Главная


Оcновы сварки судовых конструкций




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 20 ... 60 ... 100 ... 140 ... 180 ... 220 ... 260 ... 279
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


скачать книгу Оcновы сварки судовых конструкций




Давление газов в этом пузыре (7...9 г/см1') совместно с давлением дуги оттесняет жидкий металл в хвостовую часть ванны; повышенные силы тока при этом способе увеличивают механическое давление дуги, что приводит к более глубокому проплавленню металла. Насыпной слой флюса и шлак надежно защищают реакционное пространство и затвердевающий металл от воздействия газов атмосферы.
...
Этот способ сварки имеет широкое распространение в промыш­ленности и применяется для сварки и наплавки различных по сво­им свойствам металлических материалов. Он обладает высокой производительностью, обеспечивает высокое качество шва и ста­бильность свойств сварного соединения, обладая более низким (по сравнению с ручной сваркой) расходом сварочных материалов и электроэнергии.
...
Высокая производительность процесса достигается возможнос­тью использовать более высокую плотность тока (200...250 А/мм2), что обеспечивается значительно меньшим вылетом электродной про­волоки по сравнению с ручной сваркой (/г < 70 мм). Токовая нагрузка на соответствующий диаметр электрода может доходить до 2000 А. Именно это ведет к увеличению глубины проплавлення основного металла и скорости плавления электродной проволоки. Наибольшее распространение получила сварка одной электродной проволокой, хотя существуют варианты двух- и многодуговой сварки. Во всех видах механизированной сварки электродная проволока в зону дуги подается специальным механизмом подачи; при автоматической свар­ке дуга вдоль шва перемещается также при помощи механизма пере­мещения, а при полуавтоматической ее перемещает сварщик-опера­тор.
...
Основными параметрами автоматической сварки являются: диа­метр электродной проволоки сіі
...
Параметры режима сварки определяют основные параметры про­плавлення (Л - глубину провара, g - высоту усиления и е - ширину шва), качественная взаимосвязь которых показана на рис. 2.17.
...
Недостатками сварки под флюсом является то, что из-за сыпуче­сти флюса она может выполняться практически только в нижнем по-
...
ложенпп (наклон к горизонтальной плоскости не более 15°), а также затруднена уборка флюса после сварки (для этого применяются спе­циальные флюсоотсосы).
...
Рис. 2.17. Влияние на параметры проплавдепия металла основных параметров режима автоматической сварки под флюсом:
...
пяться как с разделкой одной или двух кромок (с полным проваром стенки), так и без разделки кромок (корень соединения не проварен).
...
Дуговая сварка в защитных /азах может выполняться в инертных и активных газах. К первым относится аргон и гелий, наиболее ярким представителем вторых является углекислый газ. Сварка в инертных газах может производиться неплавящпмся (вольфрамовым) (рис. 2.19, а)
...
Первый вид может выполняться ручным пли механизированны­ми способами (полуавтоматическая или автоматическая сварка). Оба эти способа относятся к струйной защите, когда струя защитного газа, вытекающая из сопла горелки, оттесняет воздух из реакционной зоны, а инертный газ, окружающий дугу и ванну жидкого металла, не реаги­рует с последним при любой температуре. Кроме этого, именно в инер­тном газе наблюдается высокая стойкость вольфрамового электрода из-за его большого химического сродства к кислороду.
...
Основной инертный газ, применяемый на практике, - аргон. Возмож­но применение гелия или аргоногелиевых смесей. Способ широко рас­пространен для сварки металлов относительно малой толщины (1,0...5,0 мм) при небольшой протяженности соединений, расположен­ных во всех пространственных положениях. Преимущественное примене­ние способа - для сварки конструкций из высоколегированных сталей и химически активных металлов и их сплавов (алюминий, титан, цирко­ний и т. д.). Сварка свободно истекающим потоком газа имеет свои особенности (рис. 2.20, о).
...
ванны. Пограничный стой зоны защиты содержит переменный состав защитного газа, концентрация которого убывает от потенциального ядра к границе наружного слоя. Струя газа, истекающая из сопла горелки и имеющая потенциальное ядро с постоянной концентрацией газа, натекая на свариваемую поверхность, деформируется (рис. 2.20, б), увеличивая зону надежной защиты, диаметр которой можно определить по эмпири­ческой формуле
...
Основным недостатком способа ручной сварки неплавящимся электродом является его малая производительность и относительная дороговизна, связанная со стоимостью инертных газов. Поэтому спо­соб практически не применяют при сварке толстолистовых сварных соединений из перлитных сталей различных марок. В ряде случаев его используют лишь для сварки корня шва, где удается получить удовлетворительное формирование обратного валика (например, при У-образной разделке для стыков стальных трубопроводов).
...
Качество формирования шва зависит от диаметра присадочной проволоки и скорости ее подачи в зону сварки. Следует отметить, что увеличение диаметра присадочной проволоки снижает глубину проплавленпя. Ориентировочно диаметр присадки выбирают в зави­симости от силы тока или прямо связанного с ней диаметра вольфра­мового электрода
...
Качество струйной защиты зависит от длины начального участка струи Я (см. рис. 2.20), конструкции и геометрии сопла, расхода за­щитного газа через него. Основным недостатком такой защиты явля­ется возможность ее нарушения поперечными потоками воздуха (сквозняками). При этом открывается доступ воздуха в зону сварки и связанное с этим окисление и азотирование металла шва. Есть спо­собы, уменьшающие «сдувание» защиты (специальные конструкции выходных сопел, увеличение расхода газа), однако они не решают вопроса кардинально. Поэтому был предложен другой путь - созда­ние специализированных установок, в которых сварка ведется в кон­тролируемой атмосфере инертного газа. Эти установки могут быть от-
...
носнтельно простыми, где в небольшом, изолированном от воздуш­ной атмосферы и заполненном инертном газе объеме сварка ведется через уплотненные резиновые рукава ручным способом. Но большее применение имеют установки с контролируемой инертной атмосфе­рой (рис. 2.21), где сварка (ручная или механизированная) ведется операторами, находящимися в специальных скафандрах, внутри ус­тановки (в объеме, заполненном инертным газом). Она представляет собой жесткий герметично выполненный корпус, изготовленный из коррозионноустойчивой стали. Перед заполнением инертным газом при помощи системы вакуумирования в установке создается вакуум не менее 10 3 мм рт. ст.
...
зависят от общего объема установки и габаритов изготавливаемых изделий, людского шлюза - берутся из расчета одновременного шлю­зования двух операторов. Грузовой шлюз вакуумируется и заполня­ется инертным газом так же, как и основной объем установки. По-иному эксплуатируется шлюз для людей. После входа операторов, одетых в герметичные мягкие костюмы из прорезиненной ткани с индивидуальным жизнеобеспечением (или подачей и отводом воздуха специальной системой), и закрывания обеих дверей шлюз снизу проду­вается аргоном. Аргон тяжелее воздуха, он вытесняет последний через верхние клапана шлюза; после этого открывается внутренняя дверь, и операторы входят в основной объем установки. Операторы открывают внутреннюю дверь грузового шлюза, куда заранее помещены детали сва­риваемой конструкции, необходимое оборудование и инструмент, и на специальной тележке транспортируют на рабочее место, где начинается сборка и сварка конструкции. В процессе работы может нарушаться за­ранее установленная чистота газовой атмосферы из-за газовыделений из расплавленного металла, скафандров, смазки механизмов и т. д. Для доведения инертной атмосферы до нужной чистоты и удаления приме­сей служит система газовой очистки, а для контроля за содержанием примесей - система контроля. В первой системе газ при помощи побу­дителя (вентилятора) прогоняется через ряд блоков, где происходит очи­стка от паров воды, кислорода и азота. Система контроля может рабо­тать в автоматическом режиме: как только содержание примесей превысит заданный уровень, включается система газовой очистки, ко­торая будет работать до тех пор, пока чистота газа не достигнет первона­чальной заранее заданной. Температура газовой атмосферы внутри ус­тановки поддерживается в комфортных пределах при помощи системы терморегуляции. На практике такие установки представляют собой сложные и дорогостоящие инженерные сооружения объемом до 100 м-1. Однако дороговизна эта довольно быстро окупается за счет:
...
Строительство и эксплуатация таких установок оправданы тогда, когда другие способы сварки не обеспечивают стабильности уровня качества сварных швов (особенно это проявляется при сварке конст­рукций из химически активных металлов и сплавов).
...
С 1960 г. все более широко применяется полуавтоматическая и авто­матическая сварки плавящимся электродом в активном защитном газе-СО, (см. рис. 2.19, б).
...
Гелевые смеси изменяют форму провара, повышают температуру сварочной дуги и производительность труда. Существует еще ряд смесей системы Аг-Не-С02-0.,. Изменение химического состава смеси приводит к изменению ее теплофизических характеристик и потенциала ионизации, что и является причиной изменения пара­метров проплавлення и формирования шва. По сравнению со свар­кой в чистом СО.,, сварка в многокомпонентных смесях обладает определенными преимуществами. Прежде всего, наблюдается зна­чительное уменьшение разбрызгивания электродного металла, а это ведет к резкому уменьшению объема работ по удалению брызг с ме­талла шва и околошовных участков (т. е. к уменьшению трудозатрат). Практические свойства металла шва, выполненного в смеси, остают­ся на уровне свойств металла шва, сваренного в СО,, удлинение рас­тет в среднем на 8... 10%. ударная вязкость (КСЛ) увеличивается в 1,5-2 раза в зависимости от состава смеси.
...
При использовании многокомпонентных смесей предпочтитель­нее готовые смеси, так как иначе требуется применение специальных
...
газовых смесителей с соответствующей системой контроля за соблю­дением заданного состава. Следует отметить, что применение много­компонентных газовых смесей при полуавтоматической сварке в мировой промышленности ежегодно растет.
...
Плазменную сварку и резку часто называют сваркой сжатой дугой (рис. 2.22). В специальном плазмотроне в цилиндрическом канале про­исходит обжатие столба дуги, горящей между вольфрамовым элект­родом и изделием, потоком плазмообразующего газа, проходящим через канал сопла (отсюда термин - сжатая дуга).
...
подкладке затруднено. Поэтому часто удовлетворительного форми­рования удается достичь только при создании сквозного отверстия в головной части ванны, через которое удаляются раскаленные газы и пары металла. Правда, такой процесс возможен в весьма узких диапа­зонах режима.
...
Плазменная сварка имеет две разновидности процесса: плазмен­ной струей прямого и косвенного действия. В первом случае источ­ник тока одним полюсом подключается к электроду плазмотрона, вто­рым - к изделию. Второй вид предполагает подключение источника тока одним полюсом к электроду, а вторым - к соплу плазмотрона. Здесь активные пятна дуги находятся на вольфрамовом электроде и внутренней боковой поверхности сопла. Дуговая плазменная струя представляет собой интенсивный источник теплоты с широкими тех­нологическими возможностями. Плазменной струей можно свари­вать практически все металлы и сплавы в нижнем и вертикальном положении. Процесс имеет высокую производительность и позволя­ет без разделки кромок сваривать толщины до 15 мм (дугой со сквоз­ным проплавлением). Высокая концентрация энергии обеспечивает специфическую, «кинжальную» форму проплавления с малой шири­ной и большой глубиной провара. Весьма успешно применяют плаз­му и для резки металлов. Этот процесс основан на расплавлении ме­талла в зоне реза и его последующем выдувании потоком плазмы. Малые толщины режут дугой косвенного действия.
...
В последнее время, с появлением более стойких водоохлаждае-мых циркониевых и гафниевых электродов, в качестве плазмообра-зующего газа используют воздух. Высокая концентрация энергии плаз­менной струн обеспечивает относительно большую скорость резки и по сравнению с кислородно-ацетиленовой резкой уменьшение дефор­маций кромок вырезаемых деталей в 2-2,5 раза.
...
Электрошлаковая сварка (ЭШС) используется для расплавле­ния металла теплотой, выделяемой при прохождении тока через рас­плавленный шлак. Свариваемые детали с определенным зазором ус­танавливаются вертикально (рис. 2.23).
...
Автомат передвигается по поверхности листа по специальной зуб­чатой рейке, установленной рядом с выполняемым швом. Шов фор­мируется между торцами листов в зазоре, с обеих сторон закрытом неподвижной подкладкой и водоохлаждаемым ползуном. Процесс начинается как дуговой на подкладной планке при неподвижной дуге. По мере наведения шлаковой ванны дуга гаснет (шунтируется), и про­цесс расплавления идет за счет теплоты, выделяемой при протекании тока через расплавленный шлак. Количество выделенной теплоты
...
Теплота равномерно распределяется по объему сварочной ванны и приводит к оплавлению кромок и расплавлению электродной про­волоки. Такое распределение теплоты особенно благоприятно при сварке больших толщин, что позволяет за один проход сваривать эле­менты различных конструкций толщиной 100 мм и более. Преиму­ществом процесса является высокая производительность, сравнитель­ная простота, возможность автоматизации. В качестве электрода применяют проволочные системы (одна или несколько проволок), электродные пластины или плавящиеся мундштуки. Выбор системы и конструкции автомата диктует толщина и форма свариваемых кро­мок.
...
Электронно-лучевая сварка (ЭЛС). При этом способе сварки (рис. 2.24) источником нагрева служит концентрированный поток электронов, имитируемый катодом электронно-лучевой трубки. Тепло выделяется в металле в результате торможения электронов, разогнан­ных в трубке до высоких скоростей и накопивших большой запас кине­тической энергии. Сварка осуществляется в вакууме 10 '...10 'мм рт. ст. в специальных камерах. Вакуум позволяет сваривать химически
...
шва, подрезы и др. Используются прямоугольные или синусоидальные поперечные колебания в широком диапазоне частот (10...800 Гц) с ам­плитудой колебаний 0,5...2,0 мм. Иногда наряду с поперечными коле­баниями применяют продольные. Луч может работать в постоянном или импульсном режиме. В последнем случае тепловыделение допол­нительно регулируется частотой и длительностью сварочных импуль­сов.
...
