Локальное и интегральное температурное воздействие катодных пятен вакуумной дуги при модифицировании ими обрабатываемой поверхности

Кузнецов В.Г.

Ключевые слова: вакуумная дуга, катодное пятно, температура, микрокапли, модифицирование поверхности, математическая модель.

Аннотация. На основе анализа тепловых процессах на электродах вакуумно-дуговых источников плазмы разработана математическая модель и получены аналитические выражения для расчета поверхностей электродов, обеспечивающих стабильное горение вакуумно-дугового разряда при больших токах дуги без образования зон локализации разряда в виде анодных пятен. Для того чтобы избежать режима работы испарителя с анодным пятном необходимо правильно рассчитать геометрию анода. Показано, что шероховатость поверхности при обработке ее катодными пятнами вакуумной дуги определяется скоростью эрозии металла, его удельной теплотой испарения, средним давлением, действующим в области катодного пятна, скоростью вылета жидкого металла, выдавливаемого из катодного пятна в виде микрокапель.

Local and integral temperature influence of the cathodic spots of the vacuum arc when they modify the surface to be processed

Kuznetsov V.G.

Keywords: vacuum arc, cathode spot, temperature, microdroplets, surface modification, mathematical model.

Abstract. Based on the analysis of thermal processes on the electrodes of vacuum-arc plasma sources, a mathematical model has been developed and analytical expressions have been obtained for calculating the surfaces of the electrodes that ensure stable operation of the vacuum-arc discharge at high arc currents without the formation of localized discharge zones in the form of anodic spots. In order to avoid the anode spot mode of the evaporator, it is necessary to correctly calculate the geometry of the anode. It has been shown that the surface roughness during processing by the cathode spots of a vacuum arc is determined by the rate of metal erosion, its specific heat of vaporization, the average pressure acting in the cathode spot region, and the rate of liquid metal extruded from the cathode spot in the form of microdroplets.