Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Наибольшая температура пламени получается для кислородно-ацетиленовой смеси (до 3!00' С). Регулировка состава смеси позволяет менять атмосферу, окружающую место сварки, от окисвой до нейтральной или восстанавливающей. Однако для таких металлов, как нержавеющая сталь, медь или алюминий, экраиирующий эффект восстанавливавшего пламени для надежной зашиты от окисления недостаточен. При попадании окиси в сварной шов образуется пористое соединение. Хотя решение этой задачи облегчается при использовании флюсов, но они и сами также могут попадать в шов. Для так называемой сварки под флюсом соединения после изготовления хотя н кажутся ваиуумноплотными, однако часто в процессе эксплуатации в иих появляются течи.
При использовании органических или минеральных флюсов с высоким давлением паров увеличивается вероятность загрязнения соединения. Еще один недостаток газовой сварки обусловлен тем, что пламя является ие очень концентрированным источником энергии. Вследствие этого скорость сварки газом невысока, а площадь нагреваемой при этом зоны велика и возникающее при этом коробленне материала значительнее, чем в случаях дуговой нли электронно-лучевой сварки. По этим причинам газовая сварка для вакуумио.плотных соединения пс рекомендуешься.
Прн дуговой сварке тепло генерируется электрической дугой, зажнгаемой между электродом я рабочей площадкой нли между двумя электродами. Сугцествует несколько способов луговой сварки: на переменном или постоянном токе, с плавящимися или иеплавяющямнся электродами. В за. висимости от условий сварки температура дуги может меняться в пределах от 4000до 7000'С. При этих температурах плавящиеся электроды заливаю~ и вплавляют в место соединения.
В тех случаях, когда одним из электродов служит рабочая плошадкз свариваемых деталей, важно соблюсти правильную полярность этого электрода. Это связано с тем, что подвижность электронов в плазме дуги значительно выше, чем у положительно заряженных ионов. Вследствие этого, если па электрод подано отрицательное смещение (постоянный ток, нормальная полярность, так называемая Г1ТНП сварка), то по сравневию с обратным случаем (постоянный ток, обратная полярность, ПТОП сварка) ва рабочей площадке выделится вдвое большая энергия.
Следовательно, в первом случае зона сплавлеиия глубже и уже, чем во втором. Однако сварив при обратной полярности имеет свои преимущества, заключающиеся в том, что прн бомбардировке рабочей площадки положительными ионами с нее удаляются поверхностные пленки и окислы. Поскольку в этом случае электрод подвергается интенсивной электронной бомбардировке, то для предотвращения его пе. 247 Гл. 2. Техника высоиого вакуума Таблипа 13 Наиболее распространенные процессы злектродуговой сварки Электроды Зешетеее среде Тие Промесс сварки смело материал Отсутствует Неплавяшийся То же Графитовая дуга Графит Двойная графнтовая дуга Водородная дуга Нт Инертный газ Аг, Не Вольфрам Плазменная дуга Вольфрам в инертном газе (ВИГ) Металл в инертном газе (МИГ) Металл-за- полнитель Плавящийся Смеси Сварка с графитовыми электродами применима лишь к устойчивым к окислению металлам.
В какой-то мере защищает материалы от окисления атомно-водородная сварка. Водородная дуга является очень концентрированным источником тепла, поскольку днссоцинровэнный в плазме водород отдает свою энергию рекомбинации рабочему участку. Однако мно. гие металлы вблизи температур плавления очень сильно растворяют во. дород.
Прн охлаждении зона сплавления оказывается перенасыщенной водородом, в результате чего шов получается пористым или хрупким. Такое поведение свойственно железу, никелю и меди. Применеяие графи товой дуги и атомно-водородиые дуговые способы явились первой аль. 248 регревания необходимо использовать меньшие уровни мощности, более массивные электроды или водяное охлаждение. Специальной проблемой для сварки на постоянном токе является отклонение дуги от намеченного направления (едуговой цветоке).
Это связано с тем, что генерируемое током дуги магнитное поле в области разряда искажается магнитными по. токами в соединяемых деталях, что приводит к нестабильности самой дуги. Характерная геометрия сварного шва с отбортовкой обусловлена именно этим явлением. Влияние последнего может быть уменьшено сокращением длины дуги, снижением уровня тока и-улучшением заземления сварива. емых деталей. Данной проблемы не существует для метода сварки на переменном токе.' Глубина проплавления в этом случае лежит где-то в промежутке между крайними значениями для двух способов сварки на по. стоянном токе.
Очистка рабочих поверхностей в течение отрицательного полупериода достаточна для сварка алюминиевых и магниевых сплавов. Неплевяшиеся электроды для злектродуговой сварки изготавливаются из материалов с высокой температурой плавления и хорошими эмиссионными свойствами, например, из графита, чистого нли торированного вольфрама. Дальнейшее дифференцирование способов сварки проводится согласно наличию (илн отсутствию) защитной газовой среды.
