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真空自耗电弧熔炼的热能来自电弧。熔炼过程的电弧行为直接影响到熔炼产品的质量。简单地讲，电弧是由阴极区、弧柱区和阳极区这3部分组成。
A 阴极区
阴极区由两部分组成：一部分是在电极端面附近和弧柱交界之间的正离子层，它与电极端面之间构成很大的电位降，该电位降促使电子从电极端面自发射，用以维持电弧的正常燃烧；另一部分位于阴极表面的一个光亮点，称为阴极斑点，在正离子形成的正电场作用下，电子集中在这里向外发射产生电弧放电。
阴极斑点的大小与电弧放电所在空间的气体介质的压力有密切的关系。气体介质压力高，阴极斑点的面积就小。图1-5所示为在不同气体压力下自耗电极端面形状示意图。电弧周围气体介

质压力减少，阴极班点面积就增大，而且高速游动，由电极端面游至侧表面，使电极端面熔化成圆锥形（见图1-5).斑点越大，温度越低。在熔炼过程中，阴极斑点在阴极表面游动，它的大小直接反映电弧的稳定性，斑点越小越易游动，电弧越不稳定。斑点的温度与电极材料的熔点和熔化电流密度有关。电极材料熔点越高，熔炼电流密度越大，斑点的温度就越高。
B 弧柱区
弧柱区位于阴极区和阳极区之间，呈钟形分布，是一个电子和离子混合组成的中性的高温等离子体。不过，它的电离程度较低。
它是电弧的主体，它的亮度最高，温度也最高。随着熔炼电流的增加，弧柱面积增大，电弧的束密度增加，温度升高，燃烧更稳定。熔炼过程物质的分解、挥发等都是在此区进行的。
弧柱断面积的大小与周围气体介质压力有关。气体介质压力大，弧柱断面积变小，反之亦然。弧柱断面积的大小还受外界磁场的影响。当对电弧施加一个纵向磁场时，在磁场力的作用下，电弧受到压缩，致使电弧断面积变小，电弧长度相应增加，提高了电弧的稳定性。
C 阳极区
阳极区位于阳极表面，它有一个斑点。由于阳极区气体介质压力较低，阳极斑点面积扩大而近似“消失”。阳极斑点是集中吸收来自阴极的电子和弧柱区的离子的地方，电位降很大。在高速运动的电子和负离子流的连续轰击下，阳极斑点加热到很高的温度。它的温度主要取决于阳极区气体介质的压力，压力增大时阳极斑点的面积缩小。熔炼条件的变化会引起阳极斑点大小和温度的改变，从而使金属熔池的温度梯度、熔池深度和体积发生变化，最终会改变钛锭的凝固结晶和提纯效果。

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