- •История развития сварки ……………………………………………………… 5
- •Дуга переменного тока …………………………………………………………...24
- •Стальной стержень ……………………………………………………………….61
- •Физико-химические и металлургические процессы при сварке ……...75
- •Первый закон термодинамики. Энтальпия ……………………………………..77
- •История развития сварки
- •Определение сварки. Физические основы и классификация процессов сварки . Виды элементарных связей.
- •Требования к источникам энергии при сварке. Классификация процессов сварки
- •Способы контактного возбуждения дуги
- •Строение дугового разряда. Вах дуги
- •Плазма столба дуги. Электропроводность столба дуги. Потенциал ионизации. Уравнение Саха.
- •Строение катодной области. Дуги с холодным и горячим катодами
- •Анодная область
- •Магнитное поле дуги . Пинч-эффект
- •Дуга переменного тока
- •Плазменная дуга. Плазмообразующие газы.
- •Сварка под флюсом
- •Электрошлаковая сварка
- •Тепловые процессы при сварке Основные понятия
- •Классификация источников
- •Закон теплопроводности Фурье
- •Поверхностная теплоотдача и граничные условия
- •Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •Температурные поля от неподвижных источников
- •Непрерывно действующие неподвижные источники
- •Непрерывные подвижные источники Точечный источник на поверхности полубесконечного тела
- •Линейный источник в бесконечной пластине
- •Быстродвижущиеся источники теплоты
- •Период теплонасыщения. Период выравнивания температур
- •Расчет температуры при ограниченных размерах тела
- •Термический цикл сварки
- •Плавление основного металла
- •Термодеформационные процессы при сварке Свойства металлов при температурах сварочного цикла
- •Стальной стержень
- •Вывод расчетных формул для одноосных внутренних напряжений.
- •Упругопластическое деформирование
- •Последовательность расчета кинетики внутренних напряжений при сварке
- •Остаточные напряжения в сварных соединениях
- •Деформации и перемещения при сварке
- •Экспериментальные методы определения ост
- •Физико-химические и металлургические процессы при сварке Основные понятия и определения химической термодинамики
- •Первый закон термодинамики. Энтальпия
- •Второе начало термодинамики. Энтропия
- •Некоторые формы работы
- •Энергия Гиббса
- •Изотерма химических реакций
- •Т.К. Концентрации неравновесные, то введем обозначение
- •Для этой же реакции в условиях равновесия
- •Вычитая первое уравнение из второго, получим
- •Приращение изобарного потенциала вещества при растворении
- •Процессы карбидообразования
- •Окисление металлов Окислением называется процесс потери электронов с внешней оболочки и соединение металлов с электроно-отрицательными элементами.
- •Химическое сродство к газу жидких металлов, которые ограниченно растворяют свое химическое соединение с ним
- •Раскисление металлов
- •Легирование металлов через шлак
- •Шлаковые фазы и их назначение.
- •Распределение температур в зоне сварки
- •Металлургия сварки под флюсом
- •Сварка в среде со2 и инертных газах
- •Металлургия сварки покрытыми электродами
- •Фазовые превращения при сварке Первичная кристаллизация
- •Химическая неоднородность сварных соединений
- •Природа и причины образования горячих трещин
- •Методы борьбы с гт
- •Характерные зоны сварных соединений
- •Фазовые превращения в твердом состоянии
- •Структурные превращения в сплавах при нагреве и охлаждении
- •Фазовые и структурные превращения при сварке сталей Превращения при нагреве основного металла
- •Превращения в сталях при охлаждении
- •Природа и причины образования холодных трещин
- •Способы оценки склонности к хт
- •Способы борьбы с хт
История развития сварки
Сварка является великим русским изобретением. Она является прогрессивным высокопроизводительным методом получения неразъемных соединений в промышленности и строительстве. Основоположниками дуговой сварки являются русские ученые В.В. Петров, Н.Н. Бенардос и Н.Г. Славянов.
