Тепловые процессы при сварке Нагрев при сварке

Один из основных вопросов, рассматриваемых в теории тепловых процессов при сварке, — определение условий, при которых достигаются необходимый нагрев изделия и его сваривание. Однако этим не исчерпывается назначение теории. Нагрев и охлаждение вызывают разнообразные физические и химические процессы в материале изделия — плавление, кристаллизацию, структурные превращения, объемные изменения, появление напряжений и пластических деформаций. Эти процессы приводят к глубоким изменениям свойств и состояния материала и влияют на качество всей конструкции в целом. Чтобы определить характер протекания указанных процессов, необходимо знать распределение температур в теле и изменение его во времени в каждом отдельном случае. Это второй основной вопрос, рассматриваемый в теории тепловых процессов при сварке. [c.139]

В связи с наличием сложного теплового процесса при сварке трением в зоне сварного шва возникают структурные превращения, которые сопровождаются изменением объема стали, а неравномерный нагрев как по длине, так и по сечению заготовок вызывает различные деформации. Неравномерный нагрев и структурные превращения являются причинами возникновения внутренних напряжений. [c.35]

Основной технологический вариант точечной сварки — одноимпульсная сварка с постоянным давлением (табл. 6, п. 1), при котором после зажатия деталей усилием Р (не изменяемым в процессе сварки) включается ток в виде одного импульса длительностью св и происходит местный нагрев теплотой, выделяемой в контакте между деталями и в самих деталях. Плотность тока в центральном столбике металла диаметром с , (фиг. 10) обычно наибольшая он нагревается наиболее интенсивно. Особенно быстро нагреваются слои металла, прилегающие к контакту, сонротивление которого под действием силы Р быстро снижается почти до О (фиг. И, а—в) одпако тепло в близких к контакту слоях продолжает и после этого выделяться более интенсивно вследствие высокого удельного сопротивления ранее нагретого металла (контактное сопротивление создает концентратор теплоты). Нагрев центрального столбика сопровождается отводом теплоты в окружающий металл и в электроды. В результате наиболее интенсивно нагревается заштрихованное на фиг. 10 ядро точки. (Тепловые процессы при точечной сварке см. т. I, гл. II). Вначале здесь образуются общие зерна, начинается сварка в пластическом состоянии. При дальнейшем нагреве ядро точки расплавляется, образуя после охлаждения прочное соединение. Жидкий металл в ядре удерживается от вытекания (выплеска) кольцом пластичного металла диаметром к, сжатым силой Р. [c.285]

Н. Ф. Лашко и С. В. Лашко-Авакян [18] считают, что соединение металла при холодной сварке основывается на диффузии. По их мнению при холодной сварке играют определенную роль тепловые процессы. Они, например, считают, что хотя при холодной сварке металлы или сплавы нагреваются до относительно невысоких температур (до 100—200°С), но у легкоплавких металлов и сплавов такой нагрев вызывает интенсивные диффузионные процессы. Больше того, ссылаясь на работу [3], они утверждают, что ... при пластической деформации в пачках сдвига совершается работа по порядку величины, близкая или равная теплоте плавления и поэтому ... при холодной твердой сварке ни в коем случае нельзя игнорировать процессы значительного местного повышения температуры, а это местное повышение температуры может оказаться достаточным для образования прочных мостиков путем диффузии атомов . [c.8]

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 (например, в случае герметизации сваркой собранных полупроводниковых приборов). [c.135]

Специфика процессов сварки, при которой изделия подвергаются сильному местному нагреву, вызываюш ему неравномерное распределение теплового потока, требовала глубокого изучения температурного состояния металла при сварке. Исследование распределения температуры в элементах конструкций при сварке имело огромный теоретический и практический интерес, так как сосредоточенный и непрерывно изменяюш ийся нагрев вызывал внутреннее напряжение и остаточные деформации в конструкциях, а в ряде случаев приводил к их короблению. [c.138]

Участие жидкой фазы и нагрев соединяемых твердых тел ниже температуры солидуса — необходимое и достаточное условие выполнения процесса пайки. Отсюда вытекает определение пайки как процесса создания неразъемного соединения металлов без их расплавления путем заполнения зазора жидким припоем. Существенные преимущества технологии пайки перед технологией сварки плавлением при создании неразъемных соединений — нагрев паяемых деталей ниже температуры солидуса и расход меньших удельных мощностей тепловой энергии. В результате детали меньше коробятся, создаются благоприятные условия для соединения тонкостенных деталей, деталей, сильно отличающихся по толщине, а также для получения конструкций весьма сложной формы, часто невыполнимых сваркой. [c.5]

К неизбежным причинам, способствующим возникновению напряжений и деформаций, относятся такие, без которых процесс обработки происходить не может. К этим причинам при сварке относят неравномерный нагрев, тепловую усадку швов, структурные изменения металла шва и околошовной зоны и т. д. [c.86]

