ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ
форму, близкую к полусфере. 11ри концент-
рации
мощности
е0 > 104 Вт/см2
начинают
проявляться
качественные
изменения
в
свойствах
источников.
Эта
мощность
уже
не может быть отведена путем теплопровод-
ности,
и тепловое равновесие поверхности
нагрева наступает при испарении части ме-
талла. Пары, истекая из пятна нагрева с вы-
сокой скоростью, оказывают на него давле-
ние отдачи, направленное в сторону, проти-
воположную направлению струи
пара. Это
давление,
действуя
на
металл,
образует
в
нем канал и открывает доступ к стенкам ка-
нала носителей энергии в источнике нагре-
ва (электронов, ионов, фотонов). При опре-
делен
11011
глубине канала наступает его теп-
ловое и
механическое равновесие. Чем вы-
ше
концентрация
мощности
в
источнике
нагрева, гем при большей площади боковой
поверхности
канала
по
сравнению
с
его
входным
отверстием
(нормальным
пятном
нагрева)
наступает
такое
равновесие,
тем
глубже образующийся канал. Следователь-
но. источники нагрева с концентрацией мощ-
ности
е0 > 10° Вт/см2 оказывают на свари-
ваемые
металлы
не только тепловое,
но
и
су I цест вен ное меха н и ч ес кое возде йствие.
Знач т ельное механическое воздействие
на жидкий
металл ванны оказывают и по-
токи электродуговых плазменных струй, ге-
нерируемых плазмотронами, концентрация
мощности в которых сравнительно невели-
ка (£0 < 105 Вт/см2). По в отличие от дейст-
вия реакции отдачи, возникающей в пятнах
нагрева
высококонцентрированными
ис-
точниками, эти струи создают сильный ди-
намически и напор на ванну и зачастую вы-
носят
жидкий
металл,
образуя
рез
вместо
шва. Лишь регулирование этого напора спе-
циальными приемами обеспечивает его ис-
пользование
в
целях
повышения
глубины
проплавления. Таким образом удается уве-
личить глубину шва по сравнению с его ши-
риной в 2-3 раза.
Таблица 2. Комбинирование источников термической энергии
при сварке
Источник термической энергии
и вид механического нагружения
ГП
ЭД
нп
ЭЛ
ЛЛ
Газовое пламя (ГП)
+
+
+
Э лектрическая сварочная дуга (Э Д )
+
+
+
+
Н изкотем пературная плазма(НП)
+
+
+
Э лектронны й луч (Э Л)
+
+
+
Лазерны й луч (Л Л )
+
+
+
+
Примечание.
Знак
«+»
обозначает,
что
процесс
применяется
или
возможен.
5
(
87
)
2012
СВАРЩИК
В
реальных технологиях
сварки
тепло-
вое воздействие на металл изменяется в ши-
роких пределах как в части мощности и рас-
пределенности источников по отношению к
свариваемым
заготовкам,
так
и
в
отноше-
нии их перемещения или времени действия.
11ри этом существенно изменяется характер
распределения температуры в свариваемых
изделиях,
скорость
их
нагрева
и
охлажде-
ния,
течение
термодеформационных
про-
цессов.
Изменение
теплового
воздействия
во
времени
оказывает
влияние
на
размер
кристаллитов
металла
шва
и
зернистость
зоны термического влияния, характер тон-
кой структуры металла шва, характер изме-
нения фазового состава металла, образова-
ние пор, неметаллических включений, раз-
личного рода трещин и других дефектов.
При сварке желательно нагревать и рас-
плавлять
лишь
минимальное
количество
металла,
необходимое для образования со-
единений. Избыточное количество нагрето-
го и расплавленного металла не только вы-
зывает излишний расход энергии и допол-
нительные затраты времени, но и расширя-
ет зону структурных превращений в метал-
ле, увеличивает степень деформаций
изде-
лия при сварке и приводит к другим неже-
лательн ы м I юследствиям.
Чем
более
концентрированный
источ-
ник, тем меньше зона нагрева и расплавле-
ния.
Однако
применение концентрирован-
ных
источников
сварочного
нагрева
обу-
славливает необходимость повышения точ-
ности
изготовления
заготовок
с
целью
уменьшения зазоров и других отклонений в
стыках.
Естественно,
это
может
увеличи-
вать затраты на изготовление изделий. Кро-
ме того,
высококоп центрированные источ-
ники
нагрева (лазерный, электронно-луче-
вой) реализуют посредством технологичес-
ких систем, которые являются более доро-
гими по сравнению с системами, созданны-
ми
на
базе
менее
концентрированных
ис-
точников нагрева, например электрической
дуги.
Поэтому с целью снижения требова-
ний
к
заготовкам,
улучшения
формирова-
ния
швов,
уменьшения
скорости
охлажде-
ния
шва и зоны термического влияния ис-
пользуют различные технологические при-
емы.
К таким приемам относят подачу допол-
нительной
присадки,
использование
раз-
личных форм колебаний
источника нагре-
ва,
импульсно-периодическое действие
ис-
точника нагрева и использование
несколь-
ких источников.
предыдущая страница 29 Сварщик 2012 05 читать онлайн следующая страница 31 Сварщик 2012 05 читать онлайн Домой Выключить/включить текст