Термомеханічні процеси
До термомеханічних зварювальних процесів відносяться процеси, що йдуть із введенням теплоти та механічної енергії сил тиску при осаді. Теплота може виділятися при протіканні електричного струму, газополум'яному або індукційному нагріванні, при введенні в зону зварювання гарячого інструменту тощо. Зварювання може вестись як з плавленням металу (частковим або по всьому з'єднанню), так і без плавлення. Ці процеси докладно описані у технологічних курсах.
Скорочення витрат енергії (завдяки раціональному вибору джерела енергії для зварювання) навіть на кілька відсотків може дати в масштабах країни істотну економію енергії, що у світлі дефіциту енергії, що постійно зростає, на Землі набуває з кожним роком все більшого значення.
Ефективність використання способів зварювання плавленням досягається при мінімальній ширині шва, що, своєю чергою, визначається ступенем концентрації джерела теплоти (діаметром плями нагріву) та теплофізичними особливостями проплавлення. Ці особливості враховуються при визначенні енерговитрат на зварювання через термічний ККД процесу, а отримані вище мінімальні оцінки корисної питомої енергії становлять лише частину загальної енергії зварювання, т. е. доцільність застосування того чи іншого способу зварювання за інших рівних умов. Наприклад, дугове зварювання з високими значеннями ефективного ККД (чи = 0,6. 0,8) характеризується низькими значеннями термічного ККД '(Л * = 0,15 ..0,25). Електронно-променеве зварювання, характеризується вищими значеннями Лі(0,8. 0,9) та Л/(0,3. 0,5). У термодинамічному аспекті вона краща.
Порівняємо питомі енерговитрати на зварювання листів низьковуглецевоїсталі товщиною 10 мм у різний спосіб
складає близько 9000 Дж/см. Наведені у табл. 1.5 оцінки є наближеними, так як навіть для одного і того ж процесу на різних режимах зварювання енерговитрати можуть різнитися в 1,5-2 рази, що визначається параметрами режиму і сплаву, що зварюється. Крім того, ККД джерела теплоти не є постійним, зважаючи на його залежність від швидкості зварювання, стану поверхні та ін.
лінії АВ. Потужність джерела на лінії АВ відповідає кількості теплоти, що приносить розплавлений електродний метал за 1 с:
де v – швидкість зварювання; /і 5 - відповідно зазор у з'єднанні та товщина металу; А#м - збільшення ентальпії електродного