Плавления соединяемых

где / — плотность тока в электроде, А/см2; р0 — удельное электросопротивление электродной проволоки при 0° С (для низкоуглеродистой проволоки р„ == 14 • 10^6 Ом • см); da — диаметр электродной проволоки, см; иэ — условная скорость подачи электрода, см/с (скорость плавления электродной проволоки при пулевом вылете); а — коэффициент температуропроводности, см2/с; а — температурный коэффициент электрического сопротивления (для низкоуглеродистой стали а я» 0,0083° С"1); 3 — коэффициент, равный 0,24/2 р0/ас/; с — теплоемкость, кал/г • ° С; / — плотность, г/см3; // — вылет электрода, см; Та — температура плавления проволоки; Т0 — начальная температура проволоки; Pi и />2 — коэффициенты;

При непрерывной подаче проволоки с постоянным вылетом скорость плавления проволоки w определяется значениями тока и вылета. Производительность расплавления проволоки g9 выражается также уравнением (7.42). С увеличением вылета производительность расплавления при прочих равных условиях возрастает, так как возрастает hr.

локи недостаточна, несмотря на содержание в ней 20...30% порошков, поэтому для сварки ответственных конструкций требуется дополнительная газовая защита (ССЬ). Недостаточная защита при применении порошковых проволок по сравнению с покрытыми электродами обусловлена самим процессом плавления проволоки в дуговом электрическом разряде, как это показано на рис. 10.17. Компоненты порошкового сердечника получают меньшее количество энергии от дуги, замкнутой на стальную оболочку снаружи, и поэтому задерживается процесс их плавления и замедляется металлургическая обработка сварочной ванны.

где 7 — плотность тока в электроде, рц — удельное электросопротивление электродной проволоки при 0°С (для низкоутлеродистой проволоки Ро = 14-10 Ом-см), rf, — диаметр электродной проволоки, УЭ — условная скорость подачи электрода (скорость плавления при нулевом вылете), а — коэффициент температуропроводности, a — температурный коэффициент электрического сопротивления (для низко\тлеродистой стали а ~ 0,0083 °С ), р4 — коэффициент, равный 0,24/ р0 / осу, с — теплоемкость, Н — вылет электрода, Тп — температура плавления проволоки, TQ — начальная температура проволоки, pinp2 — коэффициенты —

где у — плотность тока в электроде, р0 — удельное электросопротивление электродной проволоки при 0°С (для низкоуглеродистой проволоки р0 = 14-10 Ом-см), d3 — диаметр электродной проволоки, УЭ — условная скорость подачи электрода (скорость плавления при нулевом вылете), а — коэффициент температуропроводности, a — температурный коэффициент электрического сопротивления (дня низко\тлеродистой стати a = 0,0083 °С~ ), Р — коэффициент, равный 0,24/ р0 / acj, с — теплоемкость, Я — вылет электрода, Тп — температура плавления проволоки, 70 — начальная температура проволоки, р\ кр2 — коэффициенты —

сопла горелки. Соотношение количества тепла, вводимого плазменной струей в металл, объема поступающего холодного металла и мощности струи определяют вид процесса распыления, который может быть капельным и струйным. В работе экспериментально установлены и зафиксированы различные стадии перехода от капельного распыления к струйному. Капельное распыление заключается в образовании на торце проволоки жидкой металлической капли. Снижение поверхностного натяжения металла при перегреве, а также увеличение объема металла за счет непрерывной подачи и плавления проволоки в струе приводят к отрыву капли, дроблению ее и распылению. При струйном распылении происходит мгновенный перегрев плавящегося на торце проволоки объема металла до температур, обеспечивающих резкое падение поверхностного натяжения. Происходит распыление металла по мере его плавления без промежуточного образования капли. Металл течет с образованием на конце проволоки характерного «язычка». Затвердевание частиц металла происходит в приемнике с жидкой

данным наклеп вызывает усиленное разбрызгивание металла в процессе плавления проволоки.

газах. Использование таких ВАХ уменьшает потери мощности в сварочных трансформаторах по сравнению с крутопадающими ВАХ и увеличивает эффект саморегулирования дуги, горящей с плавящегося электрода. Рассмотрим сущность этого эффекта. Уменьшение силы тока сварки, например при увеличении длины дуги, ведет к уменьшению скорости плавления электродного металла. При неизменной скорости подачи проволоки конец ее при меньшей скорости плавления приблизится к изделию. Длина дуги уменьшается, возрастают сила тока и скорость плавления проволоки. Процесс продолжается до восстановления прежних значений силы тока и длины дуги. Эффект выражен тем сильнее, чем большими изменениями силы тока сопровождаются колебания длины дуги, что и наблюдается при пологопадающих и жестких ВАХ источника.

Пистолет для проволоки применяется для любого металла, который можно получить в форме проволоки. Обычно величина диаметра пистолета зависит от температуры плавления проволоки. Стандартный диаметр— 1 —1,5 мм, но применяются и большие размеры. Пистолеты с малым диаметром прово-

Электрические сварочные дуги могут быть непрерывные и прерывистые, импульсные. Импульсная дуга по сравнению с обычной имеет следующие преимущества: более совершенное управление процессом плавления проволоки; сокращение величины зоны термического влияния и размеров кристаллов в шве; снижение нижнего предела рабочих токов и повышение устойчивости горения "дуги; улучшение условий для сварки в вертикальном и потолочном положениях.

