5.5Магнитоимпульсная сварка.

Сварное соединение образуется в результате соударения свариваемых деталей, вызванного воздействием импульса магнитного поля. Длительность импульса, скорость соударения, характер разрушения окисных пленок, волнистость сварного шва и другие признаки свидетельствуют о том, что магнитоимпульсная сварка и сварка взрывом имеют много общего.

Одна из возможных схем сварки магнитным полем представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Схема магнитоимпульсной сваки: 1,2 – свариваемые детали; 3 – индуктор; 4 – оправка; 5 – коммутирующее устройство; 6 – зарядное устройство; С – батарея конденсаторов;  - зазор;  - угол установки деталей.

Свариваемая деталь 1 конусной частью вставляется в деталь 2 так, чтобы между ними был зазор , а свариваемые поверхности распологались под углом .

Внутри конусной части детали 1 размещается катушка индуктора 3, а на деталь 2 одевается жесткая оправка 4. через коммутирующее устройство 5 к индуктору 3 подключается батарея конденсаторов С и зарядное устройство 6. после зарядки батареи конденсаторов до заданного напряжения включается коммутирующее устройство и батарея конденсаторов разряжается через индуктор. Импульс разрядного тока вызывает вокруг индуктора магнитное поле, индуцирующее в деталь 1 вихревые токи.

В результате взаимодействия магнитного поля , вызванного вихревыми токами в детали 1, возникает сила отталкивающая от индуктора деталь 1 в направлении детали 2. при соударении последних, создается давление, необходимое для сварки.

На рис. 5.2. приведена схема сварки с наружным размещением индуктора 3 на деталь 1 с зазором  одевается деталь 2,имеющая на конце конусную отбортовку с углом .

Рис. 5.2. Схема сварки деталей с расположением индуктора снаружи: 1,2 – свариваемые детали; 3 – индуктор; 4 – оправка;  - зазор;  - угол установки деталей.

Если деталь 1 полая и имеет тонкую стенку, то для предохранения ее от смятия внутрь детали 1 устанавливают без зазора жесткую оправку, которая удаляется после сварки. При сварке по этой схеме внутренняя деталь может быть не только полой, но и сплошной.

Для единичного и мелкосерийного производства применяют индукторы разового действия, состоящие из нескольких витков медной проволоки без дополнительного усиления. Они просты в изготовлении, недорогие, но после сварки изменяют свои размеры.

В индукторах постоянного действия обмотка размещается в жестком каркасе. Они значительно сложнее и дороже, используются в условиях серийного и массового производства. Магнитоимпульсная сварка применяется как для однородных, так и для разнородных материалов.

Этот вид сварки целесообразно использовать в тех случаях, когда в зоне сварного соединения необходимо сохранить структуру и механические свойства свариваемых материалов близкими к исходным. По сравнению со сваркой взрывом магнитоимпульсная сварка не требует особых условий по технике безопасности, может применяться в обычных цеховых условиях, ее параметрами легко управлять.

6Пайка

6.1Сущность процесса пайки металлов

Пайкой называется процесс получения неразъемного соединения материалов с нагревом ниже температуры их автономного расплавле­ния путем смачивания, растекания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем и сцепления их при кристаллизации шва.

Припой - металл или сплав, вводимый в зазор между соединяемыми деталями, или образующийся в контакте между ними при нагре­ве, имеющий более низкую температуру автономного плавления, чем паяемые материалы.

Заполнение зазора припоем возможно, если расплавленный при­пой смачивает паяемый металл. Смачиваемость расплавленным при­поем поверхности твердого металла определяется физико-химическим взаимодействием припоя и металла и зависит от состояния повер­хности, температуры, сил внутреннего сцепления, сл поверхностно­го натяжения по периметру смачивания на границе твердой, жидкой и газообразной сред. Смачивающую способность характеризует коэффи­циент смачиваемости равный cosθ ,где θ - краевой угол смачива­ния капли жидкого припоя на поверхности твердого металла (рис.1.).

Рис.1.

Схема равновесия сил поверхностного натяжения капли жидкости на поверхности твердого тела: 1 - газ; 2 ­жидкость; 3 - твердое тело.

_,3 = σ_2,3 + σ_1,2 cosθ

Это уравнение является вторым законом капиллярности (равенство Юнга), из которого следует

cosθ = (σ_1,3 + σ_2,3) /σ_2,3

Полное смачивание поверхности твердого тела жидкостью имеетместо при θ = 0, при θ > 90° смачиваемость практически отсут­ствует.

Растекание расплавленного припоя по поверхности металла оп­ределяется многими факторами. Среди них наибольшее влияние оказы­вает характер взаимодействия в контакте металл - припой, вяз­кость расплава припоя, жидкотекучесть, поверхностная диффузия припоя, соотношение сил агедезии припоя к поверхности металла и когезии, характеризуемой силами связи между частицами припоя.

Жидкий припой хорошо смачивает твердый металл, если его по­верхность совершенно чистая. Поэтому место пайки очищается меха­ническим или химическим способом, а в процессе пайки применяют флюсы, которые дополнительно очищают поверхность металла от окис­ных и жировых пленок, а также предохраняют металл и припой от окисления при нагреве.

Характер сцепления между основным металлом и припоем опреде­ляется физико-химическими процессами в паянном шве, которые зави­сят как от свойств металла, припоя, флюса, так и от технологии пайки.