При импульсной сварке не требуется очень точного регулирования температуры и давления время, требующееся для получения шва, короткое, и получаемый шов имеет аккуратный вид. Импульсный нагрев может применяться при использовании сварочных приспособлений с двумя сжимающими пластинами (типа клещей) в автоматических машинах для изготовления пластмассовых мешков, а также при сварке по неровному контуру. В составе оборудования для такой сварки имеется проводящая электрический ток лента, которая (при сварке большинства пластмасс) может быть быстро нагрета импульсом тока до температуры 121,1°. Тонкая изоляционная прослойка, которая отделяет ленту от сжимающей пластины, должна быть изготовлена из материала, обладающего хорошей теплопроводностью. В процессе работы проводящая ток лента нагревается до или во время контакта со свариваемой пленкой выше точки плавления синтетической смолы. Нагревающий ток может быть отключен, как только внутренние соприкасающиеся поверхности пленки расплавятся. Ввиду отдачи тепла в сжимающие пластины последующее охлаждение происходит быстро. После того, как пленка достаточно охладится, давление может быть снято. Весь цикл сжатия и открывания пластин при сварке соединений, имеющих общую толщину порядка 0,2 мм, может быть выполнен за полсекунды. Однако, если сварочный цикл повторяется непрерывно с высокой скоростью, необходимо отдельно учитывать эффект рассеяния тепла за счет теплового излучения, воздушного или водяного охлаждения. [c.114]

Нагрев должен выполняться равномерно, постепенно, избегая местных перегревов, которые могут вызвать разрывы от неравномерных тепловых деформаций степень нагрева должна регулироваться. В процессе нагрева, сварки и последующего охлаждения не должно быть сквозняков, так как последние могут привести к образованию трещин. Во избежание этого нагретую деталь покрывают асбестовыми одеялами, листами и пр. При значительном местном перегреве в процессе сварки (в случае большого ее [c.114]

Некоторые из расчетных методов, имеющих специфическое применение (определение нагрева и скорости плавления электродной проволоки при дуговой сварке, нагрев металла специальными многопламенными горелками, тепловые процессы при контактной сварке и др.), в учебнике не рассматриваются. [c.195]

Термопластичные пластмассы переходят под действием тепла в пластическое текучее состояние, а при охлаждении снова отверждаются [38]. Циклы нагревания и охлаждения могут быть повторены многократно. Если нагрев невелик и продолжительность его мала, то пластмассы не претерпевают коренных химических изменений. Поэтому пластмассы хорошо свариваются тепловыми методами сварки. Процесс сварки происходит при температуре выше температуры размягчения, но ниже температуры разложения пластмасс при вязко-текучем состоянии под давлением. По сравнению с другими способами соединения (клепкой и склейкой) сварка имеет существенные преимущества высокую производительность, низкую трудоемкость, большую прочность и плотность сварных соединений, экономичность, улучшение условий труда, уменьшение производственных площадей. [c.4]

Контактная тепловая сварка является способом, при котором нагрев соединяемых деталей осуществляется путем контакта с заранее нагретым или нагреваемым в процессе сварки инструментом По методу подвода тепла к свариваемым поверхностям различают сварку оплавлением и сварку проплавлением [c.147]

Сварочный нагрев металла в различных зонах теплового влияния может приводить к протеканию процессов, неблагоприятно влияющих на качество, свойства и работоспособность сварных соединений. В приграничных участках зерен областей ЗТВ, нагреваемых до более высоких температур, может происходить оплавление границ вследствие повышенной загрязненности их примесями. При этом должно происходить дальнейшее повышение концентрации примесей в приграничных участках за счет перемещения их атомов из глубины зерна в зону повышенной растворимости. Таким образом, в этих высоконагретых участках ЗТВ в условиях продолжительного сварочного нагрева состояние границ зерен может сильно ухудшиться, вследствие чего увеличится возможность межкристаллитных разрушений как в процессе сварки, так и при эксплуатации. [c.276]

В начале процесса образования соединения в связи с малой площадью контакта рельефа с плоской деталью контактное сопротивление деталь-деталь при РС больше, чем при ТС того же металла. После включения сварочного тока это приводит к интенсивному нагреву металла рельефа и деформации его вершины. Контактное сопротивление быстро уменьшается, и теплота в основном В1> деляется за счет собственного сопротивления металла рельефа. Нагреваемые рельефы не должны преждевременно сильно деформироваться если это произойдет до образования зоны расплавления в контакте деталей, то детали придут в соприкосновение по всей их внутренней поверхности, и ток пойдет минуя рельефы через холодные участки металла, имеющие малое сопротивление. Дальнейший нагрев рельефа резко уменьшится, и соединение не образуется. При правильно выбранных форме рельефа и режиме сварки в зоне соединения за счет теплового расширения металла обеспечивается некоторый зазор между деталями, препятствующий их случайному соприкосновению и появлению дополнительных (помимо рельефа) путей прохождения тока через детали. [c.14]

Для устранения дефектов в чугунных отливках при ремонте деталей, вышедших из строя, широко применяют газовую сварку и пайкосварку. Это объясняется возможностью регулировать в широком диапазоне тепловое воздействие на сварочную ванну и основной металл в околошовной зоне. При газовой сварке обеспечивается более продолжительный и равномерный нагрев и охлаждение детали по сравнению с этими же показателями при электродуговой сварке, при этом создаются лучшие условия для процесса графитизации в металле шва и уменьшается вероятность появления структур отбела и закалки в околошовной зоне. При газовой сварке соз- [c.3]

При затвердевании расплавленного материала слабые адге знойные связи заменяются прочными химическими связями, соответствующими природе соединяемых материалов и типу их кристаллической решетки. При сварке плавлением вводимая энергия (обычно тепловая) должна обеспечивать расплавление основного и присадочного материалов, оплавление стыка, нагрев кромки и т. д. При этом происходит усиленная диффузия компонентов в расплавленном и твердом материалах, их взаимное растворение. Эти процессы, а также кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны (или припоя) обеспечивают объемное строение зоны сварки, что обычно повышает прочность сварного соединения. [c.13]

Электронно-лучевая сварка. Нагрев металла при этом способе осуществляется потоком лучей быстродвижущих-ся электронов, ускоряемых электрическим полем. Падая на поверхность изделия, электроны отдают свою кинетическую энергию, превращающуюся в тепловую и нагревают металл до температуры 5000-6000 °С, что достаточно для плавления металлов при сварке и для их тепловой обработки (резки, сверления, испарения). Процесс обычно ведется в герметически закрытой камере с высоким вакуумом, необходимым для свободного движения электронов и обеспечения чистоты наплавленного металла. [c.334]

При производстве, дюнтаже и ремонте паровых котлов, трубопроводов и сосудов применяют электродуговую, газовую н контактную сварку металлов [36]. Процесс сварки сопровождается изменением структуры и свойств в зоне соединения и возникновением поля остаточных напряжений [12]. Для большинства методов сварки характерным является приложение концентрированных электрически.х, газовых или механических источников энергии непосредственно в зоне соединения. При электродуговой марке необходимая для нагрева и расплавления тепловая энергия обеспечивается электрической дугой при контактной сварке — выделяется за счет электросопротивления свариваемых деталей или зоны контакта деталей. Применяют также индукционный нагрев токами высокой частоты. При газовой сварке металл нагревается пламенем горючего газа (или паров ке-)осина), сжигаемого в кислороде при помощи сварочной горелки, (аждый способ сварки имеет много разновидностей [35, 36]. [c.145]

Объем сварочной ванны мал по сравнению с объемом соединяемых деталей, поэтому происходит интенсивный отвод теплоты. Для поддержания металла ванны в жидком состоянии и нормального протекания процесса сварки необходимо, чтобы источник теплоты имел высокую температуру и обладал большой тепловой мощностью. При ацетилено-кислородной сварке, например, на полезный нагрев металла затрачивается лишь 10% общей тепловой мощности пламени, остальное — на возмещение различных потерь теплоты. [c.10]

В процессе электродуговой или газовой сварки происходит нагрев основного металла, вызывающий оплавление кромок и перекристаллизацию металла в зоне теплового влияния сварки. Большая часть тепла от источника нагрева отводится в металл и очень небольшая часть рассеивается в атмосферу. Нагрев металла при газовой сварке происходит более плавно, чем при электродуговой. Рассмотрим строение однопроходного сварного соединения (рис. 5-2) [Л. 51]. [c.175]

Соотношения между параметрами процесса соединения представляют большой научный ичпрактичеокий дантерес. Именно совокупное действие этих факторов позволяет решать технологические задачи соединения в вакууме различных материалов, ибо в одном случае важно сосредоточить всю тепловую энергию в зоне соединяемых изделий я приложить небольшое давление, а в другом случае, наоборот, дать небольшой нагрев соединяемых деталей и большее давление при соответствующем разрежении и времени сварки. Эти принципы — основа всех технологических характеристик диффузионной сварки в вакууме. [c.22]

При нагреве стали во время сварки до температуры ниже Тотп никаких изменений в структуре и механических свойствах стали не происходит. Нагрев в интервале температур от Тотп ДО вызывает дополнительный отпуск стали, сопровождаемый понижением ее прочности и твердости по сравнению с этими же характеристиками исходного металла, при соответствующем повышении пластичности. Электрический нагрев значительно ускоряет процессы отпуска, заметно сказываясь на свойствах стали даже в условиях контактной сварки, при которой длительность теплового воздействия очень мала. [c.61]

При газовой сварке в ацетиленово-кислородном пламени температура сравнительно невысока (до 3000°С в самой горячей зоне факела), поэтому металл прогревается сравнительно медленно, тепловой поток успевает распространиться по большому объему и зона термического влияния шва велика. Особенно невыгодна газовая сварка при больших толщинах свариваемых листов (выше 8,,, 10мм). Более эффективной является электродуговая сварка. В электрической дуге развивается температура до 4000°С, поэтому нагрев получается более сильный и более концентрированный, чем при газовой сварке, что уменьшает зону термического влияния. Легкость регулировки дуг и ее большая устойчивость по сравнению с газовым пламенем позволяют автоматизировать процесс, увеличить производительность и улучшить качество шва. [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...