1.7 Типовий баланс енергії процесу зварювання

Узагальнена схема балансу енергії процесу зварювання надана на рисунку 1.14.

ТЕ — трансформатор енергії або джерело живлення;

І — інструмент (носій енергії);

— питома енергія на вході в джерело живлення;

— питома енергія на виході (питома енергія

зварювання), Джмм^-2;

— питома енергія інструмента, Джмм^-2;

— питома енергія акумульована у стику, Джмм^-2

Рисунок 1.14 — Узагальнена схема балансу енергії процесу зварювання

Кожний етап передачі енергії характеризується питомою величиною енергії втрат:

П₁— втрати енергії у трансформаторі;

П₂ — втрати енергії у інструменті;

П₃ — втрати енергії, пов’язані з теплопровідністю виробу, що зварюється;

П₄ — втрати енергії, пов’язані з випаровуванням, розбризкуванням металу з зони зварювання;

_доп— питома енергія на допоміжні операції (наприклад, переміщення зварювальної головки).

Кожен етап процесу передачі енергії характеризується своїм ККД:

ефективний ККД

; (1.3)

термічний ККД

; (1.4)

термодинамічний ККД

; (1.5)

фізичний ККД

, (1.6)

де — питома енергія, яка необхідна для зруйнування одержаного

зварного з’єднання.

1.8 Класифікація процесів зварювання

1.8.1 Ознаки класифікації

Класифікація процесів зварювання відбувається по таким ознакам:

1) фізична;

2) технічна;

3) технологічна;

4) техніко–економічна.

В основі фізичної ознаки знаходяться слідуючи критерії:

1) наявність тиску;

2) форма введеної енергії;

3) вид інструменту (наприклад, електрична дуга, електричний струм та інші).

Інструмент — це носій енергії.

Такі терміни, як «клас», «підклас», «різновид» та інші є умовними. Вони дозволяють полегшити класифікацію. Термін «процес» не пов’язаний з класифікацією.

Ознаки класифікації процесу зварювання надані в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 — Ознаки класифікації

Ознака	Зміст ознаки	Класифікація
1. Фізична	Наявність тиску Форма енергії, що вводиться Вид носія енергії	Клас Підклас Метод
2. Технічна	Зміст визначається у межах кожного методу	Група Підгрупа Вид Різновид
3. Технологічна		Спосіб Прийом
4. Техніко–економічна	Зміст визначається за питомими витратами енергії (Джмм-2), необхідної для отримання одиниці зварного шву або витрат (грнмм-2)	Класифікацію проводять від механічних до термічних процесів в порядку зростання питомих витрат

1.8.2 Класифікація процесів зварювання за фізичною ознакою

Класифікація процесів зварювання за фізичною ознакою наведена на рисунку 1.15.

Рисунок 1.15 — Блок–схема класифікації процесів

зварювання за фізичною ознакою

1.8.3 Структурні схеми передачі енергії при зварюванні

В основі обґрунтування класифікації процесів зварювання лежать структурні схеми передачі та перетворення енергії.

Для написання структурних схем використовуються наступні символи та ознаки:

— трансформатор енергії;

— перетворення енергії з одного виду в інший;

— передача енергії від теплоносія у матеріал;

— мережа живлення;

— умовна межа введення енергії в зону зварювання;

М — механічна енергія;

Т — термічна енергія;

ТМ — термомеханічна енергія;

П — поверхнева енергія;

Ел — електрична енергія;

Ем — електромагнітна енергія;

Х — хімічна енергія;

Я — ядерна енергія;

Д — деформаційна енергія;

C — зміна внутрішньої енергії та інші.

На рисунках 1.16 – 1.19 приведені приклади написання структурних схем передачі енергії для деяких процесів зварювання.

Рисунок 1.16 — Структурна схема перетворення енергії

при склеюванні

Рисунок 1.17 — Структурна схема перетворення енергії

при газовому зварюванні

Рисунок 1.18 — Структурна схема перетворення енергії

при електроконтактному зварюванні

Рисунок 1.19 — Структурна схема перетворення енергії

при холодному зварюванні