Основные выводы
- Сварка плавлением предполагает плавление соединяемых основных металлов, тогда как сварка в твердом состоянии не плавит основные металлы. Методы сварки плавлением, такие как MIG, TIG и контактная сварка, плавят металлы с помощью дуги или пламени, образуя сварочную ванну, которая охлаждается до соединения. Подобно трению с перемешиванием и ультразвуковой сварке, сварка в твердом состоянии создает соединение за счет экстремального давления и трения без плавления.
- Сварные швы плавлением имеют более высокую прочность и гибкость по сравнению со сварными швами в твердом состоянии. Расплавленный и смешанный металл в сварочной ванне создает металлургическую связь и однородное соединение. В твердотельных сварных швах меньше смешиваются основные металлы, что приводит к снижению прочности соединения.
- Сварка в твердом состоянии предпочтительна для материалов, чувствительных к высоким температурам, таких как алюминий и магний. Отсутствие плавления позволяет лучше контролировать зону термического воздействия и позволяет избежать таких проблем, как изменение состава сплава, пористость и охрупчивание. Сварка плавлением может изменить легирующие элементы в зоне сварного шва, что приведет к его слабости.
Что такое сварка плавлением?
Сварка плавлением — это тип сварочного процесса, который включает в себя соединение двух или более частей металла путем их плавления в месте соединения и затвердевания в единую сплошную деталь. Термин «плавление» относится к плавлению и смешиванию основных материалов для создания сварного соединения.
При сварке плавлением к материалам применяется источник тепла, повышающий их температуру до точки, при которой они расплавляются. В зависимости от конкретного метода сварки таким источником тепла может быть открытое пламя, электрическая дуга, лазер или электронный луч. После того как материалы расплавлены, они соединяются вместе, а когда они охлаждаются и затвердевают, они образуют прочную металлургическую связь.
Что такое твердотельная сварка?
Сварка в твердом состоянии — это группа сварочных процессов, которые создают соединение между двумя материалами, не плавя их до полностью жидкого состояния. В отличие от сварки плавлением, при которой основные материалы плавятся для образования сварного шва, сварка в твердом состоянии обеспечивает соединение за счет сочетания давления, температуры и времени, и все это в твердой фазе задействованных материалов. Этот процесс также известен как «твердотельное соединение» или «твердотельное соединение».
Отсутствие полного плавления при сварке в твердом состоянии имеет ряд преимуществ, в том числе сохранение свойств материала и соединение разнородных материалов, которые могут быть несовместимы с традиционными методами сварки плавлением. Процесс происходит при температурах ниже температуры плавления исходных материалов, что снижает риск внесения дефектов и позволяет точно контролировать процесс склеивания.
Разница между сваркой плавлением и сваркой в твердом состоянии
- Принципиальное отличие заключается в состоянии основных материалов в процессе сварки. При сварке плавлением материалы нагреваются до расплавленного состояния и полностью расплавляются в месте соединения, образуя сплав основных материалов. Напротив, сварка в твердом состоянии обеспечивает соединение без плавления материалов до полностью жидкого состояния, сохраняя исходные свойства материала.
- Сварка плавлением требует относительно высоких температур для плавления основных материалов и создания сварного соединения. При сварке в твердом состоянии температура ниже, поскольку процесс основан на локализованном нагреве за счет трения, ультразвуковых колебаний или других методов, без достижения точки плавления материалов.
- Сварка плавлением может вызвать значительные деформации и остаточные напряжения в свариваемых компонентах из-за высоких температур. С другой стороны, сварка в твердом состоянии приводит к более низким уровням искажений и остаточных напряжений, поскольку она происходит при более низких температурах и с меньшим тепловым воздействием.
- Сварка плавлением обеспечивает непрерывное однородное соединение с полным сплавлением основных материалов. Качество соединения при сварке в твердом состоянии может варьироваться в зависимости от конкретного используемого процесса. Некоторые методы сварки в твердом состоянии, такие как сварка трением с перемешиванием, позволяют создавать соединения с превосходными механическими свойствами и минимальными дефектами, в то время как другие могут иметь ограничения в конкретных приложениях.
- Сварка плавлением хорошо подходит для соединения аналогичных материалов с одинаковыми температурами плавления. Однако эффективная сварка разнородных материалов может быть затруднена из-за их разных термических свойств. С другой стороны, сварка в твердом состоянии дает преимущества при соединении разнородных материалов, поскольку позволяет избежать полного плавления, что позволяет склеивать материалы со значительно разными характеристиками.
Сравнение сварки плавлением и сварки в твердом состоянии
| Параметр сравнения | Сварка плавлением | Сварка твердого тела |
|---|---|---|
| Тепловая нагрузка | Высокое тепловложение, приводит к полному плавлению материалов. | Снижение тепловложения, снижение риска деформации и сохранение свойств материала. |
| Совместная прочность | В целом прочное соединение благодаря полному сплавлению материалов. | Прочные соединения, особенно в некоторых твердотельных процессах. |
| Применимость к разным | Сложность сварки разнородных материалов из-за различий в температурах плавления. | Преимущественно для соединения разнородных материалов с разными свойствами. |
| Металлургические изменения | Может вызвать металлургические изменения и зоны термического влияния. | Металлургические изменения минимальны или отсутствуют, поскольку полного плавления не происходит. |
| Дефекты суставов | Склонен к таким дефектам, как пористость, трещины и включения. | Обычно производит меньше дефектов из-за меньшего подвода тепла и контролируемого процесса. |
- https://www.cambridge.org/core/journals/mrs-bulletin/article/phenomenological-modeling-of-fusion-welding-processes/04984333CB143DBF4886530F36102D5E
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013617304181
Последнее обновление: 27 августа 2023 г.
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️
Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.
