Технологічний процес зварювання
Основні стадії процесу зварювання. Види газокінетичних перерізів, особливості термічної іонізації та рекомбінації. Способи зменшення розбризкування металу при зварюванні електродом. Технологія дифузійного зварювання у вакуумі з радіаційним нагрівом.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 13.12.2011 |
| Размер файла | 112,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
Зміст
Завдання на контрольну роботу
1. Завдання 1
1.1 Двостадійність процесу зварювання
2. Завдання 2
2.1 Види елементарних процесів
2.2 Газокінетичний переріз
2.3 Переріз Ромзауера та його ефект
2.4 Термічна іонізація. Потенціал іонізації
2.5 Випромінювання плазми
2.6 Фотоіонізація
2.7 Рекомбінація
2.8 Пружні і непружні зіткнення. Термічна іонізація
2.9 Випромінювання плазми
3. Завдання 3
4. Завдання 4
4.1 Вибір способу зварювання
4.2 Дифузійне зварювання в вакуумі з радіаційним нагрівом
4.3 Технологічні особливості ДЗВ
Використана література
Завдання на контрольну роботу
1. Двостадійність процесу зварювання.
2. Елементарні процеси в плазмі дугового розряду.
3. Як можна зменшити розбризкування металу при зварюванні електродом, що плавиться, у середовищі СО2?
4. Необхідно зварити між собою матеріали ОТ4+12Х18Н1ОТ, за умови прецензійні з'єднання з міцністю на розтяг не менш 100 МПа, температура зварювання не більше 800ОС. Обрати спосіб зварювання, привести принципову схему зварювання, описати приблизний технологічний процес і дати техніко-економічне обґрунтування обраного способу.
1. Завдання 1
1.1 Двостадійність процесу зварювання
Процес зварювання відносять до топофізичних реакцій (тобто реакцій, які відбуваються на поверхні). Для них характерна двостадійність (рис. 1):
1) фізична взаємодія (А);
2) хімічна взаємодія (Б).
Рис. 1. - Схема двостадійності процесу зварювання:
1 - швидке протікання процесу зварювання;
2 - повільне протікання процесу зварювання
На стадії А має місце очищення поверхонь, які зварюються, і забезпечення фізичного контакту (зближення поверхонь на відстань, сумірну з розмірами кристалічної ґратки, необхідну для встановлення міжатомної взаємодії). На стадії Б має місце активація поверхонь, здійснення хімічного зв'язку та хімічна взаємодія і утворення зварного з'єднання. Вид цих процесів визначається властивістю матеріалів, способом та режимом зварювання.
При зварюванні плавленням і пайці зближення атомів твердих тіл здійснюється внаслідок змочування поверхонь тіл рідким металом (припоєм, розплавом), а активація поверхні твердого металу - шляхом повідомлення її часткам теплової енергії. Рідкий метал може розтікатися по всій поверхні тіла і забезпечувати зіткнення і прилипання (або адгезію) його молекул і поверхневого шару твердих тіл.
При затвердінні розплавленого матеріалу слабкі адгезіонні зв'язки заміняються міцними хімічними зв'язками, що відповідають природі матеріалів, що з'єднуються, і типу їхніх кристалічних ґраток. При зварюванні плавленням енергія, що вводиться, (звичайно це теплова) повинна забезпечувати розплавлювання основного і присадочного матеріалів, оплавлення стику, нагрів крайків і т.д. При цьому відбувається посилена дифузія компонентів у розплавленому і твердому матеріалах, їхнє взаємне розчинення. Ці процеси, а також кристалізація розплавленого металу зварювальної ванни (або припою) забезпечують об'ємну будівлю зони зварювання, що звичайно підвищує міцність звареного з'єднання.
Зварювання плавленням відбувається без додатка осадового тиску шляхом спонтанного злиття об'ємів рідкого металу. Вона звичайно не вимагає ретельної підготовки і зачищення поверхонь, що з'єднуються.
