Что такое генератор технологической плазмы, принцип действия.

Плазмой принято называть вещ-во, находящееся в четветом состоянии (в доп-ие к тв., жидкому и газообр.) хар-щееся наличием нейтральных молекули атомов и заряженных частиц-электронов и ионов. Плазмохимич. реакции могут осущ-тся 2-мя способами: подача всех компонентов плазмы в зону Эл. разряда с проходжением тока его ч/з реагирующую плазму и подача реагентов с струю плазмы вне зоны разряда. Генератор плазмы или плазматрон – электротехнич. аппарат, в кот. происходит нагрев плазмообр. среды Их изгот-ют в виде стержней или цилиндров малых размеров, запрессованных или вваренных в медный электродержатель.

Процесс шунтир. влияк\ет на работу плазматрона в частности формир. падающую ВАХ дуги, ограничивает темпир-ру плазмы, мощность плазматрона и снижает его кпд.

9.Плазменные технологические процессы в металлургии, химии и машиностроении. Предпосылки для развития плазменной технологии стало развитие космич. техники, что потребовало созд. различн. типов двигателей, в том числе и плазменных, материалов и конструкций косм. аппаратов и т.д. с использ. плазменной технологии созд. не только новые материалы, обл. выс. технологич. св-ми, но и аппаратура эффективной обработки этих материалов. С использованием генераторов плазмы различных схем осуществляется ряд важных технологических процессов. Скоростная резка нержавеющей стали, меди и её сплавов, алюминия и его сплавов, тугоплавких металлов. Плазменное нанесение тонких пленок полупроводниковых и диэлектрических материалов открыло возможности производства современных средств электронной техники. Плазменная сварка и пайка при токах 200÷400А, микроплазменная сварка при токах 0,1÷20А обеспечивают высококачественное соединение деталей при ремонтных и производственных работах в машиностроении и приборостроении. Плазменный переплав металлургического сырья позволяет получать металлы в соответствии с требованиями создания новой техники. Плазменные технологические процессы в химии, характеризующиеся следующим:-высокими энергиями (температурами) реагирующих компонентов и большими скоростями процессов,- одностадийностью перевода сырья в конечный продукт без промежуточных переделов, возможностью использ в процессах трудно перераб. сырья, чистота получ. в плазме вещ-в.

10.Основной принцип выбора режима высокоскоростной плазменной резки металлов. Плазменная резка черных и цветных металлов позволяет резать с выс. скоростями стали больших толщин, медь и ее сплавы, алюминий и др.металлы. Плазменная резка осущ-тся путем выплавления и спарения металла в полости реза за счет энергии, выделяющейся в опорном пятне дуги и вносимой струей плазмы. важнейшим параматром, определяющим производительность процесса плазменной резки явл. скорость резки. Основываясь на том что жидкий металл, находящийся при темпир-ре плавления, сдувается потоком плазмы с кромок разрезаемого металла, и с учетом составляющих энегретического баланса, скорость резки металла с толщиной s и плотностью y при образовании полости разреза шириной h при тепловом воздействии дуги напряжением U и силе тока I опред. выражением:

Анализ данного выражения позволяет выявить некоторые общие технологические закономерности плазменной резки.1.Скорость плазменной резки предопред-тся мощностью дуги. в иом заключается коренное отличие плазменной резки по производит-сти по отношению например к кислородной резке, скорость кот. связана с кинетикой им. превращений. 2.Скорость ПР прямо пропорц. мощности дуги и обр. пропорц-но толщине и плотности разрезаемого металла.3. мощность текушей дуги 0,24Un должна быть больше или равна некоторой критич. величине, при кот. обеспеч. проплавление металла опред. толщины с учетом потерьот теплоотвода в разрезаемый лист. 4. Обе составляющие мощности режущей дуги (сила тока и напр-ие) не равноценны по интесивности влияния на скорость резки.Увеличение напр-ия более эффективно влияет на скорость резки, чем увелич. силы тока.

