Сварка солнечная и искусственными источниками света

Указанные методы сварки наряду с лазерной относятся к световым. Их достоинства — возможность сварки материалов независимо от их электрических свойств, в том числе неметаллов; сварка может осуществляться в атмосфере инертных газов или вакууме; использование энергии Солнца не связано с расходованием дефицитных природных энергетических ресурсов. Будучи применена, например в космосе, она не требует каких-либо источников питания. Однако оба рассматриваемых метода сварки основаны на использовании потока света в широком диапазоне длин волн, а не когерентного, как это имеет место при лазерной сварке. Такое отличие ухудшает возможности фокусировки на минимальной площади световой энергии при солнечной сварке и сварке искусственными источниками света, хотя ее достаточно для плавления тугоплавких металлов.

Сварка с помощью энергии Солнца сопряжена и с рядом специфических трудностей: зависимостью от погодных условий, смены дня и ночи, времени года, необходимости в специальных устройствах слежения за движением Солнца. Однако в ряде районов с высоким уровнем солнечной радиации (в Средней Азии), где погода довольно устойчива, а плотность потока солнечной энергии составляет 814—930 Вт/м²-ч, некоторые из этих недостатков проявляются менее заметно.

Схема одной из установок, используемой для экспериментальных работ по гелиосварке в земных условиях, приведена на рис. 2.41. Солнечные лучи падают на плоское зеркало — гелиостат. В большинстве установок гелиостат подвижен и снабжен устройством для слежения за Солнцем. Отраженные от него практически параллельные лучи направляются на неподвижное зеркало — концентратор. Концентратор может быть с горизонтальной или вертикальной осью ориентации. Солнечные лучи, отраженные от концентраторов, направляются на свариваемые детали. В современных сварочных установках подобного типа максимальная плотность энергии состав;

Рис. 2.47. Схема установки для сварки энергией солнечных лучей:

1 — плоское зеркало; 2 и 4 — сферические зеркала; 3 — поток солнечных лучей.

о

ю

Режимы импульсной сварки твердотельными лазерами.

Режимы шовной сварки лазером на С0₂ [5].

ляет 1,4—1,5 * 10⁷ Вт/м², что ниже соответствующих показателей для дуговой и тем более электронно-лучевой и сварки лазером. В связи с этим сварные швы получаются довольно широкими, их ширина определяется в основном диаметром фокального пятна. По сравнению с указанными выше способами при сварке солнечной энергией больше размеры зоны термического влияния и перегрев металла.

В качестве источника теплоты для сварки искусственными источниками света используются мощные дуговые неоновые лампы, световой поток которых фокусируется обычным способом с помощью конденсаторной оптики или эллипсоидных отражателей и направляется на свариваемые детали.