Лазерная сварка и резка. Лазер представляет собой оптический квантовый генератор, создающий когерентное излучение определен­ной длины волны. По виду активного вещества излучателя лазеры разделяют на твердотельные и газовые, работающие в импульсном режиме и режиме постоянного излучения.
...
В современных твердотельных лазерных сварочных установках (рис. 2.26, а) в качестве активного элемента может использовать­ся монокристалл рубина, стекло с примесью неодима или других редкоземельных элементов; эти лазеры работают в импульсном режиме излучения. В качестве генератора возбуждения здесь ис­пользована газоразрядная лампа. Если кристалл рубина осветить зеле­ным светом лампы накачки, то ионы хрома возбуждаются и переходят на более высокий энергетический уровень. Однако уровень этот нестаби­лен, и частицы быстро переходят (безызлучательно) на промежуточный метастабильный уровень. По мере достаточной заселенности этого уров­ня переход хотя бы одной частицы на низший энергетический уровень вызывает лавинообразный переход из него и других частиц, что приво­дит к созданию когерентного излучения с определенной длиной волны.
...
При воздействии лазерного излучения на металлы возможны два механизма резки - плавлением и испарением. Поверхность разруше­ния, или так называемый канал реза, существует по всей разрезаемой толщине и перемещается в процессе резки со средней скоростью в направлении резки. Практически работает первый механизм, так как реализация второго затруднена в связи с достаточно высокими удель­ными энергозатратами. При лазерной резке часто используют кисло­род в качестве вспомогательного газа, который обеспечивает выделе­ние в канале реза дополнительной теплоты экзотермической реакцией. Кроме этого, кислород способствует предварительному окислению металла и уменьшению его отражательной способности, сдуванию и выносу из зоны резки расплавов и продуктов сгорания металла, чем обеспечивает одновременный приток кислорода к фронту реакции горения.
...
Ширина реза зависит от степени фокусировки луча и скорости резки. Толщина разрезаемого материала напрямую связана с мощно­стью излучения.
...
Важным является то обстоятельство, что при высокой концентра­ции нагрева и относительно высоких скоростях реза уменьшается ширина зоны упруго-пластической деформации и, как следствие, уменьшается деформация и увеличивается (по сравнению с кисло­родно-ацетиленовой и плазменной резкой) точность вырезаемых де­талей. Большим затруднением при лазерной сварке и резке является транспортировка луча к месту выполнения операции. Как правило, она осуществляется оптическим способом, что часто приводит к со­зданию сложных и тяжелых в эксплуатации систем. Видимо, приме­нение в ближайшем будущем стекловолокнистых проводников из-за их гибкости значительно упростит эту операцию.
...
со сваркой плавлением, панка, тем не менее, значительно от нее от­личается. Папка происходит при температурах ниже температур плавления металла соединяемых детален, и формирование шва свя­зано с капиллярным течением жидкого металла, заполняющего за­зор. При пайке не происходит высокотемпературного нагрева дета­лей, что не приводит к их деформации, а низкотемпературный нагрев позволяет сохранить неизменность структуры и свойств основного металла. Пайка (в противоположность сварке) образует разъемные соединения.
...
Химическая очистка производится путем обезжиривания деталей и их травления с последующей промывкой в воде. Обезжиривание проводят с целью удаления с поверхности жировых загрязнений. Составы для обезжиривания разнообразны и зависят от химическо­го состава деталей, подлежащих обезжириванию, а также от характе­ра и степени загрязненности деталей. Так, для обезжиривания повер­хности стальных и чугунных деталей применяют состав, содержащий: едкий натр (15...30 г/л), углекислый натрий (10...35 г/л), тринатрий-фосфат (10...65 г/л). Для обезжиривания поверхностей алюминие­вых деталей: едкий натр (10 г/л), углекислый калий (50...60 г/л) и жидкое стекло (30 г/л). Консервирующие смазки с поверхности из­делий со сложной конфигурацией, с внутренними полостями и глу­бокими отверстиями удаляют с помощью органических растворите­лей - бензина, ацетилена, дихлорэтана и др.
...
Химическое травление. Составы ванн для химического травления весьма разнообразны и зависят от химического'состава металла дета­лей, подлежащих травлению, Так, для углеродистых сталей применя­ют состав: серная кислота (150 г/л), хлористый натрий (4 г/л), при­садка КС (4 г/л); для алюминия и его сплавов: едкий натр (20...35 г/л) и углекислый натрий (20...30 г/л). Существуют и другие способы травле­ния (электрохимическое, с применением ультразвука, одновременное обез­жиривание и травление).
...
Следует отметить, что наряду с тщательной подготовкой поверх­ности детали перед пайкой, в процессе пайки происходит окисление металла из-за нагрева поверхности. Да и на подготовленной поверх­ности могут возникнуть окисные пленки в процессе длительного хра­нения деталей после обработки поверхности. Поэтому при пайке прак­тически всегда применяют флюсы, которые предназначены для защиты металла от окисления кислородом из окружающей среды, очистки поверхностей от окисных пленок и улучшения смачиваемости метал­ла припоем.
