Физико-химические основы получения сварочного соединения.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

Проведения лекционного занятия

по дисциплине «Материаловедение и технология материалов»

для курсантов 2 курса по специальности 280705.65 –

«Пожарная безопасность»

ТЕМА № 11

«ПРОИЗВОДСТВО НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО, ПАЙКА И СКЛЕИВАНИЕ»

Обсуждена на заседании ПМК

протокол №__ от «___»________2015 г.

 

Владивосток

2015 г.

I. Учебные цели

1. Изучить теоретические основы сварочного производства.

2. Получить представления об основных способах сварки, выявить их особенности и области применения.

3. Рассмотреть сущность пайки и склеивания деталей.

 

II. Воспитательные цели

1. Воспитывать у курсантов стремление к совершенствованию своих знаний и профессиональных навыков, обучить методам самостоятельной работы с учебными материалами.

2. Вырабатывать у курсантов чувство ответственности за личную профессиональную подготовку.

III. Расчет учебного времени

Содержание и порядок проведения занятия	Время, мин
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Учебные вопросы 1.Физико-химические основы получения сварочного соединения. 2.Сварочное производство. Основные способы сварки и их особенности. 3.Пайка материалов. Получение неразъемных соединений склеиванием. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

IV. Литература

Основная:

1. Материаловедение. Технология конструкционных материалов: учебное пособие для вузов. /Под ред. Чередниченко В. С. - 4-е изд., стер. - М.: Омега-Л, 2008. - 752 с.
2. Материаловедение и технология металлов. /Под ред. Фетисова Г.П. Учебник. - М.: Высш. шк., 2001. - 637 с.
3. Материаловедение и технология материалов /Под ред. Артамонова В. С.; - СПб.: СПбУ ГПС МЧС России, 2011. – 236 с.

Дополнительная:

1. Технология металлов и материаловедение. Под редакцией Усовой Л.Ф. – М: Металлургия 1987 –800с.
2. Материаловедение и технология материалов. Под ред. Солнцева Ю.П. – М.: Металлургия, 1988. – 512с.
3. Жадан В.Т., Полухин П.И., Нестеров А.Ф. и др. Материаловедение и технология материалов. – М.: Металлургия, 1994. – 622с.

V. Учебно-материальное обеспечение

1. Мультимедийный проектор, компьютер, ноутбук, информационные слайды

 

VI. Текст лекции

Физико-химические основы получения сварочного соединения.

Сваркой н азывают процесс получения неразъемного соединения, в результате возникновения атомно-молекулярных связей между соединяемыми деталями.

Известно, что свойства твердых тел, в том числе и механические (прочность, упругость, пластичность и др.), определяются их внутренними энергетическими связями, т.е. связями межмолекулярного, межатомного и ионного взаимодействия. В металлах, которые относятся к кристаллическим твердым телам, внутренние связи определяются единым энергетическим полем ионизированных атомов, находящихся в узлах кристаллической решетки, и подвижных электронов. Для получения в сварном соединении таких же энергетических связей, как в самом свариваемом металле, необходимо пограничные слои одной составной детали приблизить к пограничным слоям другой на такое расстояние, при котором между ними возникает единое энергетическое поле. В ряде случаев такое состояние может быть получено с помощью промежуточного добавочного металла, который должен установить подобные связи с пограничными слоями соединяемых частей. Расстояние между узлами кристаллической решетки, при которых в металле образуется достаточно сильное энергетическое поле, составляет 4*10^{-8 см. Подобной точности подгонки поверхностей твердых материалов современные методы обработки обеспечить не могут. Так полировка обеспечивает точность обработки поверхности не выше 10-5} - 10^{-6 см., т.е. примерно в 400 раз менее точную, чем та, которую необходимо иметь для установления общего энергетического поля. Облегчить возможность сближения поверхностей для установления энергетических связей между отдельными частями можно двумя путями: 1. Повышением температуры. 2. Применением внешней силы достаточно большой величины. В связи с этим сварные соединения можно получить двумя принципиально различными путями: сваркой плавлением и сваркой давлением.}

При сварке плавлением атомно-молекулярные связи между деталями создают, оплавляя их примыкающие кромки, так, чтобы получалась смачивающая их общая ванна жидкого металла. Эта ванна затвердевает при охлаждении и соединяет детали в единое целое. При этом в жидкую ванну может вводиться дополнительный присадочный металл для более полного заполнения зазора между деталями. Может быть сварка и без присадочного металла.

При сварке давлением обязательным является совместная пластическая деформация деталей сжатием зоны соединения. Пластической деформации обычно предшествует нагрев. Однако некоторые материалы, например, алюминий, медь, свинец и их сплавы способны образовывать сварные соединения без применения внешних источников тепла в результате только совместного пластического деформирования частей, которые должны быть сварены.

Существуют и комбинированные процессы, когда металл доводят до расплавления и обжимают зону сварки (точная сварка).

Сварка является наиболее важным способом получения неразъемных соединений из различных материалов, свариваются металлы и сплавы, керамика, стекло, пластмассы, разнородные материалы. Сварка применяется во всех областях техники.