Приведите схему контактной сварки и опишите протекающие при этом процессы и особенности.

Вначале прикладывается усилие Р, затем к электродам прикладывается напряжение. Под действием приложенного усилия микровыступы на поверхности детали приходят в соприкосновение.

Возможны три случая:

А – окисные пленки полностью раздавлены, металл контактирует с металлом;

Б – окисные пленки раздавлены частично;

В – окисные пленки целы.

Под действием приложенного электрического напряжения через контакт двух свариваемых деталей проходит ток, выделяющий тепло Q = I²*R*t.

В результате нагрева проходящим током и действием проложенного усилия сжатия микровыступы деформируются, окисные пленки разрушаются, площадь контакта увеличивается, наступает момент, при котором материал начнет течь вдоль плоскости стыка, вымывая обломки окисных пленок, образуется ядро из расплавленного материала, при кристаллизации которого образуются химические связи, обеспечивающие прочность и пластичность сварного соединения.

Зависимость сопротивления контактов от температуры имеет падающий характер. С увеличением давления на электродах сопротивление падает.

16. Изложите термодинамические условия образования сварного соединения в твердой фазе.

1 Сварка однородных материалов.

1.1 Идеальный случай - кристаллографические оси совпадают

а) кристаллы не имеют дефектов;

б) поверхности кристаллов абсолютно чистые и ровные;

в) сближение кристаллов происходит в вакууме и ионы в узлах кристаллической решетки располагаются точно друг против друга.

В результате сближения идеальных кристаллов образуются химические связи между поверхностными ионами кристаллов. Поверхностные ионы окружены меньшим числом ионов и обладают избытком энергии - F_n.

При сварке происходит уменьшение свободной энергии системы на величину 2 F (исчезают обе поверхности):Δ F = - 2 F_n,т.е. процесс термодинамически выгоден.

1.2 сварка однородных кристаллов с не совпадающими осями.

θ - угол между плоскостями кристаллов

Границы зерен с различно ориентированными кристаллографическими осями имеют упругие искажения кристаллической решетки в узкой пограничной области шириной в несколько атомных слоев. На эти упругие искажения расходуется энергия F _ГР.

Термодинамически сварка таких кристаллов возможна, если она ведет к уменьшению свободной энергии F < 0

Δ F = -2 F_n + F _ГР

Условие Δ F <0 для кристаллов одного сплава всегда выполняется.

2 Cварка разнородных материалов

Если Ме или полупроводники имеют разный периуд кр. решетки d₁ и d₂ то возникают дополнительные упругие искажения кр. решеток по границе их соединения. Энергия этих дополнительных упругих искажений определяется в теории дислокаций, и тогда из общего баланса энергии определяют свариваемость таких кристаллов