С. Д. 08.02 «Пайка и специальные методы сварки», специальность 150202.65 «Оборудование и технология производства».
(Название дисциплины; индекс(ы) дисциплины в учебном(ых) план(ах) для которых читается дисциплина. Для УМКД, предназначенных одновременно для нескольких направлений или специальностей указываются все их коды.)
Кафедра М2-КФ
Доцент, к. т.н. ,
Виды и объем занятий по дисциплине
Виды занятий | Объём занятий, час | ||
Всего | 9 семестр 17 недель | 10 семестр 17 недель | |
Лекции | 68 | 34 | 34 |
Семинары | |||
Лабораторные работы | 17 | 17 | |
Самостоятельная работа | 51 | 17 | 34 |
Итого: | 136 | 51 | 85 |
Проверка знаний: | зачет | экзамен |
Цель - планируемые результаты изучения дисциплины:
формирование целостного представления о методах и способах сварки как арсенале средств с разнообразными технологическими возможностями, имеющих единую природу, но использующих для решения задачи создания необходимых условий для процесса сваривания различные физические, физико-химические эффекты и технические приемы, влияющие на возможность их применения в конкретных условиях на основе системного подхода к производству.
Студент должен знать;
•физическую сущность, технологические схемы и технологические особенности и возможности рассматриваемых способов;
• технические средства для создания условии сварки;
• проблемы, возникающие при сварке разнородных материалов, ограничений допустимого термического воздействия на заготовки, при соединении разнотолщинных и ультратонких деталей и пути преодоления;
• пути управления текстурой и структурой материала в зоне соединения;
• проявление и использование в рассматриваемых методах эффектов, связанных с фундаментальными законами физики, химии, электротехники и сопромата;
• специфику работы паяных соединений;
• особенности дефектов при сварке в твердой фазе и пайке.
Студент должен уметь:
•пользоваться справочной литературой;
• пользоваться диаграммами состояний для прогнозирования возможности повеления материала при сварке и пайке.
Студент должен получить навыки:
•работы на специализированном оборудовании
Место дисциплины в образовательной программе
1. Предшествующие дисциплины (Приводится перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины.)
Физика
■ Физическая термодинамика
■ Оптика
■ Электричество и магнетизм
■ Волны
■ Квантовая механика
Химия
■ Физико-химические свойства металлов
■ Электрохимические процессы
Математика
■ Математический анализ
■ Теория вероятности и математическая статистика
Материаловедение
■ Материаловедение и термическая обработка
■ Формирование структуры сплавов при кристаллизации
■ Фазовые превращения в сплавах
Сопротивление материалов
■ Основы теории напряжённого и деформированного состояния
■ Методы экспериментального исследования деформированного и напряжённого состояния
Теория сварочных процессов
■ Тепловые процессы при сварке
■ Физико-химические процессы при сварке
■ Металлургические процессы при сварке
2. Является основой для дисциплин:
(использование дисциплины в последующем образовательном процессе)
- Основы научных исследований Сертификация в сварочном производстве Современные достижения и перспективы развития сварочного производства
Структура и ключевые понятия дисциплины:
1. Введение. История развития специальных методов сварки. Диапазон производственных задач, решаемых специальными методами сварки и пайкой.
2. Современные представления о механизме сваривания. Сварка как топохимическая реакция. Физическая алсорбация и хемосорбация. Получение физического контакта, активация, объемное взаимодействие соединяемых материалов
3. Пайка. Определение понятия "пайка". Роль пайки в современной технике. Сущность процесса. Циклограмма процесса пайки. Параметры. Основные технологические операции при изготовлении паяной конструкции. Классификация методов. Технологические возможности пайки. Условия формирования паяного соединения. Смачивание поверхности твердых тел жидким металлом. Влияние поверхностного натяжения на процесс смачивания. Растекание припоя по поверхности паяемой заготовки. Капиллярные явления при пайке. Физико-химическое взаимодействие припоя с основным материалом. Особенности паяного шва. Способы удаления окисных пленок при пайке. Классификация способов. Флюсы. Возможные механизмы флюсования. Композиция флюсов. Требования к ним. Способы приготовления. Нанесение на паяемые заготовки. Удаление остатков флюса и шлаков после пайки. Восста новительные газовые среды. Условия прохождения реакции восстановления окислов. Методы очистки газа и контроль его состава. Приготовление газовых смесей. Организация процесса пайки. Методы нагрева. Параметры, характеризующие источник нагрева. Характеристика основных методов.
4. Специальные методы сварки в твердой фазе. Природа образования соединений в твердой фазе. Характер сил, обуславливающих получение соединения. Условия образования соединения. Термодинамическая вероятность такого процесса. Физическая адсорбация и хемосорбация. Энергия активации. Стадийность процесса сварки. Основные физические явления, используемые для создания условий сваривания. Различия характера образования соединения при сварке плавлением, в твердой фазе и при пайке.
