- •1.Загальні уяви про утворення з’єднань при зварюванні тиском
- •З’єднання ідеальних тіл
- •Зварювання реальних тіл
- •Послідовність формування з'єднання.
- •2.Основні параметри та класифікація способів зварювання.
- •Холодне зварювання
- •Ковальське зварювання
- •Зварювання тертям
- •Ультразвукове зварювання
- •Дифузійне зварювання
- •Зварювання вибухом
- •Зварювання дугою, що обертається в магнітному полі
- •3.Класифікація та сутність контактного зварювання
- •Точкове зварювання
- •Шовне зварювання
- •Рельєфне зварювання
- •Стикове зварювання
- •4.Загальна схема формування при точковому та шовному зварюванні
- •Особливості плавлення та кристалізації металу
- •Процеси нагрівання металу Електричні опори зони зварювання та їх роль в утворенні з’єднання
- •Контактні опори
- •Власний опір деталей
- •Загальний опір зони зварювання
- •5.Супутні процеси при утворенні з’єднань
- •Процеси масопереносу в контакті електрод - деталь
- •Вплив термодеформаційних процесів на властивості зони зварювання
- •Пластична деформація
- •Шунтування струму
- •6.Основні дефекти, природа їх утворення і міри запобігання
- •Непровари
- •Вибризкування
- •Нещільності
- •Зниження корозостійкості з’єднань
- •Зміна структури металу зварного з’єднання
- •7..Температурні та електричні поля
- •7.Тепловий баланс при точковому зварюванні та розрахунок зварювального струму
- •8.Технологія точкового, шовного та рельєфного зварювання
- •Вибір раціональної конструкції деталей і елементів з’єднання
- •Конструктивні елементи з’єднання
- •Інші конструктивні елементи
- •Типовий технологічний процес виготовлення зварювального вузла
- •Виготовлення деталей
- •Підготовка поверхонь
- •Складання
- •Прихоплення
- •Технологія і техніка зварювання різноманітних металів і вузлів
- •Особливості процесу точкового і шовного зварювання і його програмування
- •Вплив властивостей металів що зварюються на вибір параметрів зварювання
- •Класифікація сплавів по особливостям властивостей і режимів зварювання
- •Особливості зварювання деталей різної товщини і різнойменних матеріалів Зварювання деталей різної товщини
- •Зварювання деталей із різнойменних матеріалів
- •Одностороннє зварювання
- •Рельєфне зварювання
- •Приварювання (наварка) металічних шарів
- •9.Утворення з’єднання при стиковому зварюванні Сутність та процеси формування з’єднань при стиковому зварюванні
- •Стикове зварювання опором
- •Стикове зварювання оплавленням
- •Процеси нагрівання Джерела теплоти при зварюванні
- •Стикове зварювання оплавленням
- •Рівняння теплового балансу
- •Стійкість оплавлення
- •Дефекти з’єднань і причини їх утворення
- •10.Технологія стикового зварювання
- •Загальна схема технологічного процесу Області використання
- •Технологічний процес виготовлення вузла
- •Підготовка деталей
- •Технологія зварювання різноманітних матеріалів та вузлів
- •Зварювання опором
- •Зварювання оплавленням
- •Особливості технології зварювання різних матеріалів
- •Особливості технології зварювання різноманітних виробів
- •Загальні питання про обладнання для зварювання тиском
- •Конструктивні особливості приводів і електродів машини для зварювання тиском
- •Електроди машин для точкового, шовного і рельєфного зварювання
- •Електричні схеми добування різних форм зварювального струму на контактних машинах
- •Зварювальні трансформатори контактних машині їх зварювальні контури.
- •Екзаменаційні 1. Подайте загальні уявлення про природу утворення питання
- •21. Поясніть умови утворення та засоби боротьби з такими дефектами при точковому зварюванні як гарячі тріщини та нехватка металу при усадці.
- •22. Наведіть схему будови електрода машини точкового зварювання та обґрунтуйте її раціональність. Матеріали електродів та вимоги до них.
1.Загальні уяви про утворення з’єднань при зварюванні тиском
Існує декілька гіпотез про зварювання тиском:
-
Гіпотеза плівок. Вона стверджує що всі метали мають однакову можливість з’єднуватись при зближенні. Різниця в цих можливостях залежить від поверхневих плівок, які мають різні властивості.
-
гіпотеза рекристалізації. Вона передбачає, що рекристалізація є основним фактором, який визначає утворення з”єднання у твердому стані. Згідно з нею при контакті і нагріві (але не до плавлення) проходить перегрупування атомів при пластичній деформації утворюються загальні кристалічні зерна.
-
Енергетична гіпотеза. В основі гіпотези лежить уявлення про необхідність певного досягнення такого рівня енергії атомів або іонів, які називаються енергетичним бар’єром (схоплювання). При бар’єра виникає можливість утворення металічних, хімічних зв’язків, тобто створення загальних кристалічних ґраток.
-
Дислокаційна гіпотеза. Говорить про те, що при спільній пластичній деформації атоми виходять на поверхню за рахунок руйнування поверхневих плівок, що призводить до утворення сходинок на атомарному рівні, які потім заповнюються. Таким чином створюється металічна гратка.
-
Дифузійна гіпотеза. Основа цієї гіпотезі полягає в тому що при достатньому зближенні чистих поверхонь виникають процеси взаємного переміщення атомів з однієї поверхні в глибину іншої.
Одна із гіпотез, яка пояснює природу утворення зєднань в більшості способів зварювання тиском є енергетична гіпотеза.
З’єднання ідеальних тіл
Рис. 1.1. схема утворення з’єднання двох тіл з ідеальними поверхнями, та зміна потенціальної енергії і сил взаємодії при зближуванні атомів.
Під ідеальними тілами будемо розуміти такі, у яких поверхні, що з’єднуються, ідеально рівні і чисті, а також мають цілком однакові тип і орієнтацію кристалічної решітки.(рис 1.1.а)
Якщо відстань між поверхнями значно більша ніж параметр решітки, то існують окремі два тіла, між якими немає ніяких сил взаємодії.
При зближенні атомів на відстань десь біля l2(рис1.2.б)(сумісна з l0) виникають сили відштовхування, тому що починає діяти електростатична взаємодія між електронами, які знаходяться на найбільш віддалених орбітах. Виникає енергетичний бар’єр.
Якщо зовнішня сила достатня для переборювання сил відштовхування, то може подальше зближення атомів і на відстані l1 почнуть об’єднуватися зовнішні електронні оболонки – процес зварювання. Сили відштовхування зменшуються, а сили притягання збільшуються за рахунок взаємодії між ядрами і електронами тих тіл що з’єднуються внутрішня енергія зменшується.
При подальшому зближенні сили відштовхування знову зростають і на відстані l0 дорівнюють силам притягання. Рівнодіюча сила при цьому дорівнює нулю. Енергія системи стає мінімальною і відповідає тій, яка є в кристалічній решітці, а відстань l0 відповідає мінімальній відстані між атомами в даній кристалічній решітці. Між атомами, які знаходяться на поверхні з’явились міцні металічні зв’язки. Закінчився процес зварювання. Стан системи тепер стійкий. Дійсно, подальшому зближенню перешкоджають сили відштовхування, які виникають за рахунок перекриття внутрішніх електронних оболонок, а роз’єднанню атомів перешкоджають сили притягання.
Таким чином, для того щоб одержати з’єднання необхідно перебороти енергетичний бар’єр об’єднання, тобто затратити додаткову енергію. Яку називають енергією активації Ea. Її можна вводити як шляхом деформації, так і за рахунок нагрівання.