Варіант 19

а) Особенностью автоматической сварки по сравнению с ручной является то, что при ней ток к электродной проволоке подводится с помощью скользящего контакта на небольшом от дуги расстоянии. Т.е. по всей длине стержня, как при ручной сварке электродами, ток не проходит, что даёт возможность значительно повысить его плотность. При этом производительность расплавления электродной проволоки возрастает в несколько раз.

При автоматической сварке, как и при ручной, нагрев электродной проволоки осуществляется за счёт протекающего по нему тока и теплового воздействия дуги. Каждый элемент проволоки, подающийся в дугу со скоростью w , см/сек, нагревается током на пути от токоподвода до дуги. В непосредственной близости к дуге проволока нагревается также её теплом. Общее температурное поле нагрева по длине вылета электродной проволоки может быть построено как сумма температур, возникающих от действия двух источников тепла.

б) В результате теплового воздействия металл изделия в точках на самом шве или вблизи него претерпевает нагрев и охлаждение. Характер нагрева и охлаждения разных точек различен и зависит от их расположения. Каждый участок металла подвергается особой термической обработке, в результате которой меняется его структура. Совокупность участков основного металла, в которых в результате воздействия источников тепла изменяется структура или свойства, называют зоной термического влияния. Иногда термическое воздействие сварки мало отражается на свойствах сварного изделия, но чаще ухудшает свойства околошовной зоны.

Для оценки характера влияния сварки на свойства сварного соединения важно установить характер термических циклов точек и влияние этих циклов на структуру и свойства металла. В условиях обычной термообработки такие задачи решают сравнительно легко. Режимы нагрева здесь можно выбирать на основе теоретических и практических данных.

Варіант 20

а) К структуре зоны термического влияния, а следовательно и к термическим циклам нагрева и охлаждения при сварке, предъявляют различные требования, которые зависят и от материала и от условий эксплуатации изделия. В результате несоблюдения необходимых режимов структура шва и зоны влияния может значительно ухудшиться, что приведёт к снижению качества сварных соединений.

Так, в малоуглеродистой стали существенного изменения свойств у зоны термического влияния обычно не происходит. Низколегированные и углеродистые конструкционные стали в результате слишком быстрого охлаждения и подкалки иногда значительно снижают пластичность. В закаленных сталях (перлитного и мартенситного класса) при излишне замедленном охлаждении может произойти отпуск зоны термического влияния. Длительный нагрев высоколегированных хромистых сталей ферритного класса приводит к укреплению их зерна, снижению пластических свойств и коррозионной стойкости. Хромоникелевые стали аустенитного класса нельзя длительное время перегревать выше температуры распада аустенита.

б) Некоторые примеры диффузионных процессов на сварке. Одним из важнейших результатов диффузионных процессов при сварке является рост зерна металла в шве и в зоне термического влияния при длительном нагреве высшее температуры . Процесс этот объясняется самодиффузией атомов металла и происходит следующим образом.

Мелкие кристаллы обладают большой величиной поверхностной энергии на единицу массы металла, чем крупнее. Вследствие этого согласно законам термодинамики всегда есть тенденция к росту кристаллов, так как при этом свободная энергия системы уменьшается. Однако при низких температурах указанная тенденция не может проявляться заметным образом, поскольку количество блуждающих, дислоцированных атомов очень мало. С повышением температуры количество таких атомов растёт, причём в мелких кристаллах их будет больше, чем в крупных, так как мелкие зёрна обладают большим запасом энергии. При этом создаются диффузионные потоки атомов от меньших кристаллов к более крупным.