В 1802 г. В.В. Петров открыл и описал дуговой разряд. Его открытие намного опередило свое время и до практического применения дуги дошло лишь в конце 19-ого века.
Лишь почти 80 лет спустя, в 1881 г., талантливейший русский изобретатель Н.Н. Бенардос (1842 – 1905 гг.) впервые в мире использовал дуговой разряд для соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока, т.е. для дуговой сварки и резки металлов. Н.Н. Бенардос является автором всех основных видов электрической дуговой сварки, широко внедренных в настоящее время в промышленность, и множества других изобретений в различных областях техники.
Дальнейшее совершенствование дуговой сварки связано с именем крупного русского инженера, металлурга и электрика Н.Г. Славянова (1854 – 1897 гг.). Славянов Н.Г. предложил в 1888 г. способ дуговой электросварки металлическим электродом, впервые спроектировал и построил специальные сварочные генераторы. Работы его положили начало развитию сварочных процессов в производственной сфере.
Н.Н. Бенардос и Н.Г. Славянов не только создали новые виды сварки, но широко применяли их, в первую очередь на ремонтных работах.
Однако в силу своей промышленной отсталости царская Россия не сумела реализовать возможности, открытые изобретениями Н.Н. Бенардоса и Н.Г. Славянова. В те годы дуговая сварка получила значительно большее распространение в Англии, Германии и особенно в США, чем на своей родине – в России. Электрическая дуговая сварка нашла широкое промышленное применение только после гражданской войны, в годы восстановления народного хозяйства, в годы пятилеток. Новый этап в истории сварки начинается с 1929 г., когда было принято постановление Совета Труда и Обороны о развитии сварочной техники. На основе постановления была создана материально-техническая база для разработки и внедрения передовых методов сварки в СССР, начата подготовка кадров специалистов по сварке – рабочих, инженеров, техников.
Бурного расцвета достигла в эти годы сварочная наука, которая обогатилась ценнейшими работами в области теории сварочных процессов. Особенно важную роль в этом деле сыграли исследования Украинского института электросварки АН УССР им. Е.О. Патона в Киеве, МВТУ им. Баумана и другие организации.
При современном состоянии производства трудно себе представить какую-либо его отрасль, имеющую дело с обработкой металла, изготовлением или ремонтом металлических изделий, которая могла бы обойтись без сварки. Сварка широко применяется в промышленности, строительстве, на транспорте в сельском хозяйстве и т.д. Она стала таким же необходимым и равноправным технологическим методом обработки металлов, как ковка, штамповка, литьё, обработка металлов резанием и т.д., а в ряде случаев успешно конкурирует с ними и вытесняет их. За последние годы значение сварки непрерывно возрастает при некотором снижении роли литья и поковок.
Сварка занимает господствующее положение в производстве стальных и особенно листовых конструкций. Широкое применение находят сварочные процессы в самолётостроении, автомобилестроении, в производстве вагонов, котлов высокого давления, в трубном производстве, сельскохозяйственном машиностроении и многих отраслях.
Об объёме сварочных работ свидетельствует тысячи километров газопроводных, водопроводных, нефтепроводных и других магистралей, выполненных с помощью сварки. При изготовлении одного судно водоизмещением всего 8 – 10 тыс. тонн необходимо сварить свыше 80 километров швов, а на более крупных современных судах общая длина сварных швов превышает 300 километров. Огромную роль играет сварка в ремонтном деле, особенно при восстановлении и поверхностном упрочнении быстроизнашивающихся деталей машин.
Высокий уровень сварочного производства требует соответствующей подготовки научных и инженерных кадров. Базовой дисциплиной при подготовке инженеров-сварщиков является «Теория сварочных процессов». Программа дисциплины предусматривает изучение следующих разделов:
Источники энергии при сварке – 5 семестр.
Тепловые процессы при сварке – 5 семестр.
Термодеформационные процессы при сварке – 5 семестр.
Физико-металлургические процессы при сварке – 6 семестр.
Фазовые и структурные превращения при сварке – 6 семестр.
