Поверхностные явления при сварке металлов






Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу Поверхностные явления при сварке металлов

Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .



Страницы: 1 2 3... 50 51 52 53 54 55 56... 118 119 120
 

бавки цинка (2—3 %) и добавки Мп, Сг и Zr (в сумме около 1 %), сплав 3 — содержание цинка 4—6 % с добавками Мп, Сг, Zr (суммарное содержание 0,6—1 %). Образцы перед опытом полировались, поверхность алюминия обезжиривалась, исследуемая подложка помещалась на пластинчатый графитовый нагреватель. Навеска алюминиевого сплава загружалась в цилиндрический графитовый нагреватель-капельницу, и система откачивалась до необходимого вакуума. Прямым пропусканием тока через пластину графита исследуемая подложка нагревалась до заданной температуры, после чего пропусканием тока через капельницу плавилась навеска, и температура жидкой фазы доводилась до необходимой (1023—1073 или 1273 К). Нажатием на поршень, вставленный в капельницу, выдавливалась капля алюминиевого расплава, входившая в контакт с твердой подложкой и застывшая на ней. Процесс растекания сопровождался профильной съемкой капли кинокамерой ПЕНТАФЛЕКС-16 со скоростью 32 кадра в секунду. Углы, образуемые каплей с подложкой (контактные углы), определялись по кинопленке на микроскопе УИМ-21 с точностью ±1°.

При изучении неизотермического растекания жидкого алюминия по твердому обнаружена корреляция между временем выхода контактного угла на стабильный неизменяющийся угол и косинусом этого угла:

cos ек.к = а + ktnoCT.(3.10)

Здесь 6к.к — конечный контактный угол; auk — постоянные, не зависящие от температуры жидкой и твердой фаз: тпост — время выхода на постоянное значение угла.

При температуре капли Тк = 1023 К время тпост = 0; при температуре подложки Тп — 403 К (8К.К = 135°) тПОст = 0,3 с; при Т„ = = 648 К (6к.к = 94°) тПОС1 = 0,5 с; при Тп = 753 К (6К.К = 55°) Тпост = 75 с; при Тп = 853 К (ек.к = 27°), Тк = 1273 К тпост оо 0,3 с; при Тп = 393 К (ек.к = 82°) тПОС1 яй 0,5 с.

Зависимость (3.10) можно объяснить, связав тПОСт со временем существования жидкой фазы (временем охлаждения капли до температуры Тпл).

Поскольку в неизотермических условиях время контакта твердая фаза — незастывающая жидкая фаза тем больше, чем больше ТП при Тк — const, и тем больше, чем выше Тк при Тп = const, то при некоторой скорости растекания, в первом приближении независящей от температуры, смачивание твердого алюминия жидким тем лучше, чем больше времени действует сила, растягивающая периметр капли, и с ростом температур Тп и Тк смачивание улучшается.

В то же время связь с температурами Тп и Тк можно рассчитать теоретически. Пусть в некоторый момент времени от жидкой капли твердой подложке передается порция тепла. Поскольку движущей силой процесса теплопереноса является разность температур Т—Тп, где Т — температура жидкой фазы,

dQ = А (Т — Тп) dr.(3.11)

где А = const. Так как процесс передачи тепла является переходным

процессом, то для С можно записать

2 = &о(1 -е-«),(3 12

где (¿00 = ст (Тн — Тср); ст — теплоемкость капли; Ти — начальная температура жидкой фазы; Тер — установившаяся температура системы: а — постоянная.

Продифференцировав уравнение (3.12) по времени и использовав

выражение (3.11), получим

йС11йх = О^ае-^А (Т — Тп)(3.13

Т=Ве~™+Тп,(3.14

где В = (З^ос/Л.

Используем граничные условия: при т -• со Т = Тп и при т - Г Т-*■ Тн; в таком случае В = Тн — Тп. Выразим из (3.14)

т = —1п 1~Т2 ,(3.15).

где время застывания т определится уравнением (3.15) с подстановкой вместо Т температуры плавления:

Тпост=4-1пг7"~71П ■(3.16)

Используя (3.10) и (3.16), окончательно имеем

coseK.K = a-blgJK _Т" ,(3.17)

где Ь = 2,3k/a.

По экспериментальным величинам конечных контактных углов пр» разных температурах капли и подложки можно определить коэффициенты а и Ь. Так, для пары твердый алюминий — жидкий алюминий методом наименьших квадратов найдено

cos ек.к = — 0,72 + (5,7 ± 2,1) lg jn~t" ■(3.18

Коэффициент b в уравнении (3.17) связан со способностью улучшать смачивание твердой основы расплавом в неизотермических условиях при повышении температур как твердой, так и жидкой фазы и зависит от многих свойств исследуемых материалов, среди которых поверхностное натяжение и вязкость расплава, разность поверхностных энергий на границах раздела твердое тело — газ и твердое тело — жидкость о_г — ож_г. При этом b тем больше, чем больше разность от_г —■ ож_г и чем меньше значение поверхностного натяжения расплава От—ж- Таким образом, определение коэффициента b по экспериментальным данным конечных контактных углов 6К.К при различных. Тп и Тн может быть полезным для расчета температур основного материала и жидкой фазы с тем, чтобы обеспечить необходимый угол ек.к и служить комплексным показателем физико-химических величин, определяющих поверхностные явления гетерогенной системы в неизотермических условиях.- ч» .-,.«

rss
Карта
 






Страницы: 1 2 3... 50 51 52 53 54 55 56... 118 119 120

Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу


Сварка шин
Металловедение сварки алюминия и его сплавов
Применение взрыва в сварочной технике
Поверхностные явления при сварке металлов
Металлургия дуговой сварки: Процессы в дуге и плавление электродов
Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами
Дефекты сварных швов

rss
Карта