В практике сварки и наплавки металлов часто применяется система дуговых разрядов между тремя электродами, расположенными настолько близко, что выделяющаяся в дугах тепловая энергия действует в общем пространстве, называемом плавильным. Если при этом электроды подключены к трем фазам одной и той же сети, то дуга называется трехфазной. Наиболее распространенная модификация трехфазной дуги и схема ее питания приведены на рис. 195. Две фазы подключены к стержневым электродам, а третья к свариваемому изделию (рис. 195, а). Последовательность и длительность горения каждой из трех дуг зависит от последовательности и чередования фаз и параметров сварочной цепи. Напряжение и ток в дугах также могут существенно изменяться путем изменения расстояния между электродами и индуктивностей L_a, L_b, L_c в цепи каждой фазы.

Схема горения дуг через каждые 1/6 периода переменного тока приведена на рис. 195, б, 1—6. В каждый момент горит не более двух дуг, хотя при соответствующих напряжениях холостого хода источника питания могут существовать интервалы времени, когда между всеми тремя парами электродов действуют напряжения, достаточные для поддержания дуги. Это объясняется тем, что на торцах электродов не могут существовать одновременно катодное и анодное пятна, как не могут совмещаться в одном и том же пространстве катодная и анодная области.

Рис. 195. Трехфазовая дуга

Очередная дуга между новой парой электродов возникает при существовании разряда на одном из них. Развитие очередной дуги происходит в условиях существования плазмы в зоне ее будущего существования без существенного повышения напряжения между электродами или без пиков зажигания. В связи с этим трехфазные дуги характеризуются высокой устойчивостью и для их питания возможно применение источников с более низким напряжением холостого хода, чем для питания однофазных дуг. Анализ процессов в таких источниках, показал что устойчивое возбуждение и существование составляющих трехфазной дуги возможно при отношении U_xx/U_д= 1,17. Для однофазной дуги это отношение не может быть снижено меньше 1,8.

Статические и динамические характеристики каждой из трех дуг пока не исследованы. Подогревающее действие близко расположенной соседней дуги приводит к уменьшению градиентов напряжений в столбах. Одновременное существование двух катодных или анодных пятен на одном электроде, особенно на тонком стержневом, может вызвать сжатие дуги со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Взаимное подогревающее действие соседних дуг может стать причиной существенного расхождения ветвей динамических характеристик при режимах, при которых в однофазной дуге это явление не наблюдается.

Важнейшей технологической особенностью трехфазной дуги, обусловливающей ее техническое применение, является возможность регулирования с помощью индуктивностей L_a, L_b и L_c мощности и теплоты, расходуемой на плавление электродов и основного металла. Так, увеличивая токи i_a и i_b и уменьшая ток i_c (см. рис. 195), можно повысить долю присадочного металла в шве или наплавке и уменьшить интенсивность плавления основного металла. Применяя в качестве одного из стержневых электродов легированную проволоку, можно менять состав наплавленного металла за счет изменения тока на эту проволоку и т. д.