Контролируемой атмосфере

Основной способ сварки плавлением — электродуговая сварка — имеет много разновидностей, связанных со степенью механизации, — ручная, полуавтоматическая, автоматическая, с применением различных защитных веществ — толстого покрытия на электродах (при ручной сварке), флюсов, защитных газов или порошковой проволоки при механизированной сварке, контролируемой атмосферы (защитных газов или вакуума) при некоторых способах дуговой и электронно-лучевой сварки. Сварка плавлением применяется для весьма широкого круга цветных металлов и сплавов, а также неметаллов — стекла, керамики, графита.

Окисление и обезуглероживание поверхности часто происходит при нагреве в пламенных или электрических печах без контролируемой атмосферы. Поэтому дают припуск на шлифование, что удорожает и усложняет технологию изготовления термически обрабатываемых деталей. Контролируемая искусственная атмосфера в термических печах является радикальным способом устранения или уменьшения этого дефекта.

Обезуглероживание и окисление поверхности происходит при нагреве в пламенных или электрических печах без контролируемой атмосферы Увеличиваются припуски на механическую обработку деталей. Желательно

Как было указано выше, прогресс в технологии термической обработки определяется также применением контролируемых атмосфер. В 1930— 1940 гг. применение контролируемых атмосфер преследовало цели защиты стальных полуфабрикатов (ленты, проволоки, листа) от окисления и обезуглероживания [102, 103, 223, 224, 268—273]. На Ленинградском метизном заводе и на заводе «Красная Этна» в Горьком впервые были внедрены процессы светлого отжига стальной малоуглеродистой ленты. В качестве контролируемой атмосферы применялся аммиак и продукты его частичного сжигания (рис. 26). В настоящее время сфера применения контролируемых атмосфер неизмеримо расширилась. Контролируемые атмосферы применяются с целью:

26. Внешний вид установки для получения контролируемой атмосферы На — Н20 — N2 с частичным сжиганием диссоциированного аммиака

224. Смирнов А. В., Белоручев Л. В. Практические способы создания контролируемой атмосферы в термических печах.—«Сообщения Центрального института металлов», 1934, № 17.

Испытания материалов на износ, сопровождающиеся схватыванием материалов трения, можно проводить на различных универсальных установках трения, позволяющих задавать широкие диапазоны скоростей скольжения и имеющих устройства для изменения объемных температур и создания контролируемой атмосферы (среды), в том числе вакуума.

При применении контролируемой атмосферы того или иного назначения требуемый по процессу постоянства состав газовой фазы

Фиг. 131. Схема приготовления контролируемой атмосферы Hj — Н2О — N3 из аммиака. /— баллоны с аммиаком; 2— испаритель аммиака; 3 — диссоциатор; 4 — камера частичного сжигания; 5—воздуходувка; 6 — водяные затворы; 7 — скруббер для охлаждения газа водой; 8 — камера холодильной машины; 9 — холодильная машина; 10—абсорбер с силикагелем; 11 — воздухонагреватель адсорбера; а — краны на баллонах; б — редукционный клапан; в — горелка камеры сжигания; г — приборы для регулирования подачи в камеру горения газа

Фиг. 133. Схематический чертёж газогенератора для приготовления контролируемой атмосферы типа СО—

Фиг. 134. Внешний вид установки для приготовления контролируемой атмосферы ГГ(тип СО-СО2—NJ).

Для сварки тугоплавких и активных металлов, часто выполняемой вольфрамовым электродом, для улучшения защиты нагретого и расплавленного металлов от возможного подсоса в зону сварки воздуха используют специальные камеры (сварка в контролируемой атмосфере). Небольшие детали помещают в специальные камеры, откачивают воздух до создания вакуума до 10~* мм рт. ст. и заполняют инертным газом высокой чистоты. Сварку выполняют

Для сварки в контролируемой атмосфере крупногабаритных изделий находят применение обитаемые камеры объемом до 450 м3. Сварщик находится внутри камеры в специальном скафандре с индивидуальной системой дыхания. Инертный газ, заполняющий камеру, регулярно очищается и частично заменяется. Для доступа сварщика в камеру и поп,ачи необходимых материалов имеется система шлюзов. При крупногабаритных изделиях используют переносные мягкие камеры из полиэтилена, устанавливаемые на поверхности изделия. После их продувки и заполнения защитным газом сварку выполняют вручную или механизированно. Для этих же целей используют подвижные камеры (рис. 37 , г), представляющие собой дополнительную насадку на уширенное газовое сопло горелки. Сварка в этом случае обычно выполняется автоматически.

способу защиты — струйная, в контролируемой атмосфере;

По способу защиты различают местную и общую защиту свариваемого узла (сварку в контролируемой атмосфере). Основным способом местной защиты является струйная защита шва. При этом способе защитная среда в зоне сварки создается газовым потоком центральной, боковой или комбинированной подачей газа (рис. 46). При центральн ш подаче газа дуга (рис. 46, а), горящая между электродом и основным металлом, со всех сторон окружена газом, подаваемым под небольшим избыточным давлением из сопла горелки, -расположенного концентрично оси электрода. Этот способ защиты является наиболее распространенным. Боковую подачу газа применяют ограниченно. В ряде случаев с целью экономии инерт-

Особым видом диффузионной сварки является сварка в контролируемой атмосфере, при которой в качестве защитных газов используют водород, аргон, гелий.

