Wärmestrommessungen an einem Langbogen‐Plasmastrahl

Abstract

Es w i d die yon cinem relativ breiten und langsamen bogenerzeugten Argon-Plasmastrahl (Durchmesser der dustrittsoffnung W = 2,s cm, Strahlgeschwindigkeit v w lo4 cms-I) an eine senkrecht angestromte kalte Platte ubertragene Wirmestromdichte p (r) gemevsen und mit der ungestijrten Enthalpiestromdichte des Plasmastrahls f ( r ) verglichen. Diese wird uber das radiale Temperatur-und Geschwindigkeitsprofil des Plasmastrahls bestimmt. Dabei zeigt sich eine starke Verbreiterung des p (r)-Profils gegeniiber dem f (r)-Profil bei gleichzeitiger Naximaverminderung (von 3,s kW/cm2 auf 90 W/cm'), ziisammenhingend rnit der Bildung eines Plasmatellers vor der nngestromten Scheibe. Die insgesemt ubertragene Warmeleistung betrigt rnit 1,7 kW nur 320,; der gesamten Plasmastrahlleistung von 5,4 kW oder 17% der gesamten Bogenleistung von 9,75 kW.Neben dieeen im Hinblick auf die Anwendung des Plasmastrahls zum Mnterialschmelzm rvichtigen Untemuchungen werden Beobachtungen iiber die Struktur des Plasmastrakln und der Bogenskde mitgeteilt. Die BogensLule zeigt bei nicht zu engem Kana1 eino Wendelung, dorm Ursachen WITKOWSKI untenucht hat. Diese Wendelung bewirkt eine Bogenrotation und eine Spiralform &s PlasmastrakLs. Eine Hell-Dunkelstruktur des Plasmastrahls, die rnit der Beivegung des Anodenansatzee zusarnmenhangt, wird auch bei urn beobachtet.