11.Дайте определение электродуговой сварки металлов. Электрической дуговой сваркой называют процесс получения неразъемных соединений деталей из различных материалов за счет их сплавления с помощью электрической дуги. Это один из веду­щих технологических процессов в машиностроении и строительной индустрии.При дуговой сварке тепловая энергия, необходимая для плавле­ния металла, получается в результате дугового разряда, возникаю­щего между свариваемым металлом и электродом. Расплавляясь под действием опорных пятен дуги, кромки свариваемых деталей и торец плавящегося электрода образуют сварочную ванну, кото­рая некоторое время находится в расплавленном При совместном переходе капель расплавленного электродного металла и шлака через дуговой про­межуток между металлом, шлаком и газами, окружающими дугу, протекают химические реакции. В процессе сварки сварочная ванна перемещается вдоль шва с определенной скоростью, равной ско­рости сварки. По сравнению с плазмой сварочной дуги при температуре (4,5-8) 10^3 К капля металла является холодной, однако вследствие высокой концентрации электронов имеет более высокую электро­проводность и шунтирует часть столба электрической дуги.

12.Виды технологических приемов при дуговой сварке металлов и применяемое оборудование. С варка в камерах с контролируемой атмосферой применяется для соединения легкоокисляющихся металлов и их сплавов. В ка­мере можно создать атмосферу из инертных газов, что обеспечит высокое качество сварного соединения. Сварка трехфазной дугой применяется при ручном и механизи­рованном способах сварки. Сущность этого способа состоит в том, что к двум электродам, закрепленным в специальном устройстве, и к свариваемому изделию подводится переменный ток от трех­фазного источника питания. После возбуждения горит не одна дуга, как обычно, а одновременно три дуги: между каждым из электро­дов и изделием и дуга между обоими электродами. Эта дуга по отношению к свариваемому изделию является независимой и обеспечивает расплавление электродов.Сварка трехфазной дугой характеризуется высокой стабильно­стью процесса, так как дуговой промежуток всегда поддерживается в ионизированном состоянии.

При сварке неплавящимся электродом дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием. Дуговая сварка в углекислом газе выполняется как неплавя­щимся, так и плавящимся электродом на автоматах и полуавто­матах.

13.Какие операции выполняются сварочными полуавтоматами без участия сварщика. По степени механизации различают сварку ручную, полуавто­матическую и автоматическую. При полуавтоматической сварке плавящимся электродом меха­низирована часть операций, например операция по подаче электрод­ной проволоки или флюса в сварочную зону, перемещение горелки по свариваемой детали и др. Остальные операции процесса сварки осуществляются сварщиком вручную. Сварочные полуавтоматы обеспечивают сварку и наплавку с механизированной подачей проволоки и других сварочных мате­риалов в зону горения дуги и ручным перемещением дуги вдоль линии сварного шва. В состав наиболее распространенных полу­автоматов для сварки в защитных газах (рис. 9.13) входят го­релка / со шлангом 2, механизм 3 подачи электродной проволоки, кассета или катушка 5, являющаяся контейнером для электродной проволоки, шкаф или блок управления 4, если он объединен с источником питания; провода для сварочной цепи 10 и цепей управления 9, аппаратура для регулирования и измерения пара­метров подачи газа 8 (при сварке в углекислом газе); шланг 6, источник питания 7.

14.При каком напряжении и токе производится сварка металлов По сравнению с плазмой сварочной дуги при температуре (4,5-8) 10^3 К капля металла является холодной, однако вследствие высокой концентрации электронов имеет более высокую электро­проводность и шунтирует часть столба электрической дуги. Это определяет низкое значение линейного градиента потенциала столба дуги. Вследствие малой протяженности столба дуги (4—7 мм) и низкого значения линейного градиента потенциала между приэлектродными пятнами дуги реализуется напряжение 8—12 В.- Если учесть, что в структуру напряжения дуги входят компоненты анодного и катодного падений напряжения, значения которых зависят от тока дуги, материала электродов и изменяются в узких пределах (U_а = 2ч-12 В, (U_к = 8-14 В), то напряжение на сварочной дуге составляет 18—45 В. При некотором увеличении тока напряжение, необходимое для горения дуги, снижается и ВАХ дуги приобретает падающий характер.

