| 2.1. Payvandlash yoyining statik volt-amper xarakteristikasi. Payvandlash yoyida kuchlanishning yoy uzunligiga va payvandlash toki kattaligiga bog‘lanishi yoyning volt-amper xarakteristikasi deyiladi va quyidagi formula bilan ifodalanadi:
Uyoy=a+bLyoy
bu erda a – katoddagi va anoddagi kuchlanish tushishlarining yig‘indisi (a=Uk+Ua);
b – gaz ustunida kuchlanishning solishtirma tushishi bo‘lib, 1 mm yoy uzunligiga nisbatdan olingan (b kattalik yoy ustunining gaz tarkibiga bog‘liq bo‘ladi);
Lyoy – yoyning uzunligi, mm.
Tokning kichik va o‘ta yuqori kattaliklarida Uyoy payvandlash toki kattaligiga bog‘liq bo‘ladi.
Payvandlash yoyining statik volt-amper xarakteristikasi 2.4 -rasmda ko‘rsatilgan.
2.4 – rasm. Payvandlash yoyining statik volt-amper xarakteristikasi.
Soha I da tokning 80 A gacha ortishi yoy kuchlanishining keskin tushishiga olib keladi, chunki kam quvvatli toklarda tokning ko‘payishi yoy ustuni ko‘ndalang kesimining, shuningdek, uning elektr o‘tkazuvchanligining ortishiga sabab bo‘ladi. Bu sohada payvandlash yoyining volt-amper xarakteristikasi pasayuvchan bo‘ladi. Pasayuvchan volt-amper xarakteristikasiga ega bo‘lgan payvandlash yoyi turg‘un bo‘lmaydi. Soha II da (80-800A) yoyning kuchlanishi deyarli o‘zgarmaydi, bunga sabab payvandlash toki kattaligining o‘zgarishiga proporsional holda yoy ustuni kesimi va faol dog‘larining ortishidir, shuning uchun yoy zaryadsizlanishining barcha uchastkalarida tokning zichligi va kuchlanish tushishi o‘zgarmas saqlanadi. Bu holda payvandlash yoyining statik xarakteristikasi qattiq bo‘ladi. Bunday yoy payvandlash texnikasida keng qo‘llaniladi. Payvandlash toki 800A dan ortganida (III soha) yoyning kuchlanishi yana ortadi. Bunga sabab katod dog‘i ortmagani holda tok zichligining ortishidir, chunki elektrod sirti normal tok zichligidagi katod dog‘ini sig‘dirish uchun etarli bo‘lmaydi. O‘sib boruvchi xarakteristikali yoy flyus ostida payvandlashda va himoya gazlari muhitida payvandlashda keng qo‘llaniladi.
Payvandlash yoyi uyg‘onadigan paytda bo‘ladigan jarayonlar. Qiska tutashuvda elektrod uchi buyumga tegadi. Elektrodning uchi notekis sirtli bo‘lgani uchun uning barcha tekisligi bo‘ylab kontakt bo‘lmaydi (2.5 - rasm).
2.5 - Rasm Qisqa tutashuv paytida elektrod uchining buyumga tegishi.
Kontakt nuqtalarida tokning zichligi juda katta bo‘ladi va ajralgan issiqlik ta’sirida bu nuqtalarda metall bir onda suyuqlanadi. Elektrodni buyumdan uzoqlashtirish vaqtida suyuqlangan metall zonasi – suyuq ko‘prikcha cho‘ziladi, kesimi kichrayadi, metallning harorati esa ortadi. Elektrod buyumdan yanada uzoqlashganda suyuq ko‘prikcha uziladi, keskin bug‘lanish (metallning «portlashi») ro‘y beradi. Bu paytda zaryadsizlanish oralig‘i metall bug‘larining, elektrod qoplamasining va havoning qizib ionlangan zarralari bilan to‘ladi – payvandlash yoyi vujudga keladi. Eyning paydo bo‘lish jarayoni sekundning yuzdan bir ulushicha davom etadi. Boshlang‘ich paytda yoy oralig‘ida gazlarning ionlanishi katod sirtidan elektron emissiyasi tufayli, metall va elektrod qoplamasining keskin qizishi va suyuqlanishi natijasida strukturaning buzilishi tufayli amalga oshadi.
