Явления при сварке плавлением

Назовите сопутствующие явления при сварке плавлением или давлением. Их влияние на свойства основного материала и сварной конструкции. [c.449]

Явления при сварке плавлением [c.254]

Формирование сварного соединения при сварке плавлением сопровождается сложными диффузионными процессами в жидкой и твердой фазах, которые приводят к изменению химического состава в различных зонах, выделению или перераспределению примесей и легирующих элементов. При рассмотрении явления концентрационного переохлаждения уже указывалось на то, что состав кристаллизующейся твердой фазы будет отличен от состава исходного расплава. Вследствие этого по мере увеличения количества затвердевшего металла состав остающегося расплава, так же как и состав образующейся твердой фазы, будет постоянно изменяться. Поэтому при неизменности общего количества примесей в кристаллизующемся объеме сварочной ванны содержание их в различных участках шва неодинаково, что может приводить как к изменению прочностных характеристик, так и к снижению показателей свариваемости. [c.455]

Основным параметром термического цикла околошовной зоны, по которому рассчитывают режимы сварки сплавов, в частности сталей перлитного класса, является скорость охлаждения Wo. Расчет Шо при сварке плавлением ведут для точек на оси шва, где она примерно на 10% выше, чем для околошовной зоны. Благодаря этому, определяя погонную энергию источника тепла по заданной скорости охлаждения, предупреждают чрезмерные закалочные явления. В зависимости от химического состава, назначения, условий производства и эксплуатации закаливающихся перлитных сталей оптимальную технологию и режимы их сварки устанавливают по скорости охлаждения или по некоторому диапазону ее значений, в котором можно прежде всего обеспечить требуемую структуру и свойства металла в околошовной зоне, не опасаясь образования холодных трещин. [c.80]

В случае местного нагрева до расплавления металла (при сварке плавлением) к остаточным растягивающим напряжениям, вызванным предшествующей пластической деформацией сжатия, добавляются растягивающие усадочные напряжения, обусловленные усадкой затвердевающего металла. Явление усадки объясняется тем, что при затвердевании металл становится более плотным, вследствие чего объем его уменьшается. Различные металлы имеют различную усадку. [c.38]

Монография состоит из семи глав. В гл. I рассмотрены основные положения теории фазовых превращений в металлах и сплавах в твердом состоянии, а также закономерности превращений железа, титана и их сплавов в изотермических условиях. В гл. II показаны условия их протекания в зоне термического влияния при сварке плавлением. В гл. III описаны новые методы и аппаратура для изучения кинетики фазовых превращений и изменений структуры и свойств металлов в неравновесных условиях при сварке и термомеханической обработке, а также для исследования задержанного разрушения и образования холодных трещин. В гл. IV приведены результаты исследования превращений при непрерывном нагреве, кинетики роста зерна и гомогенизации аустенита и Р-фазы сплавов титана при сварке. В гл. V рассмотрены основные закономерности фазовых превращений в условиях непрерывного охлаждения при сварке. В гл. VI изложен механизм задержанного разрушения сталей и сплавов титана, установлены критерии оценки этого явления и показано влияние легирующих элементов, параметров термического цикла и жесткости сварных соединений на" сопротивляемость этих материалов образованию холодных трещин при сварке. В гл. VII приведены характеристики свариваемости сталей и сплавов титана различных структурных классов и систем легирования, сформулированы критерии выбора технологии и режимов их сварки и показаны пути регулирования структуры и свойств сварных соединений как в процессе сварки, так и при последующей термической, термомеханической или механико-термической обработке. [c.10]

Основой для расчетов нагрева и плавления металла при сварке служат уравнения и формулы, полученные в гл. 6. Их используют для качественной оценки температурных полей, а также для количественных расчетов при определении термических циклов сварки, скоростей охлаждения, размеров зон термического влияния и т. д. Следует заметить, что в ряде случаев реальные процессы и явления протекают сложнее, чем это описывается формулами. Часто характер теплового воздействия при сварке, условия распространения теплоты и теплоотдачи от свариваемых деталей настолько сложны или неопределенны, что расчетное определение температур становится либо затрудненным, либо настолько неточным, что его использование оказывается неоправданным. Экспериментальное определение температур при сварке имеет свои преимущества перед расчетным, хотя и уступает ему в возможности получения и анализа общих закономерностей. Правильным следует считать подход, при котором оба метода дополняют друг друга, а решение об использовании того или иного метода принимается с учетом конкретной обстановки и поставленных задач. [c.203]

