
- •Введение
- •Виды элементарных связей в твердых телах и монолитных соединениях
- •Механизм образования монолитных соединений твердых тел
- •Двухстадийность процесса сварки
- •Сварка плавлением и давлением
- •Пайка и склеивание
- •Термодинамическое определение процесса сварки
- •Типовой баланс энергии процесса сварки
- •Классификация процессов сварки
- •Оценка энергетической эффективности процесса сварки
- •Расчет энергоемкости процессов сварки
- •Требования к источникам энергии для сварки
- •Проводимость газов
- •Электрический разряд в газах. Виды разряда Статическая вольтамперная характеристика
- •Возбуждение дуги и ее зоны Зоны дугового разряда
- •Вольт-амперная характеристика дуги
- •Элементарные процессы в плазме дуги. Эффективное сечение взаимодействия
- •Эффект рамзауэра
- •Ионизация. Потенциал ионизации
- •Термическая ионизация
- •Фотоионизация
- •Деионизация
- •Рекомбинация
- •Излучение плазмы
- •Квазинейтральность плазма
- •Термическое равновесие
- •Плазма – идеальный газ
- •Уравнение саха
- •Физический смысл уравнения саха
- •Эффективный потенциал ионизации
- •Явление переноса
- •Электропроводность
- •Амбиполярная диффузия
- •Теплопроводность плазмы
- •Саморегулирование столба дуги
- •Баланс энергии в столбе дуги
- •Эмиссионные процессы на поверхности твердых тел
- •Эмиссия элетронов с поверхности электродов
- •Термоэлектронная эмиссия
- •Влияние ускоряющего поля эффект шоттки
- •Автоэлектронная эмиссия или туннельные переходы
- •Фотоэмиссия
- •Вторичная эммиссия
- •Влияние неоднородности катодов. Пленочные и оксидные катоды
- •Эмиссионная пятнистость
- •Ионная эмиссия
- •Приэлектродные области сварочных дуг
- •Катодная область
- •Дуги с неплавящимися тугоплавкими катодами
- •Дуги с холодным катодом
- •Магнитное поле и катоды металлических дуг
- •Анодная область
- •Распределения напряжения по длине дуги
- •Баланс энергии дуги
- •Точный баланс энергии для катода
- •Плазменные струи в дуге
- •Характеристика плавящихся дуг
- •Магнитогидродинамика сварочной среды
- •Магнитное поле столба дуги
- •Магнитное поле сварочного контура
- •Дуга переменного тока
- •Вентильный эффект
- •Перенос металла в сварочной дуге. Виды переноса
- •Силы в дуге
- •Термодинамика
- •Приложения
- •Первое начало термодинамики.
- •Основные понятия и определения
- •Формулировка. Первое начало термодинамики
- •Изохорный процесс
- •Изобарный процесс
- •Энтальпия реалтьного вещества, имеющего одно фазовое превращение в твердом состоянии ( )
- •Стандартные условия. Термохимические расчеты
- •Второе начало термодинамики
- •Энтропия
- •Зависимость энтропии от температуры фазового состояния и концентрации
- •Стандартные условия
- •Изотерма химических реакций
- •Изобара химических реакций
- •Равновесие в гетерогенных системах. Правило фаз гиббса-коновалова
- •Константы равновесия в гетерогенных системах
- •Растворы. Закон распределения
- •Упругость насыщенного пара над растворами
- •Растворимость газов в жидкости
- •Растворение газов в металлах
- •Электролиты и их образование
- •Электрическая проводимость электролитов
- •Свариваемость
- •2. Методы оценки свариваемости сталей
- •3. Краткая характеристика свариваемости
Вентильный эффект
При различии материала
электродов, работы выходов
,
,
и
,
при разных формах электродов и разном
теплоотводе от них, возможна оссиметрия
токов и напряжений в разные полупериоды
горения дуги – возникает вентильный
эффект.
Термоэлектронная эмиссия с W-катода и его остаточная эмиссия значительно больше, чем с холодного Al катода по 3 причинам:
;
;
теплоотвод в массивное Al изделие гораздо больше, чем в W стержень.
Вентильный эффект уменьшает стабильность процесса, формирование шва, чистоту поверхности, прочностные свойства соединения, вредно сказывается на работе трансформаторов.
Для устранения этой причины в сварочную цепь включают аккумуляторы, конденсаторы и др. компенсирующие устройства.
Перенос металла в сварочной дуге. Виды переноса
1. Крупнокапельный с замыканием дугового промежутка |
РДС
|
2. Мелкокапельный с замыканием дугового промежутка |
Механизированная сварка в СО2 |
3. Мелкокапельный без замыкания дугового промежутка |
Сварка под флюсом
|
4. Струйный перенос |
Сварка в инертных газах только проволокой |
5. Парами металла |
Как дополнение при всех видах сварки плавящимся электродом |
Плавление и перенос в шов электродного и присадочного металла.
При сварке плавящимся электродом шов образуется за счет проплавления основного металла и расплавления дополнительного металла – электродной проволоки. Поэтому форма и размеры шва, помимо прочего (скорости сварки, пространственного положения электрода и изделия и др.), зависят также от характера расплавления и переноса электродного металла в сварочную ванну. Характер переноса электродного металла определяется в основном материалом электрода, составом защитного газа, плотностью сварочного тока и рядом других факторов.
Р
ис.
6 Схемы расплавления и переноса
электродного металла: а) крупнокапельный;
б) за счет коротких замыканий; в) струйный.
Можно выделить три основные формы расплавления электрода и переноса электродного металла в сварочную ванну. Процесс сварки электродными проволоками диаметром 0,5 – 1,6 мм протекает с периодическими замыканиями при короткой дуге с напряжением 15 – 22 В. после очередного короткого замыкания.
Силой поверхностного натяжения расплавленный металл на торце электрода стягивается в каплю. В результате длина и напряжение дуги становятся максимальными. Во все стадии процесса скорость подачи электродной проволоки постоянна, а скорость ее плавления изменяется и в периоды III и IV меньше скорости подачи. Поэтому торец электрода с каплей приближается к сварочной ванне (длина дуги и ее напряжение уменьшается) до короткого замыкания (V).
При коротком замыкании резко возрастает величина сварочного тока и, как результат этого, сжимающее действие электромагнитных сил, разрывают перемычку жидкого металла между электродом и изделием. Во время короткого замыкания капля расплавленного электродного металла переходит в сварочную ванну. Далее процесс повторяется. Частота периодических замыканий дугового промежутка может изменятся в пределах 90 – 450 раз в секунду. Для каждого диаметра электродной проволоки в зависимости от его материала, защитного газа и т.д. существует диапазон сварочных токов, в котором возможен процесс сварки с короткими замыканиями. Процесс сварки возможен в различных пространственных положениях. Разбрызгивание не превышает 7%.