Все о сварке

Сварка в вакууме


Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Вакуумная сварка обеспечивает безокислительный нагрев и применяется для соединения ответственных деталей приборов и измерительных инструментов, например для соединения твердосплавных пластин со сталью при изготовлении концевых мер длины, армированных твердым сплавом.  [1]

Манипулятор с самоцен.  [2]

Для вакуумной сварки детали небольших толщин собираются плотно, без видимых зазоров IB стыках, ио не на прессовой посадке.  [3]

Установка для сварки электронным лучом при серийном производстве.  [4]

Интересен метод вакуумной сварки плавящимся электродом, разработанный в последнее время в МВТУ - МЭИ. При этом способе сварки горение дуги происходит в парах металла. Способ очень рационален для сварки толстостенных изделий из алюминиевых, титановых и других сплавов. Сварка в вакууме плавящимся электродом производительная, разогрев получается концентрированным, качество соединений высокое. В настоящее время уже разработаны крупногабаритные камеры для сварки этим способом.  [5]

Одной из разновидностей вакуумной сварки является диффузионная. В этом способе удачно скомбинированы вакуумирование, подогрев и обжатие деталей. При вакуумной сварке температура подогрева значительно ниже температуры плавления. Это позволяет осуществлять соединения без отрицательного термического влияния на прилегающие к шву металлы. Диффузионной сваркой соединяются различные однородные и разнородные тугоплавкие металлы, сплавы, окислы, керамика. В настоящее время производятся разносторонние разработки и исследования по улучшению оборудования для диффузионной сварки и технологических процессов соединений всевозможных материалов.  [6]

Электроды, пригодные для вакуумной сварки, должны обеспечивать получение металла шва, обладающего высокой пластичностью, очень плотного, не склонного к образованию трещин, с легко отделяемой шлаковой коркой.  [7]

Во Франции разработан метод вакуумной сварки тугоплавких и химически активных металлов потоком электронов. При этом методе поверхность металла, находящегося в вакууме, расплавляется за счет энергии, отдаваемой бомбардирующими электронами при ударах об эту поверхность. Направляя пучок электронов на место сварки, производят здесь сплавление металла свариваемых частей.  [8]

Диапазон толщин деталей, свариваемых диффузионной вакуумной сваркой, очень большой.  [9]

В особо ответственных случаях ( при вакуумной сварке и др.) целесообразно удалить поверхностный слой меди на глубину 0.4 - 0.5 мм.  [10]

Больше всего в этой книге уделено места вакуумной сварке и пайке, имеющим особо важное значение в вакуумном аппаратостроении.  [11]

Для тугоплавких и весьма активных металлов может найти применение вакуумная сварка электронным лучом. Этот способ пока еще мало разработан, осуществление его встречает некоторые трудности, но, несомненно, он открывает возможность соединять некоторые трудносвариваемые материалы. Для повышения производительности сварки электронным лучом необходимо внедрение автоматизированных и механизированных процессов в производство, обеспечивающих непрерывную работу установки.  [12]

В отношении подачи кислорода также никаких особых требований для вакуумной сварки не предъявляется.  [13]

Азот дешев, но не может быть применен для вакуумной сварки стали, так как при высоких температурах в среде азота образуются нитриды железа и хрома, обладающие очень высокой твердостью и делающие сварной шов неравномерным и пористым.  [14]

Указаны условия получения 1вакуумно - плотных сварных и паяных швов, кратко описаны лучшие методы вакуумной сварки и аппаратура для нее. Приведены рецептура и способы приготовления флюсов для вакуумной пайки черных и цветных металлов.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Дуговая сварка титана в вакууме

Сеть профессиональных контактов специалистов сварки.

Темы: Сварка титана.

