Энергия процесса сварки

Термодинамика и баланс энергии процесса сварки [c.17]

Термодинамическое определение и баланс энергии процесса сварки [c.16]

Типовой баланс энергии процесса сварки. Для количественной оценки процессов передачи и термодинамического преобразования энергии при разных видах сварки необходимо наметить [c.18]

Электронный луч. Электронный луч — поток электронов, испускаемых одним источником и движущихся по близким траекториям в определенном направлении. Сущность процесса сварки электронным лучом в вакууме состоит в использовании кинетической энергии электронов. [c.15]

Электрошлаковый процесс как источник энергии для сварки характеризуется наибольшей площадью нагрева и наименьшей сосредоточенностью энергии в зоне нагрева. [c.18]

Основными параметрами процесса сварки трением являются скорость вращения свариваемых деталей, величина осевого усилия при нагреве и проковке, величина осадки при нагреве, длительность приложения усилия проковки. Преимуществами сварки трением являются высокая производительность процесса, малые затраты энергии (в 5—10 раз меньше, чем при стыковой контактной сварке), [c.118]

Первую группу явлений, которую рассматривает теория сварочных процессов, составляют физические, механические и химические явления, происходящие при подготовке свариваемого материала к образованию прочных связей между отдельными частями свариваемой детали. В большинстве случаев это явления, связанные с преобразованием различных видов энергии в тепловую. Металл, будучи нагрет и расплавлен, способен образовывать сварное соединение. Чаще всего при сварке для нагрева металла используют электрическую энергию. Но имеется много способов сварки, в которых используют энергию, выделяющуюся при горении газов, лучевую энергию, механическую, а также их сочетание. Описание физико-химических процессов, лежащих в основе этих способов, дается в разд. I Источники энергии при сварке . [c.5]

Пайкой обычно называют процесс соединения материалов с помощью припоя без их расплавления. Процессы сварки и пайки часто бывает трудно разграничить, например при сварке разнородных металлов в сочетаниях сталь и медь, вольфрам и молибден и др., когда расплавляется только один, более легкоплавкий металл. Поэтому в дальнейшем при анализе источников энергии целесообразно объединять сварку и пайку одним термином — сварка. Пайку можно выполнить с использованием тех же энергетических процессов, что и сварку. [c.15]

Вид, интенсивность и характер преобразования вводимой энергии — вот главное, что определяет вид процесса сварки. Введение энергии — всегда необходимое условие сварки, так как без этого невозможна активация соединяемых поверхностей. Введение вещества необходимо только при некоторых видах сварки плавлением и пайки, причем энергия в этих случаях может вводиться также с расплавленным материалом. [c.17]

Кроме самого общего, термодинамического, возможны и другие определения сварки, например сварка как технологический процесс создания сварных конструкций или как металлургический процесс и т. д. Однако именно энергия и пути ее преобразования — доминирующие факторы, определяющие характер процесса сварки как физико-химического явления. [c.18]

Рассмотрение термодинамической структуры процессов сварки позволяет подразделить их по виду введенной энергии на термические (Т), термомеханические (ТМ) и механические (М) процессы. [c.18]

Для количественной оценки процессов передачи и термодинамического преобразования энергии при разных видах сварки необходимо наметить обобщенную схему баланса энергии. Такая схема включает следующие основные ступени передачи энергии (рис. 1.6) сеть питания источник энергии для сварки или трансформатор энергии ТЭ носитель энергии — инструмент, передающий энергию от трансформатора к зоне сварки (резки или напыления), и изделие — зона сварки (стык соединяемых изделий). [c.18]

В связи с изложенным целесообразно сравнивать по вводимой энергии все существующие процессы сварки. Этот критерий поможет выявить общие физические закономерности, связывающие их между собой. [c.20]

При классификации процессов сварки целесообразно выделить три основных физических признака наличие давления, вид вводимой энергии и вид инструмента — носителя энергии. Остальные признаки можно условно отнести к техническим или технологическим (табл. 1.1). Признак классификации по наличию давления применим только к сварке и пайке. По виду вводимой в изделие энергии все сварочные процессы, включая сварку, пайку, резку и др., могут быть разделены на термические, термомеханические и прессово-механические способы. [c.20]

