Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. Т. 1

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. Т. 1

Шаговая сварка, несмотря на меньшую производительность, имеет ряд преимуществ, заключающихся в более высокой стойкости роликов и меньшей склонности к образованию дефектов усадочного происхождения
...
Этот способ соединения находит применение и в приборостроительной промышленности, при производстве чувствительных элементов в виде сильфонов или мембран
...
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ Необходимым и достаточным условием формирования соединений является образование области металлической связи заданных размеров и с требуемыми свойствами
...
Соединение возникает в результате протекания ряда физических процессов в несколько этапов, отличающихся фазовым состоянием металла, степенью его деформации, расположением поверхностных пленок и др
...
На втором этапе происходит дальнейшее увеличение площади контактов, возникновение и рост расплавленного ядра до номинальных для данной толщины размеров — по диаметру и проплавлению
...
Помимо этого, наблюдается дробление и перераспределение поверхностных пленок в расплавленном металле и продолжаются процессы пластической деформации и теплового расширения, что приводит к росту зазоров, и вмятины под электродами
...
К концу второго этапа поверхностные пленки под действием электродинамических сил и перемешивания металла удаляются с поверхности контакта, и формируется общая ванна расплавленного металла, между атомами которого устанавливается металлическая связь
...
Лишь при сварке титана и его сплавов, отличающихся высокой растворимостью окисной пленки при повышенных температурах, прочность соединения в этой зоне оказывается значительной
...
Роль усилия при этом способе сварки ограничивается созданием электрического контакта, образованием пластического пояска и регулированием условий кристаллизации металла
...
В общем случае можно считать, что основными процессами, контролирующими формирование соединений при контактной сварке, являются нагрев металла, его пластическая деформация и удаление поверхностных пленок
...
НАГРЕВ МЕТАЛЛА Нагрев деталей при контактной сварке осуществляется за счет генерирования теплоты на электрических сопротивлениях при прохождении через них тока
...
Лишь при сварке титана и его сплавов, отличающихся высокой растворимостью окисной пленки при повышенных температурах, прочность соединения в этой зоне оказывается значительной
...
Роль усилия при этом способе сварки ограничивается созданием электрического контакта, образованием пластического пояска и регулированием условий кристаллизации металла
...
В общем случае можно считать, что основными процессами, контролирующими формирование соединений при контактной сварке, являются нагрев металла, его пластическая деформация и удаление поверхностных пленок
...
НАГРЕВ МЕТАЛЛА Нагрев деталей при контактной сварке осуществляется за счет генерирования теплоты на электрических сопротивлениях при прохождении через них тока
...
Например, контакт электрода с деталью при точечной сварке происходит по отдельным микровыступам, что вызывает резкое уменьшение проводящего сечения, искривление и локальное сгущение линий электрического тока
...
При снятии усилия значения контактных сопротивлений оказываются ниже первоначальных, что свидетельствует о протекании необратимых процессов пластической деформации металла в контактах
...
Для оценки сопротивлений деталей в процессе нагрева используют средние значения температуры ар и рт или ведут расчет методом конечных разностей по известному температурному полю
...
Теплота, выделяемая в контакте преимущественно в начале процесса нагрева, обеспечивает локальное повышение температуры и удельного электросопротивления металла
...
Значение контактных сопротивлений по поверхности нагрева неравномерно, что определяет случайный характер температурного поля и наличие значительных градиентов температур по сечению деталей, например, при стыковой сварке сопротивлением
...
Определенную роль в тепловыделении могут играть источники теплоты, связанные с эффектом Пельтье, который проявляется в выделении или поглощении теплоты в контакте двух разнородных металлов
...
В частности, если направление тока таково, что через контакт переносятся электроны из металла, в котором их энергия относительно больше, то температура в этом контакте повышается
...
Мягкие режимы отличаются значительной длительностью протекания тока в условиях интенсивного теплообмена в самих деталях и между деталями и электродами
...
; температурного фактора, проявляющегося в обтекании током более нагретых участков, отличающихся пониженной проводимостью в условиях неравномерного температурного поля и поля сопротивлений
...
Для каждого сочетания толщин и разных металлов существует минимальное значение технологического шага, обеспечивающее одинаковые размеры и прочность всех точек шва
...
Большие токи шунтирования вызывают повышение плотности тока в контактах электрод — деталь, что часто сопровождается перегревом поверхности верхней детали и наружным выплеском
...
Роль магнитоэлектрических факторов особенно заметна при нагреве ферромагнитных металлов токами повышенной и радиочастоты, что вызывает концентрацию плотности тока на поверхности
...
Иногда магнитоэлектрические явления используют для искусственного повышения плотности тока в зоне соединения, например за счет внешнего магнитного поля при точечной сварке
...
При стыковой сварке сопротивлением в процессе нагрева необходимо обеспечить получение заданной и равномерно распределенной температуры в стыке и прогреть металл околошовно,й зоны для достаточной деформации металла при осадке
...
Большие токи шунтирования вызывают повышение плотности тока в контактах электрод — деталь, что часто сопровождается перегревом поверхности верхней детали и наружным выплеском
...
