BÀI 2 : GÂY HỒ QUANG VÀ DUY TRÌ HỒ QUANG
1. Những kiến thức cơ bản về hồ quang hàn
Hàn hồ quang là quá trình hàn nóng chảy, nhiệt lượng do hồ quang điện sinh ra làm nóng chảy mép hàn và kim loại phụ tạo thành bể hàn ở trạng thái lỏng, sau khi kết tinh tạo thành bể hàn.
1.1. Khái niệm
Hồ quang hàn là hiện tượng phóng điện mạnh và liên tục giữa hai điện cực trái dấu trong mơi trường khơng khí đã bị ion hóa. Hồ quang hàn sinh ra nhiệt làm nóng chảy vật hàn, kim loại phụ đồng thời sinh ra ánh sáng có cường độ cao.
Đấu vào que hàn và vật hàn một nguồn điện, cho que hàn tiếp xúc với vật hàn sinh ra hiện tượng chập mạch, tại chỗ tiếp xúc do có điện trở cao nên điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng chảy đàu que hàn, Khi nâng đầu que hàn lên giọt kim loại lỏng bị co thắt và đứt ra khỏi đầu que hàn. Tại vùng khơng khí giữa đầu que hàn và vật hàn do có nhiệt độ cao các phân tử ở vùng này bị bứt ion ra khỏi phân tử. Khi nâng que hàn lên giữa que hàn và vật liệu hàn có điện thế. Vì vậy, các ion bị hút về các cực trái dấu tạo thành dòng điện. Như vậy, hồ quang điện là dòng chuyển dời có hướng của các ion giữa hai điện cực. Do có sự va đập mạnh của các ion nên nó giải phóng năng lượng ở dạng nhiệt năng và quang năng tạo ra ánh sáng mạnh và nhiệt độ cao.
1.2. Cấu tạo
Hình 2.2. Cấu tạo cột hồ quang
Trong cột hồ quang do dòng điện một chiều tạo ra:
- Khu vực cực âm có nhiệt độ 32000C, nhiệt lượng tỏa ra là 38% của tổng lượng nhiệt hồ quang.
- Khu vực cực dương có nhiệt độ 34000C, lượng nhiệt tỏa ra là 42% của tổng lượng nhiệt hồ quang.
- Cột hồ quang có nhiệt độ lên đến 60000C, nhưng lượng nhiệt tỏa ra là 20% của tổng lượng nhiệt hồ quang.
- Với dòng điện xoay chiều, nhiệt độ, nhiệt lượng phân bố trên que hàn và vật hàn đều nhau.
- Điều kiện để hình thành hồ quang điện:
+ Giữa hai điện cực phải có một hiệu điện thế đủ lớn để tạo thành điện trường hút các ion và electron.
+ Khoảng khơng khí giữa hai điện cực phải được ion hóa. Trong cấu trúc của phân tử, bao giờ cũng có điện tử tự do. Nếu ta tăng động năng cho nó đủ lớn thì chúng sẽ bứt ra khỏi sức hút của hạt nhân và sẽ tách ra ngoài, nếu như ở bên kia điện cực có hiệu điện thế đủ lớn thì điện cực bứt ra sẽ chuyển về phía trái dấu.
Năng lượng dùng để bứt điện tử ra khỏi sức hút của hạt nhân gọi là cơng ion hóa, cơng ion hóa trong hồ quang hàn chính là nhiệt năng. Trong q trình điện tử chuyển về phía dương cực nó sẽ bắn phá các
phần tử khi ở giữa hai điện cực và tạo ra các ion dương mới, hay nói cách khác là sẽ xảy ra hiện tượng ion hóa. Năng lượng dùng để ion hóa khoảng khơng khí này gọi là điện thế ion hóa và đến một mức nào đó sẽ xuất hiện cột hồ quang.