Струя - ионизированный газ
Cтраница 1
Струя ионизированного газа вытекает из сопла плазмотрона с высокой скоростью и далее, ударяясь о поверхность заготовки, активно ( механически и химически) взаимодействует с окружающим воздухом и обрабатываемым металлом. Вследствие этого в технологической зоне имеет место концентрированное выделение аэрозолей, вредных газов и пыли. Химический состав газов и пыли и количество их основных компонентов зависят от режима работы плазмотрона, свойств обрабатываемого материала и места рабочей зоны, для которого проводится проверка упомянутых показателей. [1]
В процессе ПМО корка расплавляется и удаляется с поверхности заготовки струей ионизированного газа. При этом, естественно, тепловой КПД устройства несколько снижается, что компенсируется, однако, повышением стойкости режущего инструмента. [2]
 |
Схема магнитогид-родинамического генератора. [3] |
Принципиальная схема действия современного МГД-генератора ( рис. 3.2) мало отличается от приведенной на рис. 3.1. В рассматриваемой схеме между металлическими пластинами, расположенными в сильном магнитном поле, пропускается струя ионизированного газа, обладающего кинетической энергией направленного движения частиц. При этом в соответствии с законом электромагнитной индукции появляется ЭДС, вызывающая протекание электрического тока между электродами внутри канала генератора и во внешней цепи. [4]
При сварке плавлением в качестве источника тепла используют различные источники: высокотемпературное газовое пламя ( газовая сварка), электрическую дугу ( электродуговая сварка), теплоту выделяемую в шлаковой ванне проходящим через нее электрическим током ( электрошлаковая сварка), теплоту струи ионизированных газов плазмы ( плазменная сварка), теплоту, выделяемую в металле в результате преобразования в нее кинетической энергии электронов ( электронно-лучевая сварка), теплоту когерентного светового луча лазера ( лазерная сварка) и некоторые другие. [5]
Затем зажигается электрическая дуга ( дуговой разряд между электродами), которая повышает температуру рабочего газа настолько, что начинается его ионизация. Струя ионизированного газа ( плазмы) сначала поступает в специальную емкость для уменьшения колебаний нагретой среды, а затем через сопло 6 проходит в рабочую часть трубы, где создано пониженное давление. В аэродинамической установке с электродуговым подогревом реализуются потоки с числом Маха М 10 и температурой - 10 000 К. [7]
Принципиальная идея такого метода очень проста. Из сопла ( рис. 8 - 24) выбрасывается струя ионизированного газа - высокотемпературной плазмы, которая пролетает между двумя электродами А и Аг. В пространстве между ними на движущуюся плазму воздействует магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны чертежу и направлены на зрителя. При пересечени-и силовых линий магнитного поля на заряженные частицы начинают действовать силы, направление которых зависит от знака частицы. В результате происходит разделение в целом нейтральной плазмы на две компоненты: отрицательную и положительную. [8]
При электрической сварке плавлением источником теплоты служит электрический ток. Электрическую сварку плавлением подразделяют на дуговую, при которой нагрев и плавление осуществляют за счет энергии, выделяемой дуговым разрядом; электрошлаковую, при которой нагрев и плавление металла осуществляются за счет термической энергии, выделяемой током, проходящим через расплавленный флюс ( шлаковую ванну); электроннолучевую, при которой энергия, расходуемая на нагрев и плавление металла в месте соединения, получается за счет интенсивной бомбардировки быстродвижущимися в вакууме электронами; плазменную, при которой источником теплоты является струя ионизированного газа. Особое место занимает сварка лучом оптического квантового генератора ( лазера), при которой нагрев и плавление металла осуществляются мощным световым лучом. [9]
Среди явлений, вызванных интенсивным тепловым воздействием плазменной дуги, было названо расплавление части объема металла, подлежащего срезанию. Более подробно этот процесс будет рассмотрен ниже ( см. гл. Здесь же, для общего обзора явлений, сопровождающих плазменный нагрев, отметим, что, как правило, в районе пятна нагрева ( так будем называть участок поверхности заготовки, на который непосредственно воздействует плазменная дуга) часть металла расплавляется и давлением струи ионизированного газа выносится из зоны обработки в виде искр. Таким образом, несколько уменьшается площадь сечения среза, снимаемого резцом, а доля теплоты, выделяемой дугой, вместе с частицами расплавленного металла уходит в окружающую среду. [10]
 |
Схема резки плазменной струей и проникающей плазменной дугой. [11] |
При резке проникающей плазменной дугой ( рис. 19, б) ток проходит через струю плазмы между электродом и разрезаемым изделием, которое обязательно должно быть электропроводным. Подключение водоохлаждаемого сопла к клемме источника тока необязательно. При касании язычком дежурной дуги разрезаемого металла возбуждается мощная проникающая дуга. Струя ионизированных газов в этом случае сжимается собственным магнитным полем, что дополнительно повышает ее температуру. При резке проникающей дугой горелка-резак может выделить большую мощность ( 10 - 100 кет и более), не перегреваясь, поэтому такой способ чаще всего применяется для резки средних и больших толщин металла. [12]
Электрический ток вырабатывается в генераторах - устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию. Исследуются возможности создания принципиально новых типов генераторов. Например разрабатываются так называемые топливные элементы, в которых энергия, освобождающаяся в результате реакции водорода с кислородом, непосредственно превращается в электрическую. В МГД-генераторах происходит прямое превращение мех аниче-ской энергии струи раскаленного ионизированного газа ( плазмы), движущейся в магнитном поле, в электрическую энергию. [13]
 |
Схема поперечного сечения шва при сварке плавлением. [14] |
При этом достигаются разрушение окисных пленок, покрывающих поверхность соединяемых элементов, и сближение атомов до расстояния, при котором возникают металлические связи. При охлаждении происходят кристаллизация этого объема и образование сварного шва. Металл шва имеет литую структуру. Для расплавления металла используется термическая энергия. Для введения термической энергии применяют различные источники нагрева, имеющие температуру не ниже 2000 С. В зависимости от характера источника нагрева различают электрическую и химическую сварку плавлением. При электрической сварке плавлением источником нагрева служит электрическая энергия. Электрическая сварка плавлением подразделяется на дуговую; при этом способе нагрев и плавление осуществляются за счет энергии, выделяемой дуговым разрядом; электрошлаковую, при которой нагрев и плавление металла осуществляются за счет термической энергии, выделяемой током, проходящим через расплавленный флюс ( шлаковую ванну); электроннолучевую сварку при которой энергия, расходуемая на нагрев и плавление металла, получается за счет интенсивной бомбардировки основного металла в месте соединения быстродвижущимися в вакууме электронами; сварку лазером - источником нагрева является световой луч, получаемый в специальном оптическом квантовом генераторе; Кварка дуговой плазмой - источником нагрева является струя ионизированного газа. [15]
Страницы: 1