тем самым затрудняется контроль степени нагревания и расплавления металла. В нагретом состоянии металл обладает хрупкостью, а в расплавленном состоянии - жидкотекучестью.

Для повышения качества сварных КС медных и алюминиевых проводников необходимо принимать меры по защите сварочной ванны от нропикповения в нее вредных веществ.

5-3. СТРУКТУРА КОНТАКТНОГО СОЕДИНЕНИЯ, ВЫПОЛНЕННОГО СВАРКОЙ ПЛАВЛЕНИЕМ

Соединение сваркой плавлением представляет собой комплекс металлургических и физико-химических процессов, протекающих в условиях значительной концентрации тепла в небольшом объеме.

Металл шва контактного соединения представляет собой сплав основного и электродного металлов. Химический и физический составы металла шва значительно меняются по сравнению с составом электродного и основного металла в результате реакции между металлом, шлаком и газом.

После прекращения действия дуги начинается первичная кристаллизация сварочной ванны. В начале центрами кристаллизации являются стенки ванны, на которых в виде острых шипов выступают части нерасплавленного основного металла. Вокруг этих центров происходит затвердевание жидкого металла и рост кристаллов, что обеспечивает прочную связь между основным и наплавленным металлами. При дальнейшем охлаждении наплавленный металл претерпевает структурно-фазовые изменения, что характеризует вторичную кристаллизацию. Под воздействием тепла, выделяемого дугой, не только расплавляется металл сварочной ванны, но и нагревается металл, примыкающий к ее границам. Часть металла, структура которого изменяется при нагреве, называют зоной термического влияния или околошовной зоной. Различные участки зоны нагреваются по-разному - от близкой к температуре плавления (у границы сварочной ванны) до температуры начала структурных изменений (у границы металла, не Подвергшегося нагреву).

Исследования микроструктур [7-9] позволили установить, что сварное соединение состоит из трех основ-

ных зон, имеющих различные микроструктуры (рис. 5-1). Зона термического влияния - это участок основного металла, в котором произошли фазовые изменения вследствие его нагрева. Зона в зависимости от материала, способа и Продолжительности сварки составляет 3-10 мм. Как показали исследования ряда авторов,

наибольшая зона терми-я Б в ческого влияния (до

\ / 26 мм) получается в соединениях, выполненных газовой сваркой. Размер зоны термического влия-Рис. 5-1. Зоны сварного соедине- «ия зависит от значения ния. сварочного тока или ко-

i4 -зона основных металлов; £ -зона ЛИЧества ГаЗЗ, ПОСТупаЮ-термического влияния; В-зона на- ирпРЧ някпнриник

плавленного металла. ЩбГО ЧереЗ НаКОНбЧНИК

газовой горелки. Для уменьшения зоны влияния целесообразно с увеличением тока (количества газа) увеличивать скорость сварки.

В зависимости от характера структурных изменений в зоне термического влияния можно выделить несколько участков. Рядом со швом расположен участок неполного расплавления или граница сплавления; за ним идет участок полной перекристаллизации (перегрева) с крупнозернистой структурой, в котором металл нагревается до температур образования твердой фазы. Далее находится участок неполной (частичной) перекрргсталлиза-ции, переходящий в основной металл.

Свойства сварного шва КС, образованного основным и электродным металлами, в основном определяются его структурой. При завершении кристаллизации сварочной ванны ПО границам зерен шва образуются межзеренные прослойки из закисей или окислов металла, а также всякого рода несовершенства и дефекты решетки кристаллов сварного шва, которые оказывают влияния на механические и электрические свойства соединения. Контактное сопротивление определяется участком трех основных зон, а переходное сопротивление соединения- структурой металла этого участка.

5-4. ДУГОВАЯ СВАРКА ШИН

Сварка шин производится в приспособлениях, обеспечивающих укрепление свариваемых шин, предупреждение провалов металла в процессе сварки, образование 40

формы СЁарйоГо Шва при помощи Подкладок и уйЛоТ-нения швов с торцов (рис. 5-2). Прокладки обычно наготавливаются из графитового угля и представляют собой плоские пластины, встраиваемые в плиты сварочных столов или в прргспособления. Если сварка ведется без подварки с обратной стороны, подкладки выполняются, с канавками, располагаемыми под кромками свариваемых шин; канавки обеспечивают провар нюк-них кромок и усиливают шины с обратной стороны.

Рис. 5-2. Приспособления, используемые при сварке шин.

а - магистральных; б - ответвлений; / - магистральная шина; 2 - шина ответвления; 3 - