ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физические основы сварки из "Технология металлов и других конструкционных материалов " Сваркой материалов называется процесс их соединения за счет сил взаимодействия атомов. Как известно, поверхностные атомы куска металла имеют свободные, ненасыщенные связи (вакансии), которые захватывают всякий атом или молекулу, приблизившиеся на расстояние действия межатомных сил. Если сблизить поверхности двух кусков металла на расстояние действия межатомных сил, на каком они находятся внутри металла, то получим по поверхности соприкосновения сращивание их в одно целое, равное прочности цельного металла. Процесс соединения протекает самопроизвольно (спонтанно) без затрат энергии и весьма быстро, практически мгновенно. [c.330] На процесс соединения сильно влияют загрязнения поверхности металлов — окислы, жировые пленки и пр., а также адсорбционные слои молекул газов, воды, образующиеся на свежеобработанной поверхности металла под действием атмосферы почти мгновенно (рис. 149). Получить чистую поверхность металлов, свободную от слоя адсорбированных газов, и сколько-нибудь длительно сохранить ее можно лишь в высоком вакууме (не ниже 1 10 мм рт. ст.). Такие естественные условия имеют- ся в космическом пространстве, где металлы довольно прочно свариваются при случайных соприкосновениях, В обычных же, земных условиях мы встречаемся с затруднениями, основными из которых являются твердость металлов и адсорбированные газы на поверхности для преодоления этих затруднений применяют нагрев и дав- ление. [c.331] При нагреве с повышением температуры металл становится пластичным. Дальнейшим повышением температуры металл можно довести до расплавления в этом случае объемы жидкого металла самопроизвольно сливаются в общую сварочную ванну. [c.332] Давление, прилагаемое к соединяемым частям, создает значительную пластическую деформацию металла и он начинает течь подобно жидкости. Металл должен перемещаться вдоль поверхности раздела, унося с собой поверхностный слой с загрязнениями и пленками адсорбированных газов в тесное соприкосновение вступают выходящие на поверхность свежие слои и образуют одно целое. Пластическое цеформирование металла при сварке называется осадкой, а прилагаемое давление осадочным. С повышением температуры металла осадочное давление уменьшается. [c.332] Во многих случаях на процесс сварки существенно влияют загрязнения поверхности металла, преимущественно окислы и жировые пленки. Эти загрязнения, попадая в сварное соединение, могут снижать качество сварки. Они в отличие от адсорбированных газов могут быть удалены с поверхности металла механически (резанием, щетками, абразивами и пр.) или химически (растворителями, тра-вителями и флюсами). [c.332] Специфическим для сварки средством очистки служат флюсы, растворяющие окислы при повышенных температурах. Помимо устранения загрязнений с поверхности металла, принимаются меры к уменьшению загрязнения металла в процессе сварки, в первую очередь окислами. Для этой цели используют флюсы, шлаки, вакуум, защитные газы, вдуваемые в зону сварки. [c.332] Процесс диффузии при сварке с подогревом металла способствует расширению зоны сварки за счет диффузионного перемещения атомов. При сварке плавлением имеет место кристаллизация, влияющая на качество соединения. Сварной шов имеет литую структуру, иногда измененную последующими нагревами. Высокий нагрев металла приводит к получению крупнозернистой структуры, вызывающей ухудшение свойств сварного соединения. При сварке плавлением легкоплавких металлов с целью повышения прочности сварного соединения в сварочную ванну вводят модификатор, позволяющий улучшить структуру металла. [c.333] Металл, находящийся вблизи выполняемого шва, претерпевает структурные изменения вследствие воздействия на него температуры в процессе сварки. При сварке плавлением часто происходит окисление и азотирование, а также выгорание легирующих примесей в расплавленном металле. [c.333] Особенностью металлургических процессов при сварке плавлением являются весьма высокие температуры и кратковременность всех процессов, что и приводит к изменению структуры металла в зоне термического влияния. [c.333] Вернуться к основной статье