Силы, действующие на перемычки при сварке оплавлением ные квадрату силы тока и связанные с коэффициентом самоиндукции сварочной цепи, стремящиеся переместить перемычку в зазоре и вытолкнуть ее за пределы контура
...
При взрыве контакта и размыкании торцов деталей энергия, запасенная в магнитном поле контура сварочной машины, способствует образованию перенапряжения и возникновению кратковременного дугового разряда, который может дополнительно нагревать металл
...
Амплитуда и цикличность импульсов тока при использовании источника постоянного напряжения меньше, что свидетельствует о меньшем размере перемычек и более ровном рельефе поверхностей
...
Устойчивое оплавление возможно лишь при саморегулировании процесса, когда увеличению проводимости контакта соответствует возрастание полезной мощности, развиваемой сварочной машиной
...
Для обеспечения устойчивого оплавления необходимо применять машины с низким сопротивлением короткого замыкания и в особенности его активной составляющей
...
По мере оплавления средняя температура торцов растет и на них постепенно образуется слой расплавленного металла, толщина которого к концу процесса при сварке деталей небольших сечений составляет
...
Одним из способов расширения зоны нагрева является импульсное оплавление, при котором на основное поступательное движение подвижного зажима накладываются дополнительные колебания, что вызывает периодическое уменьшение зазора и механическое разрушение контактов
...
Такой характер разрушения контактов, когда они существуют в твердой фазе, приводит к значительному уменьшению объема металла, выплавляемого при взрыве контактов, повышает интенсивность нагрева и устойчивость оплавления
...
Для обеспечения более глубокого прогрева деталей иногда используют предварительный подогрев, который облегчает возбуждение оплавления и снижает необходимую для этого процесса мощность
...
По аналогии со сваркой сопротивлением подогрев вызывает неравномерность нагрева по сечению детали, однако паузы между импульсами способствуют уменьшению градиентов температур
...
С увеличением усилия нагрев становится более равномерным, но при этом резко возрастает потребляемая при подогреве мощность, так как основная доля теплоты выделяется на собственном сопротивлении деталей
...
Нагрев в условиях точечной и шовной сварки теплотой, выделяемой на электрических сопротивлениях деталей, обеспечивает получение ядра заданных размеров
...
Кроме того, как и при стыковой сварке, необходимо нагреть участки, непосредственно примыкающие к ядру, для облегчения процессов пластической деформации и формирования уплотняющего пояска
...
Подобным способом удается накопить достаточное количество теплоты для образования ядра и за счет интенсивного теплоотвода за время пауз заметно снизить температуру в контакте и уменьшить износ электродов
...
При жестких режимах для снижения концентрации тока на периферии контакта и деформации тонкой детали применяют рельефы, фокусируют ток с помощью электрода с проточкой или спирального электрода — соленоида, а для предотвращения выплеска применяют обжатие периферии контакта автономным давлением
...
Удаление окислов может происходить в результате раздробления и вытеснения их при осадке и деформировании или под действием электродинамических сил в жидком металле
...
При сварке оплавлением удаление окислов значительно облегчается и происходит как вместе с частицами расплавленного металла, выбрасываемого из стыка, так глазным образом и в результате деформаций при осадке и вытеснения окислов с жидким и твердым металлом в грат
...
Полное разрушение и удаление поверхностных пленок, как правило, более тугоплавких, чем основной металл, происходит в жидком металле за счет электродинамических сил
...
Действие этих сил приводит к интенсивному перемешиванию расплавленного металла, следы которого часто обнаруживаются на ранней стадии образования соединения
...
Обычно же нерастворимые частицы пленки обладают относительно малой электропроводностью и к началу третьего этапа оказываются на периферии ядра, не препятствуя образованию общей ванны расплавленного металла и формированию металлической связи
...
Силы, действующие на металл ядра и находящиеся в нем частицы ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ МЕТАЛЛА ПРИ СВАРКЕ Пластическая деформация происходит на протяжении всего процесса образования соединений, начиная от создания электрического контакта до проковки или осадки деталей
...
Особенно велика роль этого процесса при стыковой сварке, когда энергия пластической деформации имеет большое значение в образовании металлической связи
...
В общем случае образование физического контакта в результате удаления поверхностных пленок и выравнивания рельефа достигается в основном за счет пластического течения металла вдоль стыка под действием хг
...
Применение же чрезмерно больших усилий осадки может привести к потере устойчивости деталей и снижению пластичности соединений, связанному с интенсивной деформацией и искривлением волокон
...
Рост этих зазоров оказывает благоприятное влияние на сохранение высокой плотности тока в зоне сварки за счет образования своеобразного рельефа и ограничения площади контактов
...
Поэтому для обеспечения необходимой деформации металла при сварке теплопрочных металлов целесообразно использовать мягкие режимы при значительных усилиях
...
ДЕФЕКТЫ СВАРКИ И ПРИЧИНЫ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ Получение соединений с оптимальными свойствами определяют соответствующими условиями протекания основных процессов
...