В табл. 13 указаны характерные особенности нескольких наиболее распространенных способов дуговой сварки. 4. Техника монтажа вакуумных систем Рнс. Еэ. Схема горелвн длн сверни вольФрамовым елеатрелем в среде инертного гавю à — тело горелки; à — воаьфрамовыа электрод; 3 — ванга; « — верэмнчесииа наионечвнк: З вЂ” патон инертного га»а; а — луговой ревред; 7 сварвоа шов; а деталь. е> Бал ицкн 9 А. В.
категорически предостерегает от способа зажигания аргонной дуги касанием и рекомендует испольаовать кусочек графита, который не прилипает к вольфраму. Б а ли нкид А. В. Технолагня изготовления вакуумной аппаратуры. Ме «Энергия», 1966, ()Трим. дерез) териативой в кислородно-ацетиленовой сварке. Вследствие своих недо. статков в настоящее время она почти вытеснена другими процессамн, про. водимыми в защитных средах (см. табл.
13), При злектродуговой сварке в защитной среде рабочие поверхност4г предохраняются от окисления с помощью потока химически неактивного газа, ие растворяемого в расплавленном металле. Самым дешевым нэ таких газов является аргон, однако при сварке толстых сечений или материалов с высокой теплопронодностью таких, как медь, более предпочтительным является гелий.
Это связано с более высоким потенциалом ионн. нации гелия, в результате чего при сварке используются более высокие напряжения и выделяются ббльшие мощности. Чистота газа свыше 8 ° 99,75 % достаточна для меди и нержавеющей стали, тогда иак для алюминия„титана и циркония необходима чистота 99,95% и даже выше. Для сварки с металлом-заполнителем используются смеси инертных газов с кислородом и окисью углерода в различных пропорциях. В некого- у рых случаях защита рабочих участ- В ков потоком газа оказывается недостаточной, и сварку приходится проводить в закрытых камерах с вмонтированными внутрь перчатками. Зта дополнительная предосторожность необходима для наиболее химически активных металлов, таких, как Ве, Т1, Хт и Та, Она желательна также при соединении мелких деталей и металлов с высокой теплопровод- иостью, поскольку качество шва очень чувствительно даже к слабому окислению.
Для соединения вакуумных элементов широко используется дуговая сварка в защитной среде с вольфрамовым электродом (аргоно-водородная или гелиевая). Этот метод позволяет сваривать многие важные в промышленном отношении металлы без флюса и получать вакуумно-плотные гладкие швы, Устройство горелки для сварки вольфрамовым электродом схеиатически изображено на рис. 49. Расход инертного газа для обычной горелки составляет от 300 до 500 л/ч.
Направленность в форма потока, необходимые для защиты электрода в зоны сварки, создаются с помощью нерамического наконечника. Для подачи металла-заполнителя может быть использован дополнительный плавящийся электрод. Дуга зажигается быстрым касанием злектрода рабочей площадки и отведением его на некоторое расстояниеь'. Поскольку сварка производится вручную, для контроля размера зоны плавления подбором расстовния между электродами, тока н напряжения дуги, а также скорости сварки требуются уме. иие и опыт. В режиме постоянного тока при обратной полярности достаточно напрвжения 80 В, тогда как для сварки прн нормальной поляряости Гл.
2. Техника высокого вакуума требуются более высокие рабочие напряжения (до 150 В). Прн сварке на переменном токе дуга должна зажигаться в каждый полупериод цикла. На практике для поддержания горения дуги к электроду обычно прикладывается дополнительное высокочастотное напряжение. Этот прием известен под названием высокочастотной плавки на переменном токе. Кроме того, высокочастотная стабилизация применяется н при сварке на постоянном токе для того, чтобы избежать случайного наплавления металла па вольфрам при зажигании дуги. Сварка с плавящимсн элентродом, за исключением непользования расходуемого электрода, аналогична описанному выше процесссу. Материал электрода передается по дуге либо в виде крупных капель (метод нороткого замыкания), либо в виде тонкой пыли нз мелких капелек. Характер этого переноса зависит от величины тока дуги и диаметра элект. трода.
Величина последнего обычно равна 0,8 мм, а снорость сварки превышает 250 см . мин-Х Проволочный электрод подается с катушки и про. тягивается через горелку полуавтоматически. Качество шва в этом случае такое же, как и для сварки с Вт-электродом, но требуется более сложное оборудоваяие.
Этот процесс применяется в случаях, когда требуются большие скорости сварки нли длинные швы. Развитием процесса сварки с вольфрамовым электродом является плазменная дуговая сварка. Особенность этого способа заключается в ис. пользовании более узких сопел илк наконечников, вследствие чего дуга получается уже н обеспечивает лучшую локализацию зоны плавления. Для ноянзации газа между электрбдом н соплом прикладывается высоко. частотное напряжение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
