Билет №13

1. Дислокационная теория процесса холодной сварки

Наиболее удовлетворительно объясняет экспериментально установленные факты. Сущность ее: возникновение и движение дислокаций обеспечивает деформацию поверхностных неровностей до образования металлических связей по всей площади контакта. Возможность холодного сваривания присуща всем металлам и их сплавам, однако способности к образованию прочного соединения различна. Это объясняется тем, что для некоторых металлов и сплавов образовавшиеся узлы схватывания после снятия нагрузки разрушаются за счет действия упругих си металла и сплава, при этом не сваренные участки играют роль концентраторов напряжений. Нагрев облегчает движение дислокаций и увеличивает пластичность сплава.

Холодная сварка – сварка, осуществляемая только за счет пластической деформации. При этом происходит:

1. очистка от окислов и выравнивание свариваемых поверхностей;

2. создание активных центров схватывание.

Степень пластической деформации должно быть не менее 60%.

При холодной сварке наблюдается существенное растекание сплава вдоль поверхности стыка. При растекании окисные пленки разрушаются, их обломки выносятся из зоны соединения, наблюдается интенсивное образование дислокаций с образованием активных центров сварки на соединяемых поверхностях

1) с уменьшением толщины свариваемого материала холодная сварка облегчается (уменьшаются остаточные упругие напряжения).

2) легирование ухудшает свариваемость (резко возрастает ∑τ₁ касательные напряжения, необходимые для преодоления дислокаций примесных атомов внедрения);

3) в наклепанном состоянии свариваемость хуже, чем в отожженном (растут τ₂ – напряжения для преодоления дислокаций наклепа).

2. Сварочная дуга с плавящимся электродом.

Энергетическая структура сварочной дуги определяется:

1. составом плазмы, размерами и условиями существования столба;

2. материалом, размерами и формой электродов (особенно катода).

Сварочная дуга с плавящимся электродом существует в парах металлов электрода (Ме-дуги).

Защитные среды для металлических дуг в большинстве случаев являются активными, поскольку обеспечивают широкие возможности регулирования металлургических процессов при сварке.

Сварочная дуга с плавящимся электродом используется в следующих процессах сварки и наплавки:

1) Ручная дуговая сварка (сварка штучными, покрытыми электродами);

2) СПЭ в газах: а) активных (СО₂, Н₂О, Н₂)- МАG;

б) инертных (Ar, He)- MIG;

3) сварка порошковой проволокой;

4) сварка под флюсом;

1. сварка под водой;

2. сварка в вакууме.

3. Факторы влияющие на технологическую прочность при сварке

1) Влияние растягивающих деформаций кристаллизующегося сплава.

В реальных условиях растягивающие деформации устранить нельзя, их можно только уменьшить путем:

а) уменьшение жесткости конструкции сварного изделия

б) применение подогрева свариваемого изделия (t = 100-500⁰С)

2) Влияние формы сварочной ванны

Узкая и глубокая сварочная ванна обычно сопровождается встречным ростом кристаллитов и нежелательна с точки зрения стойкости против горячих трещин.

1. Влияние величины первичных кристаллитов

Измельчение первичной структуры и подавление роста столбчатых кристаллитов повышает стойкость против горячих трещин

2. Влияние химического состава сварного шва

а) при сварке углеродистых и низколегированных сталей: С,Si, S, H₂ отрицательно влияют на стойкость металла шва против горячих трещин;

Ni – до 2,5% не влияет , а при дальнейшем повышении влияет отрицательно.

Влияние Мn зависит от % С: если С = 0,10-0,12%, то влияние Mn положительно.

б) аустенитные стали и никелевые сплавы

Все элементы, повышающие количество феррита и карбидов повышают и стойкость Ме сварного шва против горячих трещин. Это – Al, Ti, Nb, Si, W, Mo, Cr…

в) Сварка Al и его сплавов.

Si – повышает, а Fe – понижает склонность к образованию горячих трещин

г) Сварка Cu и ее сплавов.

О₂, Pb повышает склонность к горячим трещинам.