Wiki - Lichtbogendruck

Der Lichtbogendruck, auch Lichtbogenstaudruck genannt, basiert weitestgehend auf der progressiven Wirkung der Stromstärke, jedoch nicht ausschließlich.
Mit zunehmender Stromstärke verstärkt sich das vorhandene magnetische Feld in der Lichtbogensäule. Die Kraftwirkung steigt dabei quadratisch zur Stromstärke.
Am Lichtbogenansatzpunkt ist die Kraftwirkung aufgrund der maximalen elektr. Stromdichte am größten, so dass das expandierende Gas durch die hohe Temperatur zusätzlich
komprimiert wird. Das entstehende Druckpotenzial wird durch eine Strömung
großer Geschwindigkeit in Richtung der Lichtbogensäule ausgeglichen.
Am Lichtbogeneintritt in das Werkstück kommt es zu einer ähnlichen Staudruckerhöhung, die aber um ein vielfaches geringer ist und der Strömung vom Brenner entgegenwirkt.
Lichtbogendruck in Abhängigkeit von der Schweißstromstärke
Der Druckanstieg infolge des temperaturbedingt expandierenden Gases wird durch eine axiale Strömung in der Lichtbogensäule ausgeglichen, wobei zusätzlich das Kaltgas angesaugt wird.
Dabei zeigt sich, dass der Lichtbogendruck von innen nach außen abnimmt und das Maximum im Lichtbogenzentrum auftritt.
Beide Parameter wirken dabei, quadratisch auf den dynamischen Lichtbogendruck in der Plasmasäule. Verbunden damit kontrahiert der Lichtbogen und die Kerntemperatur steigt.
Demzufolge entsteht ein stark intensiver Lichtbogen.
Dies bedarf demzufolge einer starken Brennerkühlung und einer sicheren Prozessgaszuführung. Durch eine kleinere Plasmagasmenge wird die Temperatur der Lichtbogensäule dagegen geringfügig beeinflusst. Erst bei sehr hohen Plasmagasmengen führt die Ausbildung eines den Lichtbogen umschließenden Kaltgasmantels zu einer Reduzierung des leitfähigen Querschnittes und zu einer daraus resultierenden Erhöhung der elektrischen Stromdichte und somit der Plasmatemperatur.
Durch die Erhöhung der Plasmageschwindigkeit ist die Anhebung des Energieeintrages und des Lichtbogenstaudrucks an der Werkstückoberfläche zu begründen.
Durch Simulationen konnte man nachweisen, dass durch den Schweißstrom bzw. durch die
elektr. Stromdichte im Düsenbereich die Plasmatemperatur unmittelbar beeinflussbar ist.
Durch die Kontinuitätsbedingung der strömenden Masse kann
die ermittelte höhere Plasmageschwindigkeit logisch begründet werden.

Quelle (Stiv Nikolić - Facebook)