Проплавляющей способности

Классификация. Слоистые структуры образуются последовательной укладкой пропитанных связующим однонаправленных монослоев в одной плоскости — плоскости укладки. Изготовляют слоистые композиционные материалы двумя наиболее распространенными способами. Один из них основан на так называемой «мокрой» намотке волокон или лент, другой состоит в прессовании и отверждении пред-

варительно пропитанных связующим монослоев волокнистой арматуры.

Контактное формование или «выкладка вручную». Наиболее широко используемым методом изготовления оборудования для химической промышленности является контактное формование с выкладкой армирующего наполнителя вручную. Приготовляют и полируют стальную форму. На формующую поверхность наносят антиадгезионное покрытие или оборачивают ее пленкой «Майлар» или целлофаном. После нанесения слоя покрытия из связующего и выкладки облицовочных стекломатов марки С укладывают последовательно слои стекломатов с массой 32 г, пропитанных связующим. Затем укладывают слои ровничной ткани и маты из рубленного стекловолокна до достижения заданной толщины изделия. При необходимости определенные участки изделия упрочняют и устанавливают металлические вкладыши. Однако оснащение патрубками и люками, как правило, осуществляют после изготовления оболочки. Внешняя поверхность образуется матами с покрытием, наносимым методом горячего окунания.

Один из вариантов модели, в котором использован сдвиговый анализ, показан на рис. 2.12. Предполагается, что перемещение и0, относящееся к области надреза с п волокнами, не зависит от координаты у. К ядру п перерезанных волокон примыкает группа m неповрежденных волокон, имеющих перемещение и\ и эффективно представляющих область концентрации осредненных по композиту напряжений. Не следует забывать, что целое число m неизвестно и может быть определено на основе различных критериев прочности. Другим моментом, о котором необходимо здесь упомянуть, является то, что числа перерезанных волокон п или неповрежденных m суть целые числа, если слой по толщине состоит из одного волокна, как у боропластиков (рис. 2.13,а). Тогда, если диаметр волокна достаточно велик, разумно использовать двумерную модель разрушения волокна. У углепластиков слой по толщине состоит из нескольких волокон (^10), и в качестве расчетной единицы целесообразно рассматривать пучок волокон, а не одно волокно (рис. 2.13,6). Другими словами, углепластик состоит из двух фаз: пучок волокон, пропитанных связующим (отличается по свойствам от собственно волокна), и матрица, расположенная между пучками.

АГ-4С — лента из непрерывных крученых стеклонитей диаметром 5—7 мк, пропитанных связующим марки Р-2М, используется для изготовления высокопрочных деталей прессованием или методом намотки, пригодных для работы при температуре от —60 до +200° С.

Профильный стеклопластик изготовляют методом непрерывной протяжки стекложгутов, пропитанных связующим, через формующий орган следующих сечений: круг, прямоугольник, кольцо.

---из стеклянных нитей, пропитанных связующим 47, 48

Классификация. Слоистые структуры образуются последовательной укладкой пропитанных связующим однонаправленных монослоев в одной плоскости — плоскости укладки. Изготовляют слоистые композиционные материалы двумя наиболее распространенными способами. Один из них основан на так называемой «мокрой» намотке волокон или лент, другой состоит в прессовании и отверждении пред-

варительно пропитанных связующим монослоев волокнистой арматуры.

Для получения требуемой ориентации волокнистого наполнителя в деталях, имеющих форму тел вращения, широко применяют метод намотки, выполняемой из волокон, предварительно пропитанных связующим (препреги) и непропитанных. В последнем случае (метод мокрой намотки) пропитка связующим производится в процессе намотки. Метод намотки позволяет получать изделия с равномерным распределением наполнителя по объему. Содержание волокнистого наполнителя в ПКМ, получаемых намоткой, достигает 60-85%, что обеспечивает высокую прочность материала.

Для измерения прочности и модуля упругости при растяжении, плотности и линейной плотности углеродных волокон используют экспериментальные методы, описанные в японском промышленном стандарте JIS R 7601. Плотность измеряют по методу вытеснения жидкости или по методу определения градиента плотности в капилляре. Прочность и модуль упругости при растяжении измеряют как на образцах отдельных моноволокон, так и на образцах пучков волокон, предварительно пропитанных связующим и отвержденных. Второй способ полезен при испытании на растяжение углеродных волокон, используемых в углепластиках. Этим методом измеряют как прочность, так и модуль упругости при растяжении выпускаемых промышленностью углеродных волокон. Пос-

Ввиду высокой проплавляющей способности дуги повышаются требования к качеству сборки кромок под сварку. Качественный провар и формирование корня шва обеспечивают теми же приемами (см. рис. 16, 17 и 45), что и при ручной сварке или сварке под флюсом (подкладки, флюсовые и газовые подушки и т. д.).

