7.2.3.Технология газовой сварки

Края свариваемых заготовок 1 (рис. 7.4) расплавляются высокотемпературным газовым пламенем 4, а зазор между ними заполняется присадочным металлом 2, образуя общую ванночку, а после кристаллизации - сварной шов.Приемы газовой сварки приведены на рис. 7.6.

Пост газовой сварки с питанием от баллонов включает баллоны (кислородный и ацетиленовый), редуктор, горелку и шланги. По принципу действия газовые горелки бывают инжекторные - низкого давления и безинжекторные - высокого или среднего давления.

Присадочный металлвыбирают в зависимости от состава сплава свариваемого металла в виде прутка или проволоки, которые вводят в пламя горелки, где он расплавляется и стекает в ванночку, смешиваясь с расплавленным основным металлом и образуя сварной шов.

Газовая сварка цветных металлов и сплавов: меди, латуни, алюминия и бронз, осуществляется ацетиленокислодным пламенем. Присадочным металлом служат соответственно медные прутки, включающие в качестве раскислителя фосфор и кремний, латунный провод с присадкой до 0,5%Sіи алюминиевый провод или стрежни такого же состава, что и основной металл. Все сорта бронз свариваются удовлетворительно.

а) б)

Рис. 7.6. Приемы газовой сварки:

а - вправо; б — влево

Оловяные бронзы чаще сваривают ацетиленокислодным пламенем с применением тех же флюсов, что и при сварке меди (присадочный металл - фосфористая бронза или латунь).

Сварка пластмасспроизводится с помощью теплоносителя (нагретый газ или инструмент). В судоремонте в качестве теплоносителя применяется нагретый до 180-220⁰С газ (воздух, азот, углекислый газ) и нагретый инструмент (пластина, паяльник и пр.). После удаления инструмента или разогрева поверхностей свариваемых деталей их сдавливают, чем и обеспечивают сварку.

7.3. Пайка, склеивание и клепка

7.3.1. Физическая сущность пайки и склеивания материалов

При пайке сближение частиц припоя и основного металла и образование межатомных связей по всей поверхности контакта заготовок осуществляется за счет диффузии расплавленного припоя, проникающего в их нагретые поверхностные слои.Припой- металлический сплав, имеющий температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых материалов. Температура пайки обычно на 10-30⁰С выше температуры ликвидуса припоя.

При пайке, так же как и при сварке, образованию межатомных связей по всей поверхности контакта деталей предшествует сближение частиц припоя и основного металла – образование физического контакта. Чем быстрее и надежнее протекает этот процесс, тем лучше припой смачивает поверхность металла и растекается на ней. Смачиваемость определяет такое важное свойство, как капиллярное проникновение в узкие зазоры между соединяемыми деталями. Она оценивается углом (рис. 7.7). Чем меньше угол, тем выше смачиваемость. Наличие на поверхности окисных, жировых и вторых посторонних пленок увеличиваети резко ухудшает смачиваемость. Поэтому металлы перед пайкой обязательно проходят механическую или химическую очистку, а пайку производят либо с применением флюсов, либо в камерах с защитной нейтральной или активной атмосферой.

а) б) в)

Рис. 7.7. Положение капли припоя на поверхности металла:

а) - припой не смачивает поверхность (металл покрыт толстой оксидной пленкой),

б) - припой плохо смачивает поверхность, в) - припой хорошо смачивает поверхность.

Качество паяных соединений (прочность, плотность, коррозионная стойкость и др.) в значительной степени зависит от следующих побочных процессов, протекающих в зоне пайки.

1. Растворение соединяемых материалов в припое и как следствие - изменение его химического состава и температуры плавления, а также структуры и механических свойств паянного шва.

2. Диффузия элементов припоя в основной металл. Это приводит к изменению химического состава и механических свойств околошовных зон.

3. Образование химических соединений из элементов, входящих в состав припоя и основного металла - интерметаллидов. Их большая хрупкость снижает пластичность и прочность паяных соединений.

4. Возможность закалки или разупрочнения металла в околошовных зонах.

При склеиваниинеразъемное соединение получается за счет адгезии (прилипаемости), когезии (собственной прочности) и механического сцепления клеевой пленки с поверхностями склеиваемых заготовок.

Прочность сцепления клеевых соединений зависит в основном от адгезии и когезии. Для объяснения физико-химической сущности адгезии существует три теории: адсорбционная, электрическая и диффузионная.

Адсорбционная теориярассматривает адгезию как чисто поверхностный процесс, аналогичный адсорбции; пленка удерживается на поверхности материала в результате действия межмолекулярных сил.

Электрическая теориярассматривает адгезию как результат действия электростатических и ван-дер-ваальсовых сил.

Диффузионная теорияпредполагает, что при образовании связи между неполярными полимерами электрический механизм адгезии невозможен, и адгезия обусловливается переплетением макромолекул поверхностных слоев в результате их взаимодиффузии.

Качество клеевых соединений (прочность) можно повысить путем механического сцепления пленки клея с шероховатой поверхностью материала; для этого перед склеиванием поверхности обрабатывают наждачной бумагой.