43)Сварка в среде защитных газов. Сварка электронным лучом. Лазерная сварка.

Сварка в среде защитных газах.

При этом способе зона сварки, сварочная дуга и электрод защищаются газом, который предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха. Дугу, свариваемый металл и электрод защищают неподвижной атмосферой защитного газа или с помощью струи защитного газа, подающегося на место сварки специальной горелкой.

К преимуществам дуговой сварки в среде защитных газов относятся: 1.Высокое качество сварных соединений. 2.Отсутствие необходимости применения флюсов, а следовательно, и последующей очистки швов от шлаков. 3.Обеспечение неизменности химического состава металла шва при сварке в инертных газах. 4. Концентрированный нагрев, позволяющий обеспечить малую зону термического влияния и меньшую деформацию изделия. 5.Возможность соединения металлов толщиной от 0,1 до 100 мм. 6.Возможность наблюдений за дугой. 7.Высокая производительность и возможность автоматизации процесса. 8.Возможность сварки в любых пространственных положениях.

Этот способ сварки может быть использован для соединения углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей, цветных сплавов, химически активных и тугоплавких металлов. Сварку можно осуществлять неплавящимся и плавящимся электродом.

Наиболее распространенной разновидностью дуговой сварки в защитных газах является сварка в среде аргона, гелия и углекислого газа. Иногда применяют смеси инертных и активных газов.

Защитный газ выбирают с учетом чувствительности свариваемых металлов к примесям, содержащимся в газе.

В связи с тем, что гелий в 10 раз легче аргона, расход его при сварке со струйной защитой на 30-40% больше, чем расход аргона. Напряжение дуги в среде гелия в 1,5-2 раза выше, чем дуги той же длины, горящей в аргоне, что объясняется более высоким потенциалом ионизации и относительно высокой

теплопроводностью гелия. Поэтому при одном и том же токе дуга в гелии обладает большей тепловой мощностью, чем дуга в аргоне, и проплавляет металл на большую глубину. Добавка гелия к аргону повышает стабильность дуги и увеличивает ее тепловую мощность. Это относится и к добавкам водорода, способствующих, кроме того, улучшению формирования шва.

Электроннолучевая сварка.

Сущность этого способа заключается в том, что нагрев металла производиться лучем быстролетящих электронов. Ис точником электронов является накаливаемый катод. Между катодом и анодом создается напряжение до 30 кВ. Под действием этого напряжения с катода элитируются электроны и приобретают направленное движение и ускоряются. Поток электронов фокусируют с помощью электромагнитных линз. Процесс ведется в герметично закрытой камере, в которой поддерживается вакуум. Вакуум необходим для свободного движения электронов, для уменьшения их столкновения с молекулами газа и соответственно для исключения процессов ионизации. Одновременно вакуум обеспечивает чистоту сварочной ванны, уменьшает количество растворенных газов с помощью фокусирующих устройств. Электронный луч можно сфокусировать на очень малые площадки и получить плотность жнергии до 5*100000 кВ на см2.Высокая плотность энергии обеспечивает эффективную зону проплавления.

Процесс идет очень быстро, поэтому практически отсутсвует зона термического влияния,что исключает нежелательные физико-химические изменения в основном металле.

Имеется крупный недостаток-после загрузки в камеру надо затратить не менее 30 минут для создания вакуума.

Лазерная сварка.

Сущ-ть: в кач-ве источ теплоты использ мощный концентр световой луч, полученный в спец установке – оптич-х квантовых генераторов. Квант генер оптич-го диапозона позволяет получать интенсив – пучки света и концентрировать энергию на малой площадке + 1000 долям мм. Излучатели –актив элем квант генер, могут быть тв тела, жид и газовые смеси. В качестве актив-го тела использ рубин (глинозем). Крист рубина обрабатывают в виде стержня l и d определяют мощность излуч. Торцы полируют до полученя оптическитонкой поверх-ти. Оба торуа подвергают серебрению. Перед этим рубин проверяют на наличие дефектов. Стержень рубина прихд в сост пригодное для генерирования под действием мощного импульса лампы. При самопроиз-м испускании атома фатона, этот фатон приводит в возбужд др атом, к-й испускает фатон. Процесс преобретает лавинообразный хар-р, т.к фатон отражаясь от торца кристалла летают.

Сварочное устройство предст собой комплект оптикомех-х эл-х элем. Излучение лазеоа с помощью оптич-х линз фокусируется в пятно очень малых размеров. Этот способ более универсален. Возможность точной дозировки энергии делает лазерн сварку пригодной для сварки микросоединений. Малая длительность термич-го цикла сварки обеспеч возможность получ кач-го соединения на ряде матер., особо чувствит к длит воздействию теплоты