Пример. Допустим, свариваются стержни диаметром 30
мм. Радиус шарового объема взорванной перемычки г = 1,5 мм.
Энергия взрыва при токе /оп = 10 ООО А и напряжении
U = 5,2 В за время t — 5-10~8
с
Таким образом, взрыв
элементарной перемычки создает такой удар по торцевой поверхности, который
не может не оставить на ней особого структурного следа. Если в какое-то
мгновение перед взрывом перемычку считать цилиндриком (рис. 2.17, г)
диаметром d = 3 мм и длиной / = 3 мм, то при той же
энергии Е = 260 Дж температура металла перемычки составит
Т = 260/(ycV)
= 260/(5-0,02) = 2600 °С.
Эта температура весьма близка к
точке кипения. Сжатие перемычки и уменьшение ее диаметра до 2 мм
мгновенно повысит температуру до состояния испарения. Однако
электромагнитные силы пинч-эффекта и Рад не ждут
этой температуры, а рвут перемычку и выбрасывают ее металл в виде
мелких брызг до момента кипения.
До сих пор мы занимались
единичной перемычкой. Однак процесс оплавления механически сводится к
тому, что стержни по мере взрыва перемычек с некоторой скоростью
перемещаются навстречу друг другу. Скорость перемещения подбирается такой,
чтобы непрерывно создавались и взрывались не только одна перемычка за
другой, но и несколько одновременно. При установившемся процессе
оплавления между торцами бушует непрерывный взрывоискровой процесс от 300
до 500 перемычек в секунду. Получается сильнейший эффект сплошного
фейерверка из потока мелких брызг горячего металла, который виден
издалека, если зону оплавления не закрывают особыми футлярами по правилам
техники безопасности.
На рис. 2.18 показано, как от
первой 1, единичной, перемычки взрывоискровой процесс развивается
по торцевым поверхностям благодаря медленному непрерывному сближению
торцов и за счет замыкания некоторых узких зазоров брызгами металла только
что взорванных перемычек (точки 2—4, рис. 2.18).
Установившийся процесс оплавления — это сплошной веерообразный сноп
мелких брызг раскаленного металла.
С помощью осциллографа можно
проследить весь процесс сварки оплавлением (рис. 2.19). На рис. 2.19,
а на стержни подано напряжение холостого хода
Uxx. Стержни разомкнуты, никакого тока нет: / =
0. На рис. 2.19, б показан момент времени, когда процесс
оплавления установился как бурный и непрерывный взрывоискровой.
Напряжение на стержнях и ток фиксируются как некоторые
высокочастотные кривые, наложенные на синусоидальную основу. Амплитудное
значение напряжения на