Монолитность сварных соединений. Типы атомно-молекулярных связей и их особенности

Вопрос №2

Термодинамическое определение процесса сварки. Три условия образования сварного соединения.

Вопрос №1.

Вопросы по сварке

1. Термодинамическое определение процесса сварки. Три условия образования сварного соединения.
2. Монолитность сварных соединений. Типы атомно-молекулярных связей и их особенности.
3. Физические особенности образования сварного соединения на примере двух монокристаллов.
4. Энергия активации. Виды активации поверхностей свариваемых кромок.
5. Физические процессы при сварке плавлением в жидкой среде.
6. Газовая сварка, резка. Область применения.
7. Ручная дуговая сварка. Схема процесса. Преимущества и недостатки.
8. Функции покрытия электрода при ручной дуговой сварке.
9. Автоматическая сварка под флюсом. Схема процесса. Роль флюса. Преимущества и недостатки.
10. Электрошлаковая сварка.
11. Процесс в среде защитных газов с плавящимся и не плавящимся электродом.
12. Преимущества и недостатки электронно-лучевой и лазерной сварки.
13. Физические процессы при сварке давлением в твердой фазе.
14. Механизмы образования соединений при холодной сварке.
15. Механизмы образования соединений при сварке трением.
16. Механизмы образования сварного соединения при сварке взрывом.
17. Диффузионная сварка. Явление спекания.
18. Контактная сварка.
19. Оценка эффективности способов сварки.
20. Энергетические характеристики основных способов сварки.
21. Электрическая дуга. Её строение и способы возбуждения.
22. Свариваемость металлических материалов. Критерии группы свариваемости.
23. Дефекты сварных соединений. Основные способы их выявления при контроле качества.
24. Причина образования деформаций и напряжений при сварке.
25. Отличительные особенности пайки от сварки.

Сварка – это процесс образования монолитного соединения в результате введения и необратимого термодинамического превращения энергии и вещества в место соединения (В. В. Фролов)

Сварка – это термодинамический процесс получения монолитного соединения в результате сближения активированных внешней энергией ювенильных поверхностей свариваемых кромок на межатомное расстояние.

Три необходимых условия образования сварного соединения:

· Ювенильность поверхностей свариваемых кромок;

· Сближение их на межатомное расстояние;

· Активация атомов свариваемых кромок.

В технике применяют:

· Разъемные;

· Неразъемные.

Разъемные разъединяются без нарушения целостности соединения. Неразъемные соединения разъединяются только разрушением места соединения. К этой группе относятся клепаные, клеевые, цементные, сварные соединения и т.д.

Склеивание, цементирование, пайка, сварка обеспечивают монолитность соединения в результате образования атомно - молекулярных связей между элементарными частицами- атомами, молекулами соединяемых частей.

Отличительной особенностью при получении сварных соединений является то, что они образуются обязательно с введением внешней энергии в место соединения.

Монолитность металлических конструкционных материалов обеспечивается тремя типами связи:

· Металлической;

· Ионной;

· Ковалентной.

По своей природе эти связи электромагнитны, действуют на расстоянии .Эти связи прочные, с энергией .

Металлическая связь образует структуры в результате взаимодействия положительных ионов кристаллической решетки с обобщенными валентными , обеспечивая при этом кроме прочности еще и пластичность и электропроводность.

Ионная и ковалентная связь – это типичные химические связи, образующие структуры в результате взаимодействия валентных с ядрами атомов, причем каждый жестко связывает два атома, исключая пластичность и электропроводность. Ковалентные связи устанавливаются присоединением металла с металлоидами, оксидами, полупроводниками. Металлоиды – группа элементов системы Менделеева, у которых превалируют металлические связи.

В сварочных соединениях участвуют молекулярные связи, образующиеся за счет электростатических сил или сил Ван-дер-Ваальса. Они действуют между любыми атомами, обеспечивая энергию и по существу служат добавками к химической или металлической связи, обуславливаю адгезию при смачивании твердых тел жидкостью. За счет химсорбции могут быть прочными. Все типы связи редко существуют в чистом виде при превалировании тех или иных характер их взаимодействия определяют физикомеханические свойства материала.

Сорбция – поглощение вещества из окружающей среды.

Абсорбция – поглощение вещества из раствора или газа всем объемом твердого вещества.

Адсорбция – поглощение вещества из раствора или газа поверхностным слоем твердого тела.

Химсорбция – процесс сорбции, при котором поглотитель и поглощаемое вещество вступают в химическую реакцию.

Адгезия – сцепление, прилипание поверхностей разнородных тел, достигается при сварке, пайке, склеивании, напылении, а также при образовании окисных, сулбфидных и других покрытий.

Ювенильная поверхность – чистая, свободная от инородных атомов поверхность.