...
Флюс для пайки должен иметь меньший удельный вес и температу­ру плавления, чем припой, и в расплавленном виде хорошо смачивать металл. Эти свойства способствуют очистке поверхностей от окисных пленок до плавления припоя и вытеснению флюса по мере растекания припоя. В зависимости от свойств паяемых металлов и применяемых для них припоев флюсы можно разделить на три группы.
...
1. Флюсы, предназначенные для пайки мягкими припоями па ос­нове олова и свинца. Основой таких флюсов служат органи­ческие соединения (канифоль, вазелин), хлориды цинка пли аммония. Флюсующий эффект канифоли (7^ =125 °С) связан
...
с содержанием в ней абиетиновой кислоты, растворяющей некоторые оксиды. При температуре 300...400 °С канифоль разлагается с выделением углерода и водорода, что ведет к интенсификации восстановления окислов паяемого металла. В нашей стране и за рубежом разработано большое количе­ство флюсов для низкотемпературной пайки черных и цвет­ных металлов. Перечисленные выше органические вещества в чистом виде в настоящее время применяются редко. Большое применение нашли органические флюсы, активированные различными неорганическими соединениями. Такие флюсы используются для пайки не только меди и ее сплавов, но и конструкционных углеродистых и коррозионностойких вы­соколегированных сталей. Примером может служить флюс ЛМ-1, предназначенный для пайки хромоникелевых, корро­зионностойких сталей припоем с содержанием олова 30%. Он имеет состав: ортофосфорная кислота 32%, канифоль 6%, спирт этиловый 62%. Температурный интервал активности флюса составляет 200...240 °С. Другой флюс состава: хлорис­тый цинк 48%, хлористый аммоний 12% и вода 40% - пред­назначен для пайки углеродистых и низколегированных ста­лей, меди, никеля и их сплавов и имеет температурный интервал активности 150...320 °С.
...
Флюсы, предназначенные для пайки твердыми припоями. Они содержат фтористые соединения (RF, Ca Fe,, и др.)> фторобо-раты (KBFr NaBF, и др.) и обязательно борный ангидрид В ,0,, борную кислоту H.jBO., или плавленую буру Na.^O-. Флюсы получают методом сплавления компонентов, используют сплав в виде порошков или паст, замешанных на воде, спирте или других связках. Так, для пайки конструкционных и кор­розионностойких легированных сталей служит флюс марки ПВ209, имеющий состав: калия фтористого 41...43%, оксида бора 34...36%, тетрафторбората калия (KBF4) 22...24%. Тем­пературный интервал активности 800... 1200 °С. Флюс марки 18В служит для пайки сталей, никелевых, медных сплавов серебряными припоями; содержит фтористый калий и бор­ную кислоту; его температурный интервал 550...850 °С. Флюсы, предназначенные для пайки алюминия и его сплавов (фториды и хлориды металлов). Примером может служить флюс марки Ф5, содержащий хлористый калий (45%), хлори­стый магний (28%), фтористый натрий (10%), хлористое оло­во (3%), хлористый кадмий (4%). Температурный интервал его
...
Одновременно с выбором марки флюса выбирают состав припоя. При сварке мягкими (низкотемпературными) припоями большое распространение имеют оловянно-свинцовые припои марок ПОС (ПОС-90, ПОС-40, ПОС-61 и т. д.). Так, припой ІІОС-61, имеющий состав цинка 60...62% (остальное - свинец), имеет температуру нача­ла плавления 190 °С и служит для лужения и пайки медных деталей (радио- и электроаппаратура).
...
Разнообразен состав припоев для высокотемпературной пайки твердыми припоями. Он в основном зависит от состава паяемого металла и условий эксплуатации конструкции. По системе легирова­ния эти припои делятся на несколько групп.
...
Серебряные и палладиевые припои. Эти припои, содержащие се­ребро, обладают повышенной тепло- и электропроводностью, высо­кой пластичностью, прочностью, коррозионной стойкостью и тех­нологичностью. Позволяют производить нагрев различными способами в различных средах. Применяются серебряные припои с содержанием меди, цинка, кадмия, олова, фосфора и других эле­ментов. Особо широкое распространение в промышленности полу­чили припои марки ПСр72, содержащие 71,5...72,5% серебра (ос­тальное - медьХ и ПСр, содержащие 39,0...41,0% серебра, 16,0... 17,4% меди и 16,2... 17,8% цинка. Эти припои обладают высокой техноло­гичностью.
...
Медно-цинковые припои представляют собой двойные сплавы меди и цинка в различных соотношениях. Интересны припои с содержани­ем цинка менее 39%; они имеют однофазную структуру и обладают наибольшей пластичностью. Иногда в их состав вводят олово и крем­ний в небольших количествах (до 1%). Олово снижает температуру плавления припоя и повышает его жидкотекучесть, а кремний сни­жает испарение цинка. Примером служит припой, содержащий 34...38% меди (остальное - цинк); температура его плавления 800...825 °С. Применяют припои этого типа для пайки углеродистых сталей и меди при нагреве ТВЧ, в соляных ваннах, газовой горелкой.
...
Медно-фосфористые припои. Сплавы меди с фосфором (4...9%) обладают высокой жидкотекучестыо и коррозионной стойкостью, имеют сравнительно низкую температуру плавления и могут служить заменой серебряных и медно-цинковых припоев при пайке меди и ее сплавов.
...
В припои для пайки алюминиевых сплавов входят кремний, се­ребро, медь, цинк, кадмий и др. Наибольшей коррозионной стойкос­ти
...
тью обладают припои с кремнием (4... 13%). Так, припой марки 35А содержит 20...22% меди, 6,5...7,5% кремния (остальное - алюминий) и имеет диапазон температур плавления 500...540 °С.
...
Процессы пайки деталей из различных материалов имеют свои технологические особенности. Так, окисная пленка на поверхности низкоуглеродистых и низколегированных сталей обладает низкой химической стойкостью и легко восстанавливается в атмосфере кис­лорода, диссоциировавшегося из аммиака, в продуктах сгорания сме­сей воздуха с горючими газами. При пайке закаливающихся низко­легированных сталей возможен их отпуск в процессе пайки, что может привести к изменению их механических свойств. Поэтому пайку ве­дут при температуре высокого отпуска с применением припоев и флю­сов, обеспечивающих получение высококачественных паяных соеди­нений (припой ПСр-40 и флюс ПВ209). Повышенные скорости охлаждения соединения после пайки (если они требуются) можно обеспечить обдувом сжатым воздухом либо водяным охлаждением.
...
При пайке коррозионностойких сталей, легированных хромом и ни­келем, аустенитных, мартенситных и аустенитно-ферритных сталей на их поверхности образуются оксиды хрома, химически более стойкие, чем на нелегированных сталях. Поэтому их пайка представляет значи­тельные трудности и требует выбора активных флюсов и газовых сред. При низкотемпературной пайке этих сталей паяльником или газовой горелкой применяют канифольно-сниртовые флюсы с добавкой орто­фосфорної! кислоты. Пайка таких сталей отличается за счет нанесения на соединяемые поверхности таких технологических покрытий как медь, серебро, никель. Это связано с тем, что в расплавленном состоянии флюсы практически не активируют поверхность стали и не защищают ее от кис­лорода воздуха. Растекаемость оловянисто-свинцовых и других легко­плавких припоев в этом случае можно улучшить предварительным лужением поверхности с применением активных флюсов; при этом при­пой можно наносить с помощью паяльника или горелки. Высокотемпера­турную пайку коррозионностойких сталей можно проводить серебря­ными, медными, никелевыми и другими припоями. Для пайки этих сталей в частности применяют чистую медь в качестве припоя; она хоро­шо смачивает поверхность етапі при пайке в среде аргона с тетрафтори-стым бором (В1\) при температуре 1150 °С.
...
Пайка алюминия и его сплавов низкотемпературными припоями за­труднительна. Как правило, пайку производят с предварительным нане­сением на поверхность паяемых деталей технологических покрытий: медь, гальванический или химический никель, серебро, цинк - толщи­ной 15...25 мкм. Эти покрытия могут наноситься термовакуумным
...
напылением, электрохимическим, химическим или другими спосо-оамп. Лужение паяльником проводят абразивным или ультразвуко­выми методами. При абразивном лужении оксидную пленку удаля­ют металлической щеткой, шабером, абразивным паяльником. Соединения, выполненные оловянно-свинцовымп припоями, при работе в нагруженных узлах и коррозионных средах склонны к щеле­вой коррозии, поэтому применение этих припоев не рекомендуется. Высокотемпературная флюсовая пайка алюминия и его сплавов мо­жет производиться с применением газопламенного нагрева (наряду с другими способами нагрева). При этом используют бензиновоздуш-ные и газовоздушные смеси. Ацетилено-кислородное пламя непри­годно, так как оно снижает активность флюса.
...
При пайке, в подавляющем большинстве случаев, прочностные ха­рактеристики припоя и паяного шва (ав и а()2) ниже, чем аналогичные характеристики соединяемых металлов. Поэтому для получения рав­нопрочных соединений при пайке внахлестку увеличивают площадь спая (рис. 2.27).
...
во многом упрощают сборку деталей. Для обеспечения равнопрочнос-ти стыковых соединений при пайке необходимо увеличить площадь поперечного сечения деталей путем создания косых стыков (рис. 2.28).
...
