Свариваемых поверхностей

металлических связей между ними. Такое сближение достигается приложением больших удельных усилий в месте соединения. В результате происходит совместная пластическая деформация. Большое усилие сжатия обеспечивает разрушение пленки оксидов на свариваемых поверхностях и образование чистых поверхностей металла. При холодной сварке свариваемые поверхности очищают от адсорбированных жировых пленок.

При сварке трением процесс организуют так, что механическая энергия вращающихся (или поступательно перемещающихся друг относительно друга) контактирующих тел переходит в тепловую. Выделение теплоты при этом происходит непосредственно на свариваемых поверхностях, и после разогрева поверхностей до требуемых температур осуществляется остановка деталей и их сдавливание (осадка), в ходе которого образуется сварное соединение.

ФЛЮС (нем. Flufi, букв.— поток, течение) — 1) Ф. в металлургии — материалы, преим. минер, происхождения, вводимые в шихту для образования шлака и регулирования его состава, в частности для связывания пустой породы руды или продуктов раскисления металла. По хим. составу Ф. делятся на основные (известняк), кислые (кремнезём) и нейтральные (глинозём). 2) Ф. в литейном производстве — материалы, засыпаемые в вагранку или др. плавильную печь для образования жидких шлаков. В состав литейных Ф. входят: для чугуна и стали — плавиковый шпат, доломит, кварцевый песок, апатито-нефелиновая руда, осн. мартеновский шлак и др.; для сплавов цветных металлов — бура, криолит, плавиковый шпат, бой стекла, кварцевый песок, кальцинир. сода, хлористый натрий, фтористый натрий и др. 3) Ф. при газовой и кузнечной сварке металлов — химикаты (бура, борная к-та, хлористые и фтористые соли), в к-рых растворяются окислы, образующиеся на свариваемых поверхностях. 4) Ф. при автоматической сварке — измельчённый материал сложного состава, слоем к-рого засыпается

С целью выяснения качественного влияния различных факторов (воздушного зазора, времени' сварки, толщины свариваемых элементов) на процесс сварки необходимо определить распределение тока на свариваемых поверхностях и распределение выделяемой при этом мощности.

Сварку пластмасс трением осуществляют по тому же принципу, что и сварку металлов (см. табл. 1). При этом механическая энергия преобразуется в тепловую непосредственно на свариваемых поверхностях, что позволяет получить наибольший к. п. д. [11].

Максимальная прочность (150—160 кг) на отрыв нахлесточного крестового соединения винипласта толщиной 6,3 + 6,3 мм (фиг. 16) достигается при сварке в течение 1—1,5 сек. При этом вмятины на свариваемых поверхностях отсутствуют, наблюдается только незначительная деформация (до 8%) из-за размягчения

Экспериментально установлено, что максимальная температура на свариваемых поверхностях наблюдается там, где температура плавления достигает 250° С. Температура в месте соприкосновения волновода с пластмассой составляет только 180° С, а под отражателем 80°. При тавровых соединениях нагрев по длине свариваемого стержня также незначителен.

3. Максимальный разогрев происходит на свариваемых поверхностях, вследствие этого имеется возможность исключить

4. Концентрация нагрева на свариваемых поверхностях обеспечивает высокую производительность процесса.

2. Концентрация нагрева происходит на свариваемых поверхностях, поэтому обеспечивается высокая производительность и исключается перегрев пластмасс по толщине или длине привариваемых элементов.

В процессе сварки деталей одновременно регистрировались параметры машин и процесса сварки: ток и напряжение двигателя вращения шпинделя; скорость вращения шпинделя; осевое усилие; момент трения на свариваемых поверхностях; величина осадки при сварке с помощью специально созданных устройств. Все эти параметры регистрировались на фотоленте осциллографа Н-700.

Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами или молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на расстояния, сопоставимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.

Холодную сварку выполняют без нагрева при нормальных и пониженных температурах. Физическая сущность процесса заключается в сближении свариваемых поверхностей до образования

Сварка трением относится к процессам, в которых используются взаимное перемещение свариваемых поверхностей, давление и кратковременный нагрев. Сварка трением происходит в твердом состоянии при взаимном скольжении двух заготовок, сжатых силой Р. Работа, совершаемая силами трения при скольжении, превращается в теплоту, что приводит к интенсивному нагреву трущихся поверхностей. Трение поверхностей осуществляется вращением или возвратно-поступательным перемещением сжатых заготовок (рис. 5.40). В результате нагрева и сжатия происходит совместная пластическая деформация. Сварное соединение образуется вследствие возникновения металлических связей между чистыми (ювенильными) контактирующими поверхностями свариваемых заготовок. Оксидные пленки на соединяемых поверхностях разрушаются в результате трения и удаляются за счет пластической деформации в радиальных направлениях.

