一、电弧侵蚀
影响电弧侵蚀的主要因素,一是电弧的特性及其对电极热流和力的作用,二是触点材料对电弧热、力作用的响应。总的来说,电弧侵蚀的主要形式有两类:
1、气化蒸发:在电弧能量的作用下,触点的表层材料由固态转变成液态后,再转变为气态脱离触点的过程。在一定的条件下,触点材料也存在固态直接变为气态的升华过程。
2、液态喷溅:在电弧能量的作用下,触点的表面某一区域熔化形成液池,液池内的液态金属在各种力的作用下,以微小液滴的形式飞溅出去造成材料较大损耗的过程。这些力包括斑点压力、静电场力、电磁力、物质运动的作用力及反作用力、表面张力等。
电弧侵蚀的形式随着触点材料和负载电流条件的不同而变化。当负载电流较小时,触点材料的侵蚀以气化蒸发侵蚀为主;增大电流,则不仅有材料的气化蒸发,而且还会出现液态金属的喷溅现象,进一步增大电流时,金属的液态喷溅则成为触点材料侵蚀的主要形式。
二、触点粘接
触点粘接通常发生在触点静态接触时,由于接触电阻使导电斑点及附近的材料温度升高,从而导致扩散速度的极大提高和接触面积的大幅扩大。触点接触部位的金属分子互相挤压渗透所形成的分子力是导致触点粘结的内在因素;触点间的滑动摩擦是加速分子挤压渗透和积聚粘结力的必要条件。粘结力的大小取决于触点材料的刚性与导致分子挤压渗透的物理条件,触点间是否粘结取决于粘结力是否大于簧片的返回力。
三、触点金属迁移
在触点通断电路的过程中,通常两触点间均有材料的相互转移,只有当这种相互转移不能抵消时,才出现材料的净转移,显著的触点金属迁移是存在大净转移的结果。触点工作中的各种因素的不对称是触点产生金属迁移的主要原因,这些因素包括电弧、触点材料特性和各种外力的作用。具体情况如下:
1、电弧对触点存在各种形式的能量输入。对处于阴极的触点而言,离子流经过阴极经降压加速后碰撞阴极的动能、离子流在阴极表面和电子复合时放出的位能、弧柱辐射或传导至阴极表面的能量,以及阴极体内电流产生的焦耳热。这些能量的输入都会使触点材料的温度升高,出现熔化蒸发。
2、触点在工作过程中还有各种力的作用,包括电子力、静电力、电磁力、物质运动的反作用力、等离子流力,这些力都可能使触点表面熔融液池中的金属发生液态喷溅。
3、影响触点金属迁移的材料特性主要是:导电导热率、比热容、熔化和气化潜热、熔点和沸点,以及熔融状态下液池的冶金动力学特性。另外触点的尺寸、形状、触点间的连接形式等也会对触点的金属迁移产生影响。