Назначение. При пайке детали соединяются расплавленным припоем, который представляет собой металл или сплав. Температура плавления припоя ниже температуры плавления соединяемых деталей. Перед пайкой соединяемые детали тщательно очищают от грязи, жира и окисной пленки. Для предотвращения появления окисной пленки в процессе паяния применяют специальные флюсы. Пайкой соединяют углеродистые и легированные стали, чугун, цветные металлы и сплавы, благородные металлы и т. п.; осуществляют соединение металлов со стеклом, кварцем или резиной, для этого поверхность неметаллической детали предварительно покрывают контактным методом слоем серебра или графита, на который затем наносится слой меди, осаждаемый гальваническим способом.

Паяемость — свойство металлов и сплавов образовывать неразъемные соединения с помощью промежуточного вещества — припоя (или в более общей форме —адгезива), который имеет температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых металлов, что препятствует нежелательным структурным изменениям, имеющим место при расплавлении и затвердевании во время сварки.

Припои из опла-ва меди с цинком и олова со свинцом обладают способностью сплавляться с металлом изделия и создавать прочные и плотные соединения. Температуры плавления припоев всегда ниже температур плавления соединяемых деталей.

Пайку, при которой припой образуется в результате контактного плавления соединяемых металлов, промежуточных покрытий или прокладок, называют контактно-реактивной пайкой. Контактное плавление, являющееся фазовым переходом первого рода (изменение термодинамического состояния сопровождается конечным тепловым эффектом п изменением структуры), наблюдается у материалов, образующих эвтектики или имеющих минимум на диаграмме плавкости. Процесс контактного плавления состоит из двух основных стадий: 1) подготовительной, заключающейся в образовании в зоне твердых растворов устойчивых зародышей жидкой фазы, их последующего диффузионного роста и слияния в тонкую пленку; 2) собственно контактного плавления — движения межфазных границ, определяемого чисто диффузионным механизмом. Подготовительная стадия определяется в основном граничной кинетикой и включает в себя процессы взаимодействия в твердой фазе на активных центрах (образование химической, в частности, металлической связи) и последующий процесс взаимной диффузии в зоне мостиков схватывания. Таким образом, на отдельных локальных участках зоны контакта образуется диффузионная зона шириной X*, подчиняющаяся законам граничной кинетики. Из уравнения X* — = D1/(pco) при следующих значениях констант: р1 = I0ls см 2 c~l, DJ = = 10 8 см2/с (при Т < 7\гл),ш = = 10~23 см3 X* ян 1 • 10~3 мм. Жидкая фаза в диффузионной зоне может возникнуть вследствие распада твердого раствора, образовавшегося в процессе диффузии и при некотором понижении температуры оказавшегося перенасыщенным. Детально этот процесс не исследован ни экспериментально, ни теоретически. В работе [5] введены понятие так называемого кванта плавления размером 3-Ю 3 мкм и время кинетической стадии для системы Bi—Sn составляет 10 Зс. Однако видимые признаки плавления в этой системе обнаруживаются только через 0,5 с.

температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых материалов;

Паяные соединения. Температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых материалов. По температуре плавления различают (ГОСТ 19248-90) припои: особолегкоплавкие (до 145 °С); легкоплавкие (св. 145 до 450 °С); среднеплавкие (св. 450 до 1100 °С), высокоплавкие (св. 1100 до 1850 °С) и тугоплавкие (св. 1850 °С). По виду полуфабриката - листовые, ленточные, трубча-

Припой может быть получен: 1) предварительно (пайка готовым припоем); 2) в процессе пайки в результате локального контактного плавления соединяемых материалов между собой или « контактирующим покрытием, прокладкой (такой способ получил название контактно-реактивного); 3) контактным плавлением покрытия, припоя или прокладки с газом или паром депрессанта, находящегося в атмосфере, окружающей паяемое изделие (такой спо-•соб был назван контактным твердогазовым) [1—3]; 4) взаимодействием паяемого материала с реактивным флюсом, в результате чего нз последнего вытесняется металл, играющий роль припоя (такой способ пайки был назван реактивно-флюсовым).

Контактные твердогазовые припои получают в результате контактного твердогазового плавления соединяемых металлов, металлических прокладок, покрытий, компактных кусков, отличающихся по составу от паяемого материала и взаимодействующих с парами элементов, с которыми они образуют эвтектики или твердые растворы с минимальной температурой плавления (ниже температурь» пайки). Такой процесс осуществляется без флюсов в вакууме или инертном газе, в которых возможно испарение элемента; пары элемента химически адсорбируются на поверхности твердого технологического металла и вступают с ним в контактное плавление. Для> этой цели могут быть использованы пары марганца, цинка, магния„ лития и др. Такие пары дополнительно очищают вакуум или инертный газ от следов воздуха или влаги, связывая их, и поэтому процесс пайки становится возможным в более низком вакууме,, менее очищенном или осушенном инертном газе.

2. Связка, в частном случае — припой, отличается по составу и свойствам от соединяемых металлических деталей. Температура плавления связки ниже температуры плавления соединяемых металлов и сплавов. В процессе пайки соединяемые металлические детали могут частично (с поверхности) расплавляться, но не под влиянием нагрева, а в результате химической реакции: образования эвтектики, изменения состава, вызванного диффузионными процессами, повлекшими за собой снижение температуры плавления соединяемых металлов или сплавов.

• температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых материалов;

Пайка. Соединение металлов пайкой производится с помощью присадочного металла, называемого припоем. При пайке основной металл находится в твердом состоянии, а припой — в расплавленном. Следовательно, температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов.