Процесс сварки твердого тела:принцип, виды, применение, преимущества и недостатки

Сегодня мы узнаем о принципе процесса сварки твердого тела, его видах, применении, преимуществах и недостатках. Процессы сварки в твердом состоянии - это такие процессы сварки, при которых не применяется внешнее тепло, а соединение заготовки происходит в твердом состоянии. В этих сварочных процессах не используется присадочный металл, и сварка не включает расплавленное состояние основного материала или присадочного материала. Формирование сварного шва происходит за счет процесса межмолекулярной диффузии, при котором молекулы поверхности раздела обрабатываемых деталей перетекают из области высокой концентрации в область низкой концентрации из-за приложенного давления. Некоторые методы используются для получения тепла, которое ускоряет процесс диффузии на сопрягаемых поверхностях. Этот тип сварочных процессов не влияет на механические или физические свойства основного материала, поэтому они широко используются в промышленности. Это идеальные процессы соединения термочувствительных материалов.

Процесс сварки твердого тела:

Принцип:

В основном процесс соединения металлов подразделяется на два типа. Первый - это процесс сварки в жидком состоянии, при котором металлические детали нагреваются до температуры их плавления, а соединение металла с металлом образуется из-за затвердевания расплавленных деталей вместе. Иногда в этом процессе используется наполнитель, который расплавляется с основным материалом и придает твердость, что обеспечивает постоянное прочное соединение. Другой - это процесс сварки в твердом состоянии, в котором нет расплавленного или жидкого состояния, а процесс соединения металла происходит из-за приложения высокого давления в твердом состоянии. Соединение металла с металлом образуется за счет процесса межмолекулярной диффузии на поверхностях раздела. Это его основной принцип.

Типы:

Мы обсудили основной принцип процессов сварки твердого тела. Все процессы сварки твердого тела работают по одному и тому же принципу, но метод приложения давления и тепла во всех этих процессах различается. По потреблению энергии этот сварочный процесс можно разделить на следующие виды.

Кузнечная сварка:

Кузнечная сварка работает по основному принципу ковки. В этом виде сварки В процессе обе сварочные пластины нагреваются одновременно значительно ниже температуры их плавления. Этот нагрев пластически деформирует заготовки. Теперь повторные удары молотком по этим плитам наносятся вместе. Это забивание запускает процесс диффузии между пластинами и повторяется непрерывно, пока не будет создано целое соединение. В древности его использовали для сварки железа или кражи заготовок.

Сварка трением:

Как следует из названия, эта сварка использует тепло трения для ускорения процесса диффузии. В этом типе сварки вращающаяся заготовка контактирует с устойчивой заготовкой. Из-за высокой силы трения на контактных поверхностях выделяется большое количество тепла. Трение прикладывают до тех пор, пока не будет достигнута пластическая форма на поверхности раздела. После этого процесса нагрева к этим заготовкам постоянно увеличивается сила давления до тех пор, пока не сформируется целое соединение. Эта сварка в основном используется для соединения стальных стержней, труб и т. д. Одним из наиболее важных видов сварки трением является сварка трением с перемешиванием. в котором нерасходуемый вращающийся инструмент используется для приложения трения сварочных пластин.

Ультразвуковая сварка:

Ультразвуковая сварка также представляет собой процесс сварки в твердом состоянии, при котором энергия ультразвуковых волн используется для соединения двух заготовок. В этом процессе ультразвуковая вибрация создает динамический сдвиг между поверхностями раздела. Это создаст локальную пластическую деформацию и трение между пластинами, которые используются для создания соединения в стыковой части.

Сварка взрывом:

Эта сварка использует взрывную энергию для соединения двух пластин. В этом процессе обе сварочные пластины располагаются одна над другой так, что свариваемые поверхности соприкасаются друг с другом. Теперь над верхней поверхностью сварочной пластины размещается буферная пластина, которая защищает сварочные пластины от высокой ударной силы взрывчатого вещества. Взрывчатое вещество размещается над буферной плитой. Когда начинается взрыв, возникает волна высокого давления, которая пластически деформирует поверхность раздела свариваемых пластин и образует металлургическую связь между этими пластинами. Это соединение прочнее основного материала. Он в основном используется для сварки большой площади сварки.

Диффузионное соединение:

Диффузия означает поток любого материала из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Это основной принцип диффузионной сварки. В этом методе сварки обе сварочные пластины размещаются одна над другой в условиях высокого давления и температуры в течение длительного времени. Это высокое давление запускает диффузию между граничными поверхностями свариваемых пластин. Эта диффузия ускоряется высокой температурой, которая намного ниже температуры плавления базовых пластин. В этом типе сварки нет расплавленного состояния, а сварное соединение формируется в чистом твердом состоянии.

Применение:

Сварка твердого тела используется повсеместно в машиностроении. Он широко используется в аэрокосмической и морской промышленности для структурных работ. Он широко используется в автомобилях промышленности для большинства производственных работ. Сварка взрывом используется для соединения больших листов, что невозможно или неэкономично с помощью других методов, таких как дуговая сварка. или газовая сварка. Сварка трением используется для соединения труб, валов и т. д. Этот процесс также используется для соединения разнородных материалов, используемых в различных отраслях промышленности. Гидравлический поршень, шатун, привод , роликовые втулки грузовых автомобилей, вал насоса, шестерня рычаг, сверло и т. д. приварены трением.

Преимущества и недостатки:

Преимущества:

• Сварку в твердом состоянии можно легко автоматизировать.
• Этот способ обеспечивает высокопрочное соединение без применения внешнего тепла.
• Используются для сварки как одинаковых, так и разнородных материалов.
• Обеспечить хорошее качество поверхности.
• Они не используют присадочный металл или флюс, как при дуговой сварке.
• В основном эти процессы не влияют на свойства исходных материалов.

Недостатки:

• Высокая стоимость оборудования или настройки.
• Подготовка к сварке важнее.
• Для различных процессов требуются сложные и специальные приспособления.
• В основном этот процесс нельзя использовать в массовом производстве из-за низкой скорости сварки.

Это все о принципе процесса сварки твердого тела, работе, типах, применении, преимуществах и недостатках. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в своих социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт, чтобы получать больше интересных статей. Спасибо, что прочитали.