Основные параметры сварки трением: скорость относительного перемещения свариваемых поверхностей, продолжительность нагрева, удельное усилие, пластическая деформация, т. е. осадка. Требуемый для сварки нагрев обусловлен скоростью вращения и осевым усилием. Для получения качественного соединения в конце процесса необходимо быстрое прекращение движения и приложение повышенного давления. Параметры режима сварки трением зависят от свойств свариваемого металла, площади сечения и конфигурации изделия. Сваркой трением соединяют однородные и разнородные металлы и сплавы с различными свойствами, например медь со сталью, алюминий с титаном и др. На рис. 5.41 показаны основные типы соединений, выполняемых сваркой трением. Соединение получают с достаточно высокими механическими свойствами. В про-

Ультразвуковая сварка относится к процессам, в которых используют давление, нагрев и взаимное трение свариваемых поверхностей. Силы трения возникают в результате действия на заготовки, сжатые осевой силой Р, механических колебаний с ультразвуковой частотой. Для получения механических колебаний высокой частоты используют магнитострикционный эффект, основанный на изменении размеров некоторых материалов под действием переменного магнитного поля. Изменения размеров магнитострикционных материалов очень незначительны, поэтому для увеличения амплитуды и концентрации энергии колебаний и для передачи механических колебаний к месту сварки используют волноводы, в большинстве случаев сужающейся формы.

Ультразвуковой сваркой можно получать точечные и шовные соединения внахлестку, а также соединения по замкнутому контуру. При сварке по контуру, например, по кольцу, в волновод вставляют конический штифт, имеющий форму трубки. При равномерном под-жатии заготовок к свариваемому штифту получают герметичное соединение по всему контуру (рис. 5.43). Ультразвуковой сваркой можно сваривать заготовки толщиной до 1 мм и ультратонкие заготовки толщиной до 0,001 мм, а также приваривать тонкие листы и фольгу к заготовкам неограниченной толщины. Снижение требований к качеству свариваемых^поверхностей позволяет сваривать плакированные и оксидированные поверхности и металлические изделия, покрытые различными изоляционными пленками. Этим способом можно сваривать металлы в однородных и разнородных сочетаниях, например алюминий с медью, медь со сталью и т. п. Ультразвуковым способом сваривают и пластмассы, однако в отличие от сварки металлов к заготовкам подводятся поперечные ультразвуковые колебания.

При предварительном контроле основного и сварочных матер налов устанавливают, удовлетворяют ли сертификатные данные в документах заводов-поставщиков требованиям, предъявляемым к материалам в соответствии с назначением и ответственностью сварных узлов и конструкций. Осматривают поверхности основного материала, сварочной пррволоки и покрытий электродов в целях обнаружения внешних дефектов. Перед сборкой и сваркой заготовок проверяют, соответствуют ли их форма и габаритные размеры установленным, а также контролируют качество подготовки кромок и свариваемых поверхностей. При изготовлении ответственных конструкций сваривают контрольные образцы. Из них вырезают образцы для механических испытаний. По результатам испытаний оценивают качество основного и сварочных материалов, а также квалификацию сварщиков, допущенных к сварке данных конструкций.

Холодная сварка — сварка, при которой соединение образуется при 'значительной пластической деформации без внешнего нагрева соединяемых поверхностей. Физическая сущность процесса заключается в сближении за счет пластической деформации свариваемых поверхностей до образования металлических связей между ними и получения таким образом прочного сварного соединения. Отличительной особенностью холодной сварки является необходимость значительной объемной пластической деформации и малой степени ее локализации в зоне контакта соединяемых материалов. Это связано с необходимостью разрушения и удаления окисных пленок из зоны контакта механическим путем, т. е. за счет интенсивной совместной деформации. Большое усилие сжатия обеспечивает разрыв окисных пленок, их дробление и образование чистых поверхностей, способных к схватыванию.

Сварка трением — сварка, при которой используется давление, кратковременный нагрев и взаимное перемещение свариваемых поверхностей. Отличительные особенности процесса:

неразъемное соединение образуется при совместном воздействии на свариваемые детали механических колебаний высокой (ультразвуковой) частоты и относительно небольших сдавливающих усилий Сварка осуществляется в результате взаимного трения свариваемых поверхностей, нагрева и давления. Силы трения возникают при действии на заготовки, сжатые осевой силой, механических колебаний ультразвуковой частоты (20—30 кГц)., Для получения такой частоты используют магнитострикционный эффект, заключающийся •в изменении размеров некоторых металлов, сплавов и керамических . материалов под действием переменного магнитного поля.

Выдвинута идея контроля процесса контактной сварки по прохождению упругих волн в процессе сварки, подобно сварным точкам. Здесь целесообразно следить одновременно за прохождением через свариваемый шов продольной и поперечной волн: первая будет проходить все время с момента соприкосновения свариваемых поверхностей, а прохождение второй будет прерываться на время существования расплавленного металла между поверхностями.