109. Сварка в среде инертных газов. Металлургические процессы при сварке.

Сварка в инертных газах производится неплавящимся вольфрамовым электродом или плавящимся электродом, по химическому составу близким к составу свариваемого материала, она может осуществляться вручную, полуавтоматически и автоматически.

Этот вид сварки удобен для выполнения соединений в любых пространственных положениях, легко поддается механизации, позволяет наблюдать за сварочной ванной в процессе работы, имеет довольно высокую производительность, достигающую при ручной сварке 40-50 м/ч, а при автоматической 200 м/ч.

Учитывая, что инертные газы по мере совершенствования технологии их получения становятся все менее дефицитными и относительно более дешевыми, можно прогнозировать увеличение применения этого вида сварки в будущем.

Металлургические процессы при сварке. Состав металла шва при сварке в инертных газах определяется составом основного и присадочного металлов, а также развитием металлургических процессов при сварке.

Инертные газы сами не взаимодействуют с металлами, однако, при сварке в зоне дуги могут протекать реакции взаимодействия между элементами, входящими в состав основного и присадочного металла. Помимо этого, происходит взаимодействие нагретого и расплавленного металла с примесями инертных газов (O₂, N₂, H₂, H₂O и др.), с газами и веществами, адсорбированными на поверхности металла и проволоки. Интенсивность взаимодействия зависит от химического состава свариваемого металла, состава и парциального давления компонентов газовой фазы у поверхности ванны и температуры ванны.

Ход металлургических реакций и состав металла шва можно регулировать путем изменения температуры и размеров сварочной ванны, длительности взаимодействия металла с газами, введением в металл легкоиспаряющихся элементов.

110. Механизм образования сварного соединения при контактной точечной сварке. Шунтирование сварочного тока.

Первый этап начинается с момента обжатия деталей, вызывающего пластическую деформацию микронеровностей в контактах «электрод-деталь» и «деталь-деталь». Затем производится включение тока и происходит нагрев металла, обеспечивающий выравнивание микрорельефа, разрушение поверхностных пленок, формируется электрический контакт. На этом этапе металл деформируется в зазор между деталями, образуя уплотняющий поясок.

На втором этапе происходит расплавление металла с образованием ядра. По мере прохождения тока ядро растет до максимальных размеров. При этом происходит перемешивание металла, удаление поверхностных пленок и образование металлических связей. Продолжается процесс пластической деформации и теплового расширения металла.

Третий этап начинается с выключения сварочного тока, при этом происходит охлаждение и кристаллизация металла с образованием общего для деталей литого ядра. В результате охлаждения уменьшается объем металла, вследствие чего возникают остаточные напряжения. Поэтому для предотвращения усадочных трещин и раковин, а также уменьшения величины остаточных напряжений применяют бо́льшие по сравнению со вторым этапом сварочные усилия, называемые в данном случае усилием ковки (F_ков).

Через определенный промежуток времени (время паузы) сварочный цикл повторяется.

Шунтирование тока проявляется в протекании части тока вне зоны сварки. Шунтирование в значительной мере нарушает симметрию электрического поля и может при малом расстоянии или шаге между точками (t_ш) привести к уменьшению плотности тока и размеров литого ядра.

Уменьшение t_ш и рост S вызывает снижение I_св и соответственно размеров ядра, а также приводят к повышению температуры в контакте электрод-деталь и скорости износа электрода.