2014-04-04

Автовакуумне зварювання

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 голосів)

Металічна кристалічна ґратка

Добре відполіровані поверхні металу злипаються, якщо їх добре притиснути одну до одної. Такий дослід показують на шкільних уроках фізики. А якщо їх притиснути сильно, до того ж нагріти, хоча й зовсім не до температури плавлення, то це годиться не тільки для демонстрації дослідів, а й для цілком практичною зварювання металів. Такий процес називається холодним зварюванням, і механізм його - на відміну від гарячого зварювання, де метал плавиться, - поки не цілком ясний.

На цей рахунок існує кілька теорій. Одна з них пояснює цей механізм міжатомних силами тяжіння, інша - взаємною дифузією, третя - руйнуванням і наступним відновленням кристалічної решітки, але жодна з перерахованих гіпотез повністю не підтверджена практикою.

В Інституті зварювання імені Є. О. Патона (м. Київ) розроблена нова теорія холодного зварювання, названа автовакуумною. Було відмічено, що в момент зварювання метал веде себе так, немов знаходиться в глибокому вакуумі і не має на поверхні найтоншої плівки оксидів і адсорбованих газів. На повітрі ж всякий метал після будь-якого очищення має таку плівку, оскільки утворюється вона майже миттєво. Виникло припущення, що в зоні зварювання якимось чином сам по собі утвориться вакуум. З'явилася і вельми цікава гіпотеза механізму цього процесу, що одержала згодом експериментальне підтвердження. Справа в тому, що при 1000-1300 градусах Цельсія залізо здатне поглинати повітря, хоча і в невеликих кількостях. І якщо метал нагрівати в малому об'ємі повітря без додаткового доступу, то можна отримати вакуум.

Процес зварювання, згідно з цією теорією, виглядає приблизно так. При стисненні деталей утворюється більш-менш чітко обмежена зона їхнього зіткнення, за межами якої між поверхнями є зазор. Але і всередині цієї зони зіткнення теж не ідеальне: там є чимало хаотично розташованих і заповнених повітрям мікрооб'ємів - мікроскопічних порожнин, утворених нерівностями поверхонь.

При окисленні металу під час його нагрівання по периметру зони з'являється оксид, який герметизує всередині неї одним щільним кільцем всі мікрооб'єми. Саме в них і виникає вакуум, в якому багато які метали набувають здатності до сублімації - переходу в пароподібний стан, минаючи рідкий. За рахунок сублімації в цих мікрооб'ємах відбувається активне перенесення металу з однієї поверхні на іншу з утворенням нових кристалічних структур. Аналіз показав, що структура металу в центрі зварного стику в основному збігається зі структурою в товщі металу, а на периферії в ньому міститься неабияка кількість оксиду.

За матеріалами nkj.ru.

Коментарі:

blog comments powered by Disqus