Вопрос 2 Материалка. При сварке она вводится путем нагрева (термическая активация) либо пластического деформирования (механическая активация)
 Скачать 66.68 Kb.
|
|
Вопрос 2. Объясните физические основы сварки металлов, раскройте сущность свариваемости металлов и сплавов, опишите типы сварных соединений и швов. Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями: при их нагревании и расплавлении или пластическом деформировании. Для установления межатомных связей атомы необходимо приблизить на расстояние, равное параметру кристаллической решетки металла соединяемых деталей. Однако этому препятствуют неровности, а также различные загрязнения, имеющиеся на поверхности деталей. Чтобы устранить препятствия, требуются затраты дополнительной энергии, которую называют энергией активации. При сварке она вводится путем нагрева (термическая активация) либо пластического деформирования (механическая активация). Сварка является одним из наиболее распространенных технологических процессов соединения материалов, благодаря которому создано много новых изделий, машин и механизмов. Сварное исполнение многих видов металлоконструкций позволило эффективно использовать заготовки, полученные прокаткой, гибкой, штамповкой, литьем и ковкой, а также металлы с различными физико-химическими свойствами. Сварные конструкции по сравнению с литыми, коваными и клепаными обладают большей прочностью, меньшей массой и менее трудоемки в изготовлении. С помощью сварки получают неразъемные соединения почти всех металлов и сплавов различной толщины. Нет такой отрасли промышленности, где бы ни применялись сварка, резка металлов или их наплавка на поверхность деталей. Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами или молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на расстояния, сопоставимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках. Указанные условия реализуются различными способами сварки путем энергетического воздействия на материал в зоне сварки. Энергия вводится в виде теплоты, упругопластической деформации, электронного, ионного, электромагнитного и других видов воздействия. В результате поверхностные атомы металлов и кристаллических неметаллических материалов образуют общие для соединяемых заготовок кристаллические решетки, а на поверхности пластмасс происходит объединение частей молекулярных цепей. Свариваемость– комплексная технологическая характеристика металлов и сплавов, выражающая реакцию свариваемых материалов на процесс сварки и определяющая техническую пригодность материалов для выполнения заданных сварных соединений, удовлетворяющим условиям эксплуатации. На свариваемость оказывают влияние различные взаимосвязанные факторы. Их можно разбить на три группы. Фактор материала – влияние на свариваемость металлов, определяемой их химическим составом, способом выплавки, наличием вредных примесей, степенью раскисления и последующими операциями прокатки, ковки, термообработки. Конструктивный фактор – влияние на свариваемость конструкции сварного соединения, характеризующееся сложностью формы и жесткостью. Сложность формы и жесткость конструкции оцениваются концентрацией сварных соединений, последовательностью их выполнения, состоянием напряженности элементов сварной конструкции перед монтажом, массой и толщиной свариваемых элементов. Технологический фактор – определяет свариваемость металлов взависимости от вида сварки, сварочных материалов, параметров режима сварки, достижения определенной степени однородности сварного соединения, раскисления металла шва и термического воздействия на основной металл. В результате местного нагрева или расплавления в металле сварного соединения протекают физико-химические процессы, которые обуславливают степень неоднородности свойств сварного соединения по сравнению с основным металлом или влекут за собой появлении дефектов в виде пор, неметаллических включений, трещин. Степень свариваемости представляет собой количественную или качественную характеристику, которая показывает, насколько изменяются свойства металла при сварке и выполнимо ли сварное соединение при определенных условиях. Например, ни основе механических испытаний можно установить, насколько изменились прочность, пластичность, ударная вязкость и другие свойства металла под воздействием процесса сварки. Одной из наиболее существенных характеристик свариваемости является отсутствие горячие или холодных трещин в металле шва и около шовном участке. При практической оценке свариваемости следует учитывать следующие: металл, неспособный к образованию сварного соединения одним видом сварки, можно сваривать другим видом; конструкция сварного соединения и расположение его на изделии выбраны таким образом, что образование сварного соединения исключено, в результате чего данный металл или вид сварки может быть признан непригодным; сварное соединение, полученное одним и тем же видом сварки, в одном случае может быть признано пригодным, а в другом случае – непригодным для эксплуатации. Сварные соединения разделяются на различные виды.  1. Стыковые. Детали располагаются в одной и той же плоскости. 2. Угловые. Детали, подлежащие соединению, располагают под необходимым углом. Наиболее распространенным является прямой угол. 3. Тавровые. Торец одной детали располагают перпендикулярно или под небольшим углом по отношению к основной поверхности второй детали. 4. Нахлесточные. Положение деталей в пространстве - параллельное. При этом одна деталь частично налегает на другую. 5. Торцевые. Воедино сваривают два торца элементов. Сварной стыковой шов применяется для сварки трубопроводов, различных труб и металлических листов. Сварке подлежат торцовые поверхности. Сварка встык требует проведение подготовительных работ, которые заключаются в тщательной подгонке торцевых поверхностей друг к другу. Для обеспечения точности может применяться предварительный подварочный шов. Сварку встык можно осуществлять как на весу, так и на подкладке - стальной или медной. При стыковых соединениях возможны различные виды скосов кромок или сварка без них. 2 |