В настоящее время сварные соединения можно образовывать двумя принципиально разными способами действием тепла при температурах плавления металлов или использованием явления схватывания металлов (ультразвук, холодная сварка и др.). Большие перспективы открывают возникшие в последнее время новые виды сварки — концентрированным потоком электронов в вакууме (электронно-лучевая сварка) и когерентным лучом (лазеры). При этих видах сварки можно проплавлять металл узким кинжальным швом, вследствие чего не требуется разделки кромок под сварку, снижаются термические деформации и повышается стойкость швов к образованию горячих трещин. Использование новых высококонцентрированных источников нагрева с предельно малым термическим воздействием, т. е. оказывающим наименьшее отрицательное влияние на изменение свойств основного металла (что является одной из важных задач технологии сварки новых материалов, в особенности высокопрочных и стойких против коррозии), приведет к значительному уменьшению объемов доводимого до расплавления [c.143]

Наличие в металле посторонних включений представляет собой отрицательное явление, так как включения делают металл неоднородным, отличаясь от него своими свойствами. В большинстве случаев неметаллические включения имеют высокую температуру плавления, не обладают пластичностью, прочность их мала, и хрупкость значительна. Отличаясь от наплавленного металла по химическому составу, они должны способствовать коррозии. Поэтому при сварке необходимо стремиться к получению более чистого металла шва или наплавки с возможно меньшим количеством посторонних включений. [c.161]

Дуговую сварку в защитных газах иногда называют газоэлектрической, однако этот термин не отражает сущности происходящих явлений. Газоэлектрическим может быть назван способ, при котором теплота для плавления металла получается не только за счет дугового разряда, но и за счет химических реакций или других процессов, происходящих в газовой фазе. При сварке в защитных газах часть теплоты, выделяемой за [c.19]

Под тепловыми процессами при сварке принято подразумевать повышение температуры свариваемых изделий (и присадочного материала) под влиянием источников сварочного нагрева, распространение теплоты по изделию и отвод ее в окружающую среду. Изменение температуры определяет, помимо явлений плавления и кристаллизации металла, прохождение целого ряда сопутствующих процессов в материале изделия — структурные превращения, объемные изменения, упруго-пластические деформации и т. д. Эти процессы оказывают значительное влияние на качество сварного соединения и всей конструкции в целом. [c.54]

Таким образом, без учета теплового состояния металла нельзя достаточно глубоко объяснить большинство явлений, наблюдаемых при сварке. Чтобы изучить сварочные процессы и научиться управлять ими, нужно иметь хотя бы приближенное представление о законах нагревания тела и распространения в нем тепла. Наука о тепловых основах сварки рассматривает процессы распространения тепла при нагреве металла различными источниками, влияние их на процессы плавления металла, а также на термический цикл и возникающие в шве и основном металле структурные и объемные изменения. Заслуга в разработке этой новой важной отрасли знания принадлежит, главным образом, советским ученым, и в первую очередь, академику АН СССР Н. Н. Рыкалину, [c.95]

Под тепловыми процессами при сварке принято подразумевать повышение температуры свариваемых изделий (и присадочного материала) под влиянием источников сварочного нагрева, распространение теплоты по изделию и отвод ее в окружающую среду. Источники сварочного нагрева оказывают тепловое воздействие на основной и присадочный металлы, в результате изменяются структура и свойства металла шва и околошовной зоны. В процессе сварки металл плавится, образуя сварочную ванну, а затем затвердевает в виде сварного шва. В зоне сварки жидкий металл взаимодействует с окружающей средой (шлаком и газом). Температура и длительность нагрева при сварке определяют, помимо явлений плавления и кристаллизации металла, прохождение целого ряда сопутствующих процессов в свариваемом материале структурные превращения, объемные изменения, упругопластические деформации и т.д. Эти процессы оказывают значительное влияние на качество сварного соединения и всей конструкции в целом. [c.34]

