Теория сварочных процессов

Листать книгу

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

скачать книгу Теория сварочных процессов

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ЛУЧА С ВЕЩЕСТВОМ В результате встречи потока электронов с обрабатываемым веществом кинетическая энергия движущихся электронов при взаимодействии с атомами вещества превращается в другие виды энергии
...
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ЛУЧА С ВЕЩЕСТВОМ В результате встречи потока электронов с обрабатываемым веществом кинетическая энергия движущихся электронов при взаимодействии с атомами вещества превращается в другие виды энергии
...
Торможение электрона в веществе сопровождается кроме выделения тепловой энергии рядом различных побочных явлений и суммарное выделение энергии прн электронной бомбардировке поверхности расходуется на следующие основные процессы
...
Нагрев обрабатываемого материала электронным лучом осуществляется Б результате выделения энергии в поверхностных слоях вещества и дальнейшей теплопередачи ее во внутренние слои
...
Поскольку сварка — процесс, связанный с локальным плавлением и последующей кристаллизацией расплавленного металла, ширина зоны расплавленного металла имеет при сварке важное значение
...
Кроме того, от объема расплавленного металла зависят деформ ции и напряжения, возникающие после сварки в сварных конструкциях, что также требует регулирования объема сварочной ванны
...
По такому принципу сваривают блоки шестерен коробок передач автомобилей и станков, шевронные шестерни силовых передач, что значительно снижает трудоемкость их изготовления
...
Была установлена принципиальная возможность фокусирования светового потока на относительно небольших поверхностях и создания удельных плотностей энергии, достаточных для разогрева и плав
...
Устройства для технологического использования солнечной энергии в земных условиях имеют до сих пор сугубо экспериментальный характер, так как они требуют непрерывного слежения за перемещающимся относительно Земли Солнцем и зависят от состояния атмосферы
...
В некоторых областях технологического применения с лазером конкурируют электронный луч и полихроматические источники света, что связано прежде всего с более простым в изготовлении и эксплуатации оборудованием для осуществления процессов, в которых используются эти источники
...
ПОЛИХРОМАТИЧЕСКИЙ СВЕТ Обычное световое излучение часто называют полихроматическим светом, так как это электромагнитное излучение состоит из целого ряда волн различной длины, лежащих в диапазоне видимой части спектра
...
Устройства для технологического использования солнечной энергии в земных условиях имеют до сих пор сугубо экспериментальный характер, так как они требуют непрерывного слежения за перемещающимся относительно Земли Солнцем и зависят от состояния атмосферы
...
В обычных условиях атомы вещества излучают одновременно кванты различной энергии, так как переход электронов с одних орбит на другие не носит организованного характера, что и приводит к полихроматичности излучения
...
Полихроматичность увеличивает размер до сотен и тысяч микрометров, в результате чего максимальная концентрация энергии в пятне нагрева в данном случае не превышает
...
Кроме того, фокусировка ухудшается в связи с тем, что применяющиеся фокусирующие линзы и фокусирующие зеркала со сферическими поверхностями имеют отклонения от требуемой для точной фокусировки геометрии поверхности
...
Более целесообразным в промышленности считается использование не солнечной энергии, а специальных высокоинтенсивных источников полихроматического света типа ламп накаливания или дуговых
...
Нагрев полихроматическим светом применяют в промышленности в различных печах для сушки, нагрева и термообработки изделий, пайки, а иногда и сварки легкоплавких материалов
...
КОГЕРЕНТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА Обычный полихроматический свет, излучаемый нагретыми телами, состоит из набора большого числа гармонических колебаний, имеющих различные частоты, фазы которых хаотично изменяются во времени
...
Нагрев полихроматическим светом применяют в промышленности в различных печах для сушки, нагрева и термообработки изделий, пайки, а иногда и сварки легкоплавких материалов
...
До появления лазеров можно было генерировать когерентные радиоволны, но нельзя было генерировать когерентный свет, и только после создания лазера это стало возможным
...
Получение когерентных электромагнитных колебаний оптического диапазона благодаря их высокой частоте позволяет передавать по оптическому каналу связи гораздо больше информации, чем по радиоканалу
...
Для технологических применений энергии света необходима его фокусировка на минимально возможной площади, что в случае полихроматического излучения неосуществимо
...
По мере осознания необходимости получения мощных источников когерентного света физики исследовали различные способы их генерации и аналогично генерации радиоволн пытались применить для этой цели электронные потоки и объемные резонаторы
...
Традиционное для радиотехники генерирование колебаний при помощи электронных потоков в данном случае оказалось неосуществимым и получение когерентных электромагнитных колебаний в оптическом диапазоне было осуществлено средствами квантовой электроники
