Термомеханические методы сварки

Введение 3
Виды термомеханической сварки 4
Заключение 12
Список литературы 13

Весь текст будет доступен после покупки

К термомеханической сварке относятся такие виды данного процесса, в которых давление используется вместе с тепловой энергией. Термомеханическая сварка позволяет установить между двумя металлами прочную межатомную связь, при местном нагреве, позволяющую достаточно надежно соединить детали.
В данном реферате описываются основные виды термомеханической сварки, принцип их применения и суть.

Весь текст будет доступен после покупки

Виды термомеханической сварки
Контактная сварка относится к одному из наиболее распространенных видов сварки. Различают несколько способов контактной сварки, основные из них точечная, шовная, стыковая, рельефная.
Точечная сварка. При этой сварке детали собираются внахлестку и свариваются по отдельным ограниченным участкам касания, называемым точками. Для производства сварки детали плотно прижимаются электродами сварочной машины, затем нагреваются кратковременным импульсом электрического тока. В начальный момент сварки происходят образование электрического контакта, расширение нагретого металла и увеличение в результате этого зазора между деталями. Часть металла под влиянием давления электродов вытесняется в зазор, создавая уплотняющий поясок. В последующем образуется расплавленное ядро, наблюдаются разрушение оксидных пленок, их перемешивание с жидким металлом. Дальнейшее пластическое истечение металла в зазор увеличивает уплотняющий поясок вокруг жидкого ядра и препятствует его выдавливанию, а также защищает расплавленный металл от взаимодействия с атмосферой.
После выключения сварочного тока происходит интенсивная кристаллизация ядра, завершающаяся образованием монолитного соединения обеих деталей в точке касания.
Для того чтобы в период кристаллизации непрочная точка не была разрушена вследствие упругих сил конструкции, давление с электродов не снимается, причем чем больше толщина металла и жесткость свариваемого узла, тем больше время выдержки точки под давлением. Кроме того, при кристаллизации происходит усадка металла и в нем могут образовываться усадочная рыхлота и раковины. В это же время в ядре возникают растягивающие напряжения, которые могут стать причиной образования
трещин. Создание в центре ядра за счет давления электродов зоны сжимающих напряжений позволяет снизить вероятность образования трещин. Она еще более снизится в случае приложения ковочного усилия, т.е. резкого (в 2—3 раза) увеличения давления на электродах на завершающей стадии сварки.
Последовательность включения и выключения сварочного тока и давления составляют цикл сварки. Простейший цикл изображен на рис. 1 а), а цикл с проковкой — на рис. 1 б).

Существуют более сложные циклы. Так, для уменьшения скорости охлаждения металла при сварке сталей, склонных к закалке, во избежание образования трещин применяют двух- и трехимпульсную сварку. При двухимпульсной сварке первый импульс служит для подогрева металла в месте контакта. Это снижает скорость охлаждения металла и повышает его пластичность. Кроме того, в результате нагрева улучшается прилегание свариваемых деталей друг к другу. Возможна двухимпульсная сварка, когда первый импульс является сварочным, а второй — дополнительным для термообработки сварной точки. Высокого качества можно достичь, применяя трехимпульсную сварку, при этом последовательно осуществляются подогрев, сварка и после нее термообработка.


Сила тока, давление и характер их изменения являются важнейшими параметрами режимов сварки. Так, например, между количеством выделяемой теплоты и силой тока на основании закона Джоуля — Ленца:
Имеется квадратичная зависимость. Даже небольшие колебания величины сварочного тока существенно изменяют количество выделяемой в сварочном контакте теплоты.

Па силу сварочного тока, проходящего через место сварки, оказывает влияние шунтирование тока через соседние, уже сваренные точки. Чем меньше расстояние между точками, которое назначает конструктор исходя из требуемой прочности сварного узла, и чем толще свариваемые детали, тем больше потери на шунтирование. Они возрастают и в случае повышенного контактного сопротивления из-за плохой подготовки поверхности деталей под сварку или при малом давлении на электроды. Существуют рекомендации о минимально допустимом расстоянии между точками в зависимости от марки и толщины свариваемых материалов. Ориентировочно можно считать, что минимальное расстояние между точками для деталей из низколегированных сталей должно равняться 3—4 диаметрам точки, из хромоникелевых сталей — на 15—20% меньше, у алюминиевых — на 25—30% больше.
При сварке сплавов, обладающих высокой электро- и теплопроводностью, например алюминиевых, необходимо увеличить тепловыделение в зоне контакта при прохождении электрического тока, чего можно добиться уменьшением в этот момент давления на электродах и увеличением таким образом контактного сопротивления.
Режим точечной сварки выбирают на основании отраслевых стандартов, инструкций и рекомендаций. В практике они могут корректироваться в зависимости от влияния ряда факторов.


Довольно распространенным случаем при точечной сварке является сварка двух деталей разных толщин. Неодинаковая толщина свариваемых деталей приводит к смещению ядра точки к центру деталей. Для обеспечения минимальной глубины проплавления более тонкой детали, составляющей не менее 15% ее толщины, следует принимать меры к увеличению ее нагрева. Это достигается применением со стороны тонкой детали (или детали с меньшим электросопротивлением) электрода из менее теплопроводного материала или подбором специальных прокладок между электродом и указанными деталями, а также размещением между деталями прокладок из материала с более высоким электросопротивлением.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Чулошников П.Л. - Контактная сварка. В помощь рабочему-сварщику - (1977)
2. Стеклов О.И. - Основы сварочного производства - (1981)
3. Корякин-Черняк С.Л. - Справочник сварщика для любителей и не только - (2008)

Весь текст будет доступен после покупки