Электромагнитные силы в металле

Электромагнитные силы в металле [c.268]

Электромагнитные силы в металле отливки создаются в основном при помощи МГД-устройств, подобных ЭМН, в которых канал заменен литейной формой. [c.438]

Электромагнитное излучение всех длин волн обусловливается колебаниями электрических зарядов, входящих в состав вещества, т. е. электронов и ионов. При этом колебания ионов, составляющих вещество, соответствуют излучению низкой частоты (инфракрасному) вследствие значительной массы колеблющихся зарядов. Излучение, возникающее в результате движения электронов, может иметь высокую частоту (видимое и ультрафиолетовое излучение), если электроны эти входят в состав атомов или молекул к, следовательно, удерживаются около своего положения равновесия значительными силами. В металлах, где много свободных электронов, излучение последних соответствует иному типу движения в таком случае нельзя говорить о колебаниях около положения равновесия свободные электроны, приведенные в движение, испытывают нерегулярное торможение, и их излучение приобретает характер импульсов, т. е. характеризуется спектром различных длин волн, среди которых могут быть хорошо представлены и волны низкой частоты. [c.682]

При переходе к струйному переносу поток газов и металла от электрода в сторону сварочной ванны резко интенсифицируется благодаря сжимающему действию электромагнитных сил. В результате под дугой уменьшается прослойка жидкого металла, в сварочной ванне появляется местное углубление. Повышается теплопередача к основному металлу, и шов приобретает специфическую форму с повышенной глубиной проплавления по его оси. При струйном переносе дуга очень стабильна -колебаний сварочного тока и напряжений не наблюдается. Сварка возможна во всех пространственных положениях. [c.136]

Для электродов с фтористо-кальциевым покрытием характерен крупнокапельный перенос металла в широком диапазоне режимов сварки. Такой характер переноса обусловлен, во-первых, высоким поверхностным натяжением металла на границе со шлаком, поскольку и шлак, и металл хорошо раскислены, и, во-вторых, действием электромагнитной силы. В атмосфере дуги при сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием содержится около 30 об. % СОа- Диссоциация СОа вызывает сжатие столба дуги и активных пятен. В связи с этим осевая составляющая электромагнитной силы препятствует отрыву капель. Увеличение силы тока приводит к уменьшению как времени между переходами отдельных капель т (рис. 2-26), так и усредненного времени взаимодействия металла и шлака т . [c.75]

В электронагревательных устройствах теплота выделяется в самой заготовке либо при пропускании через нее тока большой силы — в контактных устройствах, либо при возбуждении в ней вихревых токов — в индукционных устройствах. При индукционном нагреве (рис. 3.5) заготовку 1 помещают внутрь многовиткового индуктора 2, выполненного из медной трубки прямоугольного сечения. По индуктору пропускают переменный ток, и в заготовке, оказывающейся в переменном электромагнитном поле, возникают вихревые токи. Теплота в нагреваемом металле выделяется в основном вследствие действия вихревых токов в поверхностном слое, толщина которого достигает 30—35 % ее радиуса. Толщина этого слоя уменьшается с ростом частоты тока в индукторе, поэтому для достижения более равномерного нагрева по сечению заготовки с увеличением ее диаметра частоту тока уменьшают (от 8000 Гц для заготовок малых диаметров до 50 Гц для заготовок диаметром до 180 мм). [c.62]

Перенос электродного металла в дуге сопровождается выбросом части метал.ла за пределы сварочной ванны — разбрызгиванием. Разбрызгивание связано главным образом с электрическим взрывом перемычки между отделяющейся каплей и торцом электрода под действием электромагнитных сил. [c.21]

До соприкосновения с расплавом на холодной стенке тигля может образоваться рыхлый слой твердых частиц, осаждающихся из паров металла, имевшихся в атмосфере печи. Обычно эти частицы в той или иной мере окислены кислородом, присутствующим в этой атмосфере. При работе индукционной печи на ее стенке могут оседать из расплава твердые непроводящие частицы за счет электромагнитной сепарации (объемные электромагнитные силы, сжимающие расплав, не действуют на неэлектропроводные примеси, что вызывает направленное перемещение их к стенке). [c.12]

Рассмотренные выше эффекты проявляются как в постоянных, так и в переменных полях, причем в последнем случае изложенное относится к мгновенным значениям величин. В переменном магнитном поле возникают дополнительные силовые взаимодействия между полем и токами, наведенными в металле колебаниями этого поля. При этом силы действуют на проводящую среду в направлении распространения в ней электромагнитной энергии. [c.22]

Высокая электропроводность жидких металлов позволяет создавать в жидкости электромагнитную силу, которая в единице объема среды равна [c.66]

Для расчета электромагнитных сил, возникающих в расплаве, необходимо знать составляющие напряженности магнитного поля и плотности тока в электролите и в металле. [c.266]

Фактически же полученные в результате непосредственных измерений эпюры перекосов металла показывают, что явно выраженной арки металла не наблюдается, что свидетельствует о значительной роли в создании перекоса поверхности металла электромагнитных сил, возникающих при взаимодействии горизонтальных токов в металле и 1 с вертикальной составляющей напряженности магнитного поля Н [c.269]

При взаимодействии Н с 1 возникают электромагнитные силы Fy При продольном токе в металле, совпадающем по направлению с током серии, эти силы на входной половине ванны направлены к продольной оси электролизера, а на выходной — к бортам ванны. Если направление будет противоположным, то и F изменит свое направление. Как указано выше, возможности для появления горизонтальных токов разного направления в ванне имеются. Поэтому взаимодействие Н с горизонтальными токами и I образует силы, существенно влияющие на перекос поверхности расплавленного алюминия, который является основной причиной начала [c.269]

Взаимодействие магнитного поля с током проявляется не только в перекосе поверхности расплавленного металла. Исследования магнитогидродинамических процессов в электролизере показали, что поверхность расплавленного металла находится в состоянии непрерывного волнения и при этом высота волн может достигать 45 мм при частоте до 40 раз в минуту. Таким образом, высота волны сравнима с величиной МПР, что приводит к местным коротким замыканиям. Кроме того, электромагнитные силы вызывают также направленные перемещения расплава, что вызывает циркуляцию металла и электролита. [c.270]

При этом металлические стекла имеют характеристики упругости (модули Юнга Е и сдвига G), на 25...30 % более низкие по сравнению со свойствами сплавов в кристаллическом состоянии. Коэффициент теплового расширения части таких материалов близок к нулю. При переходе в аморфное состояние сплавов на основе переходных металлов (железа, кобальта, никеля) значительно снижаются намагниченность и температура Кюри. При комнатной температуре коэрцитивная сила и индукция насыщения магнитомягких металлических стекол несколько ниже, а удельное электрическое сопротивление на два-четыре порядка выше по сравнению с материалами в кристаллическом состоянии, т.е. уровень электромагнитных потерь в аморфных сплавах значительно ниже. [c.317]

В результате действия электромагнитных сил и теплового градиента в ванне расплава возбуждаются вынужденные потоки жидкого металла турбулентного характера, тем более мощные, чем больше глубина проникновения магнитного поля. [c.7]

Современное представление о влиянии электромагнитных сил на процесс электролизера алюминия наиболее полно разработано и сформулировано во Всесоюзном научно-исследовательском и проектном институте алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (ВАМИ). Оно сводится к следующему Влияние магнитного поля на технологический режим работы электролизеров выражается не только в колебании (волнении) поверхности расплавленного алюминия. Электромагнитные силы вызывают также направленные перемещения расплава, что наряду с движением расплава под действием анодного газа является причиной специфической (электромагнитной) циркуляции металла и электролита. Количественная сторона этого вопроса не изучена. [c.254]

Наиболее вредное действие на технологический режим оказывает взаимодействие магнитного поля с горизонтальными токами в металле от взаимодействия с поперечным током появляются добавочные продольные электромагнитные силы, величина которых зависит от состояния периферийной части подины (размеров настыли и осадка) и поэтому может изменяться между обработками. В результате действия таких сил могут возникать значительные колебания поверхности расплавленного алюминия. [c.254]

От взаимодействия магнитного поля с продольным током в металле возникают поперечные электромагнитные силы, которые служат причиной повышенной циркуляции расплава на правой (по ходу тока) стороне электролизера, а это способствует уменьшению настыли и может привести к прорывам расплава. [c.254]

В этом случае принимают меры но их устранению. Осадок подтягивают к борту в местах прохождения тока для образования гарниссажа. Если же он не образуется, то нужно искать другие причины этого нарушения чаще всего — это последствия горячего хода, местных перегревов или воздействия электромагнитных сил. Работа электролизера в бок приводит к разрушению боковых блоков из-за окисления их анодными газами и образования на них карбида алюминия, а также к повышению интенсивности циркуляции электролита и перекосу металла в электролизере. [c.301]

В интенсивно перемешиваемой электромагнитными силами ванне металла при науглероживании заметный градиент концентраций компонентов существует только в областях, непосредственно примыкающих к поверхности раздела науглероживатель — металл. Сера является поверхностно-активным элементом и сильно снижает поверхностное натяжение жидкого железа. Поэтому повышение содержания серы в поверхностном слое расплава является самопроизвольно протекающим процессом, уменьшающим общий изобарный потенциал системы. Положительная адсорбция серы жидкой сталью зависит, таким образом, от состава расплава, свойств науглеро-живателя и присутствия в нем других поверхностно-активных компонентов. Углерод, кислород, кремний, алюминий — поверхностно-активные вещества. Они образуют в жидком железе соединения, более устойчивые, чем сульфиды железа. При этом переход серы в металл уменьшается. Совместное действие углерода, кислорода, кремния и алюминия может быть значительным. Теоретически при содержании 4% углерода в чугуне равновесное содержание серы должно быть всего лишь 0,0024% [92]. Расхождение результатов, полученных на практике, с расчетными в сторону увеличения содержания серы объясняется сложным взаимодействием элементов при многокомпонентности расплава. [c.91]

При холодном ходе электролизеров с самообжигающимися анодами в довольно редких случаях наблюдается возникновение очень интенсивного движения металла в шахте ванны. Природа этого явления не изучена, но несомненно, что оно связано с перераспределением тока в электролизере и действием на расплав электромагнитных сил. Движение металла иногда достигает такой силы, что выбрасывает часть расплава из шахты ванны. На-ирялгение на таком электролизере колеблется в моменты, когда металл касается анода, электролиз прекращается. [c.304]

Для формирования шлака в тигель загружают шлаковую смесь. Температура шлака в тигле ниже температуры металла, так как шлак обладает ьесьма слабой магнитной проницаемостью и ток в кем практически не индуктируется. Под действием электромагнитных сил в тигле происходит усиленная циркуляция металла, что ускоряет химические реакции и способствует получению однородного металла. [c.42]

Наиболее важная область применения найденного результата — исследование распространения электромагнитного излучения в металле. Может показаться, что из-за предположений, сделанных нами при выводе выражения (1.29), его нельзя применять в этом случае, так как а) в электромагнитной волне наряду с нолем Е имеется перпендикулярное ему ноле Н той же величины ), которое не было учтено нами в уравнении (1.24) б) напряженность ноля в электромагнитной волне меняется не только со временем, но и в пространстве, тогда как уравнение (1.12) выведено в предположении, что действующая сила является лространственно-однородной. [c.32]

Сварку в аргоне плавящимся электродом выполняют по схеме, приведенной на рис. 5.11,6, г. Нормальное протекание процесса сварки и хорошее качество шва обеспечиваются при высокой плотности тока (100 А/мм и более). При невысокой плотности тока имеет место крупнокапельный перенос расплавленного металла с электрода в сварочную ванну, приводяниш к пористости шва, сильному разбрызгиванию расплавленного металла и малому проплавлению основного металла. При высоких плотностях тока перенос расплавленного металла с электрода становится мелкокапельным или струйным. В условиях действия значительных электромагнитных сил быстродвижущнеся мелкие капли сливаются в сплошную струю. Такой перенос электродного металла обеспечивает глубокое проплавление основного металла, формирование плотного шва с ровной и чистой поверхностью и разбрызгивание в допустимых пределах. [c.197]

Расплавленный металл в индукционной тигельной печи обжимается электромагнитным полем. В средней по высоте части цилиндрического тигля, где не сказывается краевой эффект, силы электродинамического взаимодействия индуктированного тока и магнитного поля пидуктора направлены радиально к оси цилиндра и убывают от максимального значения на поверхности до нуля на оси. Создаваемое этими силами давление сжатия возрастает от поверхности к оси максимальное давление (в паскалях) на оси цилиндра равно [31 [c.244]

