Cтраница 1
Концентрированные источники нагрева, такие как электронный и лазерный лучи, позволяют осуществлять сварку с минимальной погонной энергией и способствуют преодолению перечисленных выше трудностей. Большое значение при сварке титана имеет тщательная подготовка свариваемых кромок фрезерованием либо точением. Применяют комплексную обработку для удаления газонасыщенной пленки: дробе - или пескоструйную обработку с последующими химическим травлением, осветлением и промывкой. Хорошее формирование шва обеспечивается подгонкой свариваемых деталей и строгим соблюдением допустимых зазоров между кромками. [1]
Электрическая дуга как мощный концентрированный источник нагрева может быть использована для резки металла. Ручную дуговую резку неплавящимся или плавящимся электродом на завышенной ( на 20 - 30 %) по отношению к сварке силе тока часто используют как вспомогательную операцию. При этом происходит не сгорание, как при кислородной резке, а выплавление металла из зоны реза, и рез получается с неровными оплавленными краями. [2]
Эксперименты подтвердили принципиальную возможность выполнения сварки в вакууме концентрированными источниками нагрева при перепаде температур примерно от - 50 до 60 С. В то же время большой объем вакуумных камер неблагоприятно сказывается на дуговых методах сварки, связанных с подачей плазмообразующего газа. [3]
В связи с высокой температурой и теплопроводностью, затрудняющими локальный разогрев, требуются более концентрированные источники нагрева и повышенные режимы сварки. Однако в связи со склонностью меди к росту зерна при сварке многослойных швов металл каждого прохода для измельчения зерна проковывают при температурах 550 - 800 С. [4]
При сварке в невесомости алюминиевых и титановых сплавов, а также нержавеющих сталей концентрированным источником нагрева мощностью до 1 2 кВт сварочная ванна объемом 0 05 - 0 07 см3 совершенно устойчива и стабильно образует сварной шов как в вакууме, так и в атмосфере аргона. Это позволяет надежно выполнять в невесомости сварку перечисленных металлов при толщине листов до 3 мм. При электроннолучевой резке этих металлов в невесомости выплавляемый из полости реза металл силой поверхностного натяжения удерживается на кромках реза и кристаллизуется в виде валика или капель. [5]
Учитывая, что сварка тугоплавких химически активных металлов требует хорошей защиты от воздействия атмосферы и применения концентрированного источника нагрева, наиболее рациональными способами их сварки являются электронно-лучевая, термодиффузионная в вакууме, плазменная и дуговая в камерах с атмосферой аргона или гелия. В некоторых случаях, особенно для металлов малых толщин, применимы лазерная сварка, контактная и сварка трением. [6]
Высокая теплопроводность меди ( в 6 раз выше, чем у железа), что предопределяет необходимость применения концентрированных источников нагрева и во многих случаях предварительного и сопутствующего подогрева основного металла при сварке. [7]
Легкая окисляемость Си в расплавленном состоянии приводит к образованию Си2О, хорошо растворяющейся в жидкой Си, давая легкоплавкую эвтектику, которая, располагаясь по границам зерен, снижает стойкость металла шва против кристаллизационных трещин. Высокая теплопроводность Си вызывает необходимость применения концентрированных источников нагрева и часто подогрева. [8]
Эти процессы основаны на испарении металла под воздействием мощного, концентрированного источника нагрева. Электронно-лучевая резка осуществляется в вакууме, в то время как резка лазером может происходить в обычной атмосфере. Резка этими методами отличается высокой чистотой и точностью реза, небольшой зоной термического влияния на кромках разрезаемого материала. Однако установки для электронно-лучевой и лазерной резки имеют повышенную сложность и стоимость. [9]
В настоящее время в сварочном производстве используются более 130 различных способов сварки При этом в ряде отраслей вполне отчетливо наметились тенденции по применению современной сварочной технологии для изготовления ответственных сварных конструкций. Среди способов сварки плавлением все более широкое применение находят концентрированные источники нагрева, позволяющие осуществлять интенсивное проплавление металла при повышенных скоростях сварки: сжатая ( плазменная) дуга, электронный луч, луч лазера. Используют смелее также электрошлаковую сварку, а среди способов с применением давления - сварку токами высокой частоты, сварку трением, сварку прокаткой и взрывом. [10]
Характерной особенностью зависимости глубины проплавления от режимов сварки для концентрированных источников в сравнении с дуговыми является увеличение проплавляющей способности для более теплопроводных материалов: меди, алюминия, титана и др. Погонная энергия при сварке концентрированными источниками почти на порядок ниже, чем при сварке дуговыми источниками. Это показывает целесообразность применения к материалам с высокой температуропроводностью концентрированных источников нагрева. При этом достигается большая проплавляющая способность при меньшей вкладываемой погонной энергии, что благоприятно сказывается на уменьшении остаточных деформаций в изделии. [11]
Примеси свинца, мышьяка, висмута и сурьмы затрудняют свар ку меди. Наилучшая свариваемость имеет электролитическая медь, содержащая не более 0 4 % примесей. Высокая теплопроводность меди требует применения концентрированных источников нагрева, в ряде случаев предварительного и сопутствующего подогревов, а высокий коэффициент линейного расширения - принятия дополнительных мер против коробления конструкции. Для изделий толщиной 1 - 3 мм используют сварные соединения с отбортовкой, заваривая их без присадочного металла. При толщине 4 - 10 мм применяется V-образ-ная разделка с притуплением 1 5 - 3 мм, при больших толщинах - Х - о бразная. Изделия толщиной более б мм сваривают с предварительным подогревом. Для получения металла шва и околошовной зоны с мелкозернистым строением сварные соединения подвергают проковке в холодном состоянии ( толщина до 6 мм) и при температуре 200 - 300 С ( толщина свыше 6 мм), а пластичность и вязкость металла обеспечиваются последующим нагревом до 500 - 550 С и быстрым охлаждением в воде. [12]
В настоящее время в сварочном производстве используются более 130 различных способов сварки. При этом в ряде отраслей вполне отчетливо наметились тенденции по применению современной сварочной технологии для изготовления ответственных сварных конструкций. Среди способов сварки плавлением все более широкое применение находят концентрированные источники нагрева, позволяющие осуществлять интенсивное проплавление металла при повышенных скоростях сварки: сжатая ( плазменная) дуга, электронный луч, луч лазера. Используют смелее также электрошлаковую сварку, а среди способов с применением давления - сварку токами высокой частоты, сварку трением, сварку прокаткой и взрывом. [13]
Ряд особенностей меди и ее сплавов создают суще-ственные затруднения при сварке. Легкая окисляемость меди в расплавленном состоянии снижает стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин. Высокая теплопроводность меди ( почти в 6 раз больше, чем у стали) требует использования концентрированных источников нагрева, а в ряде случаев предварительного и сопутствующего подогрева. Большая растворимость водорода в расплавленной меди и ее падение при кристаллизации вызывают образование пор. Часть растворенного в расплавленном металле водорода, взаимодействуя с окислом меди, образуют водяной пар и углекислый газ, которые при охлаждении металла не успевают выделиться, в результате чего появляются поры. При затвердевании меди пары воды увеличиваются в объеме, образуя в ней трещины. [14]
Алюминий и его сплавы имеют большую теплопроводность, теплоемкость и скрытую теплоту плавления. Теплопроводность алюминия в три раза выше теплопроводности низкоуглеродистой стали; при нагреве от 20 до 600 С разница в теплопроводности еще более возрастает. Следовательно, сварка алюминия и его сплавов должна выполняться с относительно мощным и концентрированным источником нагрева. [15]