Если речь идет о пайке чистых металлов (медь, алюминий, никель), то равнопрочность соединений обеспечивается без развитых поверх­ностей контакта, так как прочность применяемых для этих металлов припоев выше прочности соединяемых металлов. Важным фактором, определяющим прочность паяных соединений, является величина за­зора между соединяемыми деталями. При очень большом зазоре проч­ность соединения на разрыв практически близка к прочности припоя. С уменьшением зазора до определенного предела прочность растет. Это связано с эффектом контактного упрочнения мягкой паяной прослой­ки за счет сдерживающего влияния стенок и образованием в мягком паяном слое объемного напряженного состояния. Если припой актив­но взаимодействует с паяемым металлом, то с уменьшением зазора может изменяться химический состав припоя в шве, что может слу­жить как повышению, так и понижению прочности соединения. В очень узком зазоре могут возникать непропаи и, как следствие, снижение прочности соединения. Величина зазора при ответственной пайке ко­леблется в пределах 0,05...0,25 мм при высокой чистоте обработки по­верхности. При пайке неответственных деталей допускается более гру­бая поверхность (прокат) при зазорах 0,5...1,0 мм. Возможные дефекты в паяном соединении (непропай, поры, трещины) понижают прочность соединения. Предотвращение этого рода дефектов возможно при пра­вильном выборе припоев и флюсов, хорошей подготовке кромок, тща­тельной сборке, равномерном нагреве и контролируемом времени пай­ки.
...
Обычно сварка позволяет получать соединения с прочностью и пластичностью выше, чем у паяных соединений. Однако пайка дает эффект в следующих случаях:
...
Если такие соединения выполняются методом капиллярной пайки, то уже при их проектировании необходимо предусмотреть выточки и желобы для размещения припоя и флюса. Нахлесточные соединения
...
В судостроении пайка применяется для выполнения разного рода жестяницких работ (в основном это пайка мягкими припоями при различного рода ремонтных работах). Здесь применяются обычно припои на медной и серебряной основе, пайка ведется с помощью ацетилено-кислородного пламени. В судовом машиностроении с по­мощью пайки изготавливают лопатки паровых и газовых турбин, на­правляющие газовых турбин, радиаторов, теплообменников, холо­дильников, сильфонов и т. д. К ряду соединений в подобных узлах часто предъявляют требования жаропрочности, жаростойкости, стой­кости против газовой коррозии и пр. Поэтому при изготовлении уз­лов таких конструкций часто применяют металлокерамическую кон­тактно-реактивную и диффузионную пайку - эти способы позволяют получать паяные соединения высокой прочности.
...
Широко используется пайка в судовом приборостроении, при изготовлении деталей электро- и радиоаппаратуры (соединение ме­таллов со стеклом, керамикой, графитом).
...
3. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ. СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
...
имеются прикатодная и прпанодная области, отделяющие столб дуги от электродов. Области эти невелики по протяженности, tía элект­родах находятся катодные и анодные пятна, имеющие высокую тем­пературу нагрева. Катодное пятно является тем участком электрода, которое эмитирует (излучает) электроны. Происходит это в силу процесса термо- и автоэлектронной эмиссии, идущей с затратой энергии на выход электрона из поверхности катода, преодоления энергетического поверхностного барьера - раздела металл-газ. Элек­троны, разгоняясь до высоких скоростей в прикатодной зоне, попа­дают в столб дуги.
...
ную при разгоне иона в прикатодной зоне. Именно этот процесс при­водит к выделению геи.юты на катоде, ведущей к его нагреву и плав­лению.
...
Таким образом, в прикатодной области текут навстречу друг дру­гу два тока: электронный, в направлении от катода к столбу дуги, и ионный, направленный от столба к катоду. На катоде же идут два процесса: охлаждение за счет эмиссии электронов с катода (с погло­щением энергии) и нагрев за счет бомбардировки катода положи­тельно заряженными ионами. В столбе дуги также идут два процесса: образование частиц за счет ионизации и их потеря, вызванная их рекомбинацией и переходом на катод и анод. Причины ионизации таза в дуговом разряде могут быть различны.
...
В области анода электроны, поступившие из столба дуги к анодно­му пятну, наряду с работой выхода, накапливают достаточную кине­тическую энергию в прианодной зоне, которая при ударе потока элек­трона о поверхность анода переходит в тепловую и плавит металл анода. При падении напряжения IIл
...
Электрическая проводимость плазмы зависит от введения в нее различных веществ (например, паров металла, испаряемых при плав­лении электродов), так как от этого зависит ход процесса ионизации. Сам процесс определяется понятием потенциала ионизации, кото­рый представляет собой величину работы (выраженной в электрон-
...
вольтах), необходимую для удаления электрона из нейтрального ато­ма. Введение тем или иным путем (например, через покрытие) таких элементов как калий, барий, кальций приводит к понижению потен­циала ионизации, облегчению зажигания дуги и стабилизирует ее горение.
...
С понижением или увеличением электрической проводимости плазмы связана ее температура; известно, что увеличение плотно­сти тока в дуге увеличивает температуру плазмы. Эксперименталь­ные исследования показывают, что температура дуг с плавящимся элек­тродом находится в пределах 6000...8000 °С, неплавящимся (вольфрамовым) электродом 10000... 15000 °С, сжатой дуги 20000...30000 °С.
...
Электрическая энергия в дуге преобразуется в теплоту в трех ее зонах: катодной, анодной и столбе дуги. Это количество различно в разных зонах и зависит от потенциала ионизации, соотношения ион­ного и электронного тока, т. е. от состава покрытия, флюса, защитного газа. По различным данным, теплота, выделяемая на электроде-като­де, составляет 10... 15% от мощности дуги. Теплота, выделяемая на электроде-аноде, составляет примерно 35%, а в столбе дуги - 50...55% от общей мощности дуги. Таким образом, в зависимости от рода тока и его полярности на изделии и электроде может выделяться различ­ное количество теплоты. Количество теплоты, выделенное на катоде, зависит в основном от потенциала ионизации дугового газа, поэтому разница в тепловыделении грубо определяется способом дуговой свар­ки. В реальных условиях сварки при прямой полярности (анод на изделии) глубина проплавления оказывается меньше, чем на обрат­ной полярности (катод на изделии). Это объясняется тем, что актив­ное анодное пятно (площадь, где происходит интенсивное выделение теплоты) занимает большую площадь, чем катодное; это определяет форму дуги (рис. 3.2) и ширину ванны и шва на прямой полярности.
...
Режим горения дуги определяют два параметра: сила тока и на­пряжение на дуге. Между напряжением на дуге и ее длиной суще­ствует практически линейная зависимость (рис. 3.3)
...
Между током и напряжением в дуге при / =соп81 существует связь; в ее графическом изображении в координатах ток - напряжение она пред­ставляет кривую. На графике (рис. 3.4) эта кривая, названная статичес­кой вольт-амперной характеристикой (ВАХ) дуги, изображенная в об-
...
менее напряжения горения дуги приводит к перерыву ее горения. Не­смотря на кратковременность этого перерыва, плазма успевает остыть на несколько тысяч градусов, что требует более высокого напряжения по­вторного зажигания, а это ведет к перерывам горения дуги ти, и для ста­билизации процесса сварки на переменном токе требуются специальные меры.
...
Скорость плавления электрода дугой (а значит и скорость его по­дачи в зону горения дуги) пропорциональна силе сварочного тока. Количество расплавляемого в единицу времени металла связано с величиной сварочного тока зависимостью
...
тью обрыва дуги при переходе тока через ноль. Именно в это время резко снижается температура и степень ионизации плазмы (см. рис. 3.3, а).
...
Важным технологическим фактором плавления электрода явля­ется характер переноса металла в дуге. Он определяет не только воз­можность сварки в различных пространственных положениях, но и степень разбрызгивания металла. Существует четыре вида переноса металла в дуге: короткими замыканиями (когда дуга периодически гаснет вследствие замыкания дугового промежутка образовавшейся на электроде каплей), крупнокапельный без короткого замыкания, мелкокапельпый и струйный. Последний вид переноса наступает обычно при сварке плавящимся электродом в аргоне (или смеси га­зов) при определенной пороговой плотности тока, когда плавление электрода идет в виде мелких капель, как бы сливающихся в стекаю­щую с торца электрода струю расплавленного металла в сварочную ванну. Этот перенос весьма стабилен и дает минимум разбрызгива­ния электродного металла.
...
Конструкция источника питания сварочной дуги должна быть та­кова, чтобы обеспечивалось статически устойчивое горение дуги. Под этим понимают способность дуги длительное время гореть без обрыва и перехода в другие формы горения. Это требование выполняется за счет электрической устойчивости системы источник- дуга; она опре­деляется общим динамическим сопротивлением дуги и источника:
...
3.2. ТРЕБОВАНИЯ К ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ. ИХ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
...
где W - число витков дросселя; R - магнитное сопротивление сер­дечника дросселя; а - коэффициент магнитного рассеивания.
...
сердечника установкой на нем дополнительной катушки, питае­мой внешним источником постоянного тока (дросселем насыще­ния). Здесь уменьшение 7?ц достигается уменьшением значений по­стоянного тока в дополнительной обмотке подмагничивания и создаваемого ею постоянного магнитного потока. Положительны­ми сторонами такого варианта является отсутствие подвижных ча­стей и простота дистанционного управления внешней характерис­тикой.
...




Азотирование и карбонитрирование
Оcновы сварки судовых конструкций
Материаловедение
Російсько-український словник зварювальної термінології. Українсько-російський словник зварювальної термінології.
Металловедение для сварщиков (сварка сталей)