Роль химических процессов в современных методах сварки
Сварка – востребованный, сложный и важнейший процесс в области металлообработки новых и восстановлении эксплуатируемых конструкций. При правильном выполнении работы создаются функциональные элементы, прочные соединения. В процессе сварки появляются химические реакции, которые и позволяют получить конструкцию повышенной прочности.
Важность химических реакций в процессе сварки
Химическая реакция имеет решающую роль в процессе сварки металлических элементов независимо от их формы и габаритов. Только с их помощью появляются соединения с повышенными прочностными характеристиками и высокой надежностью. В результате происходящих операций формируются особые качества, а также структура готового сварного шва.
Окисление металла является важнейшей химической реакцией, которая происходит во время процесса сварки. Непосредственно при воздействии повышенной температуры и тока поверхность металла вступает с окружающей средой в реакцию. В результате формируются оксидные слои, которые затем перемешиваются с добавочными материалами. Именно это дает прочное соединение.
Вторая по степени важности реакция – десорбция газов. Из-за повышенной температуры происходит высвобождение газов, растворенных на поверхности или в структуре металла. Основными газами становятся азот, водород и кислород, которые могут негативно сказаться на качестве сварного соединения. По этой причине происходит химическая реакция, которая позволяет удалить их безопасным и простым способом.
Также происходят металлургические реакции. Может произойти граница непосредственно в зоне плавления, которая находится в жидком состоянии по отношении к остальным твердым поверхностям, подвергаемым обработке при помощи сварных работ. В результате развиваются диффузионные процессы, которые и приводят к последующим изменениям.
Обратите внимание! Правильные химические реакции имеют важную роль во время сварки. В результате формируется качественное и прочное сварочное соединение. Создаются окислы, уходят лишние газы, определяется правильная структура сваренного металла.
При выполнении сварных работ химические процессы играют определяющую роль. Только при их понимании в конкретных ситуациях можно правильно подобрать расходные материалы для работы с полуавтоматическими или автоматическими аппаратами.
Как выполняется термическая сварка
Обычно соединяют таким способом следующие элементы:
- линии электропередач;
- провода;
- линии связи;
- стыки арматуры.;
- отломившиеся металлические изделия;
- выполнение ремонта стальных или чугунных конструкций.
Обратите внимание! Для формирования прочного соединения жидкое железо соединяется с твердой поверхностью металла. Не последнее значение имеет основной материал конструктивных элементов, которые соединяются друг с другом. Также учитываются рабочие условия, в которых планируется проведение работ.
Термит на основе магния используется для создания соединения телеграфных и телефонных проводов, а также жил кабелей. Формируются цилиндрические шашки с выемкой с торца для запала и осевым каналом для провода.
Специфика газовой сварки
Место соединения нагревается до высокотемпературного режима, когда может происходить расплавление металла при помощи газового пламени. В процессе нагрева пламя появляется благодаря чистому кислороду. Последний доставляется к месту в баллонах из стали, где находится под давлением 15 Мпа.
Для успешного выполнения сварки применяется газ ацетилен с более высокой температурой сгорания по сравнению с другими горючими газами. Параметр доходит до значения 3200 градусов.
Газовая сварка используется для следующих вариантов соединения:
- легкоплавких сплавов и цветных металлов;
- сварки металлов малой толщины от 0,2 до 3 мм;
- подварки дефектов бронзовых или чугунных отливок.
Для выполнения подобной сварки нагрев происходит плавно и медленно. В результате формируется высокопрочное и чистое соединение.
Реакции при плазменной сварке
Это высокотемпературный процесс, который способствует быстрому и прочному соединению плазмы. В процессе формируется плазма, представляющая газовое ионизированное облако, которое включает отрицательно и положительно заряженные частицы.
В процессе плазменной сварки формируется несколько видов реакций:
- Тепловое разложение молекул. Плазма под воздействием высоких температур провоцирует разложение молекул веществ, входящих в состав свариваемых металлов. Появляются нитриды, оксиды и углерод. В результате уходят примеси и окислы из структуры металла.
- Ионизация газов. Формируется в результате подводки электрического тока к сварочной дуге. Дополнительно процесс сопровождается электромагнитной радиацией и эмиссией света.
- Диффузия атомов. Выполняется активная диффузия атомов одного металла в другой.
- Регистрация химических реакций. Можно обнаружить различные химические реакции, которые определяются на основе различных методов анализа композиции газовой фазы в сварочной зоне. Определяются такие реакции, как образование нитридов, сульфидов, окислительных и восстановительных процессов.
Плазменная сварка – наиболее эффективный метод соединения металлов для надежного и прочного сращивания двух материалов. Обеспечивается применение в судостроительной и автомобильной промышленности, а также металлургии.
Химические реакции способствуют большей устойчивости к процессам естественного разрушения. При этом применяются различные методы и технологии сварки. Возможен хороший контроль за составом материалов и прочностью формируемого соединения. Важным фактором становится химическая совместимость.
Таким образом, в процессе сварки металлических конструкций происходят специфические химические реакции. В результате создается прочное и надежное соединение с длительным сроком сохранения геометрических свойств.
