Calculation of the Glow Discharge's Stability Boundary While Welding

Bolotov, Maksym; Bolotov, Gennady

doi:10.1109/elnano50318.2020.9088784

Cited by 2 publications

(2 citation statements)

References 8 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Under conditions of increased gas pressure, the boundary of the region of cathodic potential drop declines sharply and approaches the vertices of micro protrusions roughness x = d c ≈ h. As a result, the local field strength near the vertices of such protrusions can reach E(x) ≥ 10 9 V/m. Such values of the local electric field strength provide for a current density of field emission from the peak of the protrusions of j fe ≥ 10 7 A/m 2 , sufficient for an arc breakdowns exciting in the interelectrode gap [26]. The latter is in many orders higher than the current density in the cathode spot of the glow discharge.…”

Section: The Analytical Equation Of a Glow Discharge Energy Stability While Treatment And Welding Of Metals Depending On Cathode Surface mentioning

confidence: 97%

Impact of the Samples’ Surface State on the Glow Discharge Stability in the Metals’ Treatment and Welding Processes

Bolotov

Stepenko

et al. 2021

Applied Sciences

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The low temperature plasma of glow discharge has found a widespread use as a heating source in welding and surface treatment of metals. The meticulous analysis of glow discharge’s instabilities in these processes allowed us to highlight the physicochemical characteristics of the cathode surface (the welded or treated samples) as one of the main reasons of its transition into an electric arc—as a more stable form of gas discharges. The prolonged arc action on the samples surfaces inevitably leads to the disruption of the technological process and, consequently, to undesirable overheating of samples. In this regard, the main aim of this work is to study the influence of the macro- and micro relief of the cathode on the stable glow discharge existence in the processes of metals treatment and diffusion welding. It has been analytically established and experimentally supported that the glow discharge’s stability is mainly affected by the sharp protrusions generated on the cathode surface because of samples pre-treatment by machining before welding. It has been established that the rough surface pre-treatment with the Rz about 60–80 µm decreases the pressure range of glow discharge sustainable existence from 1.33–13.3 kPa to 1.33–5.3 kPa compared with the surface machining with the Rz about 10 µm.

show abstract

Section: The Analytical Equation Of a Glow Discharge Energy Stability While Treatment And Welding Of Metals Depending On Cathode Surface mentioning

confidence: 97%

Impact of the Samples’ Surface State on the Glow Discharge Stability in the Metals’ Treatment and Welding Processes

Bolotov

Stepenko

et al. 2021

Applied Sciences

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Для підвищення чутливості пристрою до сигналу виникаючої дуги котушка електромагніту може бути ввімкнена у вихідне коло підсилювача (рис. 7, б), виконаного, наприклад, за схемою електронного ключа на транзисторі 9, вхідне коло якого з'єднується із виходом датчика імпульсів струму дуги [17]. Конденсатор 10, що шунтує обмежуючий опір 11 на вході ключа, підвищує швидкодію спрацьовування транзисторного ключа.…”

Section: виклад основного матеріалуunclassified

Elimination of Electric Arc Stabilization in Welding and Soldering Processes in Glow Discharge

Bolotov¹,

Bolotov²

2020

KPI SN

View full text Add to dashboard Cite

Проблематика. Останні дослідження показали, що низькотемпературна плазма тліючого розряду, яка горить в інертних або активних газах за тисків нижче атмосферного, є перспективним джерелом нагріву для різних процесів, пов'язаних з обробкою металів, не кажучи вже про дифузійне зварювання і паяння. Однак у виробничій практиці можуть виникати різні умови на поверхні катода (що є зразками одночасно), здатні викликати зміни форми тліючого розряду або навіть його перехід в електричну дугу. Тривала дія дугового розряду на поверхні зразків неминуче призводить до порушення технологічного процесу і, як наслідок, до небажаного перегріву зразків. Мета дослідження. Метою роботи є вдосконалення методів і засобів стабілізації тліючого розряду в технологічних процесах дифузійного зварювання та паяння. Методика реалізації. Із використанням методів теорії фізики газового розряду, електродинаміки та електромагнетизму визначено основні причини появи зовнішніх збурень і нестабільностей, що призводять до виникнення стійкого дугового розряду на локальних ділянках поверхонь зварюваних деталей. Результати дослідження. Встановлено, що збільшення довжини міжелектродного проміжку в умовах виникнення дуги до величин 0,03-0,06 м за час 10 2-10 1 с є ефективним засобом гасіння електричних дуг, які виникають при порушенні стабільності горіння потужнострумового тліючого розряду в процесах зварювання та паяння. Висновки. Визначено основні умови втрати стійкості нормального тліючого розряду та переходу його в іншу, більш стабільну, форму газового розрядуелектричну дугу. Показано, що тривала дія дугового розряду на поверхні зварюваних деталей призводить до оплавлення останніх, що потребує створення додаткових дугогасних систем. Показано можливість застосування як засобу усунення виникнення та стабілізації електричної дуги на поверхні зварюваних деталей мультиелектродних систем із рухомими анодними секціями. Ключові слова: тліючий розряд; стабільне існування; прецизійне зварювання; плазма; багатосекційний анод; дифузійне зварювання.

show abstract

Calculation of the Glow Discharge's Stability Boundary While Welding

Cited by 2 publications

References 8 publications

Impact of the Samples’ Surface State on the Glow Discharge Stability in the Metals’ Treatment and Welding Processes

Impact of the Samples’ Surface State on the Glow Discharge Stability in the Metals’ Treatment and Welding Processes

Elimination of Electric Arc Stabilization in Welding and Soldering Processes in Glow Discharge

Contact Info

Product

Resources

About