Методы сварки под давлением

Описание, видное на главной

  Сварка под давлением
  Холодная сварка разноименных металлов
  Свойства нерастворимых металлов
  Условия получения прочных соединений при сварке

Логин
Пароль
 
Регистрация на сайте!


Лучшие статьи:
» Одновременное действие нормальных и тангенциальных усил ...
» Холодная сварка взаимно растворимых и нерастворимых мет ...
» Достижение физического контакта для высокопластичных ме ...
» Опыты по холодной сварке на стыке прутков
» Наличие общих зерен без окисных включений
» Влияние температуры на условия сварки давлением без защ ...
» Условия разрушения и удаления окислов в зоне сварки
» Излучение сварки разноименных металлов
» Пластичность металла при сварки под давлением
» Постепенное понижение прочности соединений

Наличие общих зерен без окисных включений

Условия получения прочных соединений при сварке
Наличие общих зерен без окисных включенийПри сварке в твердом состоянии железа и стали соединение с высокой пластичностью возможно только при наличии в нем общих зерен без окисных включений. При быстром нагреве даже в условиях, затрудняющих окисление, такое соединение без значительной пластической деформации осуществимо в сравнительно узком температурном интервале 1050—1250° С. При длительном нагреве в вакууме, что не соответствует условиям Р, Т-процессов, соединение высокого качества можно получить, нагревая его до более низкой температуры (например, для стали Ст.З 700° С). Для железа и низкоуглеродистой стали температурный интервал сварки в твердом состоянии в основном определяется требованиями к структуре стыка. При сварке упрочненных сталей этот интервал дополнительно ограничивается условиями сохранения заданных свойств металла в сварном соединении (включая зону термического влияния сварки).

Систематические данные по температурной зависимости прочности соединений

Условия получения прочных соединений при сварке
Систематические данные по температурной зависимости прочности соединенийСистематические данные по температурной зависимости прочности соединений для электролитического железа и нелегированных сталей с различным содержанием углерода имеются в работе X. Эссора, изучавшего сварку давлением также в условиях ограниченного окисления. Сваривались стержни в вакууме, полученном с помощью водоструйного насоса, или в азоте (степень вакуума и чистоты азота неизвестна). Стержни имели коническую фаску, которая после из сварки создавала в образце кольцевой надрез со стыком в вершине и обеспечивала при растяжении разрушение по стыку (хрупкое в случае плохой сварки, пластичное — в случае хорошей). Сварка осуществлялась по циклу: откачка камеры, нагрев несжатых стержней до заданной температуры (угольной спиралью) с 15-минутной выдержкой для ее выравнивания, сжатие стержней осевым усилием (при р — 1ч- 3,5 кГ/мм2), охлаждение при неснятом усилии.

Сварка с образованием в стыке общих зерен

Условия получения прочных соединений при сварке
Сварка с образованием в стыке общих зеренСварка с образованием в стыке общих зерен уже обеспечивает удовлетворительную прочность соединений, хотя отдельные образцы разрушаются по стыку. Влияние структуры и, как следствие, температуры сварки резче проявляются при испытаниях на загиб и удар. Высокая пластичность и ударная вязкость достигались только в образцах с однородной микроструктурой стыка без окисных включений.

лияние нагрева на процессы, определяющие образование металлических связей

Условия получения прочных соединений при сварке
лияние нагрева на процессы, определяющие образование металлических связейВыше было рассмотрено в общем виде влияние нагрева на процессы, определяющие образование металлических связей и сварного соединения, а также проанализировано воздействие термомеханического цикла сварки на свойства получаемого соединения. Экспериментальные данные по сварке железа, стали и некоторых легких сплавов, показывающие влияние главных параметров процесса (температуры, давления и связанной с ними степени деформации), а также исходного состояния свариваемого металла и его поверхности на структуру и свойства соединений, позволяют определить конкретные требования к технологическому процессу сварки давлением (без оплавления).

