Физические процессы, протекающие при точечной, шовной и рельефной сварке
Физические процессы в зависимости от их роли в формировании соединения условно разделяют на нижеследующие.
Основные:
- • нагрев и кристаллизация металла;
- • пластическая деформация;
- • удаление поверхностных пленок непосредственно при сварке в результате электромагнитного перемешивания расплавленного металла.
Сопутствующие:
- • тепловое расширение металла;
- • воздействие термодеформационного цикла на свойства сварных соединений;
- • образование остаточных напряжений;
- • массоперенос в контакте электрод—деталь.
На основании многолетнего практического опыта и теоретических представлений предложены различные циклограммы сварки, обеспечивающие получение качественных сварных соединений различных конструкционных материалов. Однако все они имеют общую основу, поэтому для объяснения взаимосвязи основных и сопутствующих процессов целесообразно рассмотреть один из типовых электротермодеформационных циклов сварки (см. рис. 2.1).
На первом этапе сопутствующие процессы вследствие относительно малой деформации и низкой температуры зоны сварки нс получают большого развития. При появлении на втором этапе расплавленного ядра резко возрастает тепловое расширение металла, появляется опасность выплеска, вследствие теплопроводности отмечается нагрев око- лошовной зоны, изменение исходной структуры металла, массоперенос в контакте электрод—деталь. На третьем этапе при охлаждении металла происходит кристаллизация металла ядра, образование литой структуры и значительных остаточных напряжений, продолжается теплопередача в околошовную зону и изменение структуры металла в этой части соединения. На степень развития сопутствующих процессов и изменения первоначальных свойств металла можно достаточно эффективно влиять, например, за счет уменьшения скорости нагрева (роста сварочного тока), изменения продолжительности импульса сварочного тока и увеличения усилия на стадии охлаждения.
Высокое качество сварки и максимальная производительность процесса для требуемой толщины, формы и материала изделий определяется правильностью выбранного режима сварки.
Режим сварки — совокупность электрических, механических и временных параметров технологического процесса, обеспечиваемых сварочным оборудованием для получения качественного соединения.
Качество соединений во многом зависит и от других составляющих технологического процесса: формы электродов, качества сборки и подготовки поверхности, техники сварки, характеристик сварочного оборудования, системы контроля и других конструктивно-технологических факторов, которые более подробно рассмотрены в последующих разделах.
