Содержание

1 Цель и задачи дисциплины

1.1 Цель преподавания дисциплины

1.2 Задачи изучения дисциплины

1.3 Рекомендации по изучению дисциплины

2 Содержание дисциплины

3 Общие методические указания по выполнению

контрольных работ

4 Задания на контрольные работы

4.1 Задания на контрольную работу № 1

4.1.1 Задания для группы СПЗ-1

4.1.2 Задания для группы СПЗ-2

4.2 Задания на контрольную работу № 2

4.2.1 Задания для группы СПЗ-1

4.2.2 Задания для группы СПЗ-2

Список литературы

1 Цель и задачи дисциплины

1.1 Цель преподавания дисциплины

Целью преподавания дисциплины «Теория сварочных процессов» являет­ся: формирование научного подхода к анализу сварочных процессов, вы­явлению причинно-следственных связей между характером процесса и ка­чеством соединений; овладение знаниями об изменении свойств металлов при термодеформированном цикле сварки и технологической прочности сое­динений; формирование навыков теоретического и экспериментального исс­ледования сварочных процессов и расчетов их протекания.

1.2 Задачи изучения дисциплины

Студент, изучивший дисциплину, должен иметь представление:

- об основах теории сварочных процессов;

- о металлургических процессах: при сварке и причинно-следственных связях между характером процесса и качеством сварных соединений;

- о теории термических и деформационных процессов, происходящих в сварных соединениях;

- о механизмах: образования дефектов в сварных соединениях.

Студент, изучивший дисциплину, должен знать:

- термодинамические и металлургические основы теории сварочных процессов;

- основы теории расчета тепловых: процессов при сварке;

- способы повышения технологической прочности.

Студент, изучивший дисциплину, должен уметь использовать:

- основы теории сварочных процессов при решении практических задач управления качеством сварных соединений;

- методы расчета тепловых процессов при сварке.

1.3. Рекомендации по изучению дисциплины

Изучение дисциплины «Теория сварочных процессов» базируется практически на общенаучных и общетехнических дисциплинах, изучаемых в 1–6 семестрах. При этом важное значение имеет усвоение студентами математики, химии, материаловедения, общей электротехники. С другой стороны, материал дисциплины является теоретической основой для изучения сварочных технологических дисциплин, источников энергии для сварки, возникновения в сварных соединениях напряжений и деформаций.

Наряду с формированием теоретической, профессиональной подготовки, изучение дисциплины способствует усвоению методов всестороннего анализа явлений. На примерах рассмотрения причинно-следственных факторов, связанных с развитием различных способов сварки и протеканием при сварке физических и физико-химических процессов, конкретизирует представления об основных законах диалектики и их использовании в практической деятельности.

2 Содержание дисциплины

Общие методические указания к изучению дисциплины. Очерк развития и современное состояние.

Тепловые и термохимические процессы при сварке. Нагрев основного металла. Схемы нагреваемых тел и источников тепла. Конвекция. Лучистый теплообмен. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Тепловые процессы при нагревании тел источниками теплоты. Неподвижные, движущие и быстродвижущиеся источники в полубесконечном теле и пластине.

Нагрев и плавление металла при сварке давлением. Нагрев основного металла при сварке. Влияние свойств металла и режимов сварки.

Характеристики термического цикла сварки и их регулирование. Нагрев и плавление присадочного материала. Плавление основного металла.

Форма и размеры сварочной ванны. Термохимические процессы при сварке. Понятие о сварочных деформациях и напряжениях. Термодеформационный цикл.

Источники энергии для сварки. Физические основы процессов сварки. Связи в твердых телах. Термодинамика и баланс энергии процессов сварки. Классификация процессов. Энергетическая эффективность процессов сварки. Элементарные процессы в источниках энергии для сварки. Квантовые переходы. Воздействие электрических и магнитных полей на заряженные частицы. Электрический разряд как источник тепла для сварки. Процессы переноса тока, баланс энергии и температура дугового разряда. Магнитогидродинамика дуг и перенос металла при сварке. Дуги переменного тока. Плазменные дуги.

Лучевые источники энергии для сварки. Взаимодействие лазерного луча с веществом. Лазерная обработка материалов. Ионные источники. Ионная имплантация. Газопламенные источники тепла. Электрошлаковая ванна. Высокочастотный нагрев.

Термические процессы и прессово-механические сварочные процессы. Физико-химические и металлургические процессы при сварке. Термодинамические основы металлургических процессов. Термодинамические потенциалы и их вычисление. Равновесие термодинамических систем. Константы равновесия, их вычисление.

Окисление металлов при сварке. Раскисление сварочной ванны. Взаимодействие металлов при сварке. Азот в стали и сварных швах. Поведение водорода при сварке плавлением и его влияние на свойства соединения. Взаимодействие металлов со шлаками. Шлаковые системы. Физические и химические свойства шлаков.

Металлургические процессы при сварке под флюсом. Металлургия сварки в защитных газах и вакууме. Металлургические процессы при сварке покрытыми электродами и порошковой проволокой. Введение примеси в металлах при сварке. Рафинирование сварочной ванны.

Термодеформационные процессы и превращение в металлах при сварке. Образование первичной структуры соединений. Природа образования горячих трещин при сварке. Повышение технологической прочности. Фазовые и структурные превращения в металлах в твердом состоянии при сварке. Механизм образования холодных трещин в сварных соединениях и способы их предотвращения.

Заключительная лекция. Тенденции развития сварочной науки и техники. Задачи теории сварочных процессов в развитии сварочного производства в Республике Беларусь.

3 Общие методические указания по выполнению

контрольных работ

К выполнению контрольных работ можно приступить только после изучения программного материала. Без глубокого понимания курса, задачи решить трудно.

В контрольной работе студент должен показать, что он вполне овладел учебным материалом.

Расчеты должны быть приведены с подробными объяснениями хода решения, а в необходимы по условию случаях - с привлечением теоретического материала. Выбор коэффициентов, табличных данных, параметров режима сварки должен быть обоснован. Расчетные значения температур, эффективной мощности, силы тока, погонной энергии и других значений следует округлять до целых величин.

При расчетах и ответах на вопросы следует пользоваться основной и дополнительной литературой, в которой имеются все необходимые данные для решения задач и ответов на вопросы.