272

Wartość tego współczynnika waha się w szerokich granicach od kilkunastu do 90% i zależy zarówno od metody jak i warunków spawania. Sprawność spawalniczego źródła ciepła zależy również od jego temperatury, która winna znacznie przewyższać temperaturę wymaganą do spawania danego metalu. Im temperatura źródła ciepła będzie wyższa, tym proces spawania pod względem energetycznym będzie przebiegał sprawniej.

Biorąc dodatkowo pod uwagę konieczność kompensacji tej części ciepła, która odprowadzana zostaje wskutek przewodnictwa cieplnego spawanego metalu, źródło ciepła winno ponadto charakteryzować się dostatecznie dużą mocą cieplną oraz skupioną powierzchnią aktywnego przekazywania ciepła.

11.1. Spawalniczy luk elektryczny

7

Łuk elektryczny jest jednym z zasadniczych spawalniczych źródeł ciepła, przy czym pod względem technologicznym może to być łuk jarzący się w atmosferze gazowej (powietrze, gazy obojętne, dwutlenek węgla) zwany lukiem otwartym lub też łuk jarzący się pod warstwą topnika spawalniczego, zwany lukiem krytym. Łuk elektryczny jest formą zamiany energii elektrycznej w energię cieplną i przedstawia sobą jedną z trwałych form rozładowania elektrycznego przez przestrzeń gazową. Aby łuk elektryczny mógł się zajarzyć między elektrodą a materiałem spawanym, przestrzeń gazowa między nim musi być zjonizowana. W normalnych warunkach powietrze nie przewodzi prądu elektrycznego i jest izolatorem. Natomiast powietrze zjonizowane przewodzi dobrze prąd elektryczny i pozwala na utrzymanie łuku elektrycznego. Jonizacja powietrza w przestrzeni łukowej następuje głównie dzięki obecnośći/elekjtredMskładników jonizujących, tj. związków wapna, sodu, potasu, tytanu oraz poa działaniem wysokiej temperatury.

Jeżeli w przypadku prądu stałego elektroda zostanie połączona z biegunem dodatnim, czyli anodą (tzw. biegunowość dodatnia), a materiał z biegunem ujemnym, czyli katodą, to w czasie potarcia lub dotknięcia powierzchni metalu koniec elektrody nie styka się z materiałem całą powierzchnią, lecz tylko poszczególnymi punktami, przez które przepływa prąd o dużym natężeniu, powodując grzanie się metalu. Przy odsunięciu elektrody od materiału powietrze między elektrodą i materiałem zostanie silnie nagrzane. Cząstki gazów z powietrza i cząstki gazów wydzielających się z otuliny rozpadają się na elektrycznie naładowane jony. Jony ujemne płyną od bieguna ujemnego (katody) do bieguna dodatniego (anody). Jony dodatnie odbywają tę drogę w odwrotnym kierunku, zgodnie z zasadą, że ładunki o znakach przeciwnych przyciągają się. Jony będące w ciągłym ruchu przenoszą ładunki elektryczne i powodują przepływ prądu elektrycznego w postaci jarzenia łuku między elektrodą a materiałem spawanym lub między dwoma elektrodami. Słup gazu między elektrodą a materiałem jest wtedy zjo-

272