Ликвация при пайке отличается от ликвации, например, при сварке и литье тем, что она связана с неравномерным плавлением припоя, активным взаимодействием последнего с основным металлом разделительной диффузией при кристаллизации, поверхностными явлениями и т. д. Расплавленный припой неравномерно взаимодействует с основным металлом по поверхности контакта. Это объясняется неодновременным расплавлением припоя. Эвтектическая составляющая его плавится в первую очередь и растекается по основному металлу. Дальнейший нагрев ведет к расплавлению новых порций припоя, обогащенных тугоплавкими компонентами сплав же, наиболее близкий по составу к эвтектике, постоянно располагается по периферии, вызывая в отдельных случаях значительную эрозию основного металла. Кроме того, количество расплавленного припоя у входной галтели больше, чем у выходной, поэтому в образовавшемся в результате взаимодействия припоя с основным металлом сплаве у входной галтели большее содержание припоя, чем у выходной, обогащенной основным металлом. По результатам микрорентгеноспектрального анализа распределения меди вдоль шва при пайке никеля медью в вакууме 10 мм рт. ст. содержание меди у входной галтели приблизительно на 15% выше. Капиллярный участок шва обеднен медью, что связано с незначительным количеством припоя в зазоре, растворением никеля и интенсивной диффузией меди в основной металл. С увеличением температуры пайки и времени выдержки при постоянном зазоре обеднение припоем как капиллярного участка шва, так и галтелей усиливается. Наоборот, увеличение соединительного зазора приводит к повышению количества припоя в шве, что в свою очередь ведет к возрастанию его содержания в зоне сплавления и повышению равномерности распределения припоя по длине шва. [c.113]

Таким образом, изучение современных сварочных процессов совсем не обязательно связывать с той или иной рекомендуемой классификацией способов сварки. Гораздо существеннее научиться понимать физические явления в свариваемом контакте между деталями в зависимости от тех видов энергии, которые используются при разных способах сварки. Нужно отметить при этом, что никакая другая отрасль обработки металла, кроме сварки, не располагает в своем арсенале таким широким ассортиментом видов энергии. Достаточно перечислить хотя бы такие основные виды энергии, обеспечивающие так называемые процессы сварки плавлением [c.4]

Явление саморегулирования сварочной дуги заключается в том, что в дуге при сварке плавящимся электродом самопроизвольно устанавливается и поддерживается такой ток, при котором скорость плавления электрода равна скорости его подачи в зону сварки. [c.32]

Основным условием, определяющим устойчивый режим при автоматической сварке, является равенство между скоростью подачи электродной проволоки ( э) и скоростью ее плавления (Оп). В процессе сварки это равенство нарушается по различным причинам. Чаще всего это бывает из-за колебаний напряжения сети, питающей автоматическую установку, колебаний скорости подачи электродной проволоки вследствие пробуксовывания и заеданий проволоки в подающем механизме автомата, явлений магнитного дутья и т. д. [c.147]

Сварка лежачим электродом (рис. IX.9, б). При этом способе покрытый плавящийся электрод укладывают вдоль свариваемых кромок. Дуга зажигается дополнительным угольным алектродом илн другим способом. Устойчивое горение дуги обеспечивается за счет явления саморегулирования электрического режима в сварочной цепи (см. гл. VI). По мере плавления электрода образуется сварной шов. [c.286]

Алюминий на воздухе даже при нормальной температуре мгновенно окисляется с образованием тонкой, плотной и прочной пленки окиси алюминия. Эта пленка имеет очень высокую температуру плавления (2050°), в то время как сам алюминий плавится при температуре 658°. Кроме того, пленка окисла имеет -очень большой удельный вес. Естественно, что окись алюминия не расплавляется в жидкой сварочной ванне, а остается в ней в виде взвешенных частиц и препятствует сплавлению основного и наплавленного металла. При высокой температуре, близкой к температуре плавления, алюминий становится очень хрупким. Он может разрушаться даже под действием собственного веса. При высокой температуре у него нарушается связь между зернами, и поэтому приложение незначительной нагрузки может вызвать разрушение. Это явление способствует также образованию трещин. Алюминий при высокой температуре растворяет газы, особенно водород, что способствует появлению пор в металле шва. Высокая теплопроводность алюминия затрудняет его сварку из-за интенсивного отвода тепла. [c.90]

При контактной сварке металл нагревается до размягчения или плавления. При нагревании меди выше 400° С происходит ее интенсивное окисление. Скорость окисления с повышением температуры возрастает. Расплавленная медь хорошо растворяет газы, выделяюш,иеся при затвердевании и образующие пористость сварного соединения. В нагретую медь легко проникает большое количество водорода. Водород, встречаясь с кислородом, находящимся в меди в виде закиси меди СигО, вступая с ней в реакцию СигО + Нз = 2Си + НгО, образует пары воды. Пары воды в меди нерастворимы. Накапливаясь в ней, они при нагревании создают большое давление, которое разрывает металл. При этом образуется сеть пор и микротрещин, понижающих прочность металла и повышающих его хрупкость. Явление образования пор и трещин вследствие действия водяных паров получило название водородной болезни. [c.9]

Как видно из таблицы, во всех случаях размеры капель на прямой полярности меньше, чем на обратной. Анализируя причины таких результатов, следует заметить, что при ручной дуговой сварке вследствие малых плотностей тока на электроде электромагнитные силы, действующие на электродные капли (силы пинч-эф-фекта ), препятствуют отрыву капель [8, 11]. При этом они больше на прямой полярности, чем на обратной. Судя по приведенным в таблице значениям Оп, можно заключить, что, по крайней мере, в трех случаях из четырех на прямой полярности больше и реактивные силы. А. А. Ерохин связывает размеры образующихся капель с местом расположения пятна нагрева на поверхности капли. Однако, согласно его данным, при плавлении электродов с покрытиями из мрамора и кварцевого песка пятно нагрева на прямой и обратной полярностях располагалось одинаково — внизу капли [6]. Следовательно, объяснить рассматриваемые результаты действием электромагнитных и реактивных сил или местом расположения на капле пятна нагрева невозможно. Вместе с тем эти результаты отлично согласуются с изложенными выше соображениями о влиянии электрокапиллярных явлений на перенос электродного металла. [c.32]

Влияние поверхностных сил на перенос электродного материала не ограничивается рассмотренными случаями. Кроме того, значительный практический интерес представляют влияние поверхностных явлений на плавление и перенос присадочных материалов (например, при газовой сварке, аргонодуговой сварке и сварке сжатой дугой, при плазменной наплавке порошковыми присадочными материалами и других способах). Изучение этого влияния будет способствовать более эффективному регулированию переноса электродного и присадочного материалов. [c.38]

Когда испытания по методу Gleeble только начинались, проводили много опытов, в которых вьшолняли и нагрев, и охлаждение. Конечно, при нагреве полезную информацию извлекали, однако самый большой спад пластичности и прочности происходил в условиях охлаждения от максимальной температуры, близкой к температуре плавления. Чтобы эти явления не пропустить, испытания теперь проводят, как правило, в режиме охлаждения. Этот подход, по-видимому, и полнее соответствует механизму растрескивания при сварке. Представляется, что трещины в подлинной зоне термического влияния возникают в процессе охлаждения, а в зоне смешения растрескивание тем более должно совершаться в процессе охлаждения, ибо в противном случае они были бы залечены при расплавлении металла в этой области. [c.271]