При зварюванні плавленням обидві стадії процесу з'єднання - фізичний адгезійний контакт і хімічна взаємодія, супроводжувана дифузією, - протікають досить швидко (див. малюнок 1, крива 1). Для однорідних металів це не небезпечно. Але у випадку різнорідних матеріалів з обмеженою взаємною розчинністю практично важко одержати з'єднання без тендітних інтерметалічних прошарків у контакті.
При зварюванні тиском (у твердому стані) зближення атомів і активація (очищення) поверхонь досягаються в результаті спільної пружно-пластичної деформації матеріалів, що з'єднуються, у контакті, часто одночасно з додатковим нагріванням.
Тривалість стадій утворення фізичного контакту А и хімічної взаємодії Б тут істотно більше, ніж при зварюванні плавленням, і залежить від ряду факторів: фізико-хімічних і механічних властивостей матеріалів, що з'єднуються, стану їхньої поверхні, складу зовнішнього середовища, характеру додатка тиску й інших засобів активації (ультразвук, тертя і т.д.).
Однак прийнято вважати, що при з'єднанні металів у твердому стані має значення не тільки схоплювання, але і спікання. Спікання - комплекс дифузійних процесів, що протікають у часі при підвищених температурах. Схоплювання - бездифузійне явище - об'єднання кристалічних ґраток, що знаходяться в контакті тіл у результаті їх спільного пластичного деформування. Відносна роль схоплювання і спікання в різних методах з'єднання металів різна і визначається в основному температурою, часом і тиском у контакті. Наприклад, дифузійне зварювання при великому часі витримки можна вважати заснованою на явищі спікання. В всіх інших випадках схоплювання первинне, а дифузійні і рекристалізаційні процеси, якщо вони узагалі відбуваються, вторинні.
Пайкою звичайно називають процес з'єднання матеріалів за допомогою припою без їхнього розплавлювання. Утворення безперервного міжатомного зв'язку при пайці відбувається в процесі змочування припоєм поверхні деталей, що з'єднуються,. Змочування і зв'язок твердого тіла з рідиною може визначатися електростатичними силами Ван-дер-Ваальса і силами хімічної взаємодії.
Подібно фізичної адсорбції, перший тип контакту називають фізичним (оборотним) змочуванням. Другий тип контакту, подібно хемосорбції, називають хімічним (необоротним) змочуванням. Робота адгезії в другому випадку в тисячі разів більше, ніж у першому, і складає близько 5102...5103 Дж/моль.
Для здійснення хімічного змочування при пайці необхідні нагрівання деталей і припою, а також активація в спеціальних середовищах при обробці поверхні флюсом.
Склеювання може відбуватися практично без введення енергії в місці з'єднання завдяки силам адгезії (прилипання) між рідким клеєм і молекулами поверхневих шарів твердого тіла, а також хімічним реакціям. Здатність клею з'єднувати вироби пояснюється силами залишкової хімічної спорідненості між молекулами, що знаходились на поверхні клею і матеріалу, що склеюється. Ці сили приблизно в 10...100 разів менше основних сил хімічного зв'язку в простих молекулах. Вони, наприклад, породжують у рідин явище поверхневого натягу, здатність змочувати або не змочувати поверхні різних матеріалів.
У випадку високомолекулярних сполук, коли мономірна молекула, повторюючись в полімері тисячі разів, утворює макромолекулу, сили адгезії зростають пропорційно росту молекулярної маси. Ці сили, маючи електричну природу, у значній мірі залежать від хімічної структури клеячи і матеріалу, що склеюється.
Для поліпшення адгезії у всіх випадках поверхня, що склеюється, піддається ретельному очищенню і знежиренню (іноді штучно підвищується ступінь її шорсткості).
