44. Контактная сварка. Электродуговая сварка. Диффузионная сварка.

Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения металлических изделий путем местного нагревания их до расплавления или тестообразного (пластичного) состояния без

применения или с применением механического усилия. Основными видами сварки являются контактная, электродуговая и диффузион-ная сварки.

Контактная сварка. Контактная сварка (точечная и шовная), осуществляется методом сопротивления, при котором ток, испольэуемый для нагревания, пропускается последовательно от одного свариваемого изделия к другому через поверхность их соприкосновения. Точечную сварку применяют для соединения листовых материалов не большой толщины. Сварива­емые листы (два или три); вводят в промежуток между медными электродами (рис. 13.15, а). При сжатии электродов 2 и 4 от сварочного трансформатора проходит ток. В месте контакта деталей 3 из-за повышенного сопротивления выделяется наибольшее количество теплоты. Центральная часть точки доводится до плавления и образует литое ядро (рис. 13.15, 6). Расплавленный металл I ядра удерживается от вытекания плотным кольцом 2. нагретым до пластического состояния металла. После выключения тока образовавнаяся точка находится под давлением электродов до конца процесса кристаллизации расплавленного ядра.

Электродуговая сварка. Эта сварка основана на плавлении ме­талла под воздействием электрической дуги, образуемой при про­хождении тока через воздушный промежуток между двумя провод­никами. Одним из проводников является свариваемый металл, а другим — угольный или металлический электрод.

Особенно важно применение электродуговой сварки при элек­трическом монтаже. Она обеспечивает надежность соединения п*ри тепловых перегрузках, высокую механическую прочность, надеж­ный электрический контакт, хороший внешний вид соединения, воз­можность сварки материалов, не поддающихся пайке (нихром, кон-стантан и др.). Применение сварки монтажных соединений вмес­то пайки повышает производительность труда и снижает себестои­мость изделия вследствие отсутствия дорогостоящих припоев и флюсов, а также более низких требопаний, предъявляемых к под­готовке поверхностей. Основными недостатками сварки электро­монтажных соединений являются невозможность их разъединения в отличие от соединений, выполняемых припоем, и недостаточная стойкость против коррозии. При сварке химически активных метал­лов и их сплавов используют электродуговую сварку в струе за­щитных газов( аргона, гелия и др.).

Диффузионная сварка. Для материалов, сварка которых обыч­ными методами затруднена (например, сталь с алюминием, вольфрамом, титаном и др.), применяется диффузионная сварка. Ее осуществляют при повышенных температурах с приложением сдав­ливающего усилия к месту сварки.

Установка для сварки (рис. 13.16) состоит из вакуумной охлаж­даемой камеры 2, внутри которой размещаются свариваемое изде­лие 4 и нагреватель 3. Сдавливающее усилие создается штоком 5, проходящим через вакуумное уплотнение 1, и механизмом нагру-жсния 6. После создания в камере вакуума (133- lO"³... 133-10⁵ Па) производится нагрев токами высокой час­тоты до температуры свар­ки. Глубокий вакуум при

обеспечивает процессы вза­имной диффузии с переме­щением компонентов соеди­няемых деталей на расстоя­ния, превышающие меж­атомные связи. Нагрев спо­собствует ускорению диф­фузии атомов металлов че­рез поверхность стыка.

Усилие сжатия прикла­дывается после нагревания изделия и поддерживается постоянным в течение всего

процесса сварки. Величина усилия зависит от свойства металла, температуры сварки и других факторов.

Процесс диффузионной сварки условно можно разделить на две стадии.

На первой стадии создаются условия для образования ме­таллических связей. Для этого необходимо обеспечить тесный кон­такт свариваемых поверхностей и создать условия для удаления поверхностных пленок оксидов. Тесный контакт обеспечивается за счет использования режимов с повышенными температурами, вследствие чего выступы в зоне контакта деформируются при зна­чительно меньших нагрузках, что дает хороший контакт по всей по­верхности свариваемых изделий. Предупреждение образования ок­сидных пленок достигается тем, что сварка осуществляется в ва­кууме.

На второй стадии происходят процессы взаимной диффу­зии атомов свариваемых материалов.

Преимущество диффузионной сварки заключается в том, что свариваемый металл не доводится до плавления. При этом возмож­но получение высокой точности размеров свариваемого изделия.