Источники энергии для дуговой сварки плавлением
|
I |
|
Рис 3.2. Схема образования соединения при сварке плавлением: 1, 2 — свариваемые заготовки, 3 — ванна жидкого металла; I — макроструктура зерен на границе шва |
Схематически сварку плавлением можно представить следующим образом. Заготовки, кромки которых разделаны соответствующим образом (рис. 3.2), с требуемым зазором собираются
/
|
|
|
|
Под сварку. Под воздействием теплового потока Q Кромки заготовок и присадочный пруток (на рисунке не показан) расплавляются и формируют обшую сварочную ванну. После прекращения теплового воздействия происходят охлаждение и кристаллизация металла сварочной ванны с образованием литой дендритной структуры шва.
Источники энергии для сварки обычно характеризуются эффективной тепловой мощностью G, Наибольшей удельной мощностью в пятне нагрева и площадью последнего. Энергетические
характеристики основных термических источников энергии для сварки и резки представлены в табл. 3.1. Их сравнение показывает, что наибольшую удельную мощность в пятне нагрева имеет лазерный луч. Она достаточна даже для резки и фрезерования
|
3.1. Сравнительные характеристики источников энергии для сварки
|
|
Примечание. Понятие «температура» для луча не имеет физического смысла, так как частицы имеют направленное, а не хаотичное движение. |
Металла. При удельной мощности свыше 104 кВт/см2 сварка невозможна, так как происходит интенсивное испарение металла в зоне нагрева. В импульсных квантовых генераторах (лазерах) предусматривается возможность регулирования длительности импульса. Уменьшая продолжительность последнего, обеспечивают менее резкий подъем температуры в зоне сварки.
Нагрев электрической дугой. Тепловая энергия преобразуется из электроэнергии, потребляемой дугой. Эффективная тепловая мощность дуги, определяемая по формуле (2.5), соответствует количеству теплоты, введенному в единицу времени в металл заготовки и затраченному на ее нагрев.
Нагрев плазменной дугой. В дуге, обжатой потоком газа, концентрация тепловой энергии значительно повышается. Диапазон силы тока, при котором обеспечивается устойчивое горение Дуги, достаточно широк: от 0,1...10 (микроплазменная дуга) до 1000...1500 А.
Энергия плазменной дуги передается заготовке электронами, тяжелыми частицами, вынужденными конвективными потоками и излучением столба дуги при значительном силовом воздействие на нагреваемый участок Эффективная тепловая мощность определяется по формуле (2.5).
Эффективный КПД плазменной дуги достаточно высок, однако ниже, чем КПД электрической дуги, что связано с больше теплоотдачей через стенки сопла, а также столбом дуги в окру жаюшее пространство. Для массивной нагреваемой заготовк; т| = 0,3...0,75, для проволоки г] = 0,1.