Однак міцність клейової сполуки визначається не тільки адгезією, але і когезією, тобто силами взаємодії між молекулами самого клею. Сили когезії термопластчних клеїв мають ту ж природу, що і сили адгезії. У клеїв на основі термореактивних сполучних когезіонні сили усередині клейового шва після його тужавіння будуть підсилюватися також завдяки утворенню звичайних хімічних зв'язків.
Таким чином, міцність клейових сполук визначається хімічними і міжмолекулярними силами притяжіння елементарних часток клею і матеріалу, що склеюється. У початковій стадії процесу, коли сили взаємодії, обумовлені змочуванням і міжмолекулярною взаємодією часток, в основному слабкі, міцність клейової сполуки мала. Далі при виникненні хімічних зв'язків міцність збільшується.
Наприклад, при контакті поліамідного клею зі сталлю виникають хімічні сполуки, де атом азоту (поліаміду) поділяє свої два електрони з атомами заліза (стали). Одночасно між атомами кетогрупи С=0 і атомом кисню в оксиді заліза виникає додатковий іонний зв'язок. Таким чином, виникає так називане хелатне з'єднання. Інші клеї (на основі толуілендиизоціанитів) при взаємодії з атомами кремнію (скла) утворять ковалентні зв'язки.
Істотна відмінність склеювання від більшості процесів зварювання і пайки та, що при затвердінні клеячи внаслідок охолодження, полімеризації й інших фізико-хімічних явищ взаємне розчинення і дифузія матеріалів, що з'єднуються, як правило, цілком відсутні [4].
2. Завдання 2
2.1 Види елементарних процесів
У дуговому розряді відбувається цілий комплекс процесів - взаємодія електронів з іншими частинками. Частіше всього, це зіткнення. Зіткнення можуть бути пружні та непружні. Якщо в результаті зіткнення частково відбувся лише обмін енергіями, то таке зіткнення пружне. Зіткнення частинок, в результаті якого відбуваються процеси збудження та іонізації - непружне. При збуджені, валентні електрони переходять на більш високі орбіти.
Іонізація відбувається, коли електрон залишає атом або атом приймає електрон.
Головну роль у дуговому розряді відіграють непружні зіткнення.
У дузі мають місце наступні елементарні процеси:
1) перезарядження іонів - пружне зіткнення
(2.1)
де і - швидкі атоми;
і - повільні іони;
2) ударна іонізація - один з основних процесів у плазмі дугового розряду
(2.2)
де eш - швидкий електрон;
eп - повільний електрон;
3) рекомбінація
(2.3)
де h - постійна Планка;
- частота коливань;
- енергія випромінювання (фотона);
4) радіаційний захват
(2.4)
5) фотоіонізація
(2.5)
6) термічна іонізація
(2.6)
2.2 Газокінетичний переріз
Процеси зіткнення частинок у плазмі дугового розряду можна описати за допомогою параметрів:
- довжина вільного пробігу частинки;
V - швидкість частинки;
- час вільного пробігу;
- кількість зіткнень за 1 с.
(2.7)
(2.8)
Ці параметри можна зв'язати з характеристиками, що визначають сам процес зіткнення частинок, наприклад, з ефективним перерізом взаємодії частинок (або газокінетичний переріз) Q.
Геометричний зміст ефективного перерізу взаємодії. Схема визначення ефективного перерізу зіткнення часток показана на рисунку 2.
Рисунок 2. - Схема визначення ефективного перерізу взаємодії
частинок
Для того, щоб відбулося зіткнення, центри молекул повинні знаходитися на найменшій відстані, яка визначається як:
(2.9)
Площа кола взаємодії радіусом R являє собою геометричний зміст перерізу Q:
(2.10)
Газокінетичний переріз - це та ділянка, в межах якої відбувається взаємодія між зітнутими частинками.
Види газокінетичних перерізів:
Q і-і - переріз зіткнення іон-іон;
Q і-а - переріз зіткнення іон-атом (перезарядка);
Q і-е - переріз зіткнення іон-електрон;
Q е-е - переріз зіткнення електрон-електрон;
Q е-а - переріз зіткнення електрон-атом.
