《电弧基本理论g》课件.ppt

电弧基本理论电弧是一种高温等离子体，在电极之间形成的明亮通道。它发生在电压足够高，能够克服电极之间的介质阻力，使电流通过时。电弧是一种重要的现象，在许多工业应用中发挥着重要作用，例如焊接、切割、照明等。

课程目标了解电弧的基本概念和理论知识，掌握电弧形成、特性和应用。学习电弧在焊接、切割、熔炼等领域的应用，并理解其原理和技术。培养学生对电弧的理解和应用能力，为后续学习和科研工作打下基础。

什么是电弧电弧是一种在气体介质中发生的放电现象。当两个电极之间的电压足够高时，气体被电离，形成等离子体，从而产生电流。电弧通常呈明亮的弧形，具有很高的温度，可以达到数千摄氏度。电弧的形成和维持需要一定的条件，包括电压、电流和气体环境等。

电弧的形成1电极之间的电压当两个电极之间的电压足够高时，就会在电极之间形成一个强电场。2电子跃迁强电场会使电极上的电子获得足够的能量，克服束缚力，从电极表面跃迁到空气中，形成自由电子。3碰撞电离自由电子在电场的作用下加速运动，并与空气中的原子或分子发生碰撞，将这些原子或分子电离，产生更多的自由电子和正离子，从而形成等离子体。4电弧形成等离子体中大量的自由电子和正离子在电场的作用下定向移动，形成电流，这就是电弧。

电弧的特性1高温电弧温度极高，可达数千摄氏度。2高能量电弧具有很高的能量密度，可用于熔化金属，切割材料等。3高电流电弧中电流很大，可达几百甚至几千安培。4低电压电弧的电压相对较低，通常在几十伏左右。

电弧的温度类型温度低压电弧3,000-4,000°C高压电弧6,000-10,000°C电弧温度受多种因素影响，包括电流、电压、电极材料、周围气体等。电弧温度极高，可用于熔化金属，进行焊接、切割、熔炼等。

电弧电流电弧电流是指电弧放电过程中流经电弧的电流。电弧电流的大小取决于电弧电压、电极间隙、气体种类和压力等因素。电弧电流越大，电弧的温度越高，电弧的热量也越大，但电弧的稳定性会降低。电弧电流在电弧焊接、电弧切割、电弧熔炼、电弧放电等方面有着重要的应用，是电弧技术的重要参数。

电弧电压电弧电压是电弧两极之间的电压，决定着电弧的功率和稳定性。电弧电压受多个因素影响，包括电极材料、距离、电流和气体环境。10-100V电压范围电弧电压通常在10到100伏之间，但具体数值取决于电弧类型和应用场景。10-20V低压电弧低压电弧用于焊接、切割等应用，特点是电压低、电流大，能量集中。100-1000V高压电弧高压电弧用于照明、气体放电等应用，特点是电压高、电流小，能量分散。

电弧的长度电弧的长度是电极间距离，决定电弧电压和电流强度。电弧长度随工作电压和电流的变化而改变。电弧长度也受环境温度和气体压力影响。1-20mm短弧电弧电压低，电流高。20-50mm长弧电弧电压高，电流低。50mm+超长弧电弧电压最高，电流最低。

电弧的光谱电弧光谱是电弧放电时产生的光谱，可以用来分析电弧的组成和温度。电弧光谱中包含了各种元素的谱线，不同的元素具有不同的谱线，可以用来识别电弧中存在的元素。通过分析电弧光谱的谱线强度，可以确定电弧中不同元素的含量，进而分析电弧的组成。电弧光谱的谱线宽度与电弧的温度有关，可以用来测量电弧的温度。

电弧的化学反应化学反应电弧高温会引起电极材料和周围气体之间的化学反应，形成等离子体。电弧的温度可高达数千摄氏度，足以分解气体分子并使原子电离，形成等离子体。影响因素电弧的化学反应受到电极材料、周围气体和电弧电流等因素的影响。不同的电极材料和气体，会产生不同的化学反应和等离子体性质。

电弧的应用电弧焊接电弧焊接是利用电弧热量将金属熔化，并通过熔化金属的相互连接形成牢固接头的焊接方法。电弧切割电弧切割是利用电弧热量将金属熔化并被压缩空气或其他气体吹走，从而达到切割金属的目的。电弧熔炼电弧熔炼是利用电弧热量将金属熔化，并通过熔化金属的相互连接形成牢固接头的熔炼方法。电弧放电灯电弧放电灯利用电弧产生的光和热，制造出各种类型的照明灯具。

电弧焊接电弧热量电弧产生的高温熔化焊件，形成熔池。熔池凝固熔池冷却凝固，形成焊缝，连接焊件。保护气体保护气体防止熔池氧化，确保焊缝质量。焊接过程焊接过程中，电弧持续燃烧，熔化焊件，形成焊缝。

电弧切割1加热金属高温电弧使金属融化2熔化金属形成熔池3吹除熔化金属气体压力将金属吹走4切割完成留下切割的痕迹电弧切割利用高温电弧加热金属表面，使金属融化并被气体压力吹除，从而完成切割。它是一种高效、精确的切割方法，常用于金属加工和制造业。

电弧放电1电场电场强度足够高2电离气体发生电离3电子电子和离子形成4电流在电场作用下移动电弧放电是一种放电现象，发生在电场强度足够高的情况下。在电场作用下，气体发生电离，形成自由电子和离子。这些带电粒子在电场的作用下移动，形成电流，从而产生电弧放电。

电弧熔炼原