Источники энергии для дуговой сварки плавлением

1

Схематически сварку плавлением можно представить следу­ющим образом. Заготовки, кромки которых разделаны соответст­вующим образом (рис. 3.2), с требуемым зазором собираются

1

Рис 3.2. Схема образования соеди­нения при сварке плавлением:

1, 2 — свариваемые заготовки, 3 — ванна жидкого металла; /—макроструктура зе­рен на границе шва

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

Источник энергии

Температура, СС

Наименьшая площадь пятна нагре­ва, см2

Наибольшая удельная мощность в пятне, кВт/см2

Кислородно-аце­тиленовое пламя

3000…3500

ю-2

50

Электрическая (свободная) дуга

6000…7000

Ю-з

102

Плазменная (сжа­тая) дуга в газах: водород, азот

5000…8000

ю-4

102

аргон, гелий

10000…20000

Электронный луч

10-т

105

Лазерный луч

ю-8 |

106

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 воздействиі 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 окру­жающее пространство. Для массивной нагреваемой заготовки rj = 0,3.. 0,75, для проволоки rj = 0,1.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

plazmorez.com