Физические процессы при сварке плавлением в жидкой среде

Вопрос №5

Энергия активации. Виды активации поверхностей свариваемых кромок.

Вопрос №4

Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами или молекулами на поверхности соединяемых заготовок. Для получения сварного соединения требуется сблизить соединяемые поверхности на расстояния, в пределах которых начинаю действовать межатомные силы сцепления, и создать необходимые для возникновения межатомных межмолекулярных связей условия: определенные температуру, время контакта и качество поверхности. Поэтому требуется введение определенной энергии для активации состояния поверхности с целью ослабления связей поверхностных атомов с телом и разрыва связей с атомами внешней среды.

Энергия активации – это внешняя энергия, позволяющая атому преодолеть энергетический барьер поверхностных атомов. Эта энергия сообщается ввиде теплоты, упругопластической деформации и электронного, ионного и других видов облучения. В результате поверхностные атомы металлов и кристаллических неметаллических материалов образуют общие для соединяемых заготовок кристаллические решетки, а на поверхности пластмасс происходит объединение частей молекулярных цепей.

Вводимая в свариваемые кромки тепловая, радиационная или химическая энергия расплавляет их, образует перемещающуюся со скоростью сварки вдоль соединения ванну жидкого металла, называемую сварочной ванной.

Окислые пленки и адсорбированные на поверхности свариваемых кромок газы разрушаются под действием тепла, тепловой энергии, расплавляются и выплывают из жидкого металла, образуя ювенильную поверхность, активированную теплом под расплавом, защищающую ее от атмосферных газов и влаги. В сварочной ванне и прилегающих к ней зонах термического влияния идет усиленная диффузия компонентов расплава. Адгезия атомов на твердых кромках сварочной ванны и охлаждение жидкого металла в хвостовой части приводит к сближению атомов и кристаллизации, при которой слабые адгезионные связи заменяются на метллические и химические. Так образуются соединения при газовой, электрошлаковой, плазменной, электро – лучевой, лазерной, термитной и всех дуговых способах сварки.