Источники сварочного тока с падающей характеристикой необходимы для облегчения зажигания дуги за счет повышенного напряжения холостого хода, обеспечения устойчивого горения дуги и практически постоянной проплавляющей способности дуги, так как колебания ее длины и напряжения (особенно значительные при ручной сварке) не приводят к значительным изменениям сварочного

Разновидности аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом. -Разработано несколько разновидностей сварки вольфрамовым электродом, основанных на увеличении проплавляющей способности дуги за счет увеличения интенсивности теплового и силового воздействия дуги на свариваемый металл. К этим разновидностям относятся: сварка погруженной дугой, с применением флюса, при повышенном давлении защитной атмосферы, импульсно-дуговая, плазменная сварка.

Сварка с при м*е нением флюса. Нанесение на поверхность свариваемого металла слоя флюса небольшой толщины (0,2—0,5 мм), состоящего из соединений фтора, хлора, и некоторых окислов, способствует повышению сосредоточенности теплового потока в пятне нагрева и увеличению проплавляющей способности дуги. При этом благодаря концентрации тепловой энергии повышается эффективность проплавления и снижаются затраты погонной энергии при сварке.

Электронно-лучевая сварка имеет преимущества перед другими видами сварки благодаря высокой проплавляющей способности электронного луча и возможности регулирования его размера. Она дает швы малых габаритов и малое коробление, позволяет сваривать металлы очень малых и очень больших толщин, допускает сварку через щели. Сварка этого вида наиболее эффективна при соединении деталей из тугоплавких металлов.

Источники сварочного тока с падающей характеристикой необходимы для облегчения зажигания дуги за счет повышенного напряжения холостого хода, обеспечения устойчивого горения дуги и практически постоянной проплавляющей способности дуги, а также для ограничения тока короткого замыкания, чтобы не допустить перегрева токопроводящих проводов и источников тока. Наилучшим образом приведенным требованиям удовлетворяет источник тока с идеализированной внешней характеристикой 5 (рис. 5.4).

Азот (N2) - это бесцветный газ без запаха плотностью 1,25 кг/м3. Выпускают азот по ГОСТ 9293-74 газообразным и жидким; хранят и транспортируют в стальных баллонах под давлением 15 МПа. По физико-химическим показателям газообразный азот разделяют на четыре сорта: высший, с содержанием не менее 99,994 %; первый, с содержанием не менее 99,6 %; второй, с содержанием не менее 99 %, и третий, с содержанием не менее 97 %. В среде азота можно сваривать медь, к которой он химически нейтрален, но чаще азот используют при составлении защитных газовых смесей. Так, при сварке меди применяют смесь Аг + (10...30) % N2. В ней же сваривают аустенитные коррозионно-стойкие стали некоторых марок. Добавка N2 способствует повышению проплавляющей способности дуги.

Стандарт предусматривает одностороннюю сварку стыковых швов без разделки кромок на подкладке листов толщиной до 20 мм, а при двусторонней сварке листов толщиной до 32 мм. При сварке больших толщин без разделки кромок из-за значительного количества наплавленного металла внешняя часть шва оказывается чрезмерно большой и неблагоприятной формы. При сварке с разделкой кромок притупление кромок делают большей величины (см. рис. 1.11, з), чем при ручной дуговой сварке (см. рис. 1.11, е), вследствие большей проплавляющей способности при сварке под флюсом. Прямолинейный скос кромок применяют для листов толщиной до 60 мм, а при большей толщине — криволинейный или ступенчатый, обеспечивающий меньшую площадь разделки, меньший объем наплавленного металла и меньшие сварочные деформации.

Ввиду высокой проплавляющей способности дуги повышаются требования к качеству сборки кромок под сварку. Качественный провар и формирование корня шва обеспечивают теми же приемами, что и при ручной сварке или сварке под флюсом (подкладки, флюсовые и газовые подушки и т.д.). С уменьшением плотности тока стабильность дуги понижается (табл. 3.4). Величина вылета электрода также влияет на стабильность процесса и размеры шва. Ниже приведен оптимальный вылет плавящегося электрода при сварке в защитных газах:

Для увеличения проплавляющей способности дуги при аргонодуговой сварке сталей применяют активирующие флюсы (АФ). Применение АФ повышает проплавляющую способность дуги, что обеспечивает возможность исключения разделки кромок при толщинах 8... 10 мм. Для сварки сталей применяют флюс, представляющий собой смесь компонентов (SiO2, NaF, TiO2, Ti, Cr2O3). Сварка с АФ эффективна при механизированных способах для получения равномерной глубины проплавления. Неплавящийся электрод при сварке с АФ выбирают из наиболее стойких в эксплуатации марок активированного вольфрама. Сочетают применение АФ с поперечными низкочастотными колебаниями электрода при выполнении поверхностных слоев шва для обеспечения плавного перехода от шва к основному металлу. После сварки, не позднее чем через

Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом по галогенидным флюсам, наносимым на кромки свариваемых деталей в виде пасты тонким слоем, благодаря увеличению проплавляющей способности дуги позволяет уменьшать сварочный ток, увеличивать глубину проплавления, изменять форму провара, лучше формировать обратный валик, уменьшать размеры зоны термического влияния, измельчать зерно, уменьшать возможность прожогов и пористость, уменьшать деформации конструкций и в итоге получать качественные сварные соединения с высокими механическими свойствами. Эти же преимущества проявляются и при сварке порошковой проволокой, в которую в качестве наполнителя введен флюс.