1 2. Приведите схему сварки взрывом и опишите протекающие при этом процессы и особенности.
При инициировании ВВ волна детонации распространяется вдоль поверхности метаемой детали со скоростью 2 – 3 км/с. Высокая скорость детонации и высокое давление образующихся при взрыве газов сообщают метаемой детали высокую скорость (≈ 1 км/с).
Метаемая деталь приобретает свойства жидкого тела (возникает кумулятивный эффект). Кумулятивная струя, состоящая из материала метаемой детали, очищает поверхность неподвижной детали от окисных пленок и загрязнений и приваривается к ней.
В большинстве случаев поверхность сварного стыка представляет собой затвердевшую гидродинамическую волну.
В результате соударения метаемой и неподвижной детали возникает волна пластической деформации, распространяющаяся со скоростью звука. Наличие этой волны – необходимое условие образования соединения при сварке взрывом.
При этом происходит следующее:
адиабатический процесс нагрева поверхности неподвижной детали;
создание активных центров сварки;
уменьшение упругой энергии вводимой при соударении, что снижает вероятность разрушения сварного соединения растягивающими напряжениями, возникающими после напряжений сжатия от взрыва.
13. Приведите схему сварки трением и опишите протекающие при этом процессы и их особенности.
Нагрев свариваемых деталей осуществляется за счет работы сил трения, после нагрева свариваемые детали сжимают. Обычно трение осуществляют за счет вращательного движения одной из свариваемых деталей, другая неподвижная.
Различают три стадии процесса:
1) приработка поверхностей (t1 ≈0,2…1,0 c);
2) переход к режиму глубинного вырывания (t2 ≈10…20 c).
В этой стадии происходит разрушение окисных пленок, в пятнах контакта происходит сваривание, приповерхностный слой упрочняется за счет наклепа и относительное движение свариваемых деталей возможно только за счет вырыва материала из глубины.
3) переход к режиму полирования (t3 ≈10…20 c).
Нагрев во второй стадии приводит к образованию между трущимися поверхностями тонкой пленки расплавленного металла, что приводит к снижению коэффициента трения. Процесс трения выходит на режим саморегулирования: при увеличении толщины пленки часть жидкого сплава вытесняется из зоны трения, при уменьшении толщины пленки возрастает сила трения, возрастает тепло, температура и толщина жидкой пленки восстанавливается до прежнего значения.
Преимущества сварки трением:
1) возможность соединения разнородных материалов;
2) высокая прочность сварного соединения.
Недостатки:
1) неприменим для тонких деталей;
2) большая энергоемкость процесса.
14. Приведите схему диффузионной сварки и опишите протекающие при этом процессы и их особенности.
Свариваемые детали находятся длительное время (5…60 мин) при высокой температуре (T=0,6…0,9Ts) при пониженном давлении в прижатом друг к другу состоянии. Различают и идут стадии:
1) очистка поверхности сплава при нагреве при пониженном давлении;
2) медленное выравнивание микронеровностей соединяемых поверхностей и образование физического контакта;
3) образование активных центров сварки;
4) рост площади сварки.
Стадии 2, 3, 4 идут одновременно с взаимной диффузией свариваемых материалов.
Преимущества:
1. Возможность сваривать окончательно обработанные детали.
2. Относительно не высокая температура нагрева, которая может быть вредной для структуры и свойств.
Недостатки:
1. Сложность контроля качества;
2. Наличие сложного и дорогостоящего оборудования.