Угольного электрода

Соединение одножильных или многожильных алюминиевых проводов в последнее время выполняют для сечений 2,5—10 мм2 сваркой с помощью расплавления угольными электродами, а проводов сечением выше 16 мм2 — термитной сваркой или опрессованием. Соединение и оконцевание алюминиевых жил обычной электросваркой не допускается, так как это приводит к пережиганию концов проволок жил.

Соединение одножильных алюминиевых проводов в последнее время выполняют для сечений 2,5—10 мм2 сваркой с помощью расплавления угольными электродами ( 68).

Источник тепловой энергии, идущей на Нагрев металла в печах косвенного действия,— электрическая дуга, которая горит между угольными электродами. Дуговые печи косвенного действия имеют мощности 125—600 кВ-А и выпускаются однофазными. Напряжение питания — 6, 10 кВ.

гия получается за счет мощной электрической дуги, создаваемой между металлической шихтой и угольными электродами. Руднотермическая печь является по существу печью сопротивления и выделение тепла в ней происходит за счет протекания тока большой силы через полупроводящую шихту (ферросплавы, карбидное производство и др.). Как приемники электроэнергии, дуговые и руднотермические печи характеризуются наличием трансформатора специальной конструкции понижающего напряжение до 200—250 в. Мощность трансформаторов достигает для дуговых печей 20—30 Мва и выше, а для руднотермических 100 Мва.

При большой мощности источника искровой разряд переходит в форму дуговогс разряда. Электрическая дуга получается, например, между двумя угольными электродами, присоединенными через сопротивление к зажимам генератора.

Заслуга изобретения дуговой сварки принадлежит русскому инженеру Н. Н. Бенардосу (1842—1905), открывшему в 1882 г. способ^ соединения и разъединения металлов посредством электриче-СКОЙ дуги, горящей между свариваемым металлом и электродом из проводящего ток вещества. В своей практической деятельности он основное внимание уделял дуговой сварке угольным электродом с применением постоянного тока от аккумуляторных батарей. Помимо того, Бенардосу принадлежит ряд изобретений в области электрической сварки; в частности, он изобрел автоматы для сварки угольным электродом, дуговую сварку с защитным газом, дуговую резку под водой, а также точечную сварку угольными электродами.

В. В. Петров, производя опыты в электрической цепи, обнаружил и исследовал в 1802 г. явление электрической -дуги между угольными электродами при атмосферном давлении. Результаты этих исследований были опубликованы им в книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах» (1803).

В. В. Петров, производя опыты в электрической цепи, обнаружил и исследовал в 1802 г. явление электрической дуги между угольными электродами при атмосферном давлении. Результаты этих исследований были опубликованы им в книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах» (1803 г.).

а) Процессы в дуговом разряде. Дуга, горящая в воздухе между угольными электродами, состоит из центрального стержня фиолетового цвета В и окружающей его зелено-желтоватой оболочки — ореола Г ( 1-3). Падающие на катод положительные частицы, нейтрализуясь и оседая на нем, наращивают его, поэтому его конец обычно принимает форму конуса; наоборот, на аноде образуется кратер, из которого вырываются положительные ионы. Благодаря такому переносу вещества электрода в дуге отрицательный уголь расходуется медленнее положительного и его поэтому обычно берут меньшего размера. На поверхности катода выделяется светлое пятно А ( 1-3), перемещающееся иногда по ней и являющееся основанием столба дуги. Это катодное пятно является мощным источником электронов. На аноде также заметно яркое

1-3. Схема электрической дуги В :ВОЗ-духе между угольными электродами.

Можно различать дуги в газе и парах. Дуга в газе имеет место, если электроды тугоплавкие или интенсивно охлаждаются и их материал практически не принимает участия в образовании среды разряда. Например, дугу между угольными электродами в воздухе с некоторыми оговорками можно отнести к этому типу. Хотя угольные электроды испаряются и разрядный промежуток содержит некоторое количество частиц углерода и его соеди-

В настоящее время промышленностью выпускаются первичные элементы, называемые «сухими элементами». Внешний вид и устройство сухого элемента показаны на 2-6. В цинковой коробке Ц, являющейся катодом, помещается электролит Э, состоящий из раствора нашатыря, сгущенного пшеничной или картофельной мукой. В середине помещен угольный стержень У, являющийся анодом. Вокруг угольного электрода расположен деполяризатор Д, состоящий из мелких частиц перекиси марганца, графита и сажи, смоченных раствором нашатыря. Между электродами возникает э. д. с. около 1,5 в.

ных зарядов. В электролите ионы цинка соединяются с ионами хлора, образуя хлористый цинк ZnCl2. Положительные ионы аммония распадаются на аммиак NH3, растворяющийся в воде, и выделяющийся в зоне угольного электрода водород, который, соединяясь с кислородом двуокиси марганца, образует воду, освобождая электрод от непроводящего слоя водорода.

