1.2. Фізико-хімічні процеси при зварюванні

Утворення зварного з'єднанняу зв'язку із уведенням концентрованоїенергії до зони з'єднання супроводжується складними фізичними і хімічними процесами.

До основних фізичних процесів при зварюванні плавленням відносять електричні, теплові, механічні процеси в джерелах нагріву; плавлення основного і електродного (присадкового) матеріалу, їх перемішування, формуваннятакристалізація зварювальної ванни; введення і розповсюдження тепла в зварюваному з'єднанні.[3] До головних хімічних процесів відносятьхімічні реакції в газовій та рідкій фазах, на межах фаз при взаємодії компонентів покриттів, флюсів, захисних газів з рідким металом і утворенням оксидів, шлаків, окисленням поверхні тощо. Фізичні та хімічні процеси при зварюванні відбуваються водночас і в одному місці, тому їх поєднують під загальним визначенням – фізико-хімічні процеси. Зварне з'єднанняпризварюванні плавленнямвключає до свогоскладу зварний шов(ділянку зварного з'єднання, яка утворилася в наслідок кристалізації зварювальної ванни), зону сплавлення, зону термічного впливу та основний метал. З'єднання виконане зварюванням тиском втвердому станіскладається із зони зварювання, зони термомеханічного впливу, основного металу. В формуванніструктури і властивостей зварного з'єднанняпризварюванні плавленнямвизначна роль належить тепловим процесам, при зварюванні тиском –пластичній деформації.

1.3. Типи зварних з’єднань і види швів

Зварне з'єднання– ділянкаконструкції, в якій окремі її частини поєднанні шляхом місцевого сплавлення або спільного пластичного деформування матеріалів цих елементів, у наслідок чого виникає міцне зчеплення матеріалів, яке засноване на міжатомної взаємодії. До складу зварного з'єднання входить зварний шов, зона термічного впливу і прилеглі до неї ділянки основного металу. Зварний шов– ділянка зварного з'єднання, утворена в наслідоккристалізації металу зварної ванни. Зона термічного впливу – ділянка прилеглого до зварного шва основного матеріалу, яка не піддалася розплавленню,структура і властивості якої при зварюванні змінюються внаслідок нагріву та пластичної деформації.[6]

1.3.1. Групи зварних швів

1. За положенням у просторі – нижні, горизонтальні, вертикальні, стельові. Найпростіші для виконання є нижні шви, найважчі – стельові.

2. За відношенням до діючих зусиль – флангові, торцеві (лобові), комбіновані та косі.

3. За довжиною – неперервні, переривчасті.

4. За ступеню опуклості – нормальні, опуклі та увігнуті.

5. За типом з'єднання – стикові і кутові (валикові).

1.3.2. Типи зварних з’єднань

1. Стикові з’єднання.

2. Напускні з’єднання.

3. Таврові з’єднання.

4. Кутові з’єднання.

5. Прорізні з’єднання.

6. Торцеві (бокові) з’єднання.

7. З’єднання з накладками.

1.4. Джерела енергії

Класифікація за фізичними ознаками показує, що кожна група процесів може бути реалізована за допомогою певного джерела енергії. Для виконання якісного зварювання джерело енергії повинно відповідати певним вимогам: технологічна і конструктивна доцільність використання; економічність перетворення енергії; обмеження шкідливих побічних ефектів і ін. Джерело енергії для термомеханічних і механічних процесів зварювання повинно забезпечуватиконцентрацію теплової і механічної енергії в зоні зварювання, а такожтиск достатній для створення фізичного контакту,активації і хімічної взаємодії атомів поверхонь, які з'єднуються. В зварювальній техніці джерелом енергії є: електродуга,плазма, електронний,іонний,світловий промінь, газове полум'я,ядерні і хімічні реакції. Використовується теплота, яка виділяється при терті, проходженні електроструму через метал або рідкий шлак.[3] Джерело енергії для термічних процесів зварювання плавленням повинно забезпечувати концентрацію теплової енергії і температури в зоні зварювання або плями нагріву заданих розмірів, достатнє для плавлення матеріалу і провару його на потрібну глибину, але без інтенсивного випаровування.