Особенности выделения теплоты при контактной сварке

В общем случае при контактной сварке могут действовать 3 источника тепоты Qэ-э = QДж + QП + QТ, где QДж - теплота Джоуля-Ленца, QП - теплота Пельтье, QТ - теплота Томсона.

Теплота Пельтье - 2-й термоэлектрический эффект (1834.), при котором выделение или поглощение теплоты происходит тогда, когда средняя энергия электронов в одной среде отличается от средней энергии электронов в контакте с другой средой. При этом если направление тока таково, что через контакт перемещаются электроны из среды с большей энергией, - происходит выделение теплоты, с меньшей энергией - поглощение теплоты. Следовательно, в зависимости от направления тока теплота Пельтье складывается или вычитается из теплоты Джоуля. Теплота Пельтье проявляется в контакте между электродом и деталью, на границе между жидким ядром и его твердой оболочкой только при постоянном токе.

Теплота Джоуля-Ленца – 3-й электротермический эффект (1841–1842), при котором выделение теплоты в проводнике происходит пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени пропускания тока. Это основной источник теплоты при контактной сварке.

Теплота Томсона — 4-й термоэлектрический эффект (1856.).

Этот эффект возникает при перепаде температур по длине проводника с током. При прохождении потока электронов от горячего конца проводника к холодному они передают избыток энергии - происходит сложение теплоты Джоуля с теплотой Томсона. При обратном движении потока электронов от холодного конца к горячему происходит охлаждение проводника, т. е. потери теплоты Джоуля.

Термоэлектрическими явлениями 3 и 4 типа в общем случае при контактной сварке можно пренебречь. Их доля в общем балансе тепловыделения при контактной сварке не превышает 1%.