тепла. Примеры таких реакций и величины тепловых эффектов для них приведены в табл. 10. Смеси исходных веществ для указанных в таблице реакций называются термитами (обычно алюминиевый или магниевый ) и используются при термитной сварке.

Термитные реакции могут быть мощными и концентрированными тепловыми источниками. Так, при сгорании алюминиевого термита температура расплавленных продуктов сгорания достигает 3000 °С.

Контрольные вопросы и задания

■«/Какие основные источники тепла применяются в сварочной технике?

^Каким требованиям должны удовлетворять источники тепла, применяющиеся для сварки?

v4to такое тепловая мощность источника, в каких единицах она измеряется?

1,Что такое эффективная тепловая мощность и эффективный коэффициент полезного действия источника тепла?

^Приведите примеры объемных, поверхностных, линейных, точечных сварочных источников тепла. В каких единицах измеряется их интенсивность?

v/Дайте характеристику сварочной дуге как источнику тепла.

vB чем сущность ионизации газа? Чем оценивается степень ионизации? Какими причинами она вызывается?

v Почему свет видимого спектра не вызывает ионизации газов?

v В чем внешние отличия тлеющего разряда в газах от дугового разряда?

v Назовите основные области дугового разряда и отметьте их характерные особенности.

V Опишите процессы, протекающие в столбе дуги (ионизация, столкновение частиц, смысл уравнения Максвелла и т. д.).

VB чем физический смысл уравнения Сага, как определяют эффективный потенциал ионизации газовой смеси? Практические выводы и рекомендации из уравнения Сага.

v Опишите основные процессы в прикатодной области дугового разряда.

\/ Опишите основные процессы в прианодной области.

Какое влияние оказывают анодное 1/а и катодное UK падения потенциала на производительность расплавления анода и катода?

От каких факторов зависит процесс термоэлектронной эмиссии (зависимость Ричардсона — Дэшмана)?

,Чем определяется плотность тока автоэлектронной эмиссии (формула Фаулера — Нордгейма)?

■ «И Что такое вольт-амперная (статическая) характеристика дуги? v-KaK влияет сжатие сварочной дуги на ее свойства?

В чем различие тепловых характеристик сварочной дуги и плазменной струи?

v Почему при протекании тока через проводник в нем выделяется тепло? v Как и почему влияет повышение температуры на сопротивление проводников?

v Чем объясняется повышенное сопротивление в контакте между двумя твердыми проводниками? От чего оно зависит?

■v В чем различие механизма проводимости тока для жидкого металла и шлака?

Как влияет электропроводность шлака на процесс электродуговой сварки под флюсом?ч

Какими путями можно регулировать электропроводность расплавленных шлаков?

Как влияет изменение частоты индукционного источника нагрева на его свойства?

Какие типы химических реакций могут быть использованы в качестве источника тепла при сварке?

Чем объяснить широкое применение ацетилена в качестве горючего для газовой сварки?

На каком принципе основана кислородная резка стали?

Приведите примеры термитных реакций, применяющихся в сварочной технике.

ТЕПЛОВЫЕ ОСНОВЫ СВАРКИ

Почти все существующие виды сварки основаны на местном концентрированном нагреве участков изделия до температур расплавления или до пластического состояния.

Неправильный режим нагрева и охлаждения изделия в процессе сварки плавлением может стать причиной появления таких серьезных дефектов сварки, как трещины, непровары, подрезы и др. Тепловое состояние металла, шлака и других компонентов, взаимодействующих в процессе образования сварного соединения, в значительной мере обусловливает характер, направление и скорость протекания всех физико-химических и металлургических процессов. Величина и характер деформаций и напряжений, возникающих в конструкциях при сварке, зависят, главным образом, от цикла нагрева и охлаждения изделия, от характера температурных полей. Особенностями распределения тепла, скоростями отвода тепла и охлаждения места сварки определяется структура металла шва и различных участков основного металла, прилегающих к шву. Наконец, с тепловыми процессами непосредственно связаны такие важнейшие характеристики сварки, как скорость нагрева металла, скорость расплавления, производительность сварки и ее технико-экономическая эффективность.

Таким образом, без учета теплового состояния металла нельзя достаточно глубоко объяснить большинство явлений, наблюдаемых при сварке. Чтобы изучить сварочные процессы и научиться управлять ими, нужно иметь хотя бы приближенное представление о законах нагревания тела и распространения в нем тепла. Наука о тепловых основах сварки рассматривает процессы распространения тепла при нагреве металла различными источниками, влияние их на процессы плавления металла, а также на термический цикл и возникающие в шве и основном металле структурные и объемные изменения. Заслуга в разработке этой новой важной отрасли знания принадлежит, главным образом, советским ученым, и в первую очередь, академику АН СССР Н. Н. Рыкалину.