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:
- Материаловедение. Технология конструкционных материалов : учебное пособие для вузов. /Под ред. Чередниченко В. С. - 4-е изд., стер. - М. : Омега-Л, 2008. - 752 с.
- Материаловедение и технология металлов . /Под ред. Фетисова Г.П. Учебник. - М. : Высш. шк., 2001. - 637 с.
- Материаловедение и технология материалов /Под ред. Артамонова В. С.; - СПб. : СПбУ ГПС МЧС России, 2011. – 236 с.
Дополнительная:
- Технология металлов и материаловедение. Под редакцией Усовой Л.Ф. – М: Металлургия 1987 –800с.
- Материаловедение и технология материалов. Под ред. Солнцева Ю.П. – М.: Металлургия, 1988. – 512с.
- 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 называют 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.