У зварювальних дугах достатньо враховувати тільки Q е-а і Q і-е.
(2.11)
Довжина пробігу частинки визначається як:
(2.12)
де n - концентрація частинок у 1 м3.
У загальному випадку
(2.13)
Швидкість частинок
(2.14)
Довжина вільного пробігу електрона у плазмі
(2.15)
де k - кількість видів зіткнень.
2.3 Переріз Ромзауера та його ефект
Газокінетичний переріз електрон-атом має назву переріз Ромзауера. Цей переріз визначає іонізаційні процеси в плазмі дугового розряду. Але є виключення, які описуються ефектом Ромзауера. Зміст їх у тому, що у важких газах при невеликому значенні енергії електрону взаємодія електрон-атом дуже послаблена. У слабких полях середній газокінетичний пробіг іону не відрізняється від пробігу молекули .
(2.16)
У сильних полях, де Vі >>Vм
(2.17)
У сильних та слабких газах
(2.18)
(2.19)
де - довжина вільного пробігу молекули у нормальних умовах (~10-7 м).
Для нормальних умов = 1. Для інших умов є функція тиску (P) та температури (T) газу.
(2.20)
Довжина вільного пробігу у плазмі дугового розряду (T=6000 K) = 2·10-6 м, = 10-5 м.
2.4 Термічна іонізація. Потенціал іонізації
За рахунок термічної енергії у плазмі дугового розряду відбувається збудження та іонізація атомів. Цей процес за важливістю стоїть на третьому місці. Енергія, яка необхідна для виходу електрону з атому, має назву потенціалу іонізації - Uі. Енергія для виходу першого електрону з атому має назву першого потенціалу іонізації (це мінімальна енергія виходу). Найменший потенціал іонізації у цезію - Uі = 3,9 еВ. Найбільший потенціал іонізації у гелію - Uі = 24,7 еВ.
2.5 Випромінювання плазми
За випромінювання плазми відповідні два елементарні процеси: рекомбінація (2.3) та радіаційний захват (2.4).
2.6 Фотоіонізація
Процес фотоіонізації описується виразом (2.5). Умова фотоіонізації:
(2.21)
Фотоіонізація не грає визначної ролі на іонізаційні процеси в плазмі дугового розряду, тому її можна не враховувати.
2.7 Рекомбінація
зварювання метал електрод вакуум
Рекомбінація - це процес утворення нейтральних атомів, що описується виразом (2.3) Швидкість рекомбінації визначається коефіцієнтом рекомбінації R.
(2.22)
Коефіцієнт рекомбінації - це кількість актів рекомбінації в одиниці об'єму за одиницю часу. Коефіцієнт рекомбінації залежить від розмірів та щільності частинок (з їх збільшенням коефіцієнт рекомбінації збільшується), виду частинок, часу життя частинки, наявності близьколежачих тіл. Коефіцієнт рекомбінації іонів Rі = 10-6 см3·с-1, коефіцієнт рекомбінації електронів Rе = 10-13 см3·с-1.
2.8 Пружні і непружні зіткнення. Термічна іонізація
Електричне поле дуги напруженістю Е повідомляє за 1 с енергію j електронам і іонам у 1 м3 стовпа. Електрони в зв'язку з рухливістю сприймають найбільшу частину цієї енергії й у результаті зіткнень передають її атомам і іонам. Можливі два роди зіткнень - пружні і непружні:
(2.23)
Електрон, що близько підходить до атому, відштовхується електронною хмарою, але порушує, у свою чергу, розташування хмари. Остаточний результат залежить від швидкості електрона (його енергії і напряму руху). Повільний електрон легко відбивається, а атомна електронна хмара перетерплює лише незначне збурювання; це так називане пружне зіткнення. Класично його можна представити як зіткнення двох ідеальне пружних куль, що обмінюються кінетичною енергією. Зміна потенційної енергії атома тут не відбувається.
