www.mexanik.ru

ОТ АВТОРОВ

Конечная цель сварочного производства — выпуск экономичных сварных конструкций, отвечающих по своим конструктивным формам, механическим и физическим свойствам тому эксплуатационному назначению и условиям работы, для которых они создаются. Обеспечение рациональных форм и определение оптимальных сечений элементов конструкций относится к задачам проектирования. Получение необходимых механических и физических свойств сварных соединений — главная задача, решение которой должны обеспечить технологические процессы сварки. Теория сварочных процессов призвана давать правильное описание совокупности явлений, которые составляют сущность процесса сварки.

Процесс сварки весьма сложен, в особенности, если иметь в виду многообразие способов сварки, основанных на использовании различных физических явлений.

Первую группу явлений, которую рассматривает теория сварочных процессов, составляют физические, механические и химические явления, происходящие при подготовке свариваемого материала к образованию прочных связей между отдельными частями свариваемой детали. В большинстве случаев это явления, связанные с преобразованием различных видов энергии в тепловую. Металл, будучи нагрет и расплавлен, способен образовывать сварное соединение. Чаще всего при сварке для нагрева металла используют электрическую энергию. Но имеется много способов сварки, в которых используют энергию, выделяющуюся при горении газов, лучевую энергию, механическую, а также их сочетание. Описание физико-химических процессов, лежащих в основе этих способов, дается в разд. I «Источники энергии при сварке».

Теплота, переданная источниками энергии свариваемому телу, распространяется в нем, подчиняясь законам теплопроводности. Эти явления рассмотрены в разд. II «Тепловые процессы при сварке». Если бы металл не изменял своих механических и физических свойств при повышении температуры, то задача изучения нагрева тел при сварке свелась бы только к определению условий, при которых металл в зоне сварки достигает необходимой температуры. В действительности изучение температурных процессов в металле шва и вблизи него необходимо главным образом по двум причинам: для количественного описания многочисленных реакций, которые идут между жидким металлом и шлаком или газом, а также для определения условий кристаллизации металла, различных структурных превращений и термодеформационных процессов в металлах. В III и IV разделах учебника рассмотрены металлургия и металловедение сварки.

Закономерности формирования химического состава металла шва изложены в разд. III «Физико-химические и металлургические процессы при сварке». Материал первых двух разделов дает описание тех физических и температурных условий, которые создаются над поверхностью металла и в самом металле в процессе сварки. В этом плане материал первых двух разделов представляет собой как бы описание того физического фона, от которого зависит протекание реакций, переход различных легирующих элементов в металл шва или их удаление и окисление. Вопросы защиты металла шва и массообмена на границе металл — шлак и металл — газ — центральные в разд. III. Эти процессы предопределяют химический состав металла шва, а, следовательно, во многом и его механические свойства. Однако формирование свойств сварного шва, а тем более сварного соединения, определяется не только химическим составом металла. Характер кристаллизации шва во многом влияет на его свойства. Свойства околошовной зоны и в определенной мере металла шва существенно зависят от температурного и термомеханического циклов, которые сопровождают процесс сварки. Для многих легированных сталей и сплавов эта фаза формирования сварного соединения предопределяет их механические свойства. Процесс сварки может создавать в металле такие скорости нагрева и охлаждения металла вследствие передачи теплоты по механизму теплопроводности, которые часто невозможно организовать при термической обработке путем поверхностной теплопередачи. Образование сварного соединения сопровождается пластическими деформациями металла и возникновением собственных напряжений, которые также влияют на свойства соединений. Эти вопросы рассматриваются в IV, заключительном разделе учебника — «Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке».

Таким образом, теория сварочных процессов — теоретический фундамент науки о сварке в части формирования свойств сварного соединения. Разумеется, этим далеко не исчерпывается круг проблем, которые рассматриваются в области сварки. Теория сварочных процессов — один из первых курсов, который закладывает необходимую теоретическую базу для изучения различных технологических процессов, создания сварочных материалов, а также для понимания и объяснения ряда вопросов в области прочности сварных соединений. Наиболее близко теория сварочных процессов соприкасается с курсами, в которых изучаются различные технологические процессы. Это, однако, не означает, что все вопросы, необходимые для изучения технологии сварки, сосредоточены в теории сварочных процессов. Исторически сложилось некоторое условное разделение материала между этими двумя группами курсов. В теории сварочных процессов рассматриваются, как правило, те явления и процессы, которые свойственны многим видам сварки, как бы общие для них, в то время как в технологических курсах больше внимания уделено тем конкретным вопросам, которые в значительной мере зависят от изучаемых технологических приемов.

Авторы выражают благодарность рецензентам, давшим ценные указания по материалу книги, а также заранее благодарны за все замечания и предложения, которые просят направлять по адресу: 101430, Москва ГСП-4, Неглинная улица, д. 29/14, издательство «Высшая школа».

Назад, на страницу описания