5. Холодная сварка. Природа образования соединения. Параметры процесса. Технологические схемы. Технические возможности и особенности метода. Операции при выполнении сварки. Способы подготовки поверхности заготовок. Выбор параметров режима. Оборудование. Классификация и состав установок. Конструкция инструмента. Механизмы зажатия заготовок и осадки. Направление автоматизации процесса. Промышленное применение.
6. Сварка взрывом. Сущность метода. Характеристика процесса взрыва. Детонация. Условия, создаваемые на свариваемых поверхностях в момент соударения заготовок. Особенности поведения материала при импульсном нагружении. Параметры процесса. Технологические схемы. Сварка взрывающимся проводником. Технологические возможности и особенности метода. Технология сварки. Основные операции. Выбор параметров сварки. Краткая характеристика сварки. Краткая характеристика подготовительных и заключительных операций. Оборудование и технологическая оснастка. Промышленное применение.
7. Магнито-импульсная сварка. Сущность метода. Процессы, происходящие в разрядной цени. Природа возникновения пондермоторных сил. Параметры процесса. Технологические возможности и особенности метода. Технология сварки. Оборудование. Состав установок. Конструкции индуктора. Промышленное применение.
8. Сварка трением. Сущность метода. Явления, происходящие на поверхности трения. Параметры. I Циклограмма процесса. Технологические схемы. Технологические возможности и особенности метода. Технология сварки. Операции при изготовлении изделий с использованием сварки трением. Выбор значений параметров режима сварки. Оборудование, состав установок. Характеристика отдельных функциональных механизмов (зажатия заготовок, осадки, привода вращения, тормозного устройства). Автоматизация процесса. Промышленное применение.
9. Ультразвуковая сварка. Природа образования соединения при сварке металлов и пластмасс. Параметры процесса. Циклограмма. Технологические схемы. Технологические возможности и особенности метода. Влияние параметров режима на формирование соединения. Технология сварки. Рекомендации по выбору значения основных параметров. Оборудование. Состав установок. Конструкция ультразвуковых магнитострикционных преобразователей, инструмента, механизма давления. Общая характеристика ультразвуковых генераторов. Промышленное применение.
10. Диффузионная сварка. Физическая сущность метода. Условия протекания процесса. Параметры. Циклограмма. Варианты технологических схем. Технологические возможности и особенности метода. Технология сварки. Основные операции. Выбор параметров сварки. Оборудование. Состав установок и их классификация. Общая характеристика конструкции механизмов давления, нагревательного устройства, рабочей камеры, вакуумной системы, аппаратуры управления и контроля. Промышленное применение.
11. Сварка прокаткой. Сущность метода. Процессы, происходящие внутри пакета во время прокатки. Параметры. Варианты технологических схем. Технологические возможности и особенности метода. Технология сварки. Основные операции. Выбор параметров режима. Промышленное применение.
12. Сварка косвенным импульсным нагревом и термокомпрессией. Схема процессов. Циклограммы. Параметры. Технологические возможности и особенности метода. Оборудование и инструмент. Промышленное
применение.
13. Сварка токами высокой частоты. Сущность метода. Особенности прохождения токов высокой частоты по проводнику. Вихревые токи. Поверхностный эффект и эффект близости. 11араметры процесса. Технологические схемы. Технологические возможности и особенности метода. Рекомендации по выбору значений параметров режима. Оборудование. Промышленное применение.
14. Специальные методы сварки плавлением. Сварка электронным лучом. Физическая сущность метода. Энергетическая характеристика электронного луча. Физические явления, происходящие в зоне падения луча на свариваемый материал. Особенности формирования сварного шва. Параметры процесса. Технологические схемы. Технологические возможности и особенности метода. Технология сварки. Оборудование. Состав установок и их классификация. Характеристика основных функциональных узлов (электронная пушка, рабочая камера, вакуумная система, система управления лучом, механизмы для обеспечения рабочего движения заготовок, источник питания, аппаратура управления и контроля. Промышленное применение.
15. Сварка лазером. Принцип работы оптического квантового генератора. Энергетическая характеристика лазерного луча. Особенности формирования шва. Технологические схемы. Технологические возможности и особенности метода. Особенности технологии сварки. Оборудование. Классификация генератора. Принципиальное конструирование основных узлов. Промышленное применение.
16. Микроплазменная сварка. Принципиальная схема. Характеристика факела плазмы как сварочного источника тепла. Технологические возможности и особенности метода. Оборудование, состав установки. Характеристика основных ее функциональных узлов. Промышленное использование.
17. Напыление. Описание процесса. Технологические схемы. Параметры. Технологические возможности и особенности. Промышленное применение.
(основные модули дисциплины и ее ключевые понятия в соответствии с образовательным стандартом)