Баланс энергии в вакуумной дуге (рис. 2.53) показывает, что часть энергии на анод приносится непосредственно с катода. Вследствие интенсивного выделения теплоты на электроде-аноде коэффициент наплавки растет до 35...40 г/(А-ч). Это почти в 2 раза больше, чем при сварке под флюсом. Стоимость сварки в вакууме оказывается в ряде случаев ниже, чем в контролируемой атмосфере, а качество шва достаточно высокое.

отжиг - термическая обработка материалов (напр., металлов, полупроводников, стёкол), заключающаяся в нагреве их до определ. темп-ры, выдержке и последующем медл. охлаждении. О. способствует снятию механич. напряжений, повышению пластичности, улучшению обрабатываемости и т.д. О. в контролируемой атмосфере проводят для изменения состава в-ва. См. также Изотермический отжиг.

РАДИАЦИОННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ НАГРЕВА - поверхность экранов и пароперегревателей котла, располож. в топке и воспринимающих энергию излучения продуктов сгорания. '"' РАДИАЦИОННАЯ ТЕМПЕРАТУРА Ге-л а - хар-ка излучающего тела. За Р.т. тела принимают темп-ру абсолютно чёрного тела, при к-рой его полная яркость энергетическая (во всём интервале частот от 0 до °°) равна полной энергетич. яркости данного тела. РАДИАЦИОННАЯ ТРУБА - нагреватель в виде трубы из жаропрочной стали или корунда, внутри к-рой сжигают газообразное (иногда жидкое) топливо. Р.т. устанавливают в печах для термич. обработки металлич. изделий, к-рые не должны соприкасаться с продуктами сгорания топлива (нагрев в контролируемой атмосфере или воздухе). Между Р.т. и нагреваемым телом происходит лучистый теплообмен. Р.т. из жаропрочной стали применяют для нагрева изделий до 950 "С, корундовые - до 1200 °С. РАДИАЦИОННАЯ химия - раздел химии, изучающий хим. процессы, возбуждаемые действием ионизирующих излучений. Осн. задачи: исследование влияния ионизирующих излуче-

Путем изменения соотношений осей эллипса и эксцентриситета можно на поверхности образца концентрировать лучистую энергию с различной плотностью, добиваясь равномерного всестороннего нагрева (например, для цилиндрических образцов) или одностороннего (для образцов прямоугольного сечения, листовых образцов). В качестве источника лучистой энергии используется высокоинтенсивная электрическая дуга переменного тока с коаксиальным расположением угольных электродов 1 и 2. Дуга помещена в кварцевую трубку 3 и стабилизируется вихрем инертного газа посредством цилиндрического завихрителя 4. Последнее обстоятельство полностью изолирует рабочую полость печи от продуктов горения угольной дуги. Нагрев образца осуществляется в контролируемой атмосфере, для этого его устанавливают в кварцевой трубке 10. Охлаждение образца осуществляется сжатым газом. Форма печи в виде эллиптического цилиндра позволила распределить тепловой поток равномерно по длине образца. Высота эллиптического цилиндра обусловлена размером высокотемпературной части дуги — столбом и кратерами, т. е. элементами, излучающими свыше 90% энергии всей дуги.

Вопросы теории теплофизических и физико-химических явлений, сопутствующих плазменному напылению, рассмотрены в монографии В. В. Кудинова [8], В книге [9], написанной им совместно с В. М. Ивановым, даны практические рекомендации по защите различных материалов и конструкций плазменными покрытиями, описано оборудование и технология. Особенностям формирования плазменных покрытий из металлов, окислов и тугоплавких соединений на воздухе и в контролируемой атмосфере посвящена монография В. Н. Костикова и Ю. А. Шестерина [10]. В двух последних литературных источниках имеются сведения о методах испытаний и свойствах плазменных покрытий, приведен справочный материал. Интересным представляется подход в монографии Г. Г. Максимовича, TJ. Ф. Шатинского и В. И. Копылова [11] к разрушению материалов с плазменными покрытиями. Анализируются различные варианты механизмов упрочнения и разупрочнения композиции «основной металл — покрытие» с точки зрения изменения потенциального энергетического барьера и динамики дислокаций у поверхности раздела. Проводится оригинальная аналогия между процессами образования и разрушения покрытий.

Частицы наносимого материала в газовой среде нагреваются до высоких температур и, находясь в воздушной атмосфере, могут окисляться. На поверхности частиц во время движения образуется пленка окислов, которая переходит в покрытие. Поэтому границы между частицами формируются с участием окислов. При разрушении окисных пленок может происходить сплавление металлических частиц. Напыление в контролируемой атмосфере, исключающей окисление, приводит к сплавлению частиц по всем поверхностям контактирования [61].