Энергетический анализ показывает, что все известные в настоящее время процессы сварки металлов осуществляются введением только двух видов энергии — термической и механической или их сочетания. Поэтому в группу особых процессов пока могут быть включены только нейтронная сварка пластмасс и (условно) склеивание, которое практически происходит без введения энергии. Сварка вакуумным схватыванием (не в отдельных точках, а по всему стыку) возможна только при наличии сдавливания, поэтому она также отнесена к механическим процессам, хотя при сварке здесь энергия может даже выделяться, а не вводиться извне. [c.21]

Расчеты значений удельных энергий е и е показывают, что удельная энергоемкость процесса сварки единицы площади стыка [c.22]

Для всех термических процессов сварки, независимо от вида носителя энергия (инструмента), в стык она вводится в конечном итоге всегда через расплавленный материал. Энергия хаотически движущихся частиц расплавленного материала носит в термодинамике название термической, чем обосновано наименование этих процессов. [c.24]

Источники энергии для термических процессов сварки плавлением (луч, дуга, пламя и др.) должны обеспечивать концентрацию тепловой энергии и температуру в зоне сварки или пятне нагрева заданных размеров, достаточные для плавления материала и провара его на требуемую глубину, но без интенсивного испарения. [c.26]

Источники энергии для термомеханических и механических процессов сварки давлением (контактная, термопрессовая, холодная и другие виды сварки) должны обеспечивать концентрацию тепловой или механической энергии в зоне сварки, а также давление, достаточные для создания физического контакта, активации и химического взаимодействия атомов соединяемых поверхностей. [c.26]

При выборе источника энергии для сварки конкретных изделий следует учитывать техническую возможность применения данного источника, эффективность процесса (энергетическую и экономическую), а также качество и надежность получаемых соединений. [c.27]

Сварка трением. Ширина зоны нагрева от внутреннего источника энергии при сварке трением значительно ниже, чем при контактной сварке оплавлением. Кроме того, процесс формирования шва обычно протекает при температурах, близких к температуре плавления сплава, но не превышающих ее, т. е, без затрат на скрытую теплоту плавления. При общей ширине пластической зоны формирования соединения около 5 мм минимальная удельная энергия составит = 2,7-660-0,5 = 900 Дж/см" = 9 Дж/мм . [c.29]

Контроль процесса сварки. Остывание наплавленного металла приводит к образованию температурных напряжений, которые в случае возникновения трещин скачкообразно уменьшаются (рис. 117). Образование пор и внутренних включений также приводит к изменению внутренних напряжений. Оба явления сопровождаются появлением сигналов эмиссии. По активности, пиковой амплитуде и энергии эмиссии можно судить о характере и величине дефекта. Сигналы эмиссии можно использовать для управления технологическими параметрами процесса сварки. [c.320]

Параметры процесса сварки разделка кромок — -образная двусторонняя под углом 90° со скруглением кромок длиной 11 мм количество проходов — по одному проходу с каждой стороны сила тока 500 А напряжение — 30 В скорость сварки — 30 см/мин погонная энергия — 30 кДж/см расход аргона —100 л/мин (на создание защитной атмосферы) и 50 л/мин (на поддув). [c.128]

Кроме размерной обработки, ультразвук используется для интенсификации технологических процессов химико-термической обработки (например, азотирования), процессов сварки и пайки, особенно алюминия и его сплавов. При выплавке металла наложение ультразвуковых колебаний способствует дегазации расплава, повышает равномерность кристаллизации и мелкозернистость получаемых слитков. Недостатком процессов является большая стоимость установок и аппаратов, используемых для получения ультразвуковых колебаний, их передачи и распределения, сравнительно невысокий к. п. д. использования энергии. [c.144]

Ведутся экспериментальные и теоретические исследования кинетики образования и условий взаимодействия напряжений, возникающих при сварке в различных температурных областях сварного соединения (И. М. Жданов, М. В. Валиев). В результате исследований был сформулирован ряд закономерностей, определяющих развитие силового поля в сварном соединении в процессе сварки неустановившийся характер при квазистационарном тепловом поле, характер суммирования напряжений и сброса упругой потенциальной энергии при нагреве [c.26]

Для переработки полимерных материалов эффективно использование СВЧ-энергии. На базе исследований в области СВЧ-энергетики разработаны новые технологические процессы сварки термопластов, склеивания сотовых конструкций и отверждения стеклопластиков. Скорость нагрева материалов с помощью СВЧ-энергии в 10—15 раз выше, чем при контактном и конвекционном нагреве, при этом обеспечивается оптимальное распределение температуры в нагреваемых деталях, повышается скорость химических реакций, снижается вязкость расплавов. [c.83]

Технический титан и его низколегированные сплавы удовлетворительно свариваются в защитных инертных газах (аргоне, гелии) неплавящимся вольфрамовым электродом, плавящимся электродом в вакууме или под специальными бескислородными флюсами. Высокая активность титана с газами воздуха приводит при отсутствии защиты расплавленного металла к заметному газонасыщению и снижению пластичности, длительной прочности, коррозионной стойкости сварного соединения и увеличивается склонность к замедленному разрушению. Термический цикл сварки титана существенно отличается от такового при сварке стали потери энергии теплоотводом меньше, а продолжительность пребывания металла околошовной зоны в области высоких температур в два—три раза больше. В процессе сварки происходят сложные фазовые и структурные [c.237]

Между деталями, прижатыми одна к другой осевым усилием, возникают силы трения, в результате чего в зоне стыка интенсивно выделяется тепло. Постоянный приток тепловой энергии трения и давления способствует повышению температуры на сопряженных поверхностях деталей и образованию очагов схватывания по всей трущейся поверхности. При достижении необходимой температуры для сварки давлением (900—1300 °С) относительное движение трущихся пар мгновенно прекращается, что усиливает интенсивность образования очагов схватывания. Процесс сварки заканчивается естественным охлаждением на воздухе цельнометаллического соединения при небольшой выдержке сжимающего осевого усилия после окончания цикла нагрева. [c.107]

Применение плазмы как теплоносителя связано с процессами сварки и резки металлов. Поскольку макс, темп-ра в хим. горелках < 3000 К, они не подходят для этой цели. Дуговой разряд позволяет создать плазму с темп-рой в 3—4 раза выше, к-рая при соприкосновении с металлом расплавляет его. Плазменные методы сварки и резки металлов обеспечивают более высокую уд. производительность, качество продукта, дают меньше отходов, но требуют больших затрат энергии и более дорогого оборудования. [c.354]

При конденсаторной сварке (роликовой, точечной, стыковой) обеспечивается точное дозирование электрической энергии на сварку каждой точки или стыка. За счет этого обеспечивается стабильный процесс сварки. [c.220]

Процесс сварки осуществляется путем оплавления соударяющихся концов двух проволок энергией разряда батареи конденсаторов. При ударной сварке свариваемые детали сначала включаются под электрическое напряжение сварочной установки, а затем производится соударение обеих деталей. Процесс ударной сварки делится на три последовательно протекающие стадии. [c.314]

Применение твердотельных лазеров для сварки металлов малых толщин позволяет производить обработку с большими скоростями по сравнению с применением СОг-лазеров той же мощности, что объясняется более эффективным поглощением металлами излучения с меньшей длиной волны. При импульсном режиме излучения лазера скорость обработки меньше, чем при непрерывном, но в этом случае эффективность использования энергии, а соответственно, и КПД процесса сварки гораздо выше, что связано с отсутствием эффекта экранирования излучения. [c.246]

Таким образом, на стадиях проектирования, изготовления и монтажа сварных конструкций необходимо принимать меры по уменьшению влияния сварочных напряжений и деформаций. Нужно уменьшать объем наплавленного металла и тепловложение в сварной шов. Сварные швы следует располагать симметрично друг другу, не допускать, по возможности, пересечения швов. Ограничить деформации в сварных конструкциях можно технологическими приемами сваркой с закреплением в стендах или приспособлениях, рациональной последовательностью сварочных (сварка обратноступенчатым швом и др.) и сборочно-сварочных операций (уравновешивание деформаций нагружением элементов детали). Нужно создавать упругие или пластические деформации, обратные по знаку сварочным деформациям (обратный выгиб, предварительное растяжение элементов перед сваркой и др.). Эффективно усиленное охлаждение сварного соединения (медные подкладки, водяное охлаждение и др.), пластическое деформирование металла в зоне шва в процессе сварки (проковка, прокатка роликом, обжатие точек при контактной сварке и др.). Лучше выбирать способы сварки, обеспечивающие высокую концентрацию тепла, применять двустороннюю сварку, Х-образную разделку кромок, уменьшать погонную энергию, площадь поперечного сечения швов, стремиться располагать швы симметрично по отношению к центру тяжести изделия. Напряжения можно снимать термической обработкой после сварки. Остаточные деформации можно устранять механической правкой в холодном состоянии (изгибом, вальцовкой, растяжением, прокаткой роликами, проковкой и т.д.) и термической правкой путем местного нагрева конструкции. [c.42]

