3.7. Термический цикл основного металла при сварке

Понятие термического цикла, его параметры. Расчет длительности нагрева выше данной температуры. Мгновенная скорость охлаждения при данной температуре. Пути регулирования термического цикла при сварке. Идеальный термический цикл при сварке сталей.

Рекомендуемая литература: [1, с. 153–158], [4, с. 211–222], [7], [25, с. 42–48, 116–134].

Методические указания

Необходимо уметь рассчитывать температуры точки тела при действии неподвижных, движущихся и быстродвижущихся источников теплоты. Надо знать роль нагрева электрода проходящим током в повышении производительности процесса расплавления и наплавки, причины, ограничивающие величину тока как при ручной, так при механизированных способах сварки.

Знать математическую связь между мгновенной и удельной производительностью процесса наплавки и расплавления. Уметь рассчитывать площади наплавки и проплавления по заданным режимам сварки. Четко представлять основные параметры шва и методы их расчета.

Знать представление о термическом цикле, уметь рассчитывать мгновенную скорость охлаждения в конкретных случаях сварки, температуру предварительного подогрева изделий.

Вопросы для самопроверки

1. Дать определение температурного поля, изотермы.

2. Назвать схемы нагреваемых тел и источников тепла с приведением примеров.

3. В чем состоит отличие изотерм при неподвижном, движущемся и быстродвижущемся источником нагрева?

4. Дайте определение термического к.п.д. проплавления.

5. Почему ограничивается величина тока при сварке покрытыми электродами?

6. Как влияет величина вылета электрода на производительность и устойчивость процесса сварки?

7. Какие факторы влияют на коэффициент потерь металла?

8. Какие имеются пути регулирования термического цикла при сварке?

9. Что такое критическая скорость охлаждения металла?

10. Как по заданной скорости охлаждения рассчитать режимы сварки?

4. Физико-химические и металлургические процессы

ПРИ СВАРКЕ

4.1. Равновесие физико-химических систем

Термодинамические системы, термодинамические процессы. Понятие о химическом равновесии. Виды равновесий. Закон действующих масс для гомогенных систем. Константы равновесия обратимой реакции, формы её записи.

Закон действующих масс для гетерогенных систем. Уравнение константы равновесия для гетерогенных систем.

Понятие упругости диссоциации. Влияние температуры и давления на положение равновесия.

Рекомендуемая литература: [1, с. 118–188], [2, с. 64–77], [3, c. 53–65], [4, с. 277–281], [15, с. 44–64], [17, с. 114–148].

4.2. Химическое сродство элементов и кислорода

Меры химического сродства элементов и кислорода. Процесс окисления металла, продукты окисления. Меры борьбы с окислением. Зависимость скорости окисления металла от его концентрации, сродства с кислородом, количества кислорода в газовой фазе. Порядок химического раскисления металла.

Способы оценки сил химического сродства с кислородом различных элементов. Направление протекания реакции в зависимости от соотношения фактического давления кислорода и упругости диссоциации оксида. Зависимость упругости диссоциации от температуры. Порядок активности свободных элементов при различных температурах. Оценка степени сродства элементов к кислороду по изменению изобарно-изотермного потенциала образования оксидов.

Упругость диссоциации оксидов компонентов, находящихся в растворе.

Основные правила введения легирующих элементов и раскислителей в электродные покрытия и флюсы.

Порядок активностей металлов в зависимости от концентраций в сплаве.

Рекомендуемая литература: [1, с. 197–203], [2, с. 77–83], [3, с. 61–65], [17, с. 149–157].