Результатом пружних зіткнень електрона з важкими частками буде збільшення кінетичної енергії останніх, тобто підвищення температури плазми.
При непружних зіткненнях часток енергія передається у виді енергії дисоціації д, порушення в або іонізації i, причому за одне зіткнення може бути передане відразу декілька електрон-вольт. При цьому електрон нейтрального атома переходить з низького рівня на більш високий, потенційна енергія атома зростає, і атом збуджується або іонізується.
2.9 Випромінювання плазми
Явище рекомбінації електрона з іоном полягає в тому, що вільний електрон, пролітаючи в полі іона, захоплюється останнім і переходить у зв'язаний стан. При цьому звільняється енергія, рівна сумі кінетичної енергії вільного електрона і його енергії зв'язку. Наприклад, якщо електрон з енергією e захоплюється протоном і в результаті утвориться нормальний атом водню, те повний виграш енергії складе в+13,6 еВ.
Вивільнювана енергія може бути випроменена у виді фотона з енергією е+13,6 еВ. Можливий також східчастий перехід, при якому атом спочатку виявляється в одному з доступних збуджених станів, а потім перескакує на нормальний рівень. Це зображено на правій стороні діаграми.
Так як вільні електрони мають безперервний набір енергій, то фотони, випромінювані в процесі рекомбінації, утворять суцільний спектр, на який накладається лінійчатий спектр збуджених атомів, що утворюються при ступінчастих переходах.
Для зварювальних дуг, що мають ТеTi104 К, випромінювання рекомбінації переважає над гальмовим випромінюванням електронів і мається переважно суцільний спектр із максимумом в області видимого й ультрафіолетового діапазонів (0,3...1,0 мкм). Спектр зварювальної дуги в парах металів наближається до спектра сонячного випромінювання з невеликим зрушенням від останнього у бік довгих хвиль.
Суцільний спектр інтегрально дає найбільшу частину випромінювання дуги. Однак інтенсивність окремих ліній лінійчатого спектра на тлі суцільного спектра набагато вище. По частоті (довжині хвилі) і інтенсивності визначених спектральних ліній, випромінюваних у різних зонах дугового розряду, можна судити про концентрації збуджених атомів і, отже, про температуру зони [4].
3. Завдання 3
Зменшити розбризкування металу при зварюванні електродом, що плавиться, у середовищі СО2 можна, наприклад, завдяки проведенню зварювальних робіт на оберненій полярності. Завдяки цьому ми зменшуємо температуру на деталі (катоді) і отримуємо зварювальну ванну меншої глибини. А глибина зварювальної ванни має досить суттєвий вплив на розбризкування металу. Справа в тому, що при електродуговому зварюванні анод завжди гарячіший за катод. Це пояснюється тим, що електрони, які мають дуже велику енергію, переходячи у стовп дуги з катода в анод, додають останньому додаткову термічну енергію, отже і глибина зварювальної ванни буде менша на оберненій полярності, ніж на прямій.
Також, зменшення розбризкування металу можна добитися шляхом додання в СО2 від 2 до 5% кисню, підбору оптимального режиму зварювання (зварювального струму та напруги) і т.д.
4. Завдання 4
4.1 Вибір способу зварювання
Необхідно зварити між собою матеріали ОТ4+12Х18Н1ОТ. Для цього спочатку з усіх перелічених в таблиці 1 способів зварювання, необхідно вибрати найбільш підходящі до заданих умов. Так, способи [1]-[5], [7]-[18], [25]-[29] можна відкинути, так як вони перевищують гранично допустиму температуру 800ОС. Далі, способи [6], [26], [35]-[39] вилучаємо внаслідок їх технічної непридатності. Способи [19]-[24] не підходять з точки зору надійності і міцності зварного з'єднання. Залишається 5 способів. З них для [32], [33] та [34] необхідні умови, досягнення яких надто дорого обходяться, тому їх теж можна відкинути. Тепер проведемо техніко-економічне порівняння [30] та [31] способів (таблиця 3) по критеріям, приведеним в таблиці 2, для виявлення найбільш підходящого.
