3. Процессы в столбе дуги.

В столбе дуги находится смесь ионов, нейтральных атомов и молекул газов и паров металлов и электронов.

Положение столба определяется броуновским движением (диффузией) и дрейфом зарядоносителей в осевом направлении под действием электрического поля.

Газ, ионизированный хотя бы частично, т.е. содержащий свободно перемещающиеся зарядоносители, называется плазмой.

Если ионизация осуществляется в результате высокой температуры, то плазму называют термической.

Электропроводность такой термической плазмы может достигать электропроводности металла.

Сварочное дуги при атмосферном давлении имеют термическую плазм

у, в которой идут процессы диссоциации и ионизации.

4. Типовой баланс энергии процесса сварки

Оценка процессов передачи и термодинамического преобразования ведется на основе обобщенной схемы баланса энергии (абсолютной или удельной на единицу площади соединения).

ε_уст – энергия получаемая сварочной установкой от сети;

ε_вх – энергия на входе источника (преобразователя энергии);

П₁ – потери энергии в источнике (преобразователе энергии);

ε_вых (ε_св) – энергия, передаваемая источником инструменту;

П₂ – потери при передачи энергии изделию;

ε_{н –} энергия, введенная в изделие;

ε_ст – энергия, аккумулированная в стыке;

ε_всп – энргия вспомогательных операций;

П₃ – потери энергии на теплопроводность;

П₄ – потери уноса (с испарившимся или выплавленным материалом), характерны для резки и лучевых видах сварки.

ε_ст = ε_уст – ε_всп – П₁ – П₂ – П₃ – П₄.

КПД сварочных процессов

Каждая ступень передачи энергии от источника к изделию имеет свой коэффициент полезного действия.

эффективный КПД;

- термический КПД;

- термодинамический КПД или КПД проплавления.

Билет №3

1. .Виды химических связей, области применения

Соединение атомов в твердом или жидко теле происходит в результате действия двух видов сил:

1. электростатических;

2. обменных, связанных с волновой природой электронов.

Химическая связь, природа которой электромагнитна, возникает в результате взаимодействия электронной волны с электромагнитным полем ядра атома или иона. Расстояние действия химических сил – несколько ангстрем.

2. Физические процессы в столбе дуги.

В столбе дуги находится смесь ионов, нейтральных атомов и молекул газов и паров металлов и электронов.

Положение столба определяется броуновским движением (диффузией) и дрейфом зарядоносителей в осевом направлении под действием электрического поля.

Газ, ионизированный хотя бы частично, т.е. содержащий свободно перемещающиеся зарядоносители, называется плазмой.

Если ионизация осуществляется в результате высокой температуры, то плазму называют термической.

Электропроводность такой термической плазмы может достигать электропроводности металла.

Сварочное дуги при атмосферном давлении имеют термическую плазму, в которой идут процессы диссоциации и ионизации.

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.

Излучение плазмы.

В плазме, наряду с процессами ионизации, идет рекомбинация- захват электрона полем иона и образование атома. При этом освобождается энергия, равная сумме кинетической энергии свободного электрона и энергии связи с ядром.

Освобожденная энергия выделяется в виде кванта электромагнитного излучения с частотой , где h- постоянная Планка.

Поскольку электроны в дуге имеют непрерывный набор энергий, то излучение представляет собой сплошной спектр. Накладывается линейчатый спектр возбужденных атомов.

, где

W₂-возбужденный,

W₁- основной уровни.