8)
къдетоj0 е плътността на тока, A/cm 2 ;
φ – работна функцияелектрон, e-V;
A е константа, чиято теоретична стойност е A = 120 a/cm 2 deg 2 (експериментална стойност за метали A » 62,2).
При автоелектронното излъчване енергията, необходима за освобождаването на електрони, се предава от външно електрическо поле, което, така да се каже, "изсмуква" електроните извън границите на влиянието на електростатичното поле на метала. В този случай плътността на тока може да се изчисли от формулата
, (1.9)
къдетоE – напрегнатост на електрическото поле, V/cm;
(1.10)
С повишаване на температурата стойността на автоелектронната емисия намалява, но при ниски температури нейното влияние може да бъде решаващо, особено при висока напрегнатост на електрическото поле (10 6 - 10 7 V / cm), което според Brown M.Ya. и Г.И. Погодин-Алексеев може да се получи в близките до електродите региони.
Когато енергията на радиацията се абсорбира, могат да се появят електрони с толкова висока енергия, че някои от тях напускат повърхността. Плътността на фотоемисионния ток се определя по формулата
(1.11)
къдетоα е коефициентът на отражение, чиято стойност е неизвестна за заваръчните дъги.
Дължините на вълните, които причиняват фотоемисия, както и за йонизация, се определят от формулата
За разлика от йонизацията, излъчването на електрони от повърхността на алкални и алкалоземни метали се причинява от видима светлина.
Повърхността на катода може да бъде подложена на въздействието на тежки частици (положителни йони). Положителните йони в случай на удар върху повърхността на катода могат:
Първо, отдайте кинетичната енергия, която притежават.
Второ, може да се неутрализира на повърхността на катода; докато те дават на електрода йонизационна енергия.
Така катодът придобива допълнителна енергия, която се използва за отопление,топене и изпаряване, а част отново се изразходва за освобождаване на електрони от повърхността. В резултат на достатъчно интензивно излъчване на електрони от катода и съответната йонизация на дъговата междина се установява стабилен разряд - електрическа дъга с определено количество ток, протичащо във веригата при определено напрежение.
В зависимост от степента на развитие на определен вид излъчване, има три вида заваръчни дъги:
Дъги с горещ катод;
Дъги със студен катод;