- •Конспект лекций по сварке доцента каф. 104 Варухи н. А.
- •1Введение
- •1.1Краткие сведения из истории сварки.
- •1.2Классификация сварки.
- •Определение сварки по госТу.
- •Определение пайки по госТу.
- •2Процессы нагрева при сварке.
- •2.1Общие сведения о нагреве при сварке и источниках нагрева.
- •2.3Электрическая дуга.
- •2.2Пламя газовой горелки.
- •2.4Струя плазменной горелки.
- •2.5Электронный луч.
- •2.6Луч лазера.
- •2.7Трение как источник тепла при нагреве.
- •2.8Джоулево тепло при сварке.
- •2.9Основные законы, используемые для определения температуры при сварке.
- •3Виды сварки термического класса
- •3.1Дуговая сварка (дс).
- •3.1.1Классификация дуговой сварки.
- •3.1.2Дуга как источник нагрева при дс.
- •3.1.3Вольтамперная характеристика дуги (вахд).
- •3.1.4Источники питания (ип) для дуговой сварки.
- •3.1.5Требования к ип
- •3.1.6Источники питания переменного тока для рдс (сварочные трансформаторы).
- •Сварочный трансформатор с магнитным шунтом.
- •Сварочный трансформатор с подвижными вторичными обмотками.
- •3.1.7Источники постоянного тока для дуговой сварки.
- •3.2Дуговая сварка в среде защитных газов
- •3.2.1Виды газовой защиты
- •Защитные свойства различных газов
- •3.2.2Электродные сварочные материалы
- •3.2.3Cварка в инертных газах
- •Основные параметры аргонодуговой сварки
- •Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки
- •Область применения аргонодуговой сварки
- •Дуговая сварка в среде гелия
- •3.2.4Сварка в активных газах Дуговая сварка в среде углекислого газа
- •3.2.5Атомно-водородная сварка
- •3.3Плазменная сварка Сущность плазменной сварки, схема плазмотрона
- •Область применения плазмотронов, достоинства и недостатки плазменной сварки
- •3.4Электрошлаковая сварка
- •3.4.1Параметры режима электрошлаковой сварки
- •3.4.2Оборудование для электрошлаковой сварки
- •3.4.3Достоинства электрошлаковой сварки
- •3.4.4Недостатки электрошлаковой сварки
- •3.4.5Область применения электрошлаковой сварки
- •3.5Электронно-лучевая сварка
- •3.5.1Оборудование для электронно-лучевой сварки
- •3.5.2Достоинства электронно-лучевой сварки
- •3.5.3Недостатки электронно-лучевой сварки
- •3.6Лазерная сварка
- •3.6.1Свойства лазерного излучения
- •3.6.2Сварочные установки с твердотельным лазером
- •3.6.3Сварочные установки с газовым лазером
- •3.6.4Достоинства и недостатки лазерной сварки
- •3.6.5Область применения лазерной сварки и резки
- •4Ермомеханический класс
- •4.1Контактная сварка
- •4.2Контактная точечная сварка
- •4.2.1Основные параметры режима точечной сварки
- •4.2.2Влияние основных параметров режима точечной сварки на прочность сварной точки
- •4.2.3Шунтирование тока
- •4.2.4Разновидности точечной сварки
- •4.2.5Оборудование для точечной сварки
- •4.2.6Низкочастотные машины
- •4.2.7Конденсаторные машины для точечной сварки
- •4.2.8Клеесварные соединения
- •4.3Kонтактная шовная сварка
- •4.3.1Требования к конструированию узлов и деталей под контактную точечную и шовную сварку
- •4.3.2Особенности точечной и шовной сварки отдельных металлов и сплавов
- •4.4Контактная стыковая сварка
- •4.4.1Стыковая сварка сопротивлением
- •4.4.2Стыковая сварка оплавлением
- •4.4.3Машины для стыковой сварки
- •4.4.4Проектирование узлов и деталей под стыковую сварку
- •4.4.5Конструкция и проектирование оснастки
- •4.5Диффузионная сварка
- •4.5.1Технологические особенности диффузионной сварки.
- •4.5.2Защитные среды при диффузионной сварке
- •4.5.3Особенности диффузионной сварки различных материалов
- •4.5.4Оборудование для диффузионной сварки
- •4.6Индукционно-прессовая сварка
- •5Механические виды сварки
- •5.1Холодная сварка.
- •5.2Сварка трением.
- •5.3Ультразвуковая сварка.
- •5.2. Схема установки для сварки ультразвуком: 1 – магнитострикционный преобразователь; 2 – волновод; 2 – наконечники; 4 – свариваемые детали.
- •5.4Сварка взрывом.
- •5.5Магнитоимпульсная сварка.
- •6.1Сущность процесса пайки металлов
- •6.2Припои для пайки.
- •6.3Способы пайки.
- •6.3.1Способы по формированию паяного шва. Капиллярная пайка готовым припоем.
- •Контактно - реактивная пайка.
- •Диффузная пайка.
- •Реактивно-флюсовая пайка.
- •Композиционная пайка.
- •Прессовая пайка.
- •Некапиллярная пайка
- •6.3.2Способы пайки по устранению окисной пленки Флюсовая пайка
- •Безфлюсовая пайка
- •Абразивная пайка
- •6.3.3Способы пайки по нагреву Пайка в печах
- •Пайка в соляных электрических печах-ваннах.
