Билет №9:

1. Схематизация источников тепла и нагретых тел, применяемых для расчета температур при сварке.

Распределение тепла в теле зависит от формы и размеров. Всё многообразие свариваемых тел для упрощения расчётов сводят к схемам: 1)бесконечные и полубесконечные тела; 2)бесконечные и полубесконечные пластины; 3)бесконечные и полубесконечные стержни.

Бесконечным телом называется такое тело, границы которого не влияют на процесс распределения тепла. Другими словами считают, что границы тела удалены в бесконечность.x = , y = , z = , О – место введения тепла в тело. Полубесконечное тело ограничено с одной стороны плоскостью: x = , y = , z = +; z = 0. Бесконечная пластина ограничена двумя плоскостями: x = , y = , z = 0; z =  ( - толщина пластины). Полубесконечная пластина ограничена тремя плоскостями: x = 0; x = +, y = , z = 0; z = 

При сварке бесконечной пластины глубина провара должна быть равной или большей, чем толщина пластины. Плоский слой-бесконечная пластина, у которой нельзя пренебрегать распределение тепла по её толщине. Плоскость z =  влияет на процесс распределения тепла, искажает температурное поле (наплавка на лист или сквозное проплавление). Если проплавление на глубину больше 0,5 , то на обратной стороне видны следы воздействия температуры. Бесконечный стержень. Температура в поперечном сечении распределяется равномерно. Температурное поле линейное, распределяется только по оси x, x = . Полубесконечный стержень – тело, ограниченное плоскостью.

x = 0; x = +. В инженерных расчётах есть более сложные схемы: сплошной и полый цилиндры, криволинейный контур.

Критерий	Характеристика источника
Длительность действия	Мгновенный. Прерывистый (импульсный). Непрерывный.
Распределённость действия	Распределённый. Сосредоточенный (Точечный, Линейный, Плоский)
Движение	Неподвижный. Движущийся. Быстродвижущийся.

Комбинации характеристик определяют тип источника. Реальный тепловой поток от источника не всегда вводится в одной точке, т.к. реально все источники распределённые. Схема сосредоточенных источников абстрактна и введена для удобства инженерных расчётов.

2. сущность и основные параметры режима газовой сварки. При газопламенной сварке соединяемые кромки деталей разогревают до температуры, несколько большей температуры плавления свариваемого металла. Образуется сварочная ванна. После этого горелку перемещают по стыку деталей, последовательно оплавляя его. За горелкой расплавленный металл, остывая, кристаллизуется и образует сварной шов. Чтобы получить шов с усилением, в пламя подают пруток присадочного металла, который, расплавляясь, стекает в сварочную ванну.

При одинаковой эффективной тепловой мощности, вводимой за единицу времени в металл свариваемой детали, от газового пламени вводится через единицу площади в 8...12 раз меньше тепла, чем от дуги. Зато диаметр пятна нагрева от газового пламени в 2,5…3,5 раза больше чем от сварочной дуги и может достигать 6…8 см.

3. ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЭФФЕКТ. Поверхностный эффект (скин-эффект) при КС выражается в неравномерном распределении плотности переменного тока по сечению токоподводов вторичного контура и сечению деталей при стыковой сварке. Плотность тока уменьшается в направлении от поверхности токоподвода или свариваемой детали к центральной части. Степень неравномерности растет с увеличением частоты тока - f, диаметра детали - d, проводимости-ν и магнитной проницаемости материала – μ. Поверхностный эффект приводит к кажущемуся увеличению сопротивления проводника переменному току по сравнению с сопротивлением постоянному току. Это увеличение характеризуется коэффициентом – Кп = R~/R = (1…1000). Из него следует, что этот эффект – результат сложения и вычитания токов самоиндукции (токов Фуко) с основным расчётным током соответственно на поверхности и в центре проводника. При контактной сварке Кп учитывается в трёх случаях: в расчетах сечений элементов вторичного контура (Кп находится в пределах 1…2,5); при разработке технологии стыковой сварки для предотвращения непровара деталей большого сечения; для разработки технологии и оборудования высокочастотной сварки продольных и кольцевых стыков труб.