§ 59. Контактная сварка.
Тепловое действие тока играет большую роль в современной технике. Рассмотрим некоторые важные примеры его применения.
Если сопротивление какого-либо участка цепи значительно больше сопротивления всех остальных участков, то здесь выделяется практически все джоулево тепло. Такой случай осуществляется в лампочках накаливания и в нагревательных приборах, сопротивление которых значительно больше, чем сопротивление подводящих проводов. Таким же распределением сопротивлений пользуются при так называемой контактной электросварке, применяемой для металлов со значительным удельным сопротивлением (никель, тантал, молибден и др.). Схема такой сварки изображена на рис. 93. В этом случае все сопротивление участка практически сосредоточено в месте контакта свариваемых деталей: во-первых, материал этих деталей имеет большое удельное сопротивление, и, во-вторых, место соприкосновения (контакт) представляет большое сопротивление, ибо касание всегда происходит в относительно небольших участках (отдельных точках) поверхности. При больших токах (сотни и тысячи ампер) детали раскаляются добела и свариваются, в то время как медные электроды почти не нагреваются.
Рис. 93. Контактная сварка: 1 – толстая медная пластина, 2 – медный заостренный стержень большого поперечного сечения, 3 и 4 – свариваемые детали (например, две никелевые пластины, слегка зажатые между медными электродами)
59.1. Можно ли при помощи контактной сварки сварить медные или серебряные детали?
От чего зависит количество теплоты, выделяющееся в месте контактной сварки?
От чего зависит количество теплоты, выделяющееся в месте контактной сварки?
Если сопротивление какого-либо участка последовательной электрической цепи значительно больше сопротивления всех остальных участков, то согласно закону Джоуля–Ленца на этом участке будет выделяться практически всё тепло. Такой принцип используется в лампах накаливания и в нагревательных приборах, сопротивление которых значительно больше, чем сопротивление подводящих проводов. Этот же принцип используют при контактной электросварке, применяемой для металлов со значительным удельным сопротивлением (никеля, молибдена и др.).
Схема такой сварки изображена на рисунке. Практически всё сопротивление цепи сосредоточено в месте контакта свариваемых деталей (материал деталей имеет большое удельное сопротивление, и, дополнительно, касание происходит в отдельных точках поверхности). При больших токах (сотни и тысячи ампер) детали раскаляются добела и свариваются, в то время как медные электроды, обладающие малым сопротивлением, почти не нагреваются.
Можно ли спираль нагревательного прибора изготавливать из медной проволоки? Ответ поясните.
Решу ЕГЭ и Незнайка объединились,
чтобы запустить свои курсы ЕГЭ в Тик-Ток формате. Никаких скучных вебинаров, только залипательный контент!
Готовься к ЕГЭ в Тик-Ток формате
«Незнайка» и «Решу ЕГЭ» запускают свои курсы подготовки. Короткие видео, много практики и нереальная польза!
Задание № 20231
Почему при больших токах медные электроды нагреваются плохо?
Контактная сварка — процесс образования неразъёмного сварного соединения. Принцип работы основан на нагревании в местах соприкосновения свариваемых деталей с основой, когда через них проходит электрический ток и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия. Впервые она была применена в 1856 году физиком Уильямом Томсоном.
Контактная сварка преимущественно используется в промышленном массовом или серийном производстве однотипных изделий. Применяется на предприятиях машиностроения, в авиационной промышленности. Контактная сварка — процесс образования неразъёмного сварного соединения путём нагрева металла проходящим через него электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия. При больших токах (сотни и тысячи ампер) детали раскаляются добела и свариваются, в то время как медные электроды, обладающие малым сопротивлением, почти не нагреваются. Основные дефекты сварных соединений при точечной и шовной сварке — это непровар, заниженный размер литого ядра, трещины.
При больших токах когда детали раскаляются добела и свариваются
Задание 20. При больших токах, когда детали раскаляются добела и свариваются, медные электроды почти не нагреваются. С чем это связано? Ответ поясните.
1. Медь имеет малое удельное электрическое сопротивление. Сопротивление медных проводов мало по сравнению с электрическим сопротивлением места контакта свариваемых деталей.
2. Согласно закону Джоуля — Ленца, количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, прямо пропорционально электрическому сопротивлению проводника.