Электродуговой нагрев

Электрическая дуга — устойчивый самостоятельный разряд газа или парах металла, характеризующийся высокой плотностью тока и низким значением катодного падения напряжения.

Поскольку в ионизированных газах нету переноса вещества, то процесс может идти как на постоянном так и на переменном токе.

Основную роль для поддержания электрической дуги играет ионизация соударения, а также есть фотоионизация и термоэлектронная эмиссия.

Максимальную температуру при электродуговом нагреве имеет анод: поскольку к нему приходят наиболее лёгкие и наиболее подвижные электроны сбольшем запасом кинетической энергии.

К катоду приходят положительно заряженные ионы, которые более тяжелые и с меньшем запасом кинетической энергии.

Эффекты сопровождающие горение электрической дуги.

Большое выделение тепла на электродах.

Высоко интенсивное инфракрасное излучение.

Мощный поток видимого света.

Интенсивное ультрафиолетовое излучения.

Признаки классификации электрической дуги:

Род среды в котором происходит дуговой разряд:

1Открытая дуга горящая на воздухе.

2Закрытая дуга.

3Дуга горящая в среде защитных газов.

Род тока.

1Постоянного тока. Бывает прямой и обратной полярности. Прямая полярность, при свариваемая деталь анод, где и выделяется большинство тепла. Обратная полярность, при сварки большая часть тепла выделяется на катоде.

2Переменного тока.

3Трёхфазного тока.

В первой области работает большая часть хозяйственных сварочных аппаратов.

23Источники питания сварочной дуги подразделяются:

1. Род сварочного тока: источники переменного (сварочные трансформаторы), постоянного (выпрямители, преобразователи, агрегаты).

2. Число одновременно подключаемых сварочных постов: Одно и много постовые.

3. Способ установки: стационарные и передвижные.

Индуктивность во вторичной цепи обеспечивает устойчивое горение электрической дуги.

Трансформаторы с нормальным рассеванием магнитного потока (трансформаторы с отдельным или совмещённым дросселем). Величину сварочного тока регулируют воздушным зазором в магнитопроводе дросселя.

Трансформаторы с увеличенным рассеванием магнитного потока.

1. Трансформатор с магнитным шунтом.

1. Магнитный шунт выведен из трансформатора.

2. Магнитный шунт на половину введён в трансформатор.

3. Магнитный шунт полностью введён в трансформатор.

Трансформаторы с подвижной вторичной обмоткой.

4. Вторичная обмотка максимально приближена к первичной

5. Вторичная обмотка по центру.

6. Вторичная обмотка максимально отдалена от первичной.

Индукционный нагрев.

Фарадей-Максвел

Джоуля-Ленса.

Нагрев осуществляется: Металлическое тело помещают в переменное магнитное поле, которое индуцирует (наводит) в нём вихревые токи. Упрощённо индуктор и нагреваемая деталь можно представить воздушным трансформатором, в котором первичная обмотка это индуктор, а вторичная обмотка и нагрузка — это нагреваемая деталь (металлическое тело).

Индукционный нагрев — это прямой способ нагрева.

Ответ на вопрос явление поверхностного эффекта!!!

Вектор пойтинга.

- напряженность электрического поля на поверхности нагреваемого металла (детали).

- напряженность магнитного поля на поверхности нагреваемого металла (детали).

– расстояние от поверхности в глубь материала, на котором определяется Е или Н.

— эквивалентная глубина проникновения электромагнитной волны в материал.

На глубине амплитуда волны затухает до 37% от начального значения.

На глубине выделяется 86% всей переданной мощности!

Ответ на вопрос явление поверхностного эффекта!!!

С увеличением частоты тока индуктора уменьшается (нагрев переходит от глубинного к поверхностному).

С увеличением частоты мощность выделяемая в слое увеличивается.

Области применения: поверхностная закалка детали, можно нагревать до высоких температур (плавка детали), подогрев воды или прогрев водопровода.

27.03.2013.

При достижение точки кюри магнитная проницаемость падает до 1 и метал теряет свои магнитные свойства.

При температуре кюри происходит резкое увеличение величины

При индукционном нагреве происходит трёхкратное преобразование энергии:

1. Преобразование в индукторе. Преобразуется в энергию магнитного поля.

2. Энергия магнитного поля в детали преобразуется в энергию электрического поля.

3. В детали энергия электрического поля преобразуется в тепловую.

25Режимы индукционного нагрева.

1. Поверхностный.
Первый участок — слой материала, который нагревается вихревыми токами.
Второй участок — нагрев за счёт теплопроводности изделия.

2. Глубинный. При нагреве, величина не должна быть больше толщины нагреваемого изделия, иначе будут нерациональные потери энергии.
Первый участок — слой материала, который нагревается вихревыми токами.

Удельная поверхностная мощность

Коэффициент поглощения мощности , определяет мощность, которая выделиться в детали.

Поиск по сайту: