Электрооборудование предприятия и гражданских зданий Контрольная

Диэлектрический поверхностный нагрев — метод нагрева диэлектрических материалов переменным во времени электрическим полем. Если поле изменяется со сверхвысокой (СВЧ) частотой (в диапазоне 0,4 — 10 ГГц), то это СВЧ нагрев, если с частотой в диапазоне 10 — 100 кГц, то — ТВЧ нагрев (нагрев токами высокой частоты). ТВЧ нагрев диэлектриков проводят в конденсаторах, а СВЧ нагрев — в волноводах и объемных резонаторах. Так как глубина проникновения электромагнитного поля в диэлектрическую среду определяется частотой (чем выше частота, тем меньше глубина проникновения и наоборот), то на ТВЧ как правило глубина прогрева значительно больше, чем на СВЧ. Отличительной особенностью диэлектрического нагрева от двух других, физически возможных способов нагрева — кондуктивного (от греющей стенки) или конвективного (горячим потоком теплоносителя, воздухом например) является объемность тепловыделения в нагреваемой диэлектрической среде. Диэлектрический нагрев — объемный нагрев, однако не обязательно однородный. Если глубина проникновения больше толщины прогреваемого слоя, что обычно характерно для ТВЧ нагрева, то тепловыделение более однородно. При глубине проникновения меньшей, чем толщина прогреваемого слоя (что обычно характерно для СВЧ энергоподвода), то объемный нагрев не является однородным. Прогревается только слой, в который проникает электромагнитное поле. Более глубокие слои остаются непрогретыми. Кроме того, если прогреваемый объект своими размерами превышает длину волны поля в среде нагреваемого объекта, то в нём, в силу волнового характера поля, возникает картина стоячих волн, что тоже приводит к неоднородности нагрева.

Диэлектрический нагрев, в ТВЧ диапазоне, проводится следующим образом. Заготовка из диэлектрического материала (древесина, пластик, керамика) помещается между обкладками конденсатора. На конденсатор от специального мощного генератора подается напряжение высокой часто-ты (от 5 МГц и выше). Переменное электрическое поле между обкладками конденсатора вызывает поляризацию диэлектрика и появление тока смещения, который разогревает заготовку.

Контактная электросварка имеет следующие разновидности: стыковая сварка точечная и роликовая (шовная). Сварку производят на контактных машинах переменным однофазным током большого значения (до тысяч и десятков тысяч ампер) при малых напряжениях (единицы вольт) или мощными однополярными импульсами тока (только для точечной и роликовой сварки).

При стыковой сварке детали сваривают по всей плоскости их касания. В зависимости от марки металла, площади сечения и требований к качеству соединения процесс стыковой сварки осуществляют по-разному. Для сравнительно малых сечений свариваемых деталей (до 300 мм2) применяют стыковую сварку сопротивлением. Заготовки с механически обработанными и зачищенными торцами устанавливают в стыковую машину и закрепляют усилием. После этого их прижимают одну к другой усилием осадки Fос определенного значения и пропускают через них ток от трансформатора ТрС. При нагреве металла в зоне сварки до пластического состояния происходит осадка. Ток выключают еще до окончания осадки. При больших сечениях применяют стыковую сварку оплавлением. Ее производят в три стадии: предварительный подогрев, оплавление и окончательная осадка — или только в две последние стадии. Предварительный подогрев в зажимах машины выполняют периодическим смыканием и размыканием деталей при постоянно включенном токе. При этом происходит процесс прерывистого оплавления торцов. Затем детали непрерывно медленно сближают заготовки прогреваются в глубину до пластического состояния, а на торцах возникает тонкий слой расплавленного металла, после чего резко увеличивают скорость сближения, осуществляя осадку не-большим усилием FO0. Стыковая сварка оплавлением дает более высокую прочность шва, не требует предварительной механической обработки, позволяет сваривать детали из разнородных металлов.

При точечной сварке листов детали соединяют сваркой в отдельных местах, условно называемых точками. Заготовки устанавливают между электродами точечной машины и плотно сжимают усилием F. Включают ток, и заготовки быстро нагреваются, особенно в месте контакта — чечевицеобразной точке под электродами, в которой металл расплавляется и образуется сварная точка, диаметр которой обычно близок к диаметру электродов. После этого ток выключают и заготовки кратковременно выдерживают между электродами под действием усилия Ft Точечная сварка применяется для соединения не только листовых заготовок, но и листовых заготовок со стержнями или уголками» швеллерами и т.п. Свариваемые детали могут быть из однородных и из разнородных металлов. Толщина заготовок— от сотых долей миллиметра до 35 мм. Разновидностью точечной сварки является так называемая рельефная сварка.