БЕКІТЕМІН

директордың оқу-өндірістік

жұмыстары жөніндегі орынбасары

______________________________

«_____»________________20 ж

Сабақтың тақырыбы: Пісіру доғасының ерекшелігі

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Студенттерге  пісіру доғасының ерекшелігі, пісірудің негізгі

жағдайлары, пісіруде қолданылатын құрал-жабдықтар,

аспаптар,  жөнінде түсінік беру.

Тәрбиелілік: Студенттердің таңдаған мамандығына қызығушылығын

арттырып, еңбекке деген жауапкершілігін жақсарту.

Дамытушылық:  Ақыл-ойлары мен өз бойларындағы мүмкіндіктерді тиімді

пайдалана алуды дамыту.

Сабақтың түрі: Аралас сабақ

Көрнекі құрал-жабдықтары: Интерактивті тақта, плакаттар, оқулықтар.

Сабақтың барысы

І. Кіріспе бөлім:

   1.Студенттерді түгелдеу

   2.Сабаққа дайындығын тексеру.

ІІ. Өткен сабақты сұрау

1. Пісіру бекеті деген не?

2. Пісіру бекеттері қолмен жəне механикаландырылған доғалы пісіру үшін қалай жабдықталады?

3. Доғалы пісіру кезінде пісіру тоғы қандай қорек көздерін қолданады?

4. Пісірушінің аспаптары мен құрал-саймандарын атаңыз.

5. Пісіру жұмыстарын орындаған кезде неліктен əртүрлі пісіру бекеттерін қолданады?

ІІІ. Жаңа материалды түсіндіру

Электр доғасы электр өрісінің əсерімен газ аралығы арқылы электр тоғының өтуі байқалатын газдарда электр разрядтарының түрлерінің бірін білдіреді. Металдарды пісіруге қолданылатын электр доғасын пісіру доғасы деп атайды. Доға электр пісіру

тізбегінің бөлігі болып табылады жəне кернеу азаяды. Тұрақты тоқта пісіру кезінде доғаның қорек көзінің оң полюсіне жалғанған электродты анод деп атайды, ал теріске катод деп атайды. Егер пісіру айнымалы тоқта жүргізілсе, электродтардың əрқайсысы айнымалы түрде анод, катод болып табылады.

Электродтардың арасындағы аралықты доғалы разряд аясы (область) деп атайды немесе доғалы аралық деп атайды. Доғалы аралық ұзындығын доғаның ұзындығы деп атайды. Қарапайым жағдайларда төмен температурада газдар бейтарап атомдар мен молекулалардан тҧрады жəне электр өткізгіштігіне ие емес. Электр тоғының газ арқылы өтуі тек онда зарядталған бөлшектердің – электрондтар мен иондардың болуы ғана мүмкін.

Газдың зарядталған бөліктерінің түзілуі процесі иондану деп аталады, ал газ – иондалған. Доғалы аралықтағы зарядталған бөлшектердің пайда болуы электрондардың теріс электрод (катод) бетінен жəне газ бен пар арасындағы ионданудағы эмиссиямен (шығарумен) негізделеді. Электрод пен пісіру объектісінің

арасында жанатын доға тіке əрекет ететін доға болып табылады. Мұндай доғаны

бос доға деп атайды (қысылған ауамен салыстырғанда көлденең қима шілтер шүмегінің, газ ағынының, электр магнитті өрістің есебінен еріксіз азайту). Доғаның қозуы келесі түрде өтеді. Электрод пен бөлшектің қысқа түйықталуында олардың үйкелген беттерінде жанады. Электродтар катодтың үстіңгі бетінің түйісуінде электрондар шығады – электронды эмиссия. Электрондардың шығуы ең алдымен термиялық əсермен (термоэлектрлі эмиссия) жəне жоғары кернеулі электр өрісінің

катодында болумен (автоэлектронды эмиссия) байланысады. Электронды эмиссияның катод бетінен болуы доғалы разрядтың болу шарты болып табылады. Доғалы аралықтың ұзындығы бойынша доға үш аяға ажыратылады: катодты, анодты жəне олардың арасындағы доға бағаны (3.1-сурет). Катодты ая катодты дақ деп аталатын қызған катод беті мен оған тҥйісе келетін доғалы аралық бөлігін

қамтиды. Катодты аяның ұзақтығы кіші, бірақ ол жоғары кедергісімен жəне онда электрондарды алу процесімен сипатталады. Болат электродтар үшін катодты дақ температурасы 2400...2700 °С жетеді. Онда жалпы жылу доғасының 38% дейін

бөлініп шығады. Бұл аядағы негізгі физикалық процесс электронды эмиссия жəне электрондардың ыдырауы болып табылады. Катодты аяда кедергінің түсуі ик шамамен 12...17 В құрайды, ал оның ұзақтығы – шамамен 10-5 см.

Анодты аясы анод бетіндегі анодты дақтан жəне оған жанаса түсетін доғалы аралық бөлігінен тұрады. Анодты аядағы тоқ доға бағандарынан келетін электрондардың ағынымен анықталады. Анодты дақ анод материалындағы бос электрондардың

бейтараптануы мен кіру орны болып табылады. Ол катодты дақ сияқты температурада сияқты болады, бірақ электрондардың қаптауымен онда катодқа қарағанда жылу көбірек бөлініп шығады. Анодты аясы да жоғары кернеулігімен сипатталады. Мұнда кернеудің тҥсуі Uа шамамен 2...11 В құрайды. Бұл аяның

ұзақтығы да кіші жəне 10-3...10-4 см құрайды. Доғаның бағаны катодты жəне анодты аяның арасында орналасқан доға аралығының аз ғана бөлігін алады. Зарядталған бөліктерді түзудің негізгі процесі газдың иондануы болып табылады. Бұл процесс газдың зарядалған (ең алдымен электрондарының) жəне бейтарап бөлшектерінің соқтығысуынан болады. Соқтығысу энергиясы жеткілікті болғанда газ бөлшектерінен электрондар соғылып шығады да, оң иондар пайда болады. Мұндай иондануды соқтығысу иондануы деп атайды. Соқтығысу ионданусыз да өтеді, мұнда соқтығысу энергиясы жылу түрінде бөлініп шығады жəне доға бағанының температурасын арттыруға барады. Доға бағанында тҥзілетін зарядталған бөлшектер электродтарға жылжиды: электрондар –анодқа, иондар – катодқа. Оң иондардың бір бөлігі катодты даққа жетеді, олардың басқа бөлігі катодқа жетпейді жəне өзіне теріс зарядталған электродтарды жалғай отырып, бейтарап атомдарды түзеді. Бөлшектерді бейтараптандырудың мұндай процесін рекомбинация деп атайды. Доға бағанында барлық жану жағдайларының өзінде иондану мен рекомбинация процестерінің арасындағы тұрақты теңдік байқалады.

3.1-сурет. Электр доғасының

құрылысы жəне ондағы

кернеудің бөлінуі:

1 – катодты аясы; 2 – доға

бағаны; 3 – анодты аясы; ик,

UR, ис, U – катодты, анодты

аяда кернеудің түсуі жəне

тиісінше доға; /д – доғаның

ұзындығы

Жалпы доғаның бағанының заряды жоқ. Ол бейтарап, себебі əрбір оның қимасында бір уақытта қарама-қарсы теріс бөлшектердің бірдей саны болады. Доға бағанының температурасы 6000...8000 °С жəне одан артыққа жетеді. Мұнда кернеудің тҥсуі Uс шын мəнінде ұзындығына қарай өзгереді, ол бағанның ұзындығының артуымен ұлғаяды.

Кернеудің түсуі газ ортасының құрамына байланысты болады жəне оған жеңіл ионданатын компоненттердің енгізілуімен азаяды. Мұндай компоненттер сілті жəне сілті-жер элементтері (кальций, натрий, калий жəне басқалары) болып табылады. Доғада кернеудің түсуі U = Uк + Uа + Uс. Доға бағанындағы кернеудің түсуі сызықтық тəуелділік түріндекөрсетуге болады

Uc = Elc,

мұндағы Е – баған ұзындығындағы кернеу (шамамен 2...3 В/мм);

lс – бағанның ұзындығы. Пк, Ua, Е мəндері электрод материалына ғана байланысты болады жəне доғалық аралық құрамына байланысты жəне олардың өзгермей қалуында əртүрлі пісіру жағдайында тұрақты болып қалады. Катодты жəне анодты аяның кіші ұзақтығымен байланысты бағанның ұзындығын 1с доғаның

ұзындығына тең д есептеуге болады, онда

Uд = Ua + Uк + Elд

доғаның кернеуі тура оның ұзындығына байланысты екендігін білдіреді.

Сапалы пісірме қосылысын алудың ҥздіксіз шарты доғаның тұрақты жануы (оның тұрақтылығы) болып табылады, мұнда оның режимі түсіндіріледі де, мұнда доға берілген тоқ кернеуі мен күш мəндерінде ұзақ уақыт жанатын болса, үздіксіз жəне

басқа разряд түрлеріне өтпей жанса. Пісіру доғасы тұрақты түрде жанған кезде оның негізгі параметрлері (тоқ күші мен кернеу) белгілі бір өзара тəуелділікте болады, сол себепті доғалы разрядтың негізгі параметрлерінің бірі тұрақты доға ұзындығында

тоқ күшіне байланысты оның кернеуінің тəуелділігі болады.

Тұрақты жұмыс кезінде (доға тұрақты жанған күйде) статикалық режимде бұл тəуелділіктің графикалық бейнесін доғаның статикалық вольт-амперлік сипаттамасы деп атайды (3.2-сурет).

3.2-сурет. Доғаның қисық статикалық вольт-амперлік сипаттамалары:

I, II жəне III – түсетін, қатты жəне көтерілуші аясы тиісінше;

UД – доға кернеуі; Iд – доға тоғы

Доғаның ұзындығының артуымен оның кернеуі де артады, жəне графикалық қисық вольт амперлік сипаттамасы жоғары көтеріледі, доғаның ұзындығы өзгеріп –төмен түседі, бұл ретте өз пішінін жақсы сақтайды. Қисық статикалық сипаттаманы үш аяға бөлуге болады: түсетін І, қатты ІІ жəне көтерілуші ІІІ. І аяда I тоқтың ұлғаюы доға кернеуінің кенеттен түсіп кетуіне əкеледі. Бұл тоқ күшінің артуымен доға бағанының қима ауданының жəне электродты лығының күші артатындығымен түсіндіріледі. Бұл аядағы режимдерде доғаның жануы аз тұрақтылығымен ерекшеленеді. II аяда тоқ күшінің артуы доға кернеуінің өзгеруімен байланысты емес. Бұл доға бағанының қима ауданы мен актив дақтар тоқ күшіне пропорционалды түрде өзгеретіндігімен түсіндіріледі, бұл тоқ тығыздығының жəне доғада кернеудің түсіп кетуі тұрақты сақталуына байланысты. Қатты статикалық сипаттамасы бар доғамен пісіру технологиясында, əсіресе қолмен пісіруде кең қолданысын тапты. III аяда тоқ күшінің артуымен кернеу де артады. Бұл катод дағының электрод диаметріне тең жəне əрі қарай ұлғамайтындығымен байланысты, бұл ретте доғада тоқ тығыздығы мен кернеу артады. Доға ұлғаятын статикалық сипаттамасын автоматты жəне механикаландырылған флюспен пісіруде жəне қорғаныс газдарында жұқа пісіру сымын қолданумен кеңінен қолданылады. Пісіру доғасының ерекше түрі қысылған доға болып табылады, газдың үрлеуші ағынымен (аргон, азот жəне басқалары) шілтердің шүмегінің көмегімен қысылған бағаны. Плазма – бұл оң жəне теріс зарядталған бөлшектерден тұратын доғалы бағанның иондандырылған газы. Плазма шілтердің шүмегі каналында генерацияланады, ол плазма түзуші газдың ауа салқындатушы қабырғалармен жəне суық ағынмен қысылып, тұрақталады. Доғаның сыртқы бетін қысу мен салқындату оның концентрациясын тудырады, бұл плазма бөлшектерінің арасында тебілу сандарының кенеттен артуына əкеледі, бұл иондану дəрежесін арттырып, доға бағанының температурасын бірден арттыруға (10000...30000 К) жəне плазма ағынының кинетикалық энергиясын арттыруға əкеледі.

ІҮ. Жаңа сабақты бекіту

Бүгінгі  тақырыпты қорытындылап, бағалау және түсінбеген сұрақтарға жауап беру.  

Ү. Үйге тапсырма: § 2.1