Сварка трением. Сущность, разновидности, схемы процессов, назначение, недостатки и преимущества.

Соед-ие обр-ся в твердой фазе без расплавления повер-ей соед-ых деталей. Необх-ый для сварки нагрев осущ-ся путем преобр-ия мех-ой энергии в теплоту при работе сил трения. Детали устан-ся соосно в зажимах на сопряженных торцевых пов-ях деталей прижатых друг к другу осевым усилием. Работа, затрачиваемая при относит-м вращении детали на преодолении сил трения преоб-ся в теплоту к-ая выд-ся на пов-ти трения и нагревает прилегающие к ним пов-ые слои Ме до темп-ур, необ-ых для обр-ия соед-ия. Схемы сварки м.б. с вращением одной детали, с вращением 2-х деталей. В процессе трения пластичный Ме стыка выталкивается в радиальных направлениях под действием сжим-го усилия. Выдавленный Ме имеет хар-ую для сварки трением форму сдвоенного правильного кольца, расположенного по обе стороны стыка. Процесс нагрева завершается быстрым перемещением вращения для обеспечения прочного сварного соед-ия усилие сжатия действует еще некот.время. С помощью сварки трением осущ-ют соед-ия таких пар деталей, из которых хотя бы одно яв-ся телом вращения, другая деталь м.б. произвольной формы, но должна иметь простую пов-ть, к кот-ой приваривается первая деталь. Преимущества: высокая произ-ть, хорошее качество сварного соед-ия, одноосность сварки различных мат-ов, простота мех-ии и автом-ии.

Ультразвуковая сварка. Холодная сварка. Сущность, схемы процессов, назначение, недостатки и преимущества.

(1-магнитострикционный преобразователь,2-тр-ор,3-инстркмент,4-наконечник инст-та,5-заготовки,6-опора).

Ультразвуковая сварка отн-ся к процессам, в к-ых исп-ют давление, нагрев и взаимное трение сариваемых пов-ей. Силы трения возникают в рез-те действия на заготовки, сжатие осевой силой Р, мех-их колебаний с ультразвуковой частотой. Для получения мех-их колебаний высокой частоты исп-ют магнитостриционный эффект, основанный на изм-ии размеров нек-ых мат-ов под действием переменного магнитного поля изм-ия размеров магнитостриц. Мат-ов очень незначительны поэтому для увеличения амплитуды и концен-ии энергии кол-ий и для передачи мех-их колебаний к месту сварки исп-ютволноводы, в большинстве случаев сутыющейся формы. При ультразвук. сварке свариваемые заготовки распологают на опоре. Наконечник рабочего инст-та соединен с магнитостринционным преобразователем ч/з тран-р продольных упругих колебаний, пред-их собой вместе с рабочим инстр-ов волновод.Нормальная сжимающая сила Р создается моментом М в узле колебаний. В рез-те ультразв-х колебаний в тонких слоях контак-их пов-ей создаются сдвиговые дефор-ии, разруш-ся пов-ые пленки. Такие пов-ые слои Ме нагреваются, Ме в этих слоях немного размягчается и под действием сжимающего усилия пластич-им деф-ся. При сближении пов-ей на расст-ии действия межатомных сил м/у ними возникает прочная связь сравнительно небольшое тепловое воздействие на свар-ые мат-лы обеспечивает min-ое изм-ие их структуры мех-их и др. св-в. Ультразвуковой сваркой можно получать точечные и шовные соед-ия в нахлестку, а также соед-ия по замкнутому контуру.

Холодная сварка. Это один из видов сварки в тр-ом сост-ии со знач-ой объемной деф-ии в зоне контакта соед-ых деталей. Холодную сварку осущ-ют давлением на воздухе при комн-ой т-ре. Холодная сварка предусматривает совместную пластич.деф-ию соед.деталей за счет приложения сил, норм-ых пов-ых соед-ия. Холодную сварку осущ-ют вдавливанием Пуассона в предварительно зажатые или незажатые детали. Для получения кач-ва соед-ия необ-мо знач-ое растяжение Ме в месте соед-ия, к-ое спос-ет разрушению и выносу оксидных пленок из зоны контакта, а также сглаживанию пов-ых неровностей и обр-ию активных центров схватывания. Холодная сварка применяется для соед-я кА одинаковых так и разных мат-ов. Для осущ-ия холодной сварки применяют прокатное оборудование.

Вопрос №40. Сварка взрывом. Сущность, схема процесса, назначение, недостатки и преимущества. Сварка труб взрывом. (1-детонатор,2-взрывчатое в-во,3,4-заготовки)

Это процесс соед-ия мат-ов, нах-ся в ТВ-ой фазе за счет пласт-ой деф-ии соударяющихся под углом пов-ей заготовок при возд-ии импульса давления, создаваемого взрывом. Пласт-ая деф-ия в зоне соед-ия приводит к обр-ию физ-ого контакта и активации контактных пов-ей. Особенность сварки взрывом яв-ся обр-ие волнового профиля сварки, что сопровождается увеличением пов-ти соед-ия.

На планирующей пластине распологают заряд взрывчатого в-ва, пластину с помощью опор устан-т с зазором к неподвижной планируемой пластине. Неподвижную пластину укладывают на основание, шлирование процесса детализации заряда взрывного в-ва осущ-ют электродетонатором. В процессе расхода взрывчатого в-ва из тв0ого состояния в газообразное происходит выделение большого кол-ва энергии, пластина подвергается двойному изгибу и интенсивной пластич.деф-ии совместно с неподвижной пластиной. Сварка взрывом может производиться как без нагрева, так и с нагревом свариваемых деталей. Режимы сварки опр-ся пластич.хар-ми гомогенными темп-ми свариваемых деталей.

25

32 В твердофазных методах получения композитов материал матрицы может иметь вид порошка, фольги, волокна, может быть дискретным в виде ткани. Для получения композитов используют высокопроизводительные методы ОМД.

Волокна могут быть аморфной( стекловолокна или кремниевые) композиционной (борные), кристаллической (углеродные) основой.

В качестве металлической матрицы используют сплавы Al, Cu,Mn,Co керамической матрицей могут быть оксиды Si,Ti. Основой полимерной матрицы являются термореактивные смолы. Для двухкомпонентных композиционных материалов с непрерывными волокнами прочность композита определяют по условию аддитивности.

, - Коэффициенты зависящие от условия работы волокна и матрицы.

-предел прочности волокна

-объемная доля волокна

- приведенная прочность матрицы (прочность матрицы на момент разрушения волокна).

Применение в композиционных материалах дискретных волокон требуют создание условий при которых волокна не вытягиваются из матрицы, а воспринимают нагрузку.

Прочное сцепление волокна и матрицы определяется длиной волокна, которая должна быть больше кристаллического значения.

и - предел прочности и диаметр волокна.