Контрольная работа на тему Контрольная работа-130918-03_9

Содержание


1. Сварочная дуга. Распределение температуры в областях дуги. Особенности дуги постоянного тока обратной полярности. 3
2. Схемы и моделирование источников нагрева при тепловых сварочных расчетах. 5
3. Сварочные флюсы-шлаки. Химический состав шлаков, их строение, влияние состава и строения шлаков на их физические свойства. 9
4. Задача. 14
Список используемой литературы 16
1. Сварочная дуга. Распределение температуры в областях дуги. Особенности дуги постоянного тока обратной полярности.

Электродуговая сварка – наиболее распространенный способ соединения металлических деталей, при котором источником тепла является электрическая дуга. Электрическая дуга представляет собой непрерывный поток электронов и ионов, образующихся между двумя электродами в той или иной среде.
Дуга состоит из трех основных частей – анодной, катодной областей и столба дуги (рис. 1). В процессе горения дуги на поверхности электрода и основного металла образуются активные пятна, через которые проходит весь ток дуги. Активное пятно, находящееся на катоде, называется катодным, находящееся на аноде – анодным.


Рис. 1. Электрическая дуга прямого действия: 1 – электрод; 2-3 катодное и анодное пятна; 3 – сварочная ванна; 4 – основной металл; 6, 8 – анодная и катодная области; 7 – столб дуги; Ua – анодное напряжение; UK – катодное напряжение; Uд – напряжение дуги; Uc – напряжение столба; Lд – длина дуги.
Для создания и поддержания дуги необходимо ионизировать воздух или газ в дуговом промежутке. Непрерывная ионизация воздуха или газа обеспечивается электронами, вылетающими с поверхности отрицательно заряженного электрода. Эти электроны сталкиваются с атомами или молекулами газообразных веществ, находящихся в пространстве между электродами, возбуждают или ионизируют их. В процессе горения дуги отрицательно заряженные частицы бомбардируют анод, а положительно заряженные – катод; при этом кинетическая энергия частиц превращается в тепловую и световую, электроны превращаются в электроны проводимости, а ионы нейтрализуются.
Столб дуги представляет собой плазму, нагретую до 6000-8000 °С и состоящую из смеси электронов, нейтральных атомов, положительных и отрицательных ионов. Количество энергии, теряемой в столбе дуги на направленное перемещение электронов и ионизацию газов, примерно 21%.
Выделение тепловой и световой энергии в сварочной дуге происходит неравномерно. Электроны, достигшие анода, отдают ему свою энергию. Здесь образуется сильно нагретое «анодное пятно». Положительные ионы плазмы движутся к катоду и, отдавая ему энергию, формируют так называемое «катодное пятно». Обычно в дуге преобладает электронная компонента тока, вследствие чего на аноде выделяется больше тепла, чем на катоде. Считается, что на анод приходится 43, а на катод – 36% энергии, остальная рассеивается в столбе дуги. Необходимое условие существования дуги – поддерживаемая ионной бомбардировкой высокая температура катода, благодаря которой происходит эмиссия электронов, ионизирующих газ в столбе дуги.
Если дуга включена в цепь переменного тока низкой (промышленной) частоты, то в конце каждого полупериода ток прекращается, дуга гаснет. Однако в следующем полупериоде, благодаря термоэмиссии электронов с не успевших остыть участков металла и сохраняющейся некоторое время остаточной ионизации газового промежутка, дуга возникает вновь, как только напряжение между электродами достигнет значения, называемого напряжением зажигания. Чтобы добиться устойчивого горения дуги на переменном токе, необходимы определенные меры. Применяют, например, специальные электроды,