- •Пайка погружением в расплавленные припои.
- •Газопламенная пайка.
- •Пайка индукционная.
- •Электродуговая пайка.
- •Пайка световым и инфракрасным лучами.
- •Пайка лучом лазера.
- •Пайка электронным лучом
- •Пайка паяльником.
- •Электролитная пайка
- •Экзотермическая пайка
- •7Контроль качества сварных соединений
- •7.1Методы контроля и управления качеством сварных соединений.
- •7.1.1Факторы качества сварных соединений.
- •7.1.2Типы и виды дефектов.
- •7.1.3Классификация методов контроля.
- •7.2Физические методы неразрушающего контроля.
- •7.2.1Радиационные методы контроля. Физические основы и классификация методов.
- •7.2.2Радиографические методы контроля.
- •7.2.3Радиоскопические методы контроля.
- •7.2.4Радиометрические методы контроля.
- •7.3Ультразвуковые методы контроля.
- •7.3.1Физические основы и классификация методов.
- •7.3.2Особенности ультразвукового контроля сварных соединений.
- •7.4Магнитные и электромагнитные методы контроля.
- •7.4.1Физические основы и классификация методов.
- •7.4.2Магнитные методы контроля.
- •7.5Капиллярные методы контроля.
- •7.6Методы контроля сварных соединений течеисканием.
- •7.7Статистические методы управления качеством сварки.
Реактивно-флюсовая пайка.
Реактивно-флюсовой пайкой называют способ, при котором припой образуется в результате реакции восстановления, протекающей между флюсом и основным металлом, или диссоциации компонентов
флюса.
Флюсы содержат легко диссоциирующие химические соединения, металлические компоненты таких соединений служат припоями, а летучие компоненты - флюсом.
Важную роль в формировании паянного соединения играет также реакция восстановления окисной пленки и входящих в состав флюса окислов водорода, которые образуются при разложении гидридов, а также растворения окисной пленки фторидами.
Наиболее широко реактивно-флюсовый процесс применяется при пайке алюминия с использованием флюсов, основу которых составляют хлориды Zn, Sn, Cu. Например, взаимодействие хлорида цинка с алюминием происходит по следующей реакции:
3ZnCl2 + 2Al→ AlCl3 ↑ + Zn
Цинк служит припоем, а летучие продукты реакции AlCl3 удаляются из зоны пайки.
При пайке железа в состав флюса вводить окислы меди, серебра, никеля, магния, которые при восстановлении образуют припой. Восстановителями в этом случае служат гидриды Ca, Mq, Li, Ba, Al, Mn, Nа.
Флюсы наносятся на паяемые поверхности в виде пасты, суспензии, напылением или окунанием.
Композиционная пайка.
Этот способ пайки целесообразно применять при больших зазорах между деталями. При этом применяют припой с наполнителем. Наполнитель в виде порошка, сетки волокон образует систему капилляров, которые удерживают расплавленные компоненты припоя в некапиллярном зазоре между паяемыми деталями. При композиционной пайке формирование шва происходит в условиях сильно развитых поверхностей на границе твердой и жидкой фаз, что вызывает существенные диффузионные процессы.
Наиболее высокие механические свойства металлокерамических паяных соединений обеспечивается при диффузионной пайке. Отвод легкоплавкой части припоя в частицы наполнителя ускоряет процесс диффузионной пайки.
Вследствие неспособности композитных и металлокерамических припоев к растеканию и затеканию в зазор, а также вследствие большой усадки при широких зазорах в ряде случаев необходимо приложение давления.
Прессовая пайка.
Для обеспечения требуемого зазора и фиксации деталей при капиллярной сварке используют небольшое давление. Это особо важно при изготовлении тонкостенных крупногабаритных паянных изделий.
В ряде случаев давление при пайке является важнейшим параметром, определяющим качество, надежность и ресурсы работы паяных сое6динений.
Одной из разновидностей прессовой пайки является клиновая пайка, давление прикладывается и при пайке электросопротивлением, выполняемой на контактных машинах, например, при пайке твердосплавного инструмента, электрических контактов с контактодержателями.
Одна из разновидностей прессовой пайки - компрессионная пайка металлов, где давление создается за счет различных коэффициентов линейного расширения паяемых металлов или элементов приспособления. Этот способ применяют также при пайке металлов с неметаллами, если они не поддаются диффузионной сварке.
Некапиллярная пайка
При этом способе пайки зазор между соединяемыми деталями заполняется припоем не под действием капиллярных сил, а принудительно, с приложением внешних сил - гравитационной, электромагнитной и др.
В ряде случаев зазор между паяемыми деталями имеет разделку, как и при сварке плавлением. К капиллярной пайке относят процессы пайки при зазоре между соединяемыми деталями более 0.5 мм.
Этот способ пайки еще называют сваркопайка или пайкосварка. Некапиллярную пайку применяют при заполнении припоем широких трещин и раковин при исправлении дефектов в отливках. Так при исправлении дефектов в чугунном литье применяют припой на основе медных сплавов.
Некапиллярная пайка пригодна главным образом для горизонтально расположенных швов, так как при других положениях шва расплавленный припой вытекает из зоны соединения.