Дуговая сварка титана в вакууме может применяться для сварки титана толщиной oт 2 дo 60 мм проволоками диаметром oт 1,5 дo 5,0 мм. Сварку плавящимся электродом проводят нa постоянном токе обратной полярности специализировaнными сварочными головками в вакуумных камерах. Основное преимущество вакуумнодуговой сварки - это повышение пластичности сварных соединений пo сравнению c полученными другими методами сварки и c основным металлом. Этo объясняется дополнительной очисткой пpи сварке и уменьшением в нeм газов и неметаллических включений пpи расплавлении металла в вакууме. Пo той же причине несколько уменьшены предeлы прочности и текучести металла сварного шва. Примерный режим сварки титана толщиной 50 мм с V-образной разделкой электродом диаметром 3 мм при поперечных колебаниях: сварочный ток 380.. .400 А; напряжение дуги 29 ... 30 В; скорость сварки 15 м/ч; число проходов 6; вакуум при сварке < 133 • 103 Па.

Сварку в вакууме полым неплавящимся электродом (т.e.полым катодом) отличает высокая концентрация энергии и пo проплавляющей способности она занимает промежуточное положение мeжду плазменной сваркой и электронно-лучевой сваркой. Возможность ведения процесса в глубоком вакууме (133 • 103 ... 105 Па) позволяет получать высококачественную защиту сварочной ванны и сваривать титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден и их сплавы.

Другие страницы по теме

:

Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.

weldzone.info

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 2

При всех марках электродов сварка должна вестись это очищенному до блеска Металлу, с обязательным соблюдением изложенных выше общих правил вакуумной сварки.  [16]

В справочнике-атласе приведены физико-механические характеристики материалов ( металлов и неметаллов), применяемых для изготовления элементов вакуумных систем, а также кратко рассмотрены вопросы вакуумной сварки и пайки.  [17]

Алюминий и его сплавы свариваются легче в среде гелия ( при более широких границах режимов), и труднее - в среде аргона. Однако и в аргоне может быть получена вполне качественная вакуумная сварка, но с более строгим режимом сварки и при наличии соответствующей аппаратуры.  [18]

При длинной дуге, кроме того, металл шва легко может получить нерастворимые в железе включения и избыток газов, которые при быстром затвердевании и остывании шва приводят к образованию раковин и шлаков. Таким образом, вопрос о длине дуги в вакуумной сварке приобретает первостепенную важность.  [19]

Из металлов лишь ниобий и цирконий ( а также их сплавы) обладают сравнительно хорошей свариваемостью. Для сварки плавлением тугоплавких металлов, циркония и их сплавов применяют в основном два способа: дуговую сварку неплавящимся ( вольфрамовым) электродом в среде аргона или гелия на постоянном токе прямой полярности и вакуумную сварку электронным лучом.  [20]

Вакуумная камера для сварки электронным лучом.  [21]

Весьма прогрессивным методом сварки является вакуумный. Вакуум 10 - 4 и даже 10 - 3 мм рт. ст. позволяет получить надежную защиту, намного лучшую, нежели при применении газов аргона и гелия с высокой степенью чистоты. Вакуумная сварка развивается в разных направлениях.  [22]

Одной из разновидностей вакуумной сварки является диффузионная. В этом способе удачно скомбинированы вакуумирование, подогрев и обжатие деталей. При вакуумной сварке температура подогрева значительно ниже температуры плавления. Это позволяет осуществлять соединения без отрицательного термического влияния на прилегающие к шву металлы. Диффузионной сваркой соединяются различные однородные и разнородные тугоплавкие металлы, сплавы, окислы, керамика. В настоящее время производятся разносторонние разработки и исследования по улучшению оборудования для диффузионной сварки и технологических процессов соединений всевозможных материалов.  [23]

Из химически чистых шихтовых материалов в индукционной печи выплавили высокоосновной флюс системы А12О3 - СаО, не содержащий ни окислов кремния, ни фторидных соединений. Способность марганца к избирательному испарению должна особенно учитываться при различных способах вакуумной сварки плавлением аустенитных сталей и сплавов. Были проведены следующие опыты.  [24]

