Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

ТАБЛИЦА IS

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПО ТЕХНИЧЕСКИМ

ПРИЗНАКАМ

основные сварочные процессы, включая сварку, пайку и резку, разделены (табл. 1.2) на термические (Т), термомеханические (ТМ), термопрессовые (ТП), механические (М), прессово-ме-ханические (ПМ). Признак классификации по наличию давления применим только к сварке и пайке.

Форма энергии, применяемой в источнике энергии для сварки (электрическая, химическая и др.), как классификационный признак не используется, так как он характеризует главным образом не процесс, а оборудование для сварки.

Т-процессы осуществляются без давления (сварка плавлением), остальные - обычно только с давлением (сварка давлением). Указанные в табл. 1.1 термины (класс, метод, вид) условные, но, войдя в классификацию, они позволяют в дальнейшем вести четкую систему типизации процессов сварки. Термин «процесс» использован как независимый от классификационных групп.

Все известные в настоящее время процессы сварки металлов осуществляются за счет введения только двух видов энергии - термической и механической или при их сочетании. Поэтому

в четвертый подкласс особых процессов пока могут быть включены ТОЛЬКО нейтронная сварка пластмасс и (условно) склеивание, которое происходит без существенного введения энергии извне. В табл. 1.2 эти процессы не указаны, так же как сварка восстановления из солей металлов, электролитическая сварка, сварка напылением и др.- весьма редко используемые процессы. В табл. 1.3 для примера даны виды дуговой сварки.

Под сварочными процессами в настоящее время понимают достаточно широкую группу технологических процессов соединения, разъединения (резки) и локальной обработки материалов, как правило, с использованием местного нагрева изделий.

Дуга, луч, газовое пламя - внешние носители энергии, от которых энергия передается в изделие тем или иным способом. При термитной сварке разогрев происходит за счет внутреннего источника в результате преобразования в теплоту химической энергии, выделяемой при реакции горения термита. Для всех термических процессов сварки плавлением (независимо от вида носителя энергии - инструмента) в стык энергия вводится всегда путем расплавления металла.

В термомеханических и механических процессах преобладают внутренние носители энергии, в которых ее преобразование в теплоту происходит главным образом вблизи контакта соединяемых изделий - стыка.

1.3. Оценка эффективности сварочных процессов

1.3.1. Обобш,енный баланс энергии

Обобщенный баланс необходим для количественной оценки передачи и преобразования энергии при разных видах сварочных процессов. Баланс включает следующие основные ступени передачи энергии (рис. 1.4): сеть питания; источник энергии для сварки или трансформатор энергии ТЭ; носитель энергии - инструмент, передающий энергию от трансформатора к зоне сварки (резки или напыления); изделие - стык соединяемых изделий.

В балансе удобно использовать удельную энергию е, Дж/м, определяемую в расчете на единицу площади стыка.

Энергия, получаемая сварочной установкой от сети питания (евх), может быть использована непосредственно на сварку (есв) и на вспомогательные операции (евсп). Примерный анализ затрат энергии на собственно сварочные и вспомогательные операции показан на рис. 1.5.

На выходе ТЭ энергия передается источником инструменту, вводящему ее затем в зону сварки. С учетом потерь П] в ТЭ энергия есв составит

бее = НЫХ - ВХ •

Учитывая потери Пг при передаче энергии к изделию и потери Пз, П4 на теплопроводность в изделие и на унос, можно найти ей-энергию, введенную в изделие, и ест - энергию, пре-

Сеть

Инструмент

1.4. Обобщенная схема баланса энергии сварочного процесса-а - внешний источник; б - внутренний источник. Горизонтальной штриховкой условно показан процесс расплавления

образованную ственно в зоне

бм - - По*.

непосред-стыка:

е„=е„ -(П3+П4).

Потери уноса П4 характерны главным образом для резки, но имеют место и при высокоинтенсивных процессах из-за испарения материала.

Каждая ступень передачи энергии от источника до стыка может иметь свой к. п. д. В теории распространения теплоты при сварке широко используют эффективный т)и и термиче-

св-сварку

Преобразование энергии

Диффузия

и-авщая энергия

Нагрев, оплавление

бсп~на вспомогательные операииа

Подготовка поверхностейобеспечение требуемой структуры в соединении и т.п.

Деформас/ия -

Монолитность и требуемое качества соединения

Рнс. 1.5 Структурная схема видов основной н вспомогательной энергии прн сварке