ТЕОРИЯ сварочных процессов

Механизм образования монолитных соединений твердых тел

На первый взгляд кажется, что образование монолитного со­единения двух одинаковых монокристаллов с идеально гладкими и чистыми поверхностями возможно при любой температуре и без ввода внешней энергии. Для этого достаточно сблизить их поверх­ности на расстояние, соизмеримое с параметрами кристаллической ре­шетки (порядка долей нанометра).

Тогда между сопряженными атома­ми возникнут связи, граница раздела А (рис. 1.1) исчезнет и произойдет сварка.

Такой процесс кажется вероят­ным и не противоречит второму на­чалу термодинамики, так как сво - Рис. 1.1. Схема образования бодная энергия системы при этом соединения двух монокристал - должна уменьшиться на количество лов с идеально чистыми и энергии двух исчезнувших поверх - гладкими поверхностями: мо-

ностей раздела. В действительности Н0КРисталлы Д° (а) и после (б)

соединения

даже в идеальном случае для соеди­нения поверхностей требуется за­трата энергии. Дело в том, что любому устойчивому состоянию системы соответствует определенный минимум энергии атома. Каждый атом находится как бы в потенциальной яме и переход из одного устойчивого состояния в другое возможен только путем преодоления потенциального барьера (рис. 1.2).

^ИСТ» В

Рис. 2.49. Внешние характеристики источника питания £/ист (я) и вольт-амперные характеристики дуги под флюсом UR {6)

Флюсовая защита позволяет значительно повысить по срав­нению со сваркой открытой дугой сварочные токи /св (до 1000 А и более), а также^ мощность дуги и плотность тока усв на электро­дах (до 200 А/мм и выше).

Высокая плотность тока, избыточное давление, некоторое шунтирование дуги флюсом и присутствие во флюсе ионизиру­ющих компонентов обеспечивают высокую устойчивость свароч­ного процесса. Практически отсутствует разбрызгивание металла, шов хорошо формируется.

Высокая плотность тока обусловливает возрастание вольт - амперной характеристики дуги, что позволяет применять источники

Рис. 2.50. Осциллограммы то­ка и напряжения в дуге (пока­заны схематически): а - при ручной дуговой сварке с короткими замыканиями; б - при сварке дугой под флюсом без коротких замыканий

питания с жесткой или пологопа­дающей внешней характеристикой (рис. 2.49). Широко применяется по­дача электрода в дугу с постоянной скоростью, обеспечивающая саморе­гулирование процесса.

В отличие от ручной дуговой сварки (рис. 2.50) перенос металла в дуге под флюсом обычно мелкока­пельный - без коротких замыканий и

иа.

пиков тока /л

и напряжения Размер капель тем мельче, чем больше плотность тока. Существен­ную роль играет перенос электрод­ного металла паром. Капли обычно пористые, их плотность равна

2.. .5 г/см3 вместо 7,8 г/см3 для стали.

Рис. 2.51. Зависимость температуры дуги под флюсом от фазы переменного тока

Число мелких капель составляет 60...70 % общего числа капель. Температура дуги достигает 5000...7000 К. При сварке на пере­менном токе она колеблется в зависимости от изменения фазы |/ (рис. 2.51). Высокая устойчивость сварочного процесса позволяет в подавляющем большинстве случаев применять переменный ток, что связано с большей простотой и экономичностью сварочного оборудования. Различный теплоотвод с электрода и изделия обу­словливает некоторую асимметрию тока в дуге под флюсом. Од­нако вентильный эффект сравнительно мал и, как правило, специ­альных устройств для его устранения не требуется. Сварка под флюсом отличается высоким КПД (рис. 2.52), ее легко автомати­зировать, и поэтому она широко применяется в промышленности.

ТЕОРИЯ сварочных процессов

Граничные условия

Чтобы решить дифференциальное уравнение теплопроводно­сти, необходимо задать распределение температур в начальный момент времени (начальное условие) и условия взаимодействия тела с окружающей средой на его границах (граничные условия). Начальное условие определяется …

Основные допущения и упрощения, принятые в классической теории распространения теплоты при сварке

На современном уровне развития математики аналитическое решение уравнения теплопроводности в общем виде (5.21) еще не найдено, однако при введении некоторых допущений и упрощений можно получить пригодные для практического использования ча­стные …

Дифференциальное уравнение теплопроводности

Сложный процесс изменения температуры точек тела с коор­динатами jc, у, z во времени t описывается дифференциальным уравнением теплопроводности. Для вывода этого уравнения необ­ходимо рассмотреть баланс теплоты в некотором элементарном объеме …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.