Типовой баланс энергии процесса сварки

Для количественной оценки передачи и термодинамического преобразования энергии при разных видах сварки можно построить обобщенную схему баланса энергии:

1. сеть питания;

2. источник энергии для сварки (трансформатор энергии ТЭ);

3. носитель энергии (инструмент), передающий энергию от трансформатора к зоне сварки;

4. изделие (зона сварки).

Рис.6. Типовой баланс энергии процессов сварки

Условные обозначения приняты следующие:

e_уст - энергия, получаемая установкой от сети и тратится на энергию сварочную e_св и вспомогательные операции e_всп;

e_вх – энергия на входе трансформатора энергии;

e_и – энергия, введенная в изделие;

e_вых – сварочная энергия;

e_ст – энергия, аккумулированная в зоне стыка;

П₁ – потеря энергии в трансформаторе;

П₂ – потеря энергии при передачи ее в изделие;

П₃ – потеря энергии на теплопроводность изделия;

П₄ – потеря на испарение, разбрызгивание, излучение;

e_св – энергия на выходе трансформатора, передаваемая источником энергии инструменту, передающему ее в зоне сварки.

e_вых=e_вх-П₁;

e_и=e_св-П₂;

e_ст=e_и-(П₃+П₄).

Каждая ступень передачи энергии имеет отношение энергии в изделии на e_св.

- истинный или эффективный КПД

Их произведение даст термодинамический КПД, с помощью которого можно выявить общие закономерности по вводимой энергии для всех существующих процессов сварки:

Классификация процессов сварки

При классификации процессов сварки выделяют 3 основных физических признаков:

1. наличие давления;

2. форма вводимой энергии (ее изменения во времени);

3. вид инструмента (носителя энергии).

По виду вводимой энергии сварочные процессы делятся:

1. сварка плавлением

термические процессы (газовая, дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, плазменная);

2. сварка давлением

а) термомеханические процессы (контактная, газопрессовая, индукционная с давлением, дугопрессовая, термитная с давлением, диффузионная;

б)механические (холодная, трением, ультразвуком, взрывом, высокочастотная).

Термические процессы – это когда энергия хаотически движущихся частиц расплавленного металла независима от вида носителя энергии, вводится в конечном итоге через расплавленный металл.

Термодинамические процессы – к ним относятся процессы, идущие с введением теплоты и механической энергии сил давления при осадке. Теплота может выделяться при протекании электрического тока в газопламенном или индукционном нагреве, введением в зону сварки горячего инструмента и т.п. Сварка может вестись как с расплавлением металла, так и без плавления (в твердом состоянии).

Механические процессы – в основе лежит пластическая деформация, создаваемая тем или иным способом в зоне сварного соединения. Механические процессы обычно идут без нагрева и используются для образования монолитных соединений, таких пластических металлов, как Al, Cu и т.д.

Дата добавления: 2014-01-06