Затруднения при сварке и наплавке меди на сталь связаны с ее физико-химическими свойствами, высоким сродством меди к кислороду, низкой температурой плавления меди, значительным поглощением жидкой медью газов, различными величинами коэффициентов теплопроводности, линейного расширения и т.д. Одним из основных возможных дефектов при сварке следует считать образование в стали под слоем меди трещин, заполненных медью или ее сплавами (рис. 13.11, а). Указанное явление объясняют расклинивающим действием жидкой меди, проникающей в микронадрывы в стали по границам зерен при одновременном действии термических напряжений растяжения. [c.506]

Приведенными схемами, разумеется, далеко не исчерпываются возможности получения сварных соединений аустенитных жаропрочных сталей и сплавов без их расплавления, т. е. диффузионным способом. Испо льзование той или иной из рассмотренных схем, так же, как и любой другой гипотетической схемы диффузионной сварки, зависит от композиции прослойки и свариваемого металла. Выбор композиции прослойки облегчается знанием растворимости элементов, т. е. знанием диаграммы состояния данной системы сплавов. При рассмотрении проблемы горячих трещин в аустенитных швах (см. гл. IV) мы привлекаем равновесные и приведенные (псевдобинарные) диаграммы состояния для понимания поведения данного элемента, его влияния на структуру и горячеломкость аустенитных швов. Вследствие неравновес-ности процессов первичной кристаллизации сварочной ванны при различных способах сварки плавлением использование равновесных диаграмм состояния, естественно, лишь в первом приближении характеризует истинную картину явлений. При диффузионной сварке расплавление переходного слоя происходит быстро, как только в процессе нагрева будет достигнута температура его плавления. Но затвердевание переходного слоя (прослойки, припоя) идет достаточно медленно, чтобы можно было с полным основанием говорить о применимости равновесных диаграмм состояния для изучения закономерностей ПСП. [c.376]

Приведенная зависимость объясняет некоторые явления, имеющие место при сварке под флюсом. Известно, например,что керамические флюсы для механизированной сварки, содержащие в своем составе высшие оксиды марганца (МП2О3 и МП2О7), способные при нагреве отщеплять кислород, и карбонаты, меньше способствуют образованию водородных пор по сравнению с плавлеными флюсами. В свою очередь, плавленые высокоактивные флюсы ОСЦ-45, АН-348-А, ФЦ-6 и др., обеспечивающие значи- [c.166]

Основой для расчетов нагрева и плавления металла при сварке служат уравнения, полученные в главе XVII. Их используют для качественной оценки температурных полей, а также для количественных расчетов при определении термических циклов сварки, скоростей охлаждения, размеров зон термического влияния и т. д. Следует заметить, что в ряде случаев процессы и явления протекают фактически сложнее, чем это описывается формулами. Тогда прибегают к непосредственному экспериментальному определению величин путем термографирования, калориметрирования или измерения размеров зон. Используют также ряд технических характеристик, отражающих производительность процессов и свойства сварочных электродов. [c.455]

Ультразвуковая сварка обладает рядом принципиальных преимуществ. Прежде всего она не сопровол<дается в оптимальных режимах нежелательными явлениями, присущими различным видам сварки плавлением (появление трещин, поводок, резкого изменения механических свойств на границе литое ядро—основной металл, насыщение газом, образование хрупких интерметаллических фаз и т. д.). Отсутствие значительных тепловых воздействий (сварка происходит в твердом состоянии при температурах, не превышающих обычно температуру рекристаллизации металла, см. гл. 2) и небольшие изменения в металле в зоне сварки по сравнению с основным металлом делают в ряде случаев этот вид сварки единственно возможным способом соединения металлов. Традиционный и наиболее наглядный пример — это соединение фольг со значительно более толстыми деталями (например, медной фольги с толстыми пластинами алюминиевого сплава). В этом случае основной бич сварки плавлением — прожог фольги. В случае приварки металлических проводников к полупроводниковым приборам особенно важно незначительное тепловое и механическое воздействие. Ультразвуковая сварка позволяет получить, например, высококачественное соединение кремния с золотом, причем не только не происходит диффузионного насыщения золотом тонкого полупроводникового слоя, но сохраняются защитные пленки, нанесенные на кремний [13]. При термокомпрессионной сварке свойства полупроводникового перехода могут меняться и происходит разрушение защитных пленок. Следует отметить также весьма низкий по сравнению со сваркой плавлением уровень остаточных напряжений в ультразвуковом сварном соединении. [c.74]

