아크의 성질

 제 2절 아크의 성질

    1. 아 크

가. 아크 현상

 양극의 일정한 간격에서 전류를 통하면 활 모양의 불꽃 방전이 일어나며 이 방전을 아크(arc)라 한다. 아크를 통하여 10 ~ 500A의 전류가 흘러서 금속증기와 그 주위의 각종 기체분자가 헤리하여 양전기를 띤 양이온과 음전기를 띤 전자로(플라즈마) 분리되며 고속으로 이동하기 때문에 아크전류가 흐른다.

 아크를 관찰하면 아크코어, 아크 흐름, 아크불꽃의 세 부분으로 구분된다. 아크 코어(아크의 중심)를 둘러 쌓고 있는 것이 아크 흐름(strem), 아크 흐름 주변으로 담홍색 불꽁이 아크 불꽃(flame)이라 한다.

 

                  그림 2 - 3 피복아크용접의 원리

 

나. 아크의 특성

(1)아크의 전압분포

                                     그림 2 - 4 아크전압 분포

 

그림 상부와 같이 양극에 방전을 시키면 아크가 발생하게 된다. 양극 사이에 발생된 아크를 아크기둥(arc column), 또는 플라즈마(arc plasma)라고 한다.

아크전압(Va) = 음극전압강하(Vk) + 아크기둥강하(Vp) + 양극전압강하(VA)음극과 양극전하 값은 전극 물질의 극히 짧은 거리에서 이루어 지며, 아크길이나 전압과는 무관하고 전극 물질에 의해 정해진다. 아크 기둥의 전압은 전극 물질이 일정할 때 아크 길이에 거의 정비례하여 증가 하므로 아크길이와 발열량은 정비례 한다.

 

(2) 부특성

그림 2 - 5 일반 전압 전류 특성

   그림 2 - 6 아크의 전압, 전류특성

아크의 경우 전류가 커지면 저항이 작아 져서 전압도 낮아지는 현상, 아크의 전류 밀도가 낮을 때 일어난다. 전류 밀도가 높을시 상승특성이 일어남

 

(3)정전류특성 : 수동용접기에서 아크의 길이 변동과 관계없이 전류가 일정한 특성

(4)정전압특성 : 자동 및 반자동 용접기에서 전압이 일정한 특성

(40상승특성   : 부하전류의 증가와 더불어 단자 전압이 다소 상승하는 특성

(5)수하특성 : 부하전류의 증가와 더불어 단자 전압이 저하 하는 특성

(6)아크길이 자기 제어 특성 : 아크 길이가 길어지면 발열양이 증가 하고 전압도 비례한다.

 아크길이 즉 전압이 올라가면 용접봉의 용융속도가 늦어 지게되는데 전압을 일정하게 유지 해 줌으로서 아크길이 변동에도 전압이 변치 않는 정적압 특성과 같다고 보면된다.