Таблиця 1. - Способи зварювання
|
№ |
Спосіб зварювання |
|
|
1 |
2 |
|
|
1 |
Газове |
|
|
2 |
Термітне |
|
|
3 |
Електрошлакове дротяним електродом |
|
|
4 |
Електрошлакове пластинчатим електродом |
|
|
5 |
Електрошлакове мундштуком, що плавиться |
|
|
6 |
Індукційне |
|
|
7 |
Електронно-променеве |
|
|
8 |
Фотонно-променеве |
|
|
9 |
Зварювання стиснутою дугою |
|
|
10 |
Дугове електродом, що плавиться (ручне) |
|
|
11 |
Дугове електродом, що плавиться (напівавтоматичне) |
|
|
12 |
Дугове електродом, що плавиться (автоматичне) |
|
|
13 |
Дугове електродом, що не плавиться |
|
|
14 |
Дугове під прошарком флюсу |
|
|
15 |
Зварювання дугою непрямої дії |
|
|
16 |
Дугове порошковим дротом |
|
|
17 |
Дугове в середовищі захисних газів |
|
|
18 |
Зварювання під водою |
|
|
19 |
Електроконтактне точкове |
|
|
20 |
Електроконтактне шовне |
|
|
21 |
Електроконтактне стикове оплавленням |
|
|
22 |
Електроконтактне стикове опором |
|
|
23 |
Електроконтактне рельєфне |
|
|
24 |
Електроконтактне радіочастотне |
|
|
25 |
Газопресове |
|
|
26 |
Індукційне з тиском |
|
|
27 |
Дуго-пресове |
|
|
28 |
Термітне з тиском |
|
|
29 |
Термокомпресійне |
|
|
30 |
Дифузійне з індукційним нагрівом |
|
|
31 |
Дифузійне з радіаційним нагрівом |
|
|
32 |
Дифузійне в тліючому розряді |
|
|
33 |
Дифузійне з електронно-променевим нагрівом |
|
|
34 |
Дифузійне із застосуванням ультразвуку |
|
|
35 |
Зварювання в електричному полі |
|
|
36 |
Холодне |
|
|
37 |
Ультразвукове |
|
|
38 |
Тертям |
|
|
39 |
Вибухом |
Таблиця 2. - Критерії для оцінки способів зварювання
|
№ |
Критерій |
|
|
1 |
2 |
|
|
1 |
Технічна придатність джерела нагріву |
|
|
2 |
Надійність і якість зварювального шва |
|
|
3 |
Мінімальне значення питомої енергій інструмента і |
|
|
4 |
Мінімальне значення 0 |
|
|
5 |
Екологічність і безпека зварювальних робіт |
|
|
6 |
Мінімальна вартість зварювальних робіт |
|
|
7 |
Максимальна продуктивність праці |
|
|
8 |
Простота обслуговування і надійність джерела нагріву |
|
|
9 |
Доступність джерела нагріву |
|
|
10 |
Доступність зварювального обладнання |
Таблиця 3. - Техніко-економічне порівняння обраних методів
|
Критерій |
Обрані методи зварювання |
||
|
Дифузійне з індукційним нагрівом |
Дифузійне з радіаційним нагрівом |
||
|
1 |
2 |
3 |
|
|
Технічна придатність джерела нагріву |
+ |
+ |
|
|
Надійність і якість зварювального шва |
+ |
- |
|
|
Мінімальне значення питомої енергій інструмента і |
- |
+ |
|
|
Мінімальне значення 0 |
+ |
- |
|
|
Екологічність і безпека зварювальних робіт |
+ |
- |
|
|
Мінімальна вартість зварювальних робіт |
- |
+ |
|
|
Максимальна продуктивність праці |
+ |
- |
|
|
Простота обслуговування і надійність джерела нагріву |
- |
+ |
|
|
Доступність джерела нагріву |
- |
+ |
|
|
Доступність зварювального обладнання |
- |
+ |
Бачимо, що по всім характеристикам більше підходить дифузійне зварювання з радіаційним нагрівом.
