Темы для самостоятельного работа Электродуговые сварка Процессы в сварочной дуге

Расчёт количества тепла необходимого для доводения металла до точки плавления

Обычно при наплавке на массивное изделие, схематизируя его сложную форму и размеры, принимают схему полубесконечного тела.

Это когда максимальная температура на нижней поверхности не превышает 10 % от Тл (температуры плавления) на верхней поверхности металла в зоне действия сварочной дуги. Можно пренебречь ограниченностью металла по толщине и принять схему полубесконечного тела (ПТ). Другими словами, полубесконечное тело представляет собой массивное изделие с ограничивающей плоскостью Z=0. Остальные поверхности находятся на значительном удаление и не влияют на распространение теплоты. Поток теплоты в этом случае - пространственный. Ошибка от пренебрежения ограниченностью размеров области распространения теплоты тем меньше, чем больше размеры изделия, чем короче расчётная продолжительность процесса распространения теплоты (т.е. суммарная длительность нагрева и охлаждения), чем ближе к источнику теплоты зона расчётных температур и чем ниже коэффициент температуропроводности металла.

Теплоотдачей с поверхности полубесконечного тела можно пренебречь, принять ее адиабатической, так как распределение теплоты в массивном изделии в основном зависит от распространения ее путем теплопроводности вглубь тела, а не от поверхностной теплоотдачи. Теплоотдача с поверхности безусловно оказывает некоторое (малое) влияние на распределение температуры, но не является существенным фактором и ею можно пренебречь.

Расчет плотности тока при термоэлектронной эмиссии
Впервые об этом явлении сообщил Эдмонд Беккерель в 1853 году^[1][2]. Явление было переоткрыто в 1873 году Фредериком Гатри^[en] в Великобритании^[3]: во время работы с заряженными телами Гатри обнаружил, что раскалённый железный шар теряет свой заряд, если он заряжен отрицательно, но положительно заряженный шар заряда не теряет^[4]. Также термоэлектронную эмиссию изучали Иоганн Гитторф (1869—1883)^[5], Ойген Гольдштейн (1885)^[6], Юлиус Эльстер^[en] и Ганс Гейтель^[en] (1882—1889)^[7]. Эффект был вновь открыт Томасом Эдисоном 13 февраля 1880 года. В своих опытах Эдисон пытался выяснить, почему в лампе накаливания, которую он создал, нити накала перегорали раньше времени и почему на внутренней стороны колбы образовывался тёмный налёт вблизи положительного электрода нити. Эдисон производил опыты с несколькими экспериментальными вакуумированными лампами накаливания с дополнительной металлической пластиной или листочком фольги внутри колбы, которая сама электрически изолирована от нити накаливания и имеет дополнительный электрический вывод сквозь стекло колбы. В этих опытах Эдисон обнаружил, что если эта пластина имела положительный потенциал относительно нити накала, то через вакуум протекал заметный ток, а если потенциал пластины был отрицательный относительно нити накала, то ток отсутствовал, причём ток наблюдался только в том случае, если нить накала была достаточно сильно разогрета. В дальнейшем это явление стало объясняться испусканием электронов, которые являются отрицательно заряженными частицами, нагретыми телами. Однако в описываемое время электрон ещё не был открыт: его открыл Джозеф Томсон лишь в 1897 году.