Наиболее общим определением процесса сварки является ссылка на его термодинамическую сущность сварка — это процесс получения монолитного соединения материалов за счет термодинамически необратимого превращения тепловой и механической энергии и вещества в стыке. [c.445]

В зависимости от характера вводимой энергии все сварочные процессы (сварку, пайку, резку) можно отнести к термическим (Т), термомеханическим (ТМ) и механическим (М) методам. [c.446]

В соответствии с термодинамическим определением процессов сварки основными признаками для их классификации должны служить форма вводимой энергии, наличие давления и вид инструмента — носителя энергии, на основании чего классифицируются виды сварки (табл. 22.1). [c.447]

В сварных соединениях трубопроводов могут образовываться и развиваться дефекты. В ряде случаев они достигают таких размеров, что частичнб или полностью разупрочняется сварной стык. Это приводит к образованию трещин, свищей или разрушению швов. Разрыв сварного соединения чрезвычайно опасен своими последствиями. В месте разрушения из трубопроводов или коллекторов котла выбрасывается значительная масса горячей воды йли пара, обладающая большой кинетической энергией. Процесс сварки сопровождается изменением свойств и структуры сплавляемого металла в околошовной зоне. В принципе, сварка - это локальный термодеформационный цикл, проходящий с высокими скоростями в пределах температур от температуры окружающей среды до температуры испарения. [c.192]

Разработапиый технологический процесс сварки не только должен обеспечивать получение надежных сварных соединений и конструкций, отвечающих всем эксплуатационным требованиям, но должен также допускать максимальную степень комплексной механизации и автоматизации всего производственного процесса изготовления изделия, должен также быть экономически наивыгоднейшим по расходу энергии, сварочных материалов, затрат человеческого труда. [c.5]

Давление в прессово-механических сварочных процессах может осуществляться как при помощи мощных пневмогидравли-ческих устройств, так и за счет энергии взрыва (сварка взрывом). [c.26]

В МВТУ в течение многих лет под руководством доц. канд. техн. наук Н. Л. Каганова разрабатывались автоматизированные установки для точечной и роликовой сварки с накоплением энергии в электростатическом поле при помощи конденсаторов. Сварка с накоплением энергии является одним из значительных достижений последнего десятилетия. Энергия из электрической сети накапливается постепенно при этом процесс сварки совершается в течение краткого промежутка времени без перегрузок сети. [c.169]

Э лет ронно-лучевая сварка. Сущность процесса сварки электронным лучом в вакууме состоит в использовании кинетической энергии электронов в глубоком вакууме. [c.230]

Известны две разновидности сварки давлением без нагрева (сварка взрывом, импульсом магнитной энергии, холодная сварка) и с нагревом (кузнечная, ультразвуковая, трением, диффузионная, высокочастотная, газопрессовая и контактная сварка). Природа образования соединения во всех случаях сварки как с нагревом, так и без него одна это результат взаимодействия между активированными атомами соединяемых поверхностей. Различают три стадии процесса образования соединения при сварке давлением. На первой стадии образуется физический контакт, происходит активация поверхностей, которые сближаются ка параметр кристаллической решетки, преодолевая энергетический барьер, но сохраняют устойчивое состояние, не сливаясь. На второй с т а д и и образуется химическое соединение активированных поверхностей, происходит сварка - сближение атомов на расстояние межатомарного взаимодействия. Ширина границы раздела становится соизмеримой с шириной межзеренной границы, прочность соединения становится соизмеримой с прочностью основного металла. Н а третьей стадии происходит диффузионный обмен масс через объединенную поверхность соединения. При этом вновь полученная поверхность раздела размывается или расчленяется продуктами взаимодействия. [c.255]

На основании этих определений в основу классификации процессов сварки и резки положен вид энергии, вводимой для получения соединения или для резки. Таких видов энергий два тепловая энергия и механическая. В соответствии с этим все основные сварочные процессы подразделяются на термические — Т, термо-механ№1еские (термопрессовые) — ТМ и механические (прессовомеханические) — М. Признак наличия давления применим только к сварке. Данная классификация введена в ГОСТ 19521—74. По этой классификации сварка, связанная с Т-процессами, осуществляется путем введения тепловой энергии без механического давление и носит название сварки плавлением. К таким процессам относятся электродуговая, электрошлаковая, литейная, термитная, индукционная сварка, лучевые сварки и т. д. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...