Рассмотрим работу устройства для полуавтоматической сварки стержней с короткозамыкающими кольцами угольными электродами ( 23.6). Ротор 5 устанавливают на поворотный стол 2, вращающийся на стойке /. Поворотный стол имеет привод, который на рисунке не показан. Частота вращения привода 0,05—0,2 об/мин. Один провод от сварочного трансформатора 3 подведен к головке угольного электрода 4, а другой — к медному контакту 6 через головку 7. Контакт 6 находится на валу ротора. Охлаждение при сварке осуществляется водой, которая подводится к контакту 6 по трубам 8, а к электроду по трубам 9. При включении установки ротор начинает медленно поворачиваться, и в месте контакта угольного электрода происходит нагревание кольца и стержней до температуры сварки. Припой подается вручную на каждый стержень в месте его входа в кольцо. Припой заполняет зазоры между кольцом и стержнем, а вокруг каждого стержня, в месте его входа в кольцо, образуется валик. После сварки одного кольца ротор переворачивают и сваривают второе кольцо.

7-28. Зависимость удельного сопротивления р угольного электрода от температуры

трод и зажимают скрученные жилы губками держателя так, чтобы торцы скрученных жил упирались в лунку угольного электрода. Нажатием спускового крючка включают прибор, после чего угольный электрод под действием пружины и по мере расплавления торцов жил продвигается вперед

На жилах делают подмотку асбестозым шнуром толщиной 1 —1,5 мм так, чтобы сплавляемый конец жил выступал из асбестового бандажа и торец его был вровень с верхним краем формы. Обе половинки формы скрепляют проволочным бандажом или хомутом из тонкой жести. На жилу ставят охладитель между формой и обрезом изоляции. Торцы жил обмазывают тонким слоем флюса. После этого приступают к сварке: плотно прижимают конец угольного электрода к торцам жил и держат его так до начала расплавления, после чего медленно перемещают конец электрода по торцам жил, расплавляя одну за другой все проволоки. Затем в расплавленный металл погружают пруток присадки, круговым движением электрода перемешивают образовавшуюся ванночку расплавленного металла. После заполнения до краев формы расплавленным алюминием электрод отводят; процесс сплавления конца жилы считается законченным. После остывания места сварки снимают охладители и формы и щеткой из кардоленты очищают от шлака сварку и прилегающий участок жил.

о —схема; б — электрическая дуга угольного электрода; / — угольный электрод; 2 — присадочный пруток; 3 — свариваемый материал; 4 — катодное пятно; 5 — столб электрической дуги; 6 — пламя дуги; 7 — ванна

На основании приведенных реакций процесс разряда элемента рассматриваемой системы может быть проиллюстрирован схематически ( 8.25). Ионы лития, образовавшиеся на аноде, переносятся к катоду, где происходит их нейтрализация, и нерастворимый дитионит лития осаждается внутри пористого угольного электрода, на котором идет процесс восстановления двуокиси серы. В зависимости от плотности тока выделившаяся нерастворимая фаза может осаждаться по всему пористому катоду (при низкой плотности тока) или же преимущественно на поверхности катода, обращенной к аноду (при большой плотности тока).

В процессе разряда происходит потребление двуокиси серы, и давление уменьшается. Разряд обычно прекращается, когда полностью использован содержащийся в элементе литий (в модификациях, где литий является стехиометрически лимитирующим электродом) либо вследствие деактивации угольного электрода из-за блокирования активной площади выпавшими из раствора продуктами разряда (если лимитирующим электродом является катод). Большой срок годности элементов на основе системы литий — двуокись серы является следствием того, что в результате первоначального взаимодействия лития и двуокиси серы на аноде образуется защитная дитионитная пленка, которая предотвращает дальнейшее протекание реакции, иначе говоря, потерю емкости в неработающей батарее. Проблемы коррозии анода, возникающие в обычных батареях с водным электролитом, и проблемы выделения водорода в рассматриваемом здесь элементе отсутствуют,

10. Соединение встык многопроволочных алюминиевых жил сечением 16—240 мм2 электросваркой по методу контактного разогрева с помощью одного угольного электрода с применением флюса и присадочного алюминиевого прутка производится следующим образом:

Алюминиевые жилы. Однопроволочные 2,5— 4 мм2. Электросварку соединений мо'жно выполнять с помощью аппарата ВКЗ-1 без флюса. С концов жил снимают изоляцию на длине 35—40 мм, зачищают их щеткой из кардоленты или наждачной бумагой до металлического блеска и скручивают вместе. Затем подготавливают сварочный прибор аппарата ВКЗ-1 ( 4-7) к сварке: отводят назад его угольный электрод и зажимают скрученные жилы губками держателями так, чтобы торцы скрученных жил упирались в лунку угольного электрода. Нажатием спускового крючка включают прибор, после чего угольный электрод под действием пружины и по мере расплавления торцов жил продвигается вперед и осуществляет их сварку; сварка автоматически прекращается в момент оплавления соединяемых жил на заданную длину. Место соединения изолируют полиэтиленовым колпачком или изоляционной лентой.