В других автоматах, например ТС-17М, АДФ-500, скорость подачи в процессе сварки не изменяется. Она равна скорости плавления электрода. При случайном уменьшении или увеличении длины дуги соответственно увеличивается или уменьшается сила сварочного тока, проволока плавится быстрее или медленнее, длина дуги восстанавливается. Это явление называют саморегулированием дуги. Для сварки под флюсом применяют также полуавтоматические установки, у которых имеются только механизм подачи электродной проволоки и аппаратура управления. Проволока подается по шлангу в сварочную головку, которую сварщик держит в руках. На головке смонтирован небольшой бункер - воронка для флюса. Хорошо зарекомендовали себя полуавтоматы ПШ-5-1, ПШ-54, ПДШМ-500, А-1197Ф. Они рассчитаны на номинальную силу сварочного тока 500...600 А, проволоку диаметром 1,6...2,5 мм со скоростью ее подачи от 80 до 720 м/ч. [c.141]

Принцип действия автоматов с постоянной скоростью подачи плавящегося электрода основан на явлении саморегулирования дуги. При изменении длины дуги изменяется и скорость плавления электрода с увеличением длины дуги скорость плавления уменьшается, при уменьшении длины дуги — увеличивается. Таким образом, если при заданном установившемся режиме сварки, когда скорость подачи равна скорости плавления проволоки, произойдет внезапное изменение длины дуги, то это приведет к изменению скорости плавления электрода и восстановлению прежней длины дуги. Установлено, что интенсивность лронесса са.морегулирования дуги определяется главным образом формой внешней характеристики источника питания и плотностью тока в электроде. Чем более полога внешняя характеристика источника питания, те.м интенсивнее идет процесс саморегулирования дуги. Установлено также, что интенсивность процесса самО регулирования дуги повышается с увеличением плотности тока в электроде. В связи с большим применением высоких плотностей тока при малых диаметрах электродных проволок область использования принципа постоянной скорости подачи электрода при автоматизированной дуговой сварке непрерывно расширяется. В настоящее время подавляющее [c.77]

Политетрафторэтилен (фторопласт-4) приобретает незначительную текучесть выше температуры плавления его кристаллической фазы, т. е. выше 330—360° С. При столь высокой температуре начинается и термическая деструкция полимера, сопровождающаяся выделением фтора. Предотвратить это явление пока не удается, поэтому сварка изделий из фторопласта-4 производится в редких случаях (за исключением тонких пленок) и часто с применением присадочного материала. Последний представляет собой суспензию политетрафторэтилена (фторопла-ста-4Д) во фторированных маслах. [c.35]

Следует подчеркнуть принципиальное отличие схватывания от других видов соединения металлов. Сварка при расплавлении (например, дуговая или газовая) характеризуется доведением до начала плавления соединяемых металлов. Прессовая сварка (нанример, кузнечная) характеризуется соединением металлов при значительном давлении н одновременном нагреве выше температуры рекристаллизации. Спекание является соединением металлов при нагреве также выше температуры рекристаллизации (обычно в восстановительной среде). Во всех этих технологических процессах соединения мета.глов большое значение имеет явление диффузии. При соединении схватыванием образование металлических связей происходит, по-видимому, без объемной диффузии или же она имеет второстепенное значение. [c.9]

О возможности применения электрических искр для плавления металлов еще в 1753 г. говорил академик Российской академии наук Г. Р. Рихман при исследованиях атмосферного электричества. В 1802 г. профессор Санкт-Петербургской военно-хирургической академии В. В. Петров открыл явление электрической дуги и указал возможные области ее практического использования. Однако потребовались многие годы совместных усилий ученых и инженеров, направленных на создание источников энергии, необходимых для реализации процесса электрической сварки металлов. Важную роль в создании этих источников сыграли открытия и изобретения в области магнетизма и электричества. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...