3.Эффективный потенциал ионизации.

Очень часто дуговой разряд происходит в смеси газов и паров металлов электродов. При это , в большей степени ионизируются элементы с наименьшим потенциалом ионизации.

Для учета этого вводят понятие эффективного потенциала ионизации, под которым понимается потенциал однородного газа, число заряженных частиц в котором равно числу заряженных частиц в газовой смеси:

,

где - концентрация i-ого компонента в смеси;

- число компонентов в смеси.

4.Температурное поле от движущегося плоского источника тепла в бесконечном стержне

О₀ – начало неподвижной системы координат

О – начало подвижной системы координат

t_н – время нагрева

Р_и – мощность плоского источника тепла, равномерно распределенная по сечению стержня F.

Считаем, что Т⁰ всех точек одного сечения одинакова, а стержень стержень обменивается теплом окружающей средой с коэффициентом теплообмена α. Коэффициент температуроотдачи b= .

Приращение температуры от элементарного источника тепла Q=P*dt составляет

;

.

Суммируя приращения, получим уравнения нестационарного температурного поля от движущегося плоского источника тепла в бесконечном стержне .

Уравнение предельного квазистационарного температурного поля от плоского движущегося источника тепла в бесконечном стержне, получим при t→∞

Распределение Т(х) вдоль оси стержня характеризуется большой скоростью нарастания и малой скоростью склада.

Общее замечание о границах применения формул исходя из допущений:

1. изотропность

2. отсутствие фазовых превращений

а, сp, λ, α – const

3. P_н – сосредоточенный

4. Т <0.4 Т_пл

Билет №2

1. Схема получения неразъемного соединения

Вид, интенсивность и характер преобразования вводимой энергии – вот главное, что определяет вид процесса сварки.

Введение энергии – необходимое условие сварки, поскольку требуется активация соединяемых поверхностей.

Введение вещества необходимо только при некоторых видах сварки плавлением и пайки, причем энергия в этих случаях может вводиться также с расплавленным металлом.

Характер движения (переноса) вещества в зоне образования неразъемного соединения сильно зависит от вида процесса.

При сварки плавлением, особенно при СПЭ, движение велико, при сварке давлением с нагревом оно незначительно (за счет диффузии), а при холодной сварке движение вещества практически отсутствует (есть только дислокации кристаллической решетки).

По виду введенной энергии процессы сварки делятся на: термические (Т), термомеханические (ТМ), механические (М).

По состоянию вещества процессы сварки делятся на: сварку плавлением (в жидкой фазе) и сварку давлением (в твердой фазе).

2. Нагрев и плавление электродного материала

Электроды – плавящиеся и неплавящиеся.

Плавящиеся электроды:

а) покрытые – имеют конечную длину и неподвижный токоподвод, например штучные электроды ДЭС.

б) голые – имеют условно бесконечную длину и подвижный относительно электрода токоподвод.

У покрытых электродов защита дуги, сварочной ванны и требуемая металлургическая обработка осуществляется за счет материала покрытия. – легирующие, ионизирующие, газозащитные компоненты.

У голых электродов защита дуги осуществляется за счет подаваемого в зону дуги газов, активных или инертных.

Рассмотрим второй случай, имеющий место при СПЭ.

1.распределение тепловых потоков q_т и q_д.

2.распределение Т.

Электрод нагревают 2 источника тепла:

1.распределенный по объему источник q_т, выделяющий тепло по закону Джоуля-Ленца при прохождении через электрод тока дуги.

2.сосредоточенный плоский источник тепла – сварочная дуга q_д.

3.тепловым потоком вдоль оси электрода, обусловленном теплопроводностью материала электрода пренебрегаем, т.е. считаем, что скорость подачи электродной проволоки значительно превышает скорость распространения тепла.

4.Температурное поле от электродной дуги считаем квазистационарным.

Примем подвижную систему координат с центром в точке О, расположенной на торцевом сечении электрода, оплавляемой дугой.

Каждая частица материала электрода в своем движении от точки контакта А до точки О(электродного пятна дуги) нагревается от проходящего тока и от тепла дуги до температуры Т_к(капель), которая определяется экспериментально и составляет для стальных электродов Т_к = 2300-2500⁰С.

Скорость подачи электрода подбирают опытным путем близкой к скорости плавления электрода, которая определяется величиной тока, напряжением на дуге, длиной вылета и теплофизическими параметрами материала электрода.