1. Джерела енергії для зварювання, їх класифікація, види та вимоги до них
зварювання плавлення рафінування метал
Залежно від технологічного завдання, фізичних властивостей матеріалу і умов протікання процесу потрібні різні способи введення енергії в матеріал оброблюваного виробу. Оскільки фізичні властивості, що з'єднуються і умови контактування їх між собою, форма і розміри виробів змінюються в досить широких межах, вимоги до джерел енергії також досить різноманітні.
Джерела енергії для зварювання плавленням повинні задовольняти наступним умовам:
) повинно бути забезпечено виділення енергії джерела в заданій поверхні або обсягу вироби;
) потужність джерела, тобто кількість енергії, що виробляється в одиницю часу, повинна бути достатньою для нагріву заданого обсягу до необхідних температур і для компенсації відводу тепла через теплопровідності в навколишнє масу холодного металу;
) питома потужність джерела, тобто потужність, що припадає на одиницю поверхні або об'єму, не повинна бути менше певної величини потоку енергії в залежності від властивостей матеріалів, форми і розмірів виробів, що зварюються.
Однією з вимог до джерел енергії для зварювання плавленням є точне дозування виділяється в матеріалі теплової енергії. Щоб забезпечити мінімально можливий перегрів розплавленого і залишається в твердому стані металу. Ця вимога викликана як оптимізацією умов протікання металургійних реакцій, так і для попередження розвитку хімічної неоднорідності і огрублення кристалічної структури, що особливо важливо при зварюванні якісних сплавів з підвищеними механічними і спеціальними властивостями.
При зварюванні в твердому стані необхідно забезпечити або рівномірний загальний нагрів великогабаритних виробів з великою контактною площею зварювання суцільного або розвиненого розтину, коли радіаційний, електроннопроменевою стають мало ефективними, або місцевий; але рівномірний по перетину нагрів приконтактних шарів.
При термічному різанні матеріалу вимоги до джерел енергії зазвичай укладаються в поєднанні високої концентрації питомої потужності з силовим впливом, необхідним для видалення або виносу розділяється металу або продуктів його реакції з активною ріжучої середовищем.
При металургійної обробці ванни розплавленого металу при зварюванні необхідно забезпечити певний склад і тиск газового середовища і характеру переносу металу через неї з метою створення раціональних умов протікання окислювально-відновних реакцій. [2]
За природою фізичного впливу джерела енергії можна поділити на наступні групи:
) струменя гарячих газів: газове полум'я, плазмовий струмінь, енергообмін з поверхнею тіла, що нагрівається переважно конвекцією.
) дугового розряд між зовнішнім електродом і плямою на поверхні тіла, що нагрівається, виділення енергії безпосередньо в плямі на виробі, енергообмін зі стовпом розряду або виділеної з нього струменем плазми - конвекцією та випромінюванням, надходження тепла з розплавленим металом електрода.
) потоки заряджених частинок, прискорених в електричному полі - електронний промінь вакуумі, іонний промінь, виділення енергії при зіткненнях частинок з поверхнею тіла, що нагрівається.
) потоки випромінювання - концентровані потоки сонячного випромінювання, випромінювання потужних ламп розжарювання, промінь оптичного квантового генератора (лазера).
) електричний струм, вводиться через контакти на поверхні тіла - зварювання опором, або наводяться в тілі електромагнітним полем високої частоти - радіочастотна зварювання. Виділення в розплавленої ванні, металевої та неметалевої (електрошлакове зварювання). [4]
2. Особливості кристалізації металу в зварювальній ванні
Перехід металу з рідкого стану в твердий супроводжується перегрупуванням атомів з неупорядкованого їх розташування в впорядковане, закономірне, обумовлене кристалічною решіткою. Процес утворення кристалів в металі при його затвердінні називається кристалізацією.
Кристалізація металу в зварювальній ванні протікає в таких специфічних умовах:
1) метал ванни знаходиться під одночасним впливом як джерела тепла, так і охолоджуючих стінок ванни. При цьому фронт кристалізації пов'язаний з переміщенням джерела тепла;
) розподіл температури за обсягом металу ванни нерівномірно;
) кристалізація металу здійснюється з великими середніми швидкостями росту кристалів.
В даний час встановлено, що кристалізація металу в зварювальній ванні ...