15.Как обеспечивается безопасность труда сварщиков. Дуговая сварка сопровождается сильным излучением дуги и плазмы, выделением газов и брызг металла, представляющих опасность для здоровья сварщика. Для преодоления этого выпускаются индивидуальные средства защиты. Защитные маски - шлемы, с самозатемняющимися стёклами, автоматически переключающимися от светлого в тёмное состояние и обратно за время 0,1÷0,9мс, оборудованные газовыми фильтрами, создают комфортные условия для работы сварщика. Газоаэрозольные фильтры и шлемы с подачей свежего воздуха позволяют работать в замкнутых помещениях и при недостатке пригодного для дыхания воздуха. Изучение этого раздела курса сопровождается приобретением навыков выполнения сварочных работ, что необходимо для специалиста – электрика широкого профиля.

16.Что такое электролиз, в чем сущность закона Фарадея. Электрохимия изучает поведение ионов в растворах и явления на границе м/у твердым телом и раствором. Она основана на применении электролитов. Явление выделения вещества на электродах при прохождении через электролит тока, а также процессы окисления или восста­новления на электродах, сопровождающиеся приобретением или потерей частицами вещества Металлы с нормальным потенциалом меньше —1 получить таким способом не удается. Поэтому при их производстве применяют электролиз рас­плавов солей этих металлов (литий, калий, алюминий, магний). Количество вещества g, выделившееся на электроде при про­хождении электрического тока через раствор электролита, опреде­ляется законом Фарадея:

g = , где а—электрохимический эквивалент, г/Кл; I — ток, А; t—вре­мя прохождения тока, с. Электрохимический эквивалент а — количество вещества, вы­делившееся из электролита при прохождении одного кулона элек­тричества. Численно он равен отношению химического эквивален­та вещества к числу Фарадея. Число Фарадея (Fф) — количество электричества, требующееся для выделения одного грамм-эквива­лента вещества [Fф=96 485 Кл/(г*экв)].

17.Структура напряжения на электролизной ванне. Явление выделения вещества на электродах при прохождении через электролит тока, а также процессы окисления или восста­новления на электродах, сопровождающиеся приобретением или потерей частицами вещества электронов, называются электроли­зом. Если в электролизн. ванне процесс происходит с поглощением Эл.энергии, ванна наз-тся электролизером. Принцип. схема показана на рис.

Напряжение на электролизной ванне можно представить состоя­щим из трех составляющих: напря­жение электрохимического разложе­ния вещества, приэлектродные па­дения потенциала и падение напря­жения в электролите:

U=U1+Ua+Uk+ , где U1-напр-ие электрохим. разложения в-ва, Ua,Uk- анодное и катодное падение потенциала соотв-но, I-сила тока в ванне, l-расстояние м/у электродами, - проводимость электролита. Мощность, выделяющаяся в электролизной ванне: Р_э=1( U1+Ua+Uk+ ).

Только часть этой мощности ( IU1 ) идет на электрохимическое разложение вещества, остальная же мощность расходуется па нагрев электролита и транспортировку ионов через раствор.

18.В чем отличия процессов получения меди и алюминия. Целью электролиза меди является снижение cодержания примесей в черновой меди, полученной плавкой в от­ражательных печах, извлечение находящихся в ней благородных и других ценных металлов и получение чистой электролитической меди. Процесс электролиза начинается при напряжении на ванне 0,3—0,35 В. В за­висимости от состава черновой меди плотность тока колеблется в пределах 180—270 А/м². Фактический выход по току составляет 92—98 %. Удельный расход электроэнергии составляет 200— 379 кВт-ч/т чистовой медиТак как нормальный потенциал алюминия —1,67 В, то его получа­ют путем электролиза расплавленных солей. В этом случае элект­ролитом является раствор оксида алюминия Аl2О₃ в расплавлен­ном криолите (Na₃AlF6).Поскольку фторидные расплавы являются сильно агрессивны­ми средами, электролиз алюминия ведут с расходуемым угольным электродом, а внутренние поверхности ванн футеруют угольными плитами и блоками. Электролизеры для электролиза Al объединяют в серию из 160—170 шт., причем 4—5 из них резервные.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: