Versuche zur Lichtbogenfußpunktbewegung innerhalb der Hohlanode des Plasmaspritzgerätes

Zusammenfassung

Ausschlaggebend für die Standzeit von Hohlanoden ist deren thermische Belastung an den Lichtbogenansatzstellen. Aufgrund eigener Erfahrungen und nach Moritz, Neumann und Rademacher [118] kommen bei Hochstrombögen zwei verschiedene Arten von Anodenansätzen vor: diffuse und brennfleckartige. Diffuse entstehen bei Bögen, bei denen die Plasmaströmung durch die Anode gestaut wird. Eine solche Anordnung tritt z. B. beim Plasmaschweißen mit übertragenem Lichtbogen auf. Die Stromstärke darf hierfür einen Grenzwert von etwa 300 A nicht überschreiten. Der diffuse Ansatz kann sich aber auch unterhalb dieses Grenzwertes der Stromstärke in einen brennfleckartigen umwandeln. Dabei erfolgt ein „Durchschlag“ zwischen dem anodenseitigen Ende der Bogensäule und der Anode. Der Hauptteil des elektrischen Stromes fließt dabei über den Brennfleck ab, während ein geringer Teil über den diesen noch umgebenden diffusen Hof abgeführt wird. Versuche an einem Plasmaschweißgerät, bei dem eine Staupunktströmung an der Anode auftritt, ergaben, daß sich bei Stromstärken von weniger als 100 A aufgrund der niedrigen Gasgeschwindigkeiten brennfleckartige Anodenansätze ausbilden, während bei Stromstärken über 100 A ein diffuser Lichtbogenansatzpunkt vorliegt. Trotz starker Wasserkühlung der als Kalorimeter ausgeführten ebenen Kupferanode trat bei brennfleckartigen Ansätzen infolge der hohen Stromdichte eine Materialabtragung auf.