Розділ 4 ЗВАРЮВАЛ ЬНЕ ОБЛАДНАННЯ 4.1. Фізичні основи одержання зварних з’єднань


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 
105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 

Загрузка...

Зварювання представляє собою процес одержання нероз’є-мних з’єднань за допомогою встановлення міжатомних зв’язків між деталями, що з’єднуються, при їх спільному нагріванні до розм’якшення чи розплавлення або під дією пластичної дефор-мації або під дією іншого процесу.

Основним завданням зварювання є одержання міцного зварного з’єднання. Міцність забезпечується атомно-молеку-лярними зв’язками між елементарними частками елементів, що з’єднуються. При зближенні їх на відстані, які приблизно дорі-внюють атомному радіусу, наступає взаємодія між частками. Так як поверхня металів є нерівною, покрита забрудненнями, що складаються з оксидів, адсорбованих газів і органічних плівок (масел), то для забезпечення процесу зварювання, необхідно активізувати поверхневі атоми металу, вирівняти поверхню або здійснити щільний контакт і видалити з зони зварювання ок-сиди й органічні плівки. Тому виникнення міжатомної або міжмолекулярної взаємодії відбувається завдяки механічній або тепловій енергії.

Процес зварювання складається з трьох умовних етапів:

♦          формування фізичного контакту;

♦          утворення хімічних або металевих зв’язків;

♦          охолодження рідкого металу і його кристалізація

При термічному зварюванні на першому етапі метал у місці зварювання доводиться до рідкого стану. Для локального роз-пилення ділянки металу, яка знаходиться поряд із великими об’ємами холодного металу, необхідні джерела з температурою не нижче 3000°С і високою потужністю. Розплавлення металу дозволяє усунути нерівності і забруднення поверхонь, що з’єднуються. Етап закінчується формуванням фізичного контак-

Розділ 4. Зварювальне обладнання

ту, при якому атоми знаходяться на відстанях, необхідних для початку міжатомної взаємодії.

На другому етапі утворюється зварювальна ванна, у яку зли-вається розплавлений метал і перемішується. Це сприяє змочу-ванню твердого нерозчиненого металу елементів, що з’єднують-ся, рідким металом зварювальної ванни, внаслідок чого відбувається зчеплення атомів металу зварювальної ванни й ос-новного металу. Таким чином, утворюються міцні хімічні зв’яз-ки. Посиленню міжатомної взаємодії сприяє теплова активність атомів розплавленого металу, супроводжувана процесом дифузії.

Третій етап наступає після видалення джерела нагрівання, відбувається охолодження рідкого металу і його кристалізація. Початок кристалізації спостерігається у частково оплавлених зерен основного металу: виникають кристаліти, загальні для основного металу і металу зварювальної ванни. По закінченні кристалізації утворюється монолітний шов, що сприяє створен-ню міцних зварних з’єднань.

При механічному зварюванні на першому етапі здійснюєть-ся зближення поверхонь, що з’єднуються, та збільшується пло-ща контакту. З цією метою під навантаженням деформують нерівності поверхонь, руйнують і видаляють оксидні й органічні плівки. Досягається фізичний контакт, при якому в безпосе-реднє зіткнення вступають чисті поверхні.

Третій етап охоплює дифузійні процеси, що сприяють пе-реміщенням часток металу з місця контакту на деякі відстані.

Сучасна тенденція підвищення рівня комплексної автомати-зації і механізації зварювального виробництва, застосування сучас-них робототехнічних пристроїв призводять до підвищення про-дуктивності праці й одержання високої якості зварних з’єднань.

Зварюваність однорідних і різнорідних матеріалів

Зварюваність матеріалів представляє собою властивість ут-ворювати надійні і економічні зварні з’єднання і залежить від технологічних властивостей матеріалів, способів і режиму зва-рювання, конструкції зварного шва й умов експлуатації виро-бу. Для різних матеріалів показники зварюваності змінюються,

            «Товарознавство»    

але головним є можливість одержання при звичайній технології міцного зварного з’єднання. Для оцінки зварюваності необхід-но порівняти властивості металу шва й навколошовної зони з основним металом. Крім того, виявляють схильність матеріалів до утворення зварювальних дефектів (тріщин, пір, жужільних включень, напливів, непроварів, підрізів і ін.).

За зварюваністю матеріали відносять до добре зварюваних, задовільно зварюваних і погано зварюваних.