4.2 Дифузійне зварювання в вакуумі з радіаційним нагрівом
Взагалі, ДЗВ дозволяє одержувати багатошарові структури. Це прецизійний (точний) спосіб зварювання. Його можна використовувати в різних галузях народного господарства, однак він незамінний в радіоелектроніці, космічній техніці, авіації.
Радіаційний нагрів зварювальних деталей може здійснюватись за рахунок випромінювання від нагрівача, який розташований зовні або всередині корпуса вакуумної камери. Граничне значення температури нагріву деталей визначається термостійкістю корпуса вакуумної камери. Принципова схема ДЗВ показана на рисунку 3. Радіаційний нагрів деталі відбувається за рахунок випромінювання нагрівача, який розташований зовні або всередині корпуса вакуумної камери.
Рисунок 3. - Принципова схема ДЗВ:
1 - шток; 2 - вакуумна камера (може бути ковпачкового, шахтного,
коробчатого типу); 3 - деталі, які зварюються; 4 - нагрівний прилад;
5 - зварювальний стіл; 6 - високовакуумний насос (10-4-10-6 мм рт. ст.);
7 - форвакуумний насос (попередня відкачка до 10-2 мм рт. ст.)
Практично нагрівач розташовується у вакуумній камері і деталі можуть нагріватися до температури 2500-3000ОС. Для отримання таких високих температур нагрівачі виготовляють з вольфраму або графіту. При нагріві до більш низьких температур 1360-2360ОС застосовують нагрівачі з молібдену і титану, а при нагріві до 1000ОС успішно застосовують нагрівачі зі сплаву типу ніхром.
Особливістю радіаційного способу нагріву, в якому деталі нагріваються зовнішніми джерелами тепла, є можливість нагріву деталей, виконаних з любих матеріалів - як гарно проводящих струм (метали і сплави), так і полупровідників і діелектриків.
4.3 Технологічні особливості ДЗВ
Технологічний процес ДЗВ з радіаційним нагрівом містить наступні етапи:
1. Підготовка зварювальних поверхонь, яка містить дві стадії:
а) механічне очищення;
б) хімічне очищення.
2. Завантаження зібраного вузла в вакуумну камеру, її герметизація та вакуумування. На цьому етапі використовується початкове зусилля тиску (Рпоч), яке ще не допускає пластичної деформації поверхонь матеріалів, які зварюються. На етапі вакуумування відбувається додаткове очищення поверхонь.
3. При досягненні вакууму (10-4 - 10-6 мм рт. ст.) створюється зусилля (Рзв), яке забезпечує пружно-пластичну деформацію контактуючих поверхонь та відбувається нагрів до температури Тзв=(0,5-0,8)Тп (Тп - температура плавлення найбільш легкоплавкого матеріалу).
4. Витримка при заданому зусиллі Рзв та температурі Тзв. На цьому етапі відбувається процес гетеродифузії, його час визначається властивостями матеріалів.
5. Охолодження (до 80 °С) - при зварюванні матеріалів з великою різницею ТКЛР (температурних коефіцієнтів лінійного розширення) рекомендується нагрів та охолодження вести з заданою швидкістю 10 - 20 °С·хв-1.
6. Розгерметизація камери та вивантаження виробів.
Позитивні якості:
1) широке коло матеріалів, що зварюються;
2) можливість одержання прецизійних з'єднань;
3) можливість одержання багатошарових структур;
4) висока якість виробів.