В некоторых областях новой техники применяют различные активные и тугоплавкие металлы: цирконий, молибден, тантал и др. При обычных методах дуговой и контактной сварки их соединение затруднительно вследствие активного поглощения ими кислорода и азота воздуха. Необходимы новые формы защиты. Такой формой является вакуум 10 - 3 - 10 - 4 мм рт. ст. Одной из разновидностей вакуумной сварки является электронно-лучевая, разрабатываемая в объединенной лаборатории МВТУ-МЭИ под руководством д-р техн.  [26]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Предотвращение отрицательного воздействия атмосферы на металл при сварке плавлением (часть 4)

Кинетическая роль вакуума наиболее ярко проявляется в резком ускорении выхода газов из металла, а термодинамическая — в значительно более полном удалении примесей.

Вакуумная среда активно воздействует на нагретый расплавленный металл сварного соединения, обеспечивая его дегазацию, повышение плотности, удаление окислов, примесей и загрязнений как с поверхности, так и внутренних слоев металла.

Наиболее распространенный дефект сварных швов — газовые поры. Поры образуются в связи с повышенным содержанием в жидком металле газов, которые попадают в сварочную ванну из атмосферы и компонентов защитной среды или присутствуют в свариваемом металле. С понижением температуры металла вследствие уменьшения растворимости газов они выделяются, коагулируют, образуя пузырьки, которые не успевают всплыть на поверхность, и следовательно, поры в закристаллизовавшемся металле и на разделе твердой и жидкой фаз.

Существует ряд способов борьбы с газовыми порами при сварке плавлением. Однако эта проблема еще полностью не решена, так как основная причина — насыщение металлов газом — при существующих способах защиты не устраняется. Использование вакуумной защиты при сварке — один из наиболее совершенных методов предупреждения образования пор в металле шва.

Сварка в вакууме дает возможность полностью устранить причины, вызывающие образование газовых пор, вследствие отсутствия над сварочной ванной газовой среды, из которой могло бы происходить поглощение газов металлом. Кроме того, вакуум активно способствует устранению пор за счет удаления газов из основного металла.

Создание вакуума над ванной расплавленного или нагретого твердого металла способствует повышению скорости удаления газа из жидкого металла в виде пузырьков и повышения скорости выделения газов за счет увеличения скорости диффузии в твердом металле.

Если металл находится в жидком состоянии, то создаются благоприятные условия для удаления газов в вакууме при сварке вследствие ускорения диффузии, улучшения условий образования пузырьков газов и увеличения скорости их выхода из расплавленного металла.

Пониженное давление способствует образованию газовых пузырьков в расплавленном металле.

Возникновение газового пузырька в жидком металле шва возможно в том случае, если давление выделяющегося газа в состоянии преодолеть внешние силы, препятствующие его выделению.

При сварке в атмосфере силы внешнего давления, препятствующие образованию газового пузырька, слагаются из атмосферного давления, металлостатического и давления поверхностной пленки металла на пузырек. При сварке в атмосфере:

где рат — атмосферное давление, ат; h — высота столба металла, см; у — плотность металла, кг/м3; о — поверхностное натяжение металла на границе раздела металл— газ, кгс/м; г — радиус пузырька, м.

Для условий сварки в вакууме атмосферное давление р, измеряемое десятитысячными долями миллиметра ртутного столба, практически не оказывает противодействия образованию газовых пузырьков, вследствие очень малой величины. Внешнее давление рвя в этом случае является в основном функцией силы поверхностного натяжения и размеров пузырька, так как металлостатическое давление металла Мало вследствие малой глубины сварочной ванны расплавленного металла. Поэтому можно написать, что при сварке в вакууме:

Уменьшение внешнего давления не только значительно облегчает условия образования газовых пузырьков, но и обеспечивает выход на поверхность расплавленного металла значительно более мелких пузырьков, которые при наличии внешнего давления обычно остаются в металле. Ускорение выделения газов в виде пузырьков из жидкого металла в вакууме объясняется также и тем, что работа образования зародышей газовых пузырьков уменьшается, а скорость перемещения их увеличивается. Основное количество газов удаляется из металла в момент его перехода из твердого в жидкое состояние. Это обстоятельство чрезвычайно важно для процесса сварки, так как указывает на возможность почти полной дегазации металла за короткое время пребывания его в жидком состоянии.

