- •Билет №13
- •1. Дислокационная теория процесса холодной сварки
- •2. Сварочная дуга с плавящимся электродом.
- •3. Факторы влияющие на технологическую прочность при сварке
- •4. Рафинирование металла сварного шва
- •Билет №14
- •1. Ультразвуковая сварка
- •2. Расчетные схемы нагреваемого тела.
- •3.Способы повышения сопротивляемости сплавов холодным трещинам
- •4.Распределение температуры на поверхности полубескнечного тела от движущегося источника тепла.
- •Билет №15
- •1.Сварка трением
- •2. Законы теплопроводности.
- •3. Природа и механизм возникновения холодных трещин при сварке
- •4.Образование сварочной ванны и формирование шва при сварке плавлением.
- •Билет №16
- •1. Физические явления при прохождении тока через контакт. Контактная сварка.
- •2. Краевые условия дифференциального уравнения теплопроводности.
- •3. Основы металлургических процессов при сварке плавлением. Газовая фаза в зоне сварки
- •Константа равновесия процесса диссоциации при постоянном давлении р например для водорода н:
- •4. Химическая неоднородность сварного шва.
- •Билет №17
- •1. Термодинамические условия образования сварного
- •3. Основы металлургических процессов при сварке плавлением. Газовая фаза в зоне сварки
- •2. Дифференциальное уравнение теплопроводности.
- •4.Электрическая дуга.
- •Билет №18
- •4. Потоки в сварочных дугах.
- •1. Термодинамические условия образования сварного
- •2. Классификация сварочных источников тепла.
- •3. Основы металлургических процессов при сварке плавлением. Газовая фаза в зоне сварки
- •Влияние азота на свойства стали
- •Билет №19
- •1. Физическая и технологическая свариваемость
- •2. Распределение температуры на поверхности полубескнечного тела от движущегося источника тепла.
- •3. Основы металлургических процессов при сварке плавлением. Газовая фаза в зоне сварки
- •Влияние водорода на свойства стали
- •4.Силы в дуге при спэ.
- •Билет №20
- •1. Кинетика процесса сварки металлов и их сплавов в твердой фазе
- •2. Температурное поле от движущегося линейного источника тепла в бесконечной пластине.
- •3. Основы металлургических процессов при сварке плавлением. Газовая фаза в зоне сварки
- •Влияние окиси углерода на свойства стали
- •Карбидообразование
- •4. .Сварка в среде инертных газов
4. Рафинирование металла сварного шва
Рафинирование металла сварного шва, ведущееся одновременно с раскислением и легированием, есть очищение от вредных примесей – серы и фосфора.
Особенности рафинирования в процессе сварки:
более высокая температура металла и шлака, особенно при каплеобразовании, ослабляет химические связи серы и облегчает удаление ее из металла в шлак;
интенсивное перемешивание металла со шлаком в каплях и в сварочной ванне;
использование специальных рафинирующих электродных покрытий или сварочных флюсов активизирует удаление серы.
Сера образует с железом сульфид железа FeS (температура плавления 1195оС), который не растворяется в твердом железе и выделяется в виде эвтектик FeS + Fe (Тпл=985оС), FeS + Fe + MnS (Тпл=980оС).
В процессе кристаллизации металла в интервале Тл – Тs эти сернистые эвтектики оттесняются растущими кристаллами металла шва в центральную часть ванны. К моменту окончания кристаллизации такие межкристаллитные прослойки могут вызвать плавление кристаллизационных, или горячих, трещин. Одновременное присутствие углерода и кремния увеличивает склонность швов к кристаллизационным трещинам.
Для удаления серы используют:
Mn и MnO;
CaO.
[FeS] + [Mn] ↔ (MnS)тв + [Fe]
Сульфид марганца (Т = 1620оС) слабо растворим в Fe и хорошо в шлаке, поэтому он в большей степени переходит в шлак, а оставшийся в мелкодисперсном виде распределяется равномерно.
Для повышения эффективности связывания серы при высоких температурах используют MnO:
[FeS] + (MnO) ↔ (MnS) + [FeO]
[FeS] + (CaO) ↔ (CaS) + [FeO]
Сульфид кальция (СаО) нерастворим в железе. Процесс лучше идет с ростом температуры.
Возникшую закись железа FeO необходимо удалять раскислением.
Фосфор является вредной примесью, ухудшающей механические свойства стали и вызывающей ее хладноломкость. В сталях фосфор существует в виде частично растворимых в феррите фосфидов:
3Fe + P ↔ Fe3P (15,63% P)
2Fe + P ↔ Fe3P (21,75% P).
Фосфор – сильно ликвирующая примесь.
Углерод усиливает ликвацию и образует легкоплавкую эвтектику тройного типа (Fe + P + C), еще более снижающую прочность металла.
Удаление фосфора из сварочной ванны основано на:
окислении фосфора
2Fe2P + 5FeO ↔ P2O5 + 9Fe
или 2Fe3P + 5FeO ↔ P2O5 + 11Fe
2) связывании фосфорного ангидрида:
3СаО + Р2О5 ↔ (СаО)3*Р2О5
или 4СаО + Р2О5 ↔ (СаО)4*Р2О5
Таким образом, для эффективного удаления фосфора шлаки должны:
а) содержать свободные оксиды (СаО) и (FeO), т.е. быть основными.
б) не содержать комплексных соединений, связывающих фосфор (СаО)3*Р2О5 или (СаО)4*Р2О5.
С ростом температуры реакции замедляются.
Перегрев при сварке нежелателен, т.е. режимы сварки должны быть мягкими, при небольших плотностях тока.
Билет №14
1. Ультразвуковая сварка
Сущность УЗС.
Прижатым друг к другу свариваемым поверхностям сообщают колебания сдвига с частотой f = 18 ÷ 30 кГц и амплитудой А = 20÷30 мкм.
В начале сварки (τ ≈ 0,1 с) происходит сглаживание поверхностных микронеровностей и разрушение окисных пленок.
В следующей стадии (τ ≈ 1…2 с) образуются химические связи; вокруг активных центров образуются узлы сварки, площадь которых увеличивается по мере разогрева места сварки (до 3000С), пока она не охватит всю контактирующую поверхность. Окисные пленки разрушаются, но полностью не удаляются из зоны. Обычно УЗС применяется при соединении относительно тонких элементов или при сварке тонкостенного элемента с толстостенным, при которой возможна достаточная степень деформации.