Hồ hàn quang và bản chất của nó

Hồ hàn quang là một khái niệm không mới nhưng không phải bất cứ ai cũng có thể hiểu được bản chất của nó. Dưới đây là kiến thức cơ bản về hồ hàn quang ch các bạn tìm hiểu.

Năng lượng của hồ quang (nhiệt và ánh sáng) mang tính tập trung và được dùng để nung chảy kim loại khi hàn. Hồ quang là hiện tượng phóng điện mạnh và liên tục trong môi trường khí giữa các điện cực trái dấu. Để có thể xảy ra hiện tượng phóng điện, môi trường khí phải dẫn điện (chứa các hạt tích điện như: ion, điện tử tự do). Điều kiện sinh ra các hạt điện tích là trong khoảng không giữa hai điện cực, bao gồm:

+ Phát xạ nhiệt điện tử

+ Phát xạ quang điện

+ Tự phát xạ

+ Phát xạ do va đập hoặc do ion hóa thể tích.

Điều này có nghĩa là cần phải tạo ra một điện thế, gọi là điện thế ion hóa, nhằm bứt điện tử ra khỏi nguyên tử hay phân tử, biến nó thành ion. Trong thực tế, hồ quang hàn chứa cả khí và hơi kim loại.

 Hồ hàn quang và bản chất của nó

Hồ hàn quang và bản chất của nó

Khi đưa vào môi trường hồ quang một lượng nhỏ các chất có điện thế ion hóa thấp (ví dụ, các hợp chất của kali) thì điện thế ion hóa hiệu dụng của hỗn hợp khí trong hồ quang sẽ giảm xuống khá mạnh, làm cho hồ quang ổn định hơn.

Giai đoạn 1

Do bề mặt đầu que hàn và vật hàn không phẳng tuyệt đối, lúc chạm que hàn vào vật hàn, xảy ra ngắn mạch (tập trung cường độ dòng điện) ở những chỗ thật sự có tiếp xúc điện, sinh ra một lượng nhiệt lớn trong khoảng thời gian rất ngắn.

Giai đoạn 2

Kim loại chảy nhanh tại chỗ tiếp xúc và điền đầy khoảng giữa điện cực và vật hàn.

Giai đoạn 3

Khi nhấc điện cực lên, lực từ trường tác động vào cột kim loại nóng chảy, tiết diện của nó giảm, dẫn đến tăng mật độ dòng điện (hiệu ứng Pinch).

Giai đoạn 4

Kim loại lỏng nhanh chóng sôi và bay hơi, cột kim loại lỏng bị đứt, dẫn đến hình thành hồ quang.

 

Khi hồ quang hàn hình thành sự phát xạ điện tử bề mặt catod và điện áp tăng đáng kể, dẫn đến làm tăng sự phát xạ nói chung. Tính dẫn điện của hồ quang cũng tăng theo cho đến khi dòng điện tăng và điện áp giảm tới những giá trị nhất định, tạo nên sự ổn định của hồ quang.

Có thể chia khoảng không gian hồ quang thành 3 vùng

Vùng anod (cực dương).

Vùng catod (cực âm).

Vùng cột hồ quang. => Hồ quang được duy trì thông qua quá trình phát xạ điện tử từ catod.