Сущностью ЭМУР является создание в боковом поверхностном слое расгшава, находящемся на твердой опоре, электромагнитных сил (ЭМС), направленных в глубь металла и препятствующих его стеканию с опоры (рис. 4). В качестве опоры может фигурировать шихта, расплавляющаяся заготовка, кристаллизующийся слиток, гарнисаж или конструкция из инородного материала, поддерживаемая при температуре достаточно низкой, чтобы исключить активное взаимодейст вие его с расплавом. [c.21]

Преимуществ 1) в них легко обеспечить герметичность рабочего пространства 2) отсутствует науглероживающее действие электродов дуговых печей 3 движение жидкого металла под воздействием электромагнитных сил способствует усилению в нём диффузионных процессов и ускорению реакций между металлом и шлаком. Недостатки бессердечни-ковых индукционных печей 1) низкая температура шлаков, которые нагреваются только от металла 2) недостаточная стойкость футеровки из основных огнеупорных материалов. [c.190]

Эффективная защита первичной обмотки трансформатора от попадания влаги, искр и брызг расплавленного металла, от повреждения вследствие трения о подвижные части ма-шутны или в результате взаимного перемещения обмоток под действием электромагнитных сил. [c.266]

В индукционной пети достигаются высокие температуры, при которых плавится металл, и не требуется наличия болыной окружающей горячей массы. Следовательно, для выпуска расплавленного металла можно легко извлечь тигель, содержащий плав, если он заключен в оболочку из двуокиси кремния. Смешение сплавов, не очень эффективное при плавке в тигле из окиси кальция, в индукционной печи осуществляется автоматически, благодаря тому что за счет электромагнитных сил, возникающих в плавке, происходит энергичное перемешивание металла. Тигли изготовляют большей частью из двуокиси циркония, двуокиси кремния или окиси, алюминия футеруют двуокисью циркония или двуокисью тория. Характер иидук- [c.484]

По мере роста силы тока на ванне стали усиливаться негативные последствия взаимодействия протекающего по ванне тока и возникающего при этом магнитного поля. Это выразилось в том, что появляющаяся при таком взаимодействии электромагнитная сила, пропорциональная квадрату силы тока, воздействует на жидкий металл в ванне и перекашивает его поверхность, а также изменяет междуполюсное расстояние и приводит к другим последствиям, которые рассмотрены в гл. 7. [c.204]

Электромагнитная сила, величина которой определяется значением плотности тока и индукцией в данной точке, возникает в любой точке электролизера, но интерес она представляет только в расплаве, так как под ее воздействием изменяется форма поверхности металла, деформируется меж-дуполюсное расстояние (МПР), возникает циркуляция расплава и т.д. Аналогичные силы возникают и в других частях электролизера, но они не приводят к каким-либо последствиям. Поэтому в дальнейшем будут рассматриваться электромагнитные силы и их последствия только в расплаве. [c.264]

В зависимости от направления горизонтальных токов при их взаимодействии могут возникнуть электромагнитные силы разного направления. Так, при взаимодействии с Iнаправленным к бортам ванны, появляются продольные электромагнитные силы F , сдвигающие металл к поперечной оси электролизера и увеличивающие продольный перекос алюминия. Если I направлен от бортов к продольной оси ванны, то его взаимодействие с Н образует силы противоположного направления, уменьшая этим действие Ну [c.269]

Влияние интенсивности перемешивания на изменение количества неметаллических включений однозначно определить не удается, хотя, учитывая различное воздействие электромагнитных сил на жидкий металл и неметаллические включения, можно было бы ожидать рафинирования сплавов. Но, вероятно, конвектианые потоки металла увлекают за собой неметалличёс1Ые включения и разнося г их вверх и вниз в объеме жидкого металла. С превышением критической скорости перемешивания, способствующей вовлечению шлаковых частиц с поверхности жидкого чугуна в глубь ванны, количество неметаллических включений в металле увеличивается. Очевидно, для рафинирования синтетического чугуна благоприятно перемешивание низкой интенсивности, при котором конвективные потоки могут доставлять включения к поверхности металла, но еще недостаточно сильны, чтобы увлечь их вглубь. Такой механизм влияния перемешивания предполагает дифференциацию воздействия в зависимости от величины включений, что затрудняет определение оптимальной интенсивности перемешивания. [c.106]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...