...
Энергия относительного движения частиц, составляющих атом или молекулу, в соответствии с современными физическими воззрениями может принимать только строго определенные значения
...
Явление вынужденного излучения дает возможность управлять излучением атомов с помощью электромагнитных колебаний и таким путем усиливать или генерировать когерентное световое излучение
...
В процессе генерации часть излучаемой световой энергии должна все время оставаться внутри рабочего вещества, вызывая вынужденное излучение все новыми порциями атомов, т
...
Усиление, обеспечиваемое рабочим веществом, должно превышать некоторое пороговое значение, зависящее от коэффициента отражения полупрозрачного зеркала
...
Чем меньше этот коэффициент, тем больше должно быть пороговое усиление, обеспечиваемое рабочим веществом, иначе генерируемое рабочим веществом излучение затухнет
...
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАЗЕРОо Любой лазер независимо от конструктивного выполнения и схемы других конкретных особенностей состоит из следующих основных элементов
...
Оптический резонатор, который служит для осуществления взаимодействия излучения с рабочим веществом и в котором происходит отбор энергии от ансамбля генерирующих излучение частиц
...
Для улучшения условий работы полупроводникового лазера и обеспечения непрерывного режима генерации кристалл необходимо охлаждать до низких температур
...
Малые геометрические размеры и простота конструкции полупроводниковых лазеров позволяют собирать решетки или линейки из большого числа отдельных лазеров
...
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ Падающий на поверхность вещества поток лучистой световой энергии частично поглощается, а частично отражается
...
Поглощенное веществом излучение передает свою энергию его электронам, в связи с чем глубина проникновения световой энергии в вещество соответствует средней длине их пробега, что для большинства распространенных веществ составляет
...
В отличие от электронного луча энергия светового излучения при взаимодействии с веществом в основном превращается в теплоту, а доля возникающего при этом излучения типа рентгеновского пренебрежимо мала
...
По мере увеличения плотности энергии потока, что достаточно просто и оперативно осуществляется путем его фокусировки, возможен нагрев и плавление поверхности слоев материала
...
Последующее увеличение концентрации энергии приводит к увеличению глубины проплавления, одновременно начинает все больше проявляться эффект испарения веществ
...
При дальнейшем увеличении концентрации энергии доля испаренного вещества начинает резко увеличиваться, образуются отдельные капли и частички вещества, которые под действием паров выбрасываются из зоны обработки
...
Физическая основа образования лазерной искры — возникновение в фокальном пятне вследствие нагрева газа термической плазмы, температура которой может достигать
...
Неравномерность распределения по объему плазмы электрически заряженных частиц приводит к резкой неравномерности распределения электрического потенциала в этом объеме и, как следствие, — электрическому пробою
...
Поскольку на образование лазерной искры расходуется большое количество энергии излучения лазера и в ряде случаев ее образование нарушает ход технологического процесса с применением лазерного излучения
...
Лазерная сварка как технологический процесс, связанный с локальным плавлением, находит все более широкое применение, конкурируя как с традиционными способами сварки, так и с электронно
...
Импульсные твердотельные лазеры применяют для сварки малоразмерных деталей в микроэлектронике, приборостроении, где важно получать малоразмерные швы с минимальным разогревом окружающего зону сварки материала
...
По сравнению с газопламенным нагревом, обычно используемым для сварки и пайки стекла, излучение лазера позволяет увеличить интенсивность нагрева места сварки или пайки
...
Лазерная сварка как технологический процесс, связанный с локальным плавлением, находит все более широкое применение, конкурируя как с традиционными способами сварки, так и с электронно
...
Импульсные твердотельные лазеры применяют для сварки малоразмерных деталей в микроэлектронике, приборостроении, где важно получать малоразмерные швы с минимальным разогревом окружающего зону сварки материала
...
Если же расплавленный материал перегрет и упругость его паров достаточно высока, образующиеся при этом пары могут быть удалены из зоны резки струей инертного газа, и процесс резки может происходить более эффективно
...
В результате испарения этих компонентов внутри материала может возникнуть высокое внутреннее давление, что приводит к образованию микротрещин и выбросу частиц материала
...
Аналогично протекает процесс резки пористых материалов, содержащих газы, и химических соединений, деструктирующих с образованием газообразных продуктов
...
Экзотермическая реакция между разрезаемым материалом и кислородом значительно увеличивает выделение энергии в месте взаимодействия излучения с материалом
...
Значительно увеличивает поглощательную способность материала вследствие создания на его поверхности оксидов, имеющих меньший коэффициент отражения по сравнению с основным металлом
