25. Сварка с использованием концентрированных источников энергии.

1)Источники тепла при сварке. В большинстве случаев тепло получают вблизи соединения или в самом соединении из других видов энергии. Классифицируем способы сварки по видам энергии и месту её преобразования в тепловую.

Место преобразования в тепловую	Виды преобразуемой энергии
	Химическая		Механическая		Излучение		Электрическая
Вблизи соединения	1, 2, 3						4, 5
В самом соединении				6		7, 8		9, 10, 11, 12

1 – газопламенная сварка; 2 – кузнечная сварка; 3 – термитная сварка; 4 – электродуговая сварка; 5 – пайка твёрдым нагретым телом; 6 – сварка трением; 7 – сварка световым лучом (лазером); 8 – сварка сфокусированным световым лучом (лампа солнце); 9 – электронно-лучевая сварка; 10 – электрошлаковая сварка; 11 – контактная сварка; 12 – высокочастотная сварка.

Химическая энергия как сварочный источник тепла.

Горение газов. Газопламенная сварка. Горение – реакция окисления, как правило экзотермическая.

Ацетилен, пропан, бутан, природный газ, пары керосина. Эти вещества смешивают с кислородом и зажигают, идёт химическая реакция типа: А + О₂  С + D + Q

Q – тепло плавит свариваемые кромки и присадочный материал.

Применяется для резки и сварки металлов и неметаллов.

Разрезаемый Ме нагревают газовым пламенем до температуры воспламенения, подают струю режущего кислорода, Ме сгорает, выделяя дополнительное тепло Q`.

Превращение механической энергии в тепловую.

Количество тепла, выделяемое при переходе механической энергии в тепловую зависит от силы, с которой прижимают детали, от скорости перемещения и от времени взаимодействия поверхностей.

Энергия излучения как источник тепла при сварке.

При облучении поверхности тела светом энергия квантов передаётся при торможении частицам поверхности. Температура поверхности возрастает. Если световую энергию сконцентрировать на малом участке поверхности, то можно нагреть до температуры плавления.

Пример: Световая сварка сфокусированным лучом солнца (мощной лампы).

Электрическая дуга как источник тепла.

Электрической дугой называют один из видов устойчивого электрического разряда через газовый промежуток.

Особенности: высокая плотность тока, высокая температура.

Дуговой разряд происходит между двумя электродами, которые называются полюсами дуги. Сварочная дуга – основной источник тепла при сварке плавлением.

26. Сущность и основные параметры режима газовой сварки.

Газовым пламенем при помощи газовой горелки можно производить сварку плавлением черных и цветных металлов, наплавку твердых и цветных сплавов, правку, пайку, огневую зачистку поверхности и другие операции. Сварочное пламя получают при сжигании газообразных горючих или паров жидких топлив в технически чистом кислороде. Горючие, применяемые для газовой сварки, представляют собой углеводороды или их смеси с другими газами, или пары бензина и керосина. Сварочное пламя – это объем, в пределах которого происходит реакция горения. В пределах этого объема находится зона, ограниченная с одной стороны исходной смесью, с другой – продуктами реакции. Скорость потока горючей смеси устанавливается такой, чтобы при зажигании и горении пламя не могло проникнуть внутрь канала мундштука (скорость потока мала) или оторваться от сопла мундштука (скорость потока слишком велика). При сварке объем кислорода, подаваемый в смесь, меньше, чем необходимый для полного сгорания. Догорание газов происходит за счет кислорода воздуха, вследствие этого пламя в различных частях факела неоднородно по теплофизическим параметрам. Размеры и форма сварочного пламени зависят от скорости распространения реакции горения в газовом объеме, которая для различных горючих неодинакова. Режим сварки зависит от теплофизических свойств металла, габаритных размеров, формы изделия. Он включает выбор способа сварки, мощности и состава пламени, угла наклона горелки, диаметра присадочного прутка, порядка наложения шва, положения шва в пространстве.

При газопламенной сварке соединяемые кромки деталей разогревают до температуры, несколько большей температуры плавления свариваемого металла. Образуется сварочная ванна. После этого горелку перемещают по стыку деталей, последовательно оплавляя его. За горелкой расплавленный металл, остывая, кристаллизуется и образует сварной шов. Чтобы получить шов с усилением, в пламя подают пруток присадочного металла, который, расплавляясь, стекает в сварочную ванну.

При одинаковой эффективной тепловой мощности, вводимой за единицу времени в металл свариваемой детали, от газового пламени вводится через единицу площади в 8...12 раз меньше тепла, чем от дуги. Зато диаметр пятна нагрева от газового пламени в 2,5…3,5 раза больше чем от сварочной дуги и может достигать 6…8 см.