Существенное влияние на содержание газов в металле при сварке в вакууме оказывает возможность удаления поверхностных загрязнении (адсорбированных газов, жидкостей и поверхностных окисных пленок). При сварке в вакууме многих активных и тугоплавких металлов металл шва получается без пор, т. е. устраняется наиболее распространенный вид дефекта сварных швов. Однако при сварке в вакууме газонасыщенных металлов в металле шва появлялись поры. Так, при сварке ниобия на линии сплавления основного металла и металла шва наблюдалась цепочка крупных газовых пор. Наличие пор в металле сварного соединения значительно снижает его механические свойства. Стыковые сварные соединения ниобия, выполненные электронным лучом на металле в состоянии поставки, имели предел прочности 5—8 кгс/мм2 (49—78 МН/м2) и очень малый угол изгиба. При испытаниях разрушение соединений происходило по линии сплавления, содержащей поры.

Устранить поры в металле шва при сварке в вакууме газонасыщенного металла можно предварительной дегазацией основного металла путем нагрева расфокусированным лучом в глубоком вакууме. Для значительного улучшения свойств сварного соединения достаточно провести дегазацию лишь кромок свариваемых листов ниобия на относительно небольшой ширине (10—15 мм) путем последовательного прогревания каждой кромки электронным лучом до температуры 1000—1200° С. После дегазации можно сваривать электронным лучом на обычном режиме. Такая относительно несложная операция почти полностью устраняет поры в металле сварного соединения (рис. 93, в, г) и значительно улучшает его механические свойства.

Сварка дегазированного ниобия повысила прочность сварного соединения до прочности основного металла (σв = 40 кгс/мм2) (390 МН/м2). При этом одновременно были улучшены и пластические свойства металла сварного соединения — угол изгиба в швах металла, сваренного с предварительной дегазацией, составил 180°.

При использовании вакуума в качестве защитной среды имеется принципиальная возможность уменьшить содержание газов в некоторых металлах за счет процессов диссоциации окислов, нитридов и гидридов.

Наиболее легко из металлов удаляется водород даже в том случае, если он находится в связанном состоянии. Большинство соединений металла с водородом уже при относительно низких температурах нагрева разлагается. Таким образом, в условиях сварки в вакууме большая часть водорода, содержащегося в металле, может быть удалена из металла.

Удаление из металла связанного кислорода и азота может быть успешным только в том случае, если парциальное давление этих газов в камере будет ниже упругости диссоциации окислов и нитридов при температурах сварочной ванны.

Если в сварочной камере поддерживать давление 5 х 104 мм рт, ст. (666,5 х 10-4 Н/м2), что соответствует парциальному давлению кислорода примерно 1 х 10-4 мм рт. ст. (133,3 х 10-4 Н/м2), то только окислы меди, никеля и кобальта могут диссоциировать при температурах сварочной ванны. Таким образом, для этих металлов возможно раскисление путем диссоциации их окислов при сварке в вакууме.

Удаление окислов из металлов, имеющих высокую упругость диссоциации в условиях сварки в вакууме, подтверждено экспериментами при сварке меди в вакууме. Примерное содержание кислорода в металле составляло 0,05—0,07%. После сварки меди в вакууме она практически полностью освободилась от закиси меди.

Практическое использование процессов диссоциации при сварке в вакууме ограничивается свойствами окислов некоторых металлов. Рассмотрение этого процесса показывает, что в условиях сварки в вакууме нельзя удалить кислород из подавляющего большинства металлов, кроме меди, никеля, кобальта путем диссоциации их окислов вследствие чрезвычайно низкого парциального давления кислорода.

Нитриды таких металлов, как алюминий, ниобий, хром, магний, молибден, кремний, тантал, имеют относительно высокую упругость диссоциации в условиях сварки в вакууме. Вследствие этого существует практическая возможность удаления азота из металла путем диссоциации его нитридов, кроме нитридов циркония и титана, обладающих низкой упругостью диссоциации.

На поверхности металла всегда имеются пленки из окислов, жидкостей (масла, воды) и адсорбированных газов. При сварке их присутствие во многих случаях нежелательно вследствие того, что они могут препятствовать сплавлению кромок металла, вызывать появление пор в металле шва и снижать физико-механические свойства сварных соединений.

При сварке химически активных металлов наличие окислов и загрязнений в основном препятствует получению качественного сварного соединения. Особенно важное значение приобретает предварительная очистка кромок при сварке пористых материалов, циркония, молибдена и других металлов, склонных к поглощению различных газов при нагреве.

Активное воздействие вакуумной защиты при сварке дает возможность освободиться от поверхностных загрязнений, адсорбированных газов и жидкостных пленок. Обычно после нагрева в вакууме поверхность металла в широкой зоне, прилегающей к свариваемым кромкам, становится блестящей.

Несовершенство широко используемых при сварке способов защиты металлов приводит в ряде случаев к получению швов с пониженными эксплуатационными свойствами. Это происходит, во-первых, вследствие недостатков защитных свойств применяемых сред; во-вторых, вследствие сложности состава обмазок и флюсов, качество которых определяется природными материалами, имеющими значительные колебания химического состава; в-третьих, вследствие сложности технологии изготовления и изменения свойств обмазок и флюсов, особенно при их длительном хранении; в-четвертых, вследствие затруднения контроля качества готовых покрытий и флюсов.

Совершенствование защитных сред, используемых при сварке, идет в направлении упрощения их состава. Многокомпонентные обмазки и флюсы в некоторых случаях успешно заменяют менее сложными газовыми средами или инертными газами. Легкость контроля химического состава газов и относительное постоянство их свойств как защитной среды способствуют повышению стабильности и качества швов при сварке цветных и легких металлов и специальных сталей.

Использование вакуумной защиты дает ряд технических и экономических преимуществ перед применяемыми способами защиты при сварке. Наименьшая сложность защиты обеспечивает легкость ее получения, дешевизну и простоту контроля.

Выпускаемое отечественными заводами современное вакуумное оборудование позволяет создавать совершенную защитную среду для сварки непосредственно на рабочем месте, при этом отпадает зависимость сварочного производства от заводов, производящих защитные газы, сокращается потребность в баллонах, транспортных расходах и т. п.

С экономической точки зрения преимущество вакуумной защиты при сварке определяется не только увеличением физико-механических показателей металла сварного соединения, но также и тем, что затраты на создание вакуумной защиты значительно меньше, чем при сварке в инертных газах.

Расчеты показывают, что сварка в вакууме оказывается почти в 2 раза дешевле сварки в атмосфере аргона. По стоимости защитной среды сварка в вакууме приближается к стоимости сварки в углекислом газе. По зарубежным данным, при учете только эксплуатационных расходов (стоимость электроэнергии, инертного газа и т. д.) сварка электронным лучом оказывается в 35 раз дешевле сварки в камерах с контролируемой атмосферой.

«Нулевой» порядок состава защиты значительно упрощает ее контроль качества, который сводится к контролю показаний обычного вакуумметра.

При любом способе сварки вакуумная среда позволяет не только обеспечить идеальную защиту металла, но активно на него воздействовать с целью получения высокого качества сварных соединений любых металлов и неметаллических материалов. Вакуум — наиболее эффективная и экономичная защита, а в ряде случаев единственная, позволяющая осуществить сварку конструкций из некоторых металлов.

www.prosvarky.ru


Смотрите также