Негативні якості:
1) складне устаткування;
2) висока вартість устаткування;
3) ненадійність;
4) висока вартість виробу;
5) низька продуктивність;
6) необхідність високої кваліфікації оператора [3].
Використана література
1. Справочник по сварке, резке, склейке и пайке металлов и пластмасс / Под ред. А. Наймана, Е. Рихтера. - М.: Металлургия, 1980.
2. Техника сварки: Справочник в двух частях / Ю. Руге. - М.: Металлургия, 1984.
3. Диффузионная сварка материалов: Справочник / Под ред. Н.Ф. Казакова. - М.: Машиностроение, 1981.
4. Теория сварочных процессов: Учеб. для ВУЗов по спец. “Оборуд. и технология сварочн. производства” / Под ред. В.В. Фролова. - М.: Высш. шк., 1988.
5. Технология и оборудование сварки плавлением: Учебник для студентов ВУЗов / А.И. Акулов, Г.А. Бельчук, В.П. Демянцевич. - М.: Машиностроение, 1977.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Моніторинг зварних з'єднань за електричними показниками дуги при зварюванні в середовищі інертних газів неплавким електродом. Дефекти, котрі можуть виявитись під час зварювання. Аналіз процесу зварювання. Переваги способу зварювання неплавким електродом.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.01.2010Технологічний процес виготовлення ножа для бульдозера. Підготовка деталей до зварювання. Основні небезпеки при зварюванні. Захист від ураження електричним струмом. Основи теорії дугоконтактного зварювання: обладнання, технологія. Зразки з'єднань труб.
курсовая работа [7,6 M], добавлен 12.09.2013Історія розвитку зварювання. Діаграма технологічної пластичності жароміцних нікелевих сплавів. Суть, техніка та технологія дифузійного зварювання. Вплив температури на властивості з'єднань при нормальній температурі сплавів. Процес дифузійного зварювання.
реферат [1,3 M], добавлен 02.03.2015Передові прийоми і прогресивні технології зварювання, високопродуктивні способи зварювання. Аналіз зварної конструкції. Вибір обладнання і пристосування, підготовка матеріалів до зварювання. Техніка дугового зварювання та контроль якості зварювання.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 25.03.2016Особливості технології зварювання плавленням металоконструкцій. Способи зварювання сталі: ручне електродугове зварювання, напівавтоматичне зварювання в СО2. Порівняльний аналіз конструктивних, технологічних та економічних факторів технології зварювання.
реферат [412,4 K], добавлен 13.12.2011Автоматичне і напівавтоматичне дугове зварювання, переваги; характеристика флюсів. Будова зварювальних автоматів. Особливості дугового зварювання в захисних газах. Технологія електрошлакового зварювання, якість і продуктивність; промислове застосування.
реферат [1,5 M], добавлен 06.03.2011Основні характеристики зварювання - процесу утворення нероз'ємного з'єднання між матеріалами при їх нагріванні. Класифікація і види зварювання. Вимоги до якості технології процесу зварювання. Маркування, транспортування і зберігання зварювальних апаратів.
курсовая работа [181,1 K], добавлен 02.12.2011Загальна характеристика титанових сплавів. Особливості формування швів при зварюванні з підвищеною швидкістю. Методика дослідження розподілу струму в зоні зварювання. Формування швів при зварюванні з присадним дротом. Властивості зварених з'єднань.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 17.08.2011Зварювання виробу, призначеного для використання як опора для установки й монтажу несучих колон, при спорудженні будинків промислового призначення. Спосіб зварювання, джерело живлення. Газобалонне встаткування. Технологічний процес. Контроль зварених швів
курсовая работа [494,5 K], добавлен 23.12.2010Дослідження процесу зварювання під час якого утворюються нероз'ємні з'єднання за рахунок сил взаємодії атомів (молекул) в місці, де з'єднуються матеріали. Зварювання плавленням і зварювання тиском (пластичним деформуванням). Газове зварювання металів.
реферат [467,9 K], добавлен 21.10.2013