...
В связи с этим защитные свойства газового пламени относительно невелики и сварочная ванна в значительной мере насыщается газами, ухудшающими свойства наплавленного металла
...
В последнее время газовая сварка в промышленности практически вытеснена другими, более прогрессивными способами сварки и используется в основном в ремонтных целях
...
Специфика более равномерного выделения теплоты по объему сварочной ванны по сравнению со сваркой под флюсом при ЭШС позволяет сваривать за один проход детали значительных сечений
...
Флюсы для ЭШС отличаются высокой электропроводимостью в расплавленном состоянии и низкими стабилизирующими свойствами по отношению к дуговому разряду
...
Специфика более равномерного выделения теплоты по объему сварочной ванны по сравнению со сваркой под флюсом при ЭШС позволяет сваривать за один проход детали значительных сечений
...
Флюсы для ЭШС отличаются высокой электропроводимостью в расплавленном состоянии и низкими стабилизирующими свойствами по отношению к дуговому разряду
...
Одно из основных достоинств процесса термитной сварки простота осуществления в полевых условиях, что обусловило его применение для сварки рельсов, контактной сети железных дорог и некоторых строительных конструкций
...
Одно из основных достоинств процесса термитной сварки простота осуществления в полевых условиях, что обусловило его применение для сварки рельсов, контактной сети железных дорог и некоторых строительных конструкций
...
Поскольку диффузионный процесс можно обеспечить с различными источниками нагрева, целесообразно не выделять диффузионную сварку как отдельный метод, а считать ее способом и классифицировать по схеме, приведенной на рис
...
Этот процесс применяют только для сварки металлов н основным источником энергии в нем служит теплота, выделяемая электрическим током в зоне контакта соединяемых деталей, электрическое сопротивление которой выше сопротивления основного металла
...
Некоторое количество теплоты при контактной сварке может выделяться и в объеме свариваемых деталей вследствие работы электрического тока при прохождении через внутренний объем деталей, имеющих некоторое электрическое сопротивление
...
Поскольку диффузионный процесс можно обеспечить с различными источниками нагрева, целесообразно не выделять диффузионную сварку как отдельный метод, а считать ее способом и классифицировать по схеме, приведенной на рис
...
Этот процесс применяют только для сварки металлов н основным источником энергии в нем служит теплота, выделяемая электрическим током в зоне контакта соединяемых деталей, электрическое сопротивление которой выше сопротивления основного металла
...
Некоторое количество теплоты при контактной сварке может выделяться и в объеме свариваемых деталей вследствие работы электрического тока при прохождении через внутренний объем деталей, имеющих некоторое электрическое сопротивление
...
Давление при контактной сварке служит как для формирования устойчивого электрического контакта с определенными характеристиками, так и для последующего деформирования
...
Количество энергии, затрачиваемое на создание давления при контактной сварке, обычно невелико и составляет всего несколько процентов от общей вводимой энергии
...
Эта специфика состоит в том, что контактная сварочная машина при непосредственном питании от сети должна кратковременно потреблять значительную мощность,
...
Это крайне невыгодно с энергетической точки зрения и для процессов контактной сварки в ряде случаев стараются применять системы электропитания с накоплением энергии
...
Такое сварочное оборудование равномернее загружает питающую сеть, имеет меньшую среднюю установочную мощность, но обычно дороже и сложнее в эксплуатации
...
Оба эти процесса находят промышленное применение, однако сварка с плавлением энергетически выгоднее, так как сопротивление переходного контакта в этом случае обычно больше и требуются меньшие сварочные токи
...
Кроме того, образование литого ядра — известная гарантия получения качественного сварного соединения, так как ядро может быть значительно более просто проконтролировано, чем зона деформации при сварке без плавления
...
Давление при контактной сварке служит как для формирования устойчивого электрического контакта с определенными характеристиками, так и для последующего деформирования
...
Кроме того, при высокой частоте возможна бесконтактная передача энергии в зону сварки даже сравнительно тонкостенных деталей в результате наведения в свариваемых кромках вихревых токов при помощи индукторов
...
При сварке металлов ТВЧ процесс может вестись как плавлением соединяемых кромок, с образованием сварочной ванны, так и давлением, в результате последующей пластической деформации
...
Относительная сложность и энергоемкость оборудования для сварки ТВЧ делают эти процессы наиболее приемлемыми для сварки в условиях непрерывного производства
...
КУЗНЕЧНАЯ СВАРКА Кузнечная сварка возникла в ходе освоения человечеством формообразования нагретого металла при кузнечной обработке, откуда и получила свое название
...
Основным достоинством кузнечной сварки следует считать получение сварного соединения со значительной степенью деформации металла шва, что повышает его механические характеристики и приближает их к свойствам основного металла
