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IV c Balanço Energético num Cátodo Termoíonico ⎛ 3 KT ⎞ = qe + I⎜φ + ⎟ ⎝ 2 e ⎠ f – função de trabalho T – temperatura do gás 3 KT 2 e V c ⎛ = ⎜ φ + ⎝ - energia térmica dos electrões 3 2 KT e ⎞ ⎟ ⎠ qe I Módulo 1.1 – Introdução à Tecnologia de Soldadura –23 Rev. 0 (20-10-2003) Luisa Coutinho de Almeida Quintino + Sabe-se actualmente que o valor de qe não varia significativamente com a corrente, portanto a queda de tensão catódica deve reduzir quando a corrente aumenta. Quantitativamente para eléctrodos toriados. φ = 3,5 3 KT 2 e qe a I = 0, 5 a 1V 100 A = 0, 8V Módulo 1.1 – Introdução à Tecnologia de Soldadura –24 Rev. 0 (20-10-2003) Luisa Coutinho de Almeida Quintino I ↑⇒Vc ↓ ⇒ = 4, 8 a 5, 3V V c ⇓ V medido de 7,5V Como Va é 2,2 a 2,7 o valor calculado está correcto.
Balanço Energético num Cátodo não Termoíonico Há pelo menos três tipos de cátodos não termo iónicos: • Os de vapor, que se formam em metal limpo, sem filmes. • Os em forma de túnel, que se formam quando há películas de óxidos finas. • Os que se movimentam, que se formam quando há películas espessas de óxidos. Em soldadura MIG forma-se sempre uma película de óxido superficial no qual condensam iões positivos, originando um campo eléctrico elevado. i) No caso de filmes finos, se o campo é maior que 109 v/m, os electrões “furam” um túnel através do filme de óxido e geram em local de emissão; ii) para filmes mais espessos o fenómeno conhecido como “gwitching” (movimentação) torna o filme condutor localmente. Isto permite o fluxo de correntes relativamente elevadas nos filamentos através do óxido. Cada local de emissão tem aproximadamente 100 nm de diâmetro e um tempo de vida de 1ns a 1µs. O efeito geral é o descolar da película de óxido e a geração de jactos de vapor metálico muito pequenos mas intensos e salpicos. Módulo 1.1 – Introdução à Tecnologia de Soldadura –25 Rev. 0 (20-10-2003) Luisa Coutinho de Almeida Quintino Cátodos móveis ⇒ transferência repelida Balanço energético de um cátodo não termoiónico V c I - absorvida como calor na chapa - gasto como energia química e eléctrica na dispersão dos óxidos - gasto como energia cinética no jacto de vapor emitido pelas manchas catódicas individuais Ligas de alumínio com elementos com elevada pressão de vapor – Mg, Zn, Li ⇒ instabilidade do arco, salpicos Material Al Mg Mg Al2O3 Módulo 1.1 – Introdução à Tecnologia de Soldadura –26 Rev. 0 (20-10-2003) Luisa Coutinho de Almeida Quintino Função Trabalho 4.28 3.66 3.1 3.9 Tabela - Função de trabalho de vários elementos e dos seus óxidos
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