Сварка

1. Термодинамическое определение процесса сварки. Три условия образования сварного соединения.

2. Монолитность сварных соединений. Типы атомно-молекулярных связей и их особенности

3. Физические особенности образования сварного соединения на примере двух монокристаллов

4. Энергия активации. Виды активации поверхностей свариваемых кромок

5. Физические процессы при сварке плавлением в жидкой среде.

6. Газовая сварка, резка. Область применения.

7. Ручная дуговая сварка. Схема процесса. Преимущества и недостатки.

8. Функции покрытия электрода при ручной дуговой сварке

9. Автоматическая сварка под флюсом. Схема процесса. Роль флюса. Преимущества и недостатки.

10. Электрошлаковая сварка. Преимущества и недостатки

11. Способы дуговой сварки в защитных и инертных газах. Плавящимся и не плавящимся электродом

12. Преимущества и недостатки электронно-лучевой и лазерной сварки

13. Физические процессы при сварке давлением в твердой фазе

14. Механизмы образования соединений при холодной сварке

15. Механизмы образования соединений при сварке трением

16. Механизмы образования сварного соединения при сварке взрывом

17. Диффузионная сварка

18. Контактная сварка

19. Виды соединений металлических материалов и отличительная особенность при получении сварных соединений от других – неразъемных и монолитных.

20. Энергетические характеристики основных способов сварки

21. Электрическая дуга, ее строение и способы возбуждения

22. Свариваемость металлических материалов. Критерии группы свариваемости

23. Дефекты сварных соединений. Основные способы их выявления при контроле качества

24. Причина образования деформаций и напряжений при сварке

25. Отличительные особенности пайки от сварки

1. Термодинамическое определение процесса сварки. Три условия образования сварного соединения.

Можно дать несколько определений сварке:

1. Сварка-технологический процесс получения неразъемного монолитного соединенитя за счет образования межмолекулярной связи в соединяемых деталях.

Соединения в технике бывают:

1. Разъемные

2. Неразъемные(заклепочные и сварные) бывают монолитные(сварка, клей) и немонолитные(заклепка)

2. Сварка – это процесс образования монолитного соединения в результате введения и необратимого термодинамического превращения энергии и вещества в место соединения ( В. В. Фролов)

3. Сварка – это термодинамический процесс получения монолитного соединения в результате сближения активированных внешней энергией ювенильных поверхностей свариваемых кромок на межатомное расстояние.

Три необходимых условия образования сварного соединения:

1. Ювенильность поверхностей свариваемых кромок; (т.е. обеспечить поверхность, свободную от других инородных атомов

2. Сближение 2-х соединяемых деталей на межатомное расстояние;

3. Активация атомов свариваемых кромок.(т.е. необходимо ввести энергию, необходимую для преодоления межатомного барьера)

Способы сварки делят

1.Термические 2. Механический 3. Термомеханич.

А. Дуговая А.Холодная А.Контактная

Б. Термитная Б. Трением Б.Диффузионная

В. Газовая В.Ультразвуковая В.Прокаткой

Г. Лазерная Г.Взрывом

Д. Электронно-лучевая

Е. Электрошлаковая

дуговая сварка (источник нагрева металла – свободно горящая между электродом и изделием электрическая дуга);

плазменная сварка (источник нагрева металла – сжатая электрическая дуга, через которую со сверхзвуковой скоростью продувается газ, приобретающий свойства плазмы);

электрошлаковая сварка (источник нагрева металла – расплавленный флюс (шлак), по которому протекает электрический ток);

электронно-лучевая сварка (источник нагрева металла – кинетическая энергия электронов, движущихся в вакууме под действием мощного электрического поля);

лазерная сварка (источник нагрева металла – луч оптического квантового генератора (лазера) в световом или инфракрасном диапазоне);

газовая сварка (источник нагрева металла – высокотемпературное пламя, образующееся при сгорании газа в смеси с кислородом).

2. Монолитность сварных соединений. Типы атомно-молекулярных связей и их особенности

Соединения в технике бывают:

1. Разъемные

2. Неразъемные(заклепочные и сварные) бывают монолитные(сварка, клей) и немонолитные(заклепка)

Для получения неразъемного соединения свариваемые детали необходимо сблизить на расстояние (S ~ 4·10-10м), при котором между ними произойдет преодоление энергетического барьера потенциальной энергии системы атомов поверхностных слоев и образуются общие межатомные, межионные и металлические связи.

Разъемные разъединяются без нарушения целостности соединения. Неразъемные соединения разъединяются только разрушением места соединения. К этой группе относятся клепаные , клеевые, цементные, сварные соединения и т.д.

Склеивание, цементирование, пайка, сварка обеспечивают монолитность соединения в результате образования атомно - молекулярных связей между элементарными частицами- атомами, молекулами соединяемых частей.

при получении сварных соединений является то, что они образуются обязательно с введением внешней энергии в место соединения.

Монолитность металлических конструкционных материалов обеспечивается тремя типами связи:

• Металлической;

• Ионной;(сольNaCl)

• Ковалентной.(мож быть алмаз)но лучше не писать=)

Металлическая связь образует структуры в результате взаимодействия положительных ионов кристаллической решетки с обобщенными валентными , обеспечивая при этом кроме прочности еще и пластичность и электропроводность.

Ионная и ковалентная связь – это типичные химические связи, образующие структуры в результате взаимодействия валентных с ядрами атомов, причем каждый жестко связывает два атома, исключая пластичность и электропроводность. Ковалентные связи устанавливаются присоединением металла с металлоидами, оксидами, полупроводниками. Металлоиды – группа элементов системы Менделеева, у которых превалируют металлические связи.

В сварочных соединениях участвуют молекулярные связи, образующиеся за счет электростатических сил или сил Ван-дер-Ваальса. Они действуют между любыми атомами, обеспечивая необходимую энергию и по существу служат добавками к химической или металлической связи, обуславливаю адгезию при смачивании твердых тел жидкостью. За счет химсорбции могут быть прочными. Все типы связи редко существуют в чистом виде при превалировании тех или иных характер их взаимодействия определяют физикомеханические свойства материала.

Сорбция – поглощение вещества из окружающей среды.

Абсорбция – поглощение вещества из раствора или газа всем объемом твердого вещества.

Адсорбция – поглощение вещества из раствора или газа поверхностным слоем твердого тела.

Химсорбция – процесс сорбции, при котором поглотитель и поглощаемое вещество вступают в химическую реакцию.

Адгезия – сцепление, прилипание поверхностей разнородных тел, достигается при сварке, пайке, склеивании, напылении, а также при образовании окисных, сулбфидных и других покрытий.

Ювенильная поверхность – чистая, свободная от инородных атомов поверхность.