Elektronlar oqimining zichligi oksidlar, suyuqlangan flyuslar hamda elektrod qoplamasining sirt qatlami hosil qilishi hisobiga ortadi, chunki bu sirt qatlamlarda elektronning chiqish pasayadi. Suyuq metall ko‘prikchasining uzilish paytida potensial keskin kamayadi, bu avtoelektron emissiyaning yuzaga kelishiga yordam beradi. Potensialning kamayishi emissiya tokining zichligini orttirishga, elektronlarga metallarning atomlari bilan noelastik to‘qnashuvlar uchun etarli kinetik energiya to‘plashga va ularni ionlangan holatgan keltirishga imkon beradi va bu bilan elektronlar sonini orttirib, yoy oralig‘ining o‘tkazuvchanligini oshirishga imkon beradi. Natijada tok ortadi, kuchlanish pasayadi. Bu ma’lum chegaragacha davom etadi, so‘ngra yoy zaryadsizlanishining turg‘un holati – yoyning yonishi boshlanadi.
2.2. Katod sohasi. Katod kuchlanishi tushishi sohasida bo‘ladigan jarayonlar payvandlashda muhim rol o‘ynaydi. Katod kuchlanishi tushishi sohasi birlamchi elektronlar manbai bo‘lib, bu elektronlar yoy oralig‘i gazlarini qo‘zg‘algan ionlashgan holatda ushlab turadi va juda harakatchan bo‘lgani uchun zaryadning asosiy massasini olib o‘tadi. Katod sirtidan elektronlari va avtoelektron emissiya hisobiga bo‘ladi. Elektronlarning katod sirtidan tortib olish va metallni suyuqlantirishga sarf bo‘lgan energiya qisman yoy ustuni energiyasi hisobiga, ya’ni o‘zining ionlanish energiyasini katod sirtiga berayotgan musbat zaryadlangan ionlar hisobiga to‘ldirishi mumkin (2.6-rasm).
2.6- rasm. Yoyli gazning ionizatsiyalash potensialiga nisbatan elektrod atrofi xududida kuchlanishi
Katod kuchlanishi tushishi sohasida bo‘ladigan jarayonlarni quyidagi sxema bo‘yicha ifodalash mumkin:
1. Elektronlar katod sirtidan nurlanib, gaz molekula va atomlarini ionlash uchun zarur bo‘lgan tezlanishni oladi. Ba’zi hollarda katod kuchlanishining tushishi gazning ionlash potensialiga teng bo‘ladi. Katod kuchlanishining tushishi gazning ionlash potensialigi bog‘liq va 10-16 V bo‘ladi.
2. Katod zonasining qalinligi kichik bo‘lgani uchun (10-5 sm ga yaqin) elektronlar va ionlar unda to‘qnashmasdan harakatlanadi va u taxminan elektronning erkin yugurish yo‘liga teng. Tajriba yo‘li bilan topilgan katod zonasining qiymatlari 10-4 sm dan kichik.
3. Tok zichligi ortishi bilan katod zonasining temperaturasi ortadi.
Yoy ustuni. Yoy ustunida zaryadlangan zarralarning uch turi bor: elektronlar, ishorasi teskari bo‘lgan qutbga qarab harakatlanuvchi musbat va manfiy ionlar.
Manfiy zarralar soni musbat zarralar soniga teng bo‘lgani uchun yoy ustuni neytral deb hisoblash mumkin. Yoy ustuni zaryadli zarralarning hosil bo‘lishi va zaryadli zarralarning neytral atomlarga qayta birlashishi (rekombinatsiyasi) bilan xarakterlidir. Gaz zaryadsizlanish oralig‘idagi gaz qatlami orqali o‘tgan elektronlar oqimi gaz molekulalari va atomlari bilan elastik to‘qnashadi, natijada ancha yuqori harorat hosil qiladi. Noelastik to‘qnashishlar natijasida ionlanish bo‘lishi ham mumkin.
Yoy ustuni harorati gazlar tarkibiga, payvandlash toki kattaligiga (tok kattaligi ortishi bilan, harorat ko‘tariladi), elektrod qoplamalarning turiga va qutblilikka bog‘liq. Teskari qutblikda yoy ustuni harorati yuqori bo‘ladi.
Anod sohasi. Anod sohasining uzunligi katod sohasinikiga qaraganda katta, kuchlanish gradientli esa kichik bo‘ladi. Anod sohasida kuchlanish tushishi yoy zaryadsizlanish ustunidan elektronlarni chiqishi va anodga kirishida ularni tezlatish natijasida vujudga keltiriladi. Anod sohasida asosan, faqat elektron toki bo‘ladi, chunki harakat tezliklari elektronga nisbatan kichik bo‘lgan manfiy zaryadlangan ionlar kam bo‘ladi. Anod sirtiga tushgan elektron metallga faqat kinetik energiya zaxirasigina emas, shu bilan birga chiqish ishi energiyasini ham beradi, shuning uchun anod yoy ustunidan faqat elektronlar oqimi tarzida emas, issiqlik nurlanishi tarzida ham energiya oladi. Shuning uchun ham anodning harorati hamma vaqt yuqori bo‘ladi va undan ko‘p issiqlik ajraladi.
|
