7. Плазменная сварка

Плазменная струя, применяемая для сварки, представляет собой направленный поток частично или полностью ионизированного газа, имеющего температуру 10 000—20 000 °С. Плазму получают в плазменных горелках, пропуская газ через столб сжатой дуги. Дуга горит в узком канале сопла горелки, через который продувают газ. При этом столб дуги сжимается, что приводит к повышению в нем плотности энергии и температуры. Газ, проходящий через столб дуги, нагревается, ионизируется и выходит из сопла в виде высокотемпературной плазменной струи. В качестве плазмообразующих газов применяют азот, аргон, водород, гелий, воздух и их смеси. Газ выбирают в зависимости от процесса обработки и вида обрабатываемого материала.

1. Контактная сварка

Контактная сварка относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или с оплавлением и осадкой разогретых заготовок. Характерная особенность этих процессов — пластическая деформация, в ходе которой фор­мируется сварное соединение. Место соединения разогревается проходящим по металлу элек­трическим током, причем максимальное количество теплоты вы­деляется в месте сварочного контакта. Количество выде­ляемой теплоты определяется законом Джоуля — Ленца Q=I²Rt

ХОЛОДНАЯ СВАРКА

Холодную сварку выполняют без нагрева при нормальных и пониженных температурах. Физическая сущность процесса заключается в сближении свариваемых поверхностей до образования металлических связей между ними. Такое сближение достигается приложением больших удельных усилий в месте соединения. В ре­зультате происходит совместная пластическая деформация. Большое усилие сжатия обеспечивает разрушение пленки оксидов на свариваемых поверхностях и образование чистых поверхностей металла. При холодной сварке свариваемые поверхности очищают от адсорби­рованных жировых пленок.

Холодной сваркой сваривают металлы и сплавы толщиной 0,2— 1 мм. Удельные усилия, зависящие от состава и толщины сварива­емого материала, в среднем составляют 150—1000 МПа.

Холодной сваркой в основном сваривают однородные или не­однородные металлы и сплавы, обладающие высокой пластичностью при нормальной температуре. В недостаточно пластичных металлах при больших деформациях могут образоваться трещины. Высокопрочные металлы и сплавы холодной сваркой не сваривают, так как для этого требуются очень большие удельные усилия, которые практически трудно осуществить.

Хорошо свариваются сплавы алюминия, кадмия, свинца, меди, никеля, золота, серебра, цинка и тому подобные металлы и сплавы. К преимуществам этого способа относятся малый расход энергии, незначительное изменение свойства металла, высокая производи­тельность, возможность автоматизации.

Сварка трением относится к процессам, в которых используются взаимное перемещение свариваемых поверхностей, давлений и кратковременный нагрев. Сварка трением происходит в твердом состоянии при взаимном скольжении двух заготовок, сжатых силой Р. Работа, совершаемая силами трения при скольжении, превращается; в теплоту, что приводят к интенсивному нагреву трущихся поверх­ностей. Трение поверхностей осуществляется вращением или возвратно-поступательным перемещением сжатых заготовок. В результате нагрева и сжатия происходит совместная пластическая; деформация. Сварное соединение образуется вследствие возникнове­ния металлических связей между чистыми контактируемыми поверхностями свариваемых заготовок. Оксидные пленки на соединяемых поверхностях разрушаются в результате трения и удаляются за счет пластической деформации в радиальных направлениях.

Основные параметры сварки трением: скорость относительного перемещения свариваемых поверхностей, продолжительность нагрева, удельное усилие, пластическая деформация. Требуемый для сварки нагрев обусловлен скоростью вращения и осе­вым усилием. Для получения качественного соединения в конце процесса необходимо быстрое прекращение движения и приложение повышенного давления. Параметры режима сварки трением зависят от свойств свариваемого металла, площади сечения и конфигурации изделия. Сваркой трением соединяют однородные и разнородные металлы и сплавы с различными свойствами.

Рис.36. Зависимость тангенса угла потерь от частоты электрического поля в неполярных диэлектриках

37