Т,= Та- AT,
(22)
где То, — температура в этой точке и в тот же момент времени при ярко
выраженном поверхностном нагреве, определяемая по формуле (21), °С; АТ —
температурная поправка, учитывающая толщину слоя, в котором выделяется тепло, и
зависящая от параметров и и V.
Параметр V определяется по формуле V — 2 УМ/(су)/А. В табл. 10 приведены
значения АТ/Т0 и Т(1Т0 при различных значениях и и у [6].
Таблица 10. Значения отношений TjlT0 и АТ/Т0 при различных и и v [6]
|
V |
ьт/т0 |
TflTo |
АТ/Т0 |
Tf/T0 |
Л 77 7-0 |
Tf/To |
| |
и - |
= 0 |
и = |
= 0,2 |
и = |
|
0,4 |
|
оо |
— |
1,0000 |
_ |
0,685 |
— |
|
0,447 |
|
10 |
0,0836 |
0,9164 |
— 0,00316 |
0,686 |
— |
|
— |
|
6 |
0,1340 |
0,8660 |
0,00020 |
0,685 |
— |
|
— |
|
4 |
0,1911 |
0,8090 |
0,01550 |
0,670 |
—0,0171 |
0,464 |
|
3 |
0,2424 |
0,7576 |
0,03790 |
0,647 |
—0,0190 |
0,466 |
|
2 |
0,3300 |
0,6700 |
0,08960 |
0,595 |
—0,0097 |
0,457 |
| |
и = |
= 0,1 |
и = |
0,3 |
и = |
|
0,6 |
|
оо |
— |
0,833 |
— |
0,557 |
— |
|
0,276 |
|
10 |
0,0071 |
0,826 |
.— |
— |
— |
|
— |
|
6 |
0,0309 |
0,802 |
—0,0085 |
0,565 |
— |
|
— |
|
4 |
0,0684 |
0,765 |
.— |
— |
— |
|
— |
|
3 |
0,1097 |
0,723 |
— |
— |
—0,0300 |
0,306 |
|
2 |
0,1930 |
0,640 |
— |
—- |
—0,0441 |
0,320 |
|
Примечание. При v = |
°° Tf/T, = |
|
|
|
|
Нагрев ферромагнитной среды с поверхностным слоем, нагретым до температуры
выше температуры магнитных превращений.
При нагреве изделия^ из ферромагнитного материала в слое, прогретом выше
точки магнитных превращений, плотность тока, а значит, и мощность спадают
медленно. В слоях же с температурой ниже температуры магнитных превращений
плотность тока и мощность снижаются значительно быстрее. Поэтому для
приближенного теплового расчета можно заменить реальное распределение плотности
тока более простым, считая ее постоянной в пределах слоя толщиной £ (активный
слой) и равной нулю — за пределами этого слоя. Принимается также, что £
неизменна во времени и равна своему значению в конце нагрева. При расчетах
мощности, необходимой для высокочастотной сварки, рекомендуется брать £ =
Лк.
Решение дифференциального уравнения теплопроводности для случая, когда
источники питания распределены равномерно в слое юлщиной 1 135]:
4-1'
Т
Ро 4X1
F
2 Vat
1
-(х-If
F
2 Vat,
(23)
где р0 — удельная мощность, Вт/м2; а — коэффициент температуропроводности,
м2/с; е — безразмерная величина (при х > £ I = +1, х < £ 8 = —1). Значения
функции Р 1(х ± £)/(2"|/а*)] приведены в приложении 1. Если аргумент (х —
£)/(21/а£) < 0, то функция является отрицательной величиной. При х = 0, Г =
Т0 формула (23) принимает вид [35]
Г0 =
Роб
21,
2 Vat
= - 1
функция [£/(2]/а£)] находится по таблице приложения 1.
Рассмотрев законы и явления, которые используются при нысокочастотной сварке,
перейдем к описанию механизма процесса сварки.
4. Механизм процесса высокочастотной сварки
Исходя из современных представлений о сварке металлов, процессы
высокочастотной сварки можно разделить на три группы.
1. Сварка давлением с оплавлением. Осуществляется при предварительном
нагреве и местном расплавлении свариваемых поверхностей. Расплавленный металл
удаляется из зоны соединения при осадке; сварное соединение образуется между
поверхностями, находящимися в твердом состоянии. Скорость нагрева достигает
150-103 °С/с; осадка — 0,15—1,5 мм; скорость осадки — 2000 мм/с.
2. Сварка давлением без оплавления. Осуществляется с предварительным
нагревом свариваемых поверхностей до температуры ниже точки плавления
свариваемого металла. Скорость нагрева не превышает 400 °С/с; осадка — 2,5—6,0
мм; скорость осадки — 20 мм/с.
3. Сварка плавлением без давления. Осуществляется при нагреве
свариваемых элементов до оплавления. Ванна расплавленного металла застывает,
образуя сварной шов без приложения давления. Скорость нагрева доходит до 8000
°С/с.
Сварка давлением с оплавлением. Этот процесс наиболее широко распространен
при производстве сварных изделий и полуфабрикатов с непрерывным швом из черных и
цветных металлов. Схема
Карта
|
|
