21. Джерела живлення постійного струму. Генератори та їх характеристика.

Джерела постійного струму — зварювальні генератори (WAGT220/5DC, WAGT 220 DC) або напівпровідникові випрямні установки;

Генератор постійного струму — електрична машина постійного струму (генератор), що перетворює механічну енергію на електричну. Дія генератора постійного струму ґрунтується на явищі електромагнітної індукції: збудженні змінної електрорушійної сили в обмотці ротора (якоря) при його обертанні в основному магнітному полі, створюваному обмоткою збудження на полюсах. Обмотка ротора з'єднана із…, по пластинах якого ковзають контактні щітки, підключаючи обмотку до зовнішнього електричного кола.

22. Вольт-амперні характеристики джерел живлення.

Для РДЗ і зварювання неплавким електродом найкраща характеристика - крутопадаючих. Для автоматичного і напівавтоматичного зварювання під флюсом необхідна пологопадаюча характеристика. При автоматичному і напівавтоматичному зварюванні в захисних газах джерела харчування повинні мати жорсткі пологозростаючі характеристики.

23. Осцилятори та їх характеристика.

Осцилятор це пристрій , що перетворює струм промислової частоти низької напруги в струм високої частоти(150-500 тис. Гц) і високої напруги (2000-6000 В), накладання якої на зварний ланцюг полегшує збудження і стабілізує дугу при зварці. Основне застосування осцилятора при арггонно дуговій зварці змінним струмом неплавлячим електродом.

24. Баластні реостати та їх характеристика.

Баластні реостати призначені для регулювання зварного струму при робочому навантажені багато постових джерел живлення підбором опорів, зєднаних паралельно

Тип Номінальний струм

РБ-201 200

РБ-301 300

РБ-501 500

Наприклад, Реостат баластний РБ-302 У2: межі регулювання зварювального струму 10-330 А; номінальний зварювальний струм – 315 А; ПН 60%; габаритні розміри – 570*370*490 мм; Маса – 14 кг.

25. Види теплообміну. Основний закон теплопровідності Фур’є.

Теплообмін (теплопередача) — фізичний процес передавання енергії у вигляді певної кількості теплоти від тіла з вищою температурою до тіла з нижчою температурою до настання термодинамічної рівноваги. Не можливо зупинити передачу тепла між сусідніми об'єктами з різними температурами, її можна лише сповільнити. Є три види теплообміну: теплопровідність, конвекція, випромінення.

Теплопровідність — це перенесення теплової енергії структурними частками речовини (молекулами, атомами, іонами) в процесі їх теплового руху.

Конвекція — явище перенесення тепла в рідинах, газах або сипких середовищах потоками самої речовини. Існує так звана природна конвекція, яка виникає в речовині мимоволі при його нерівномірному нагріванні в полі тяжіння. При вимушеній конвекції переміщення речовини обумовлене дією якихось зовнішніх сил (насос, вентилятор тощо).

Випромінення — промениста енергія електромагнітних хвиль, що випромінюються (випускаються) матеріальним тілом, – енергія може передаватися на великі відстані і не потребує наявності речовини між тілами. Яскравий приклад — випромінення Сонця, промені якого досягають Землі, проходячи відстань 149 000 000 км крізь майже безповітряний простір.

26. Градієнт температури.

27. Диференціальне рівняння теплопровідності.

28/29/30. Граничні умови першого/другого/третього роду.

31. Іонізація дуги. Закон Соха.

Процес появи електронів та іонів називають іонізацією, а газ, який містить електрони та іони, називають іонізованим. Іонізація дугового проміжку з'являється при запалюванні дуги під впливом емісії деяких електронів з катода і постійно підтримується в ході горіння. Для іонізації і утворення дуги необхідно, щоб напруга між контактами було приблизно 15-30 В, а струм ланцюга 80-100 мА.

При іонізації простору між контактами його заповнюють атоми газу (повітря), що розпадаються на заряджені частинки - електрони і позитивні іони. Потік електронів, випромінюваних з поверхні контакту, що знаходиться під негативним потенціалом (катода), рухається у напрямку до позитивно зарядженого контакту (анода); потік ж позитивних іонів рухається до катода.

Головними носіями струму в дузі є електрони, так як позитивні іони, маючи велику масу, рухаються значно повільніше електронів і переносять тому в одиницю часу набагато менше електричних зарядів. Однак позитивні іони відіграють велику роль в процесі горіння дуги. Підходячи до катода, вони створюють поблизу нього сильне електричне поле, яке впливає на електрони, наявні в металевому катоді, і виривають їх з його поверхні. Це явище називається автоелектронної емісією. Крім того, позитивні іони безперервно бомбардують катод і віддають йому свою енергію, яка переходить в тепло; при цьому температура катода досягає 3000-5000 ° С.

При збільшенні температури рух електронів в металі катода прискорюється, вони набувають велику енергію і починають залишати катод, вилітаючи в навколишнє середовище. Це явище носить назву термоелектронної емісії. Таким чином, під дією авто-і термоелектронної емісії в електричну дугу надходять з катода все нові і нові електрони.

При своєму переміщенні від катода до анода електрони, стикаючись на своєму шляху з нейтральними атомами газу, розщеплюють їх на електрони і позитивні іони. Цей процес називається ударною іонізацією. З’явлені в результаті ударної іонізації нові, так звані вторинні електрони починають рухатися до анода і при своєму русі розщеплюють все нові атоми газу. Цей процес іонізації газу носить лавиноподібний характер подібно до того, як один камінь, кинутий з гори, захоплює на своєму шляху все нові і нові камені, породжуючи лавину. В результаті проміжок між двома контактами заповнюється великою кількістю електронів і позитивних іонів. Ця суміш електронів і позитивних іонів називається плазмою. В освіті плазми значну роль відіграє термічна іонізація, яка відбувається в результаті підвищення температури, що викликає збільшення швидкості руху заряджених частинок газу.

Електрони, іони і нейтральні атоми, що утворюють плазму, безперервно стикаються один з одним і обмінюються енергією; при цьому деякі атоми під ударами електронів приходять у збуджений стан і випускають надлишок енергії у вигляді світлового випромінювання. Однак електричне поле, що діє між контактами, змушує основну масу позитивних іонів рухатися до катода, а основну масу електронів - до анода.

В електричній дузі постійного струму в сталому режимі визначальною є термічна іонізація. У дузі змінного струму при переході струму через нуль істотну роль грає ударна іонізація, а протягом решти часу горіння дуги - термічна іонізація.

При підвищенні температури газу кінетична енергія складових його атомів стає настільки високою, що при зіткненні один з одним атоми починають втрачати електрони, тобто починається процес іонізації. Такий стан речовини у фізиці називається плазмою. Якщо газ повністю іонізован, то говорять про повністю іонізованої плазмі, якщо ж одні атоми іонізовані, а інші залишилися нейтральними, то говорять про частково іонізовану плазму. Рівняння Саха описує ступінь іонізації такої плазми як функції від температури, тиску і енергії іонізації атомів. Рівняння Саха стосується для рівноважної плазми. Для газу, що складається з атомів одного сорту рівняння Саха можна записати у вигляді:

де  — концентрация атомов в  -й степени ионизации;   — число недостающих электронов.  — концентрация электронов;  — энергия, необходимая для удаления   электронов из нейтрального атома, то есть для создания атома  -й степени ионизации.  — статична сума.