...
Кроме того, при высокой частоте возможна бесконтактная передача энергии в зону сварки даже сравнительно тонкостенных деталей в результате наведения в свариваемых кромках вихревых токов при помощи индукторов
...
При сварке металлов ТВЧ процесс может вестись как плавлением соединяемых кромок, с образованием сварочной ванны, так и давлением, в результате последующей пластической деформации
...
С энергетической точки зрения процессы кузнечной сварки достаточно выгодны, не требуют высококонцентрированных источников энергии, но для их осуществления, как правило, необходимо сложное и металлоемкое кузнечно
...
Механические процессы Механические сварочные процессы обычно протекают без введения тепловой энергии извне, хотя при механическом воздействии в ряде случаев возможно частичное преобразование механической энергии в зоне соединения в тепловую
...
Нагрев зоны сварки в данном случае снижает предел текучести свариваемых материалов, улучшает условия их деформирования, но иногда может оказать вредное воздействие на соединяемые детали
...
Деформация металла при холодной сварке зависит от его свойств и должна быть не ниже определенного уровня, причем существенную роль играет и сама схема течения металла при деформации
...
Процесс холодной сварки протекает при нормальной или даже отрицательной температуре практически мгновенно, только в результате схватывания, и диффузионные процессы в данном случае практически не успевают развиться
...
В связи с этим холодную сварку целесообразно применять для соединения таких разнородных материалов, которые могут давать при плавлении и диффузионном взаимодействии хрупкие интерметаллиды
...
фактический перевод холодной сварки в термопрессовую, снижает предел текучести материала, понижает необходимое для сварки усилие и улучшает условия пластической деформации металла, что расширяет технологические возможности процесса
...
Всякое разрушение этих пленок, скольжение по металлу в процессе сварки может способствовать повышению температуры в зоне сварки и тем самым улучшать условия схватывания и образования сварного соединения
...
Поверхностные загрязнения, газовые и сплошные оксидные пленки ухудшают условия образования физического контакта соединяемых поверхностей при холодной сварке и поэтому перед началом процесса эти поверхностные слои надо, по возможности, удалять
...
При этом происходит эффективная очистка соединяемых поверхностей от загрязнений и газовых пленок, повышается температура и создаются лучшие условия образования соединения, чем при холодной сварке без УЗ
...
Выделение теплоты при этом происходит непосредственно на свариваемых поверхностях, и после разогрева поверхностей до требуемых температур осуществляется остановка деталей и их сдавливание
...
УДАРНЫЙ КОНТАКТ И СВАРКА ВЗРЫВОМ Для сварки взрывом характерно использование энергии взрыва и образующихся затем мощных газовых потоков для перемещения свариваемых деталей и создания в них пластических деформаций, приводящих к образованию соединения в твердой фазе
...
При соударении поверхностей детали очищаются от оксидов, загрязнений и адсорбированных газов, а возникающие при этом деформации обеспечивают образование сварного соединения
...
Так как ВВ обычно равномерно распределяется по поверхности свариваемой детали, то скорость сварки практически соответствует скорости детонационной волны
...
Благодаря высоким скоростям сварки даже при значительном повышении температуры контактирующих слоев металла, вызванном соударением и деформацией пластин, процессы диффу
...
УДАРНЫЙ КОНТАКТ И СВАРКА ВЗРЫВОМ Для сварки взрывом характерно использование энергии взрыва и образующихся затем мощных газовых потоков для перемещения свариваемых деталей и создания в них пластических деформаций, приводящих к образованию соединения в твердой фазе
...
Необходимую для этой цели теплоту получают от источников энергии, которые различаются между собой по характеру выделения теплоты, мощности, продолжительности действия, скорости движения и другим признакам
...
Один из основных вопросов, рассматриваемых в теории тепловых процессов при сварке, — определение условий, при которых достигаются необходимый нагрев изделия и его сваривание
...
Нагрев и охлаждение вызывают разнообразные физические и химические процессы в материале изделия — плавление, кристаллизацию, структурные превращения, объемные изменения, появление напряжений и пластических деформаций
...
Чтобы определить характер протекания указанных процессов, необходимо знать распределение температур в теле и изменение его во времени в каждом отдельном случае
...
Разделение их условно и должно лишь подчеркнуть, что помимо основного требования — получить сварное соединение — есть ряд дополнительных условий, которые необходимо иметь в виду, осуществляя процесс сварки
...

Справочник по сварке и склеиванию пластмасс
Контактная сварка. В помощь рабочему-сварщику
Справочник молодого электросварщика по ручной сварке: Справ, пособие для средних ПТУ
Теория сварочных процессов
Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением
Наплавка и напыление
Термическая обработка сплавов: Справочник

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

admin

Теория сварочных процессов