Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Топ:
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Интересное:
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2018-01-29 | 181 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Специальные способы сварки появились в 1960 – 1970 г.г. в СССР и США. Их разработка была связана с развитием атомной энергетики, созданием космических летательных аппаратов, когда возникла необходимость соединить элементы конструкции больших толщин из разнородных материалов.
Появление специальных способов сварки связано с большими успехами в области физики и химии, позволившими выяснить природу процесса сварки и разработать концентрированные источники энергии.
Появлению специальных способов сварки способствовали труды многих ученых и инженеров: Ю.Л. Красулина, В.И. Виля, М.Х. Шоршорова, Н.Ф. Казакова, Н.Г.Басова, А.М. Прохорова, Ч.Туанса, Б.М. Вула, А.Шавлова доказавших, что природа образования сварного соединения во всех случаях, как плавлением, так и давлением, одна – это результат взаимодействия электронных оболочек активированных атомов соединяемых поверхностей.
В целом сварка – это химический процесс и, как всякий химический процесс, проходит три стадии:
· на первой стадии образуется физический контакт, происходит активация поверхностей, которые сближаются на расстояние, равное параметру кристаллической решетки;
· второй стадии образуется химическое соединение активированных поверхностей, происходит процесс сварки – сближение электронных оболочек атомов на расстоянии их взаимодействия. Ширина границы раздела между соединяемыми поверхностями становится соизмеримой с шириной межзеренной границы, а прочность достигает прочности основного металла;
· третьей стадии происходит диффузионный обмен масс через общую поверхность соединения, при этом поверхность раздела размывается или расчленяется продуктами взаимодействия.
|
Все искусство сварщика направленно на обеспечение этих трех стадий при минимальном расходе энергии, минимальных материальных затратах и побочных нежелательных явлений. Многолетний опыт показал, что наиболее сложной проблемой является физический контакт. Сближению, физическому контактированию препятствуют два обстоятельства: техническая природа поверхности и окружающая среда.
В связи с этим перед сварщиками всегда стоят основные проблемы:
· как, преодолевая макро- и микрошероховатости, сблизить поверхности до физического контакта на параметр действия межатомных сил кристаллической решетки;
Как после физического контактирования убрать из плоскости контакта все загрязнения, нейтрализующие межатомные связи.
При сварке плавлением, как и при сварке давлением, применяют термические, механические, гравитационные и электромагнитные способы сближения и контактирования атомов на поверхности деталей. Все способы сварки и контактирования атомов на поверхности деталей. Все способы сварки отличаются друг от друга только способом активации и сближения атомов. Например, при сварке плавлением активацию и сближение достигают простейшим термическим способом с вынужденным расплавлением большого объема металла, что приводит к другой неразрешимой проблеме – снижению прочности сварного шва, представляющего собой крупнокристаллическую структуру с большой концентрацией сидящих дислокаций.
При сварке давлением сближение и активацию обеспечивают за счет механической энергии, при этом в процесс соединения вовлекается также большой объем металла, что сопровождается большой остаточной вынужденной деформацией. Значение вынужденной деформации eв определяется, в основном, четырьмя показателями:
где eк – показатель полного сближения поверхностей; Ку – деформационное упрочнение в контакте; Лн – показатель локального нагрева; С – показаьель напряженного состояния в контакте.
|
Анализ этой формулы показал, что размер остаточной деформации при сварке давлением или объем расплавленного металла в шве при сварке плавлением в зависимости от условий физического контактирования может находиться в пределах 1- 80% от толщины или объема деталей.
Как следует из формулы вынужденного деформирования и расплавления, для получения соединения без значительного расплавления или значительной остаточной деформации необходимо организовать процесс сварки так, чтобы eк было менее 10%; Ку ®0; С®max; Лн <<1.
Исходя из этих требований, появились новые виды сварки;
· лазерная (Ку ®0; С®max; Лн <<1);
· плазменная (Ку ®0; С®max);
· электронно-лучевая (Ку ®0; Лн <<1);
· диффузионная (eк£10%; Ку ®0);
· трением (С®max; Лн <<1);
· ульразвуковая ((eк®0);
· взрывом и импульсом магнитной энергии (Лн <<1; С®max; eк®0).
Эти способы выделены в специальную группу, отличительной особенностью которой является возможность получения соединения без значительного расплавления или значительной остаточной деформации при любых сочетаниях материалов и их толщин. Три первых способа сварки (лазерная, плазменная и электронно-лучевая) относятся к сварке плавлением с использованием концентрированного пучка энергии мощностью 106-1012Вт/см2 при минимальном расплавлении металла для формирования сварного шва.
Этими способами сваривают детали толщиной 1 – 100 мм. Основное их достоинство – возможность сварки без присадочной проволки и защитных газов со скоростью 10-50 м/ч. При этом достигают незначительного коробления. Ширина расплавления металла не превышает 2 мм, зона термического влияния (ЗТВ) не превышает 5 мм.
Остальные методы относят к сварке давлением. Основная их сущность состоит в обеспечении минимальной вынужденной деформации детал и. Например, при сварке взрывом остаточная деформация не превышает 2 %, что достигается большим значением С и малым Лн.
При сварке трением за счет тепловыделения в узкой зоне контакта между трущимися поверхностями деформация (грат) не превышает 10%.
При диффузионной сварке удается сваривать детали из однородных и разнородных материалов с остаточной деформацией в пределах 1 -5 %. Однако при диффузионной сварке такого эффекта достигают при увеличении времени процесса сварки до несколько десятков минут.
При ультразвуковой сварке удается получить соединение с остаточной деформацией не более 5%. Но при этом процессе оператор подвергается действию вредных для здоровья ультразвуковых колебаний.
|
Основным достоинством новых способов сварки является возможность получения соединения высокой точности (прецизионного) для любых сочетаниях материалов и их толщин.
Новые способы сварки находят применение в атомной энергетике, электронике, химическом машиностроении, ракетостроении, т.е. там, где необходимы высокие скорости процессов, где на изделия действуют большие давления и высокие температуры.
При этом на конструкционные материалы воздействуют жидкие агрессивные среды, пары свинца, фтора, висмута и жидкого натрия. Важно, чтобы конструкционный материал был устойчив к быстрой смене температур и напряжений, незначительно испарялся в вакууме, не менял своих свойств от продуктов ядерного распада.
Специальные методы сварки незаменимы в перспективных конструкциях новой техники, в которых используют тугоплавкие и редкие металлы, такие как вольфрам, молибден, тантал, ниобий, цирконий и другие редкоземельные металлы. Эти металлы обладают высокой жаростойкостью, жаропрочностью, исключительным сопротивлением коррозии, а также искусственные материалы.
|
|
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!