Отклонение от нее вследствие действия различного рода возмущений, связанных как с работой оборудования, так и с технологическими факторами, вызывает нарушение условий протекания основных и неблагоприятное развитие сопутствующих процессов
...
Для стыковой сварки характерен тип непровара, связанный с отсутствием металлической связи между отдельными участками и сохранением окисной пленки в стыке
...
Обычно этот дефект наблюдается при наличии на поверхности жаропрочных металлов окисной пленки или толстого слоя плакировки на поверхности алюминиевых сплавов
...
Возникновение выплеска связано с ограниченностью электрического контакта при снижении усилия, перекосе электродов, неудовлетворительном состоянии поверхностей, что приводит к увеличению плотности тока и температуры
...
Образование конечного выплеска объясняется локальным раскрытием зазора между деталями при тепловом расширении металла, при относительно высоком значении о
...
Предотвращение дефектов при стыковой сварке достигается улучшением рельефа оплавленной поверхности, увеличением скорости осадки и другими средствами, которые приводят к наиболее полному удалению жидкого металла при минимально возможной степени деформации околошовной зоны
...
Изменение структуры и свойств сварного соединения может привести к снижению пластичности при соединении закаливающейся стали, увеличению зерна в околошовной зоне при длительном оплавлении, окислению металла при ухудшении условий защиты и т
...
При стыковой сварке стали в зоне стыка наблюдается обезуглероживание металла, которое связано с выгоранием углерода и выдавливанием металла, находящегося в жидком или твердо
...
Наличие продуктов взаимодействия на поверхности деталей ухудшает их коррозионную стойкость, а повышенное выделение теплоты в контактах снижает стойкость электродов
...
Для каждого конкретного металла можно найти некоторый оптимальный режим — наиболее благоприятную программу нагрева и напряженного состояния, которая обеспечила бы получение соединений заданных размеров и наилучшую свариваемость
...
Размеры соединений при точечной и шовной сварке, мм Толщина Диаметр Ширина Минимальная нахле тонкой литого стка при одноряд Минимальный технологический детали ядра шва ном шве шаг точек Сталь, Низко Коррозион Минимальные Легкие Легкие легиро но
...
При стыковой сварке для равномерного нагрева и деформации обеих заготовок форма и сечение их должны быть приблизительно одинаковы, а разность в диаметрах не превышает
...
Коэффициенты теплои температуропроводности оказывают влияние на ширину зоны термического влияния, вероятность кристаллизации металла в процессе оплавления, температуру в контакте электрод — деталь и т
...
Предел текучести и другие показатели пластичности, например сужение г|т, определяют развитие пластической деформации и тем самым склонность к выплеску, полноту удаления окисных пленок и вероятность непроваров при стыковой сварке
...
Термомеханическое воздействие на металл может быть в значительной мере снижено за счет рационального построения режимов по току и усилию с применением последующей термообработки в машине, использованием защитных сред и т
...
Высокая температура плавления и плотность пленок затрудняют их удаление при формировании электрического и физического контактов, особенно когда металл находится в твердом состоянии
...
Наличие влаги в гидроокисных пленках, продуктах коррозии приводит к дополнительному окислению металла, вызывая образование непроваров и повышенный износ электродов
...
Влияние пленок на процесс сварки может быть уменьшено путем увеличения деформации металла, тщательной подготовки поверхностей деталей перед сваркой, нагревом в инертной или восстановительной атмосферах
...
Она отличается малой чувствительностью к ТМВ, узким интервалом кристаллизации и поэтому может свариваться точечной сваркой при постоянном усилии одним импульсом тока малой длительности
...
Низколегированная и углеродистая сталь характеризуется высоким сопротивлением пластической деформации, значительным интервалом кристаллизации и склонностью к закалке, что вызывает существенное снижение пластичности металла и образование трещин
...
Титановые сплавы — относительно пластичные металлы с низкой электрои теплопроводностью, весьма активные по отношению к газам, содержащимся в атмосфере
...
По аналогии с металлами предыдущей группы сила сварочного тока невелика, а величины усилий и длительность нагрева приблизительно такие же, как при сварке низкоуглеродистых сталей
...
Газовым пламенем при помощи газовой горелки можно производить сварку плавлением черных и цветных металлов, наплавку твердых и цветных сплавов, правку, пайку, огневую зачистку поверхности и другие операции
...
Сгорание горючих в смеси с кислородом сопровождается развитием различных температур пламени, степени концентрированности, выделяющейся теплоты, разного газового состава пламени и его воздействия на металл
...
Поверхность ядра очерчена тонким светящимся слоем газовой смеси, в котором происходит ее воспламенение, где противоположно направленные скорости движения газовой смеси и горения равны
...
Размеры и форма сварочного пламени зависят от величины и скорости распространения реакции горения в газовом объеме, которая для различных горючих неодинакова
...

Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. Т. 4
Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. Т. 3
Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-х т. Т. 2
Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. Т. 1
Материаловедение: Учеб. пособие
Справочник по металлопрокату
Марочник сталей и сплавов: Справочник

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. Т. 1