Capitolo 1 - Il Plasma ad arco
Sezione 10 - Strizione dell'arco

La parte fondamentale di una torcia a plasma è costituita dalla particolare geometria dell' ugello di strozzamento dell'arco.

L'anodo dell'arco strozzato assume la forma di un ugello in Rame raffreddato con acqua, al cui interno è disposto, leggermente arretrato, un catodo di Tungsteno toriato.

Una corrente di gas plasmageno (di solito Argon, Azoto o una miscela dei due con Idrogeno) attraversa la torcia e costringe l'arco presente tra catodo ed anodo (plenum) ad entrare nell'ugello, dal quale emerge sotto forma di getto caldo di plasma.

Se il diametro interno dell' orifizio di strozzamento è più piccolo di quello di un arco stabile che scocca liberamente in un'atmosfera di gas, l'arco elettrico viene definito arco strozzato.

Fig. 1 - Termogramma Arco Pilota

Per effetto della strizione provocata nell'arco dalla particolare geometria dell'ugello, avvengono i seguenti fenomeni.

L'arco viene notevolmente ristretto e ciò comporta un aumento sia della temperatura del suo fuso che della caduta di tensione tra catodo ed anodo.

Aumenta in tal modo anche l'energia complessiva dell'arco ed è quindi possibile portare la colonna d'arco a temperature fino a 20000 - 30000 K.

Il getto di gas plasmageno viene accelerato ed il gas stesso viene forzato ad intimo contatto con l'arco.

Parte dell'energia dell'arco provoca allora la dissociazione dei componenti biatomici del flusso di gas, parte produce la ionizzazione degli atomi dissociati e parte infine aumenta il calore intrinseco del gas che quindi esce dall'ugello con un elevato contenuto entalpico e ad alta velocità.