38

А.В. Манин

ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ПРОЦЕССЫ И УСТАНОВКИ

Часть I

Рыбинск 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ ……………………………………………………………..6

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………..7

РАЗДЕЛ I. ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И

УСТАНОВКИ ……………………………………………………….………10

Глава 1. ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕРМИИ…...10

1.1. Электротермические установки и области их применения ……….10

1.2. Теплопередача в электротермические установках …………………11

1.3. Материалы, применяемые в электропечестроении ………………...13

Глава 2. УСТАНОВКИ НАГРЕВА СОПРОТИВЛЕНИЕМ ………………16

2.1. Физическая сущность электрического сопротивления ……………16

2.2. Нагревательные элементы……………………………………………19

2.3. Установки электроотопления и электрообогрева ………………….21

2.4. Электрические печи сопротивления (ЭПС) ………………………..23

2.5. Электрооборудование и регулирование параметров ЭПС ………...27

2.6. Нагрев сопротивлением жидких сред ………………………………29

2.7. Электрошлаковые установки ………………………………………..30

Глава 3. Установки контактной сварки ……………………….32

3.1. Физические основы электрической контактной сварки …………...32

3.2. Стыковая сварка ………………………………………………………34

3.3. Точечная сварка ………………………………………………………35

3.4. Шовная сварка ………………………………………………………..37

3.5. Электрооборудование установок контактной сварки ……………..38

Глава 4. Установки индукционного и диэлектрического

НАГРЕВА ……………………………………………………………………43

4.1. Физико-технические основы индукционного нагрева ……………43

4.2. Индукционные плавильные установки …………………………….46

4.3. Индукционные нагревательные установки ………………………..50

4.4. Физические основы диэлектрического нагрева ……………………53

4.5. Установки диэлектрического нагрева ………………………………56

4.6. Источники питания установок индукционного и диэлектрического нагрева ….……………………………………………………………….…59

РАЗДЕЛ II. УСТАНОВКИ ДУГОВОГО НАГРЕВА …………………...63

Глава 5. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И СВОЙСТВА ДУГОВОГО РАЗРЯДА …..63

5.1. Ионизация газов. Понятие плазмы ………………………………….63

5.2. Структура электродугового разряда ………………………….……..65

5.3. Особенности дуги переменного тока …………………………….….70

5.4. Устойчивость и регулирование параметров электрической дуги…73

Глава 6. ЭЛЕКТРОДУГОВЫЕ ПЕЧИ ……………………………….……..77

6.1. Классификация дуговых печей …………………………….………..77

6.2. Электрооборудование дуговых печных установок ………………..79

Глава 7. ПЛАЗМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И

УСТАНОВКИ ………………………………………………………………..82

7.1. Устройства для получения низкотемпературной плазмы и области их применения ……………………………………………………………….82

7.2. Энергетические характеристики плазмотронов и источники

питания …………………………………………………………………….86

7.3. Плазменные плавильные установки …………………………….…..89

7.4. Установки плазменной резки и сварки металлов …………….…….90

7.5. Установки плазменного нанесения покрытий …………….………..92

Глава 8. УСТАНОВКИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРКИ .…….94

8.1. Физико-технические основы дуговой сварки………………………94

8.2. Источники питания дуговой сварки …………………………….…..99

8.3. Ручная дуговая сварка ………………………………………………107

8.4. Установки механизированной и автоматической сварки ………...108

РАЗДЕЛ III. УСТАНОВКИ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОГО

НАГРЕВА ............................……………………………………………….111

Глава 9. УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО НАГРЕВА ….…..111

9.1. Физико-технические основы электронно-лучевого нагрева….…..111

9.2. Технологическое применение электронно-лучевого нагрева ……112

Глава 10. ОПТИЧЕСКИЕ КВАНТОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ (ЛАЗЕРЫ)….115

10.1. Основные принципы работы лазеров…………………………….115

10.2. Типы оптических квантовых генераторов……………………….118

10.3. Основы технологии светолучевой обработки ……………………120

РАЗДЕЛ IV. УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ И

Электрофизической обработки…………….……………….123

Глава 11. ЭЛЕКТРОЛИЗНЫЕ УСТАНОВКИ………………………….…123

11.1. Основы электрохимической обработки…………………………...123

11.2. Электролиз растворов и расплавов………………………………..124

11.3. Электрооборудование электролизных производств……………..127

11.4. Применение электрохимической обработки материалов в машиностроении…………………………………………………………………..131

11.5. Источники питания установок электрохимической обработки…134

Глава 12. ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ……....136

12.1. Общая характеристика и физические основы процесса…………136

12.2. Параметры импульсных разрядов………………………………....138

12.3. Генераторы импульсов……………………………………………..139

12.4. Разновидности электроэрозионной обработки и элементы ее оборудования…………………………………………………………………144

12.5. Электроконтактная обработка……………………………………..146

Глава 13. ЭЛЕКТРОХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

В ЭЛЕКТРОЛИТАХ………………………………………………………..148

13.1. Анодно-абразивная обработка………………………………….…148

13.2. Анодно-механическая обработка…………………………….…...150

13.3. Оборудование электрохимико-механической обработки……....152

РАЗДЕЛ V. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И