СВАРКА И СВАРИВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Лучевые виды сварки

Лучевые источники нагрева (электронный, лазерный луч) ха­рактеризуются высокой концентрацией вводимой энергии.

Распределение удельного теплового потока в пятне нагрева описывается нормальным законом (2.51) с очень высокими значениями коэффициента сосредоточенности k.

Эффективный к. п. д. нагрева при электронно-лучевой сварке (табл. 2.6) зависит от атомного номера обрабатывае­мого материала и изменяется в пределах 0,7—0,9.

Температурное поле в тонких листах от нагрева электрон­ным лучом или плазменной струей, перемещающимися с уме­ренной скоростью v, описывается схемой подвижного нор­мально кругового источника теплоты в пластине с теплоот­дачей:

АТ =---------------- ехр-- ( Ко (р2) № (р2. т + т0) — ¥2 (р2, т0)].

2пХ6 V 2а )

(2.68)

В случае малого радиуса пятна нагрева (при большом k) можно применять для расчета схему подвижного линейного ис­точника теплоты в пластине (2.8).

Расчет нагрева массивных изделий электронным лучом вы­полняется по схеме нормально распределенного источника на поверхности полубесконечного тела. Для случаев сварки на больших скоростях можно использовать формулы (2.51) и (2.52).

Для лазерного нагрева применяются лазеры с импульсной генерацией излучения и лазеры непрерывного действия.

Распределение плотности теплового потока на поверхности материала от лазерного излучения

q2(r) = (~R)q2me-kr (2.69)

где R — коэффициент отражения.

Плотность мощности излучения импульсных лазеров дости­гает в пятне нагрева значений 104—105 Вт/мм2. К. п. д. лазеров импульсного действия на рубине составляет 1 %, лазеров на стекле с неодимом 2 % •

Мощность СОг лазеров непрерывного действия составляет несколько киловатт при т) = 0,2. Плотность потока в пятне фо­кусировки достигает 103 Вт/мм2.

Мощность газодинамических Лазеров достигает десятков киловатт.

Для расчета температурных полей при лазерной сварке применяются схемы, рассмотренные выше для электронного луча.