Характерные представители металлов и их свойства

Свойства нерастворимых металлов
Характерные представители металлов и их свойстваХарактерными представителями металлов, условия холодной сварки которых определяются собственными их свойствами, являются железо и перлитная сталь. Дж. Хем показал на низкоуглеродистой стали (образцы с кольцевым надрезом разрывали в вакууме, затем через интервал времени t сдавливали их концы при напряжении асж — и вновь разрывали), что повышение температуры заметно повышает прочность образующегося при сжатии соединения (растет отношение праз , где Р и Р„ прочность соединения и исходного образца). С повышением температуры не только растет роэ (при Тсв = 500° С, близкое к единице), но и увеличивается произведение pt, при котором удается получить относительно прочное соединение.

Излучение холодной сварки и свариваемость объектов

Свойства нерастворимых металлов
Излучение холодной сварки и свариваемость объектовПри изучении холодной сварки свариваемость оценивали по степени деформации, обеспечивающей получение прочного соединения. Чтобы проследить влияние температуры на этот количественный критерий, целесообразно по возможности исключить фактор окисления, так как с повышением температуры резко растет его скорость, а толщина пленки зависит от продолжительности нагрева. Поэтому в большинстве исследований влияния температуры на процесс сварки давлением, во всяком случае при температурах, не приводящих к оплавлению металла или расплавлению окисла, применяли те или иные приемы для борьбы с окислением. Таким путем пытались оценить влияние на условия сварки изменяющихся при нагреве свойств самого металла, а не его окислов.

Затруднение образования прочного соединения

Свойства нерастворимых металлов
Затруднение образования прочного соединенияОбразование прочного соединения затрудняется, если металл склонен в условиях сварки к хрупкому разрушению. С нагревом опасность такого разрушения уменьшается. Температура перехода от вязкого к хрупкому разрушению (температура хладнохрупкости Тх) зависит от рода металла (или сплава), его состояния (структуры, степени наклепа) и от схемы напряженного состояния. Если для железа и его сплавов Тх изменяется от Т — = 100° С (для кремнистого железа) до —250° С (для аустенитной стали), то для чистого хрома Т я? 80° С, молибдена ~ 70° С и вольфрама ~ 340° С.

Резкое повышение температуры и ускорение процессов

Свойства нерастворимых металлов
Резкое повышение температуры и ускорение процессовОчевидно, что повышение температуры резко ускоряет все процессы образования активных центров, связанные с термической активацией. При оценке роли нагрева надо иметь в виду, что энергия активации объемной и поверхностной самодиффузии относительно велика и заметное проявление диффузии начинается только при температуре начала рекристаллизации (приблизительно 0,4 Тпл К). Однако перемещение вакансий и дислоцированных атомов, требующее значительно меньшей энергии активации и также способное создавать активные центры, может быть заметным и при значительно более низких температурах. Энергия активации в ккал/моль различных процессов, происходящих в меди, приведена ниже.

Условия разрушения и удаления окислов в зоне сварки

Свойства нерастворимых металлов
Условия разрушения и удаления окислов в зоне сваркиАналогичная картина наблюдается при сварке большинства металлов; например, на меди при Г=800°Сза 1 сек образуется пленка окисла толщиной 2,80 мкм (на чистом железе в этих условиях ее толщина достигает 6,3 мкм). К этому необходимо добавить, что скорость образования пленки для большинства металлов, образующих окислы ч-типа, практически не зависит от парциального давления кислорода в газовой фазе, а для металлов, образующих окислы р-типа, константа скорости окисления изменяется с давлением сравнительно медленно.

Пластичность металла при сварки под давлением

Свойства нерастворимых металлов
Пластичность металла при сварки под давлениемПри сварке давлением большое значение имеет пластичность металла, которая, в частности, определяет его способность выдерживать без повреждений значительные деформации, необходимые для осуществления сварки. Пластичность технических металлов и сплавов часто находится в сложной зависимости от температуры. В наиболее общем случае имеются три зоны хрупкости: при низких, средних и высоких температурах. Основная причина низкотемпературной хрупкости или хладнохрупкости связана с затрудненным движением дислокаций при низких температурах, особенно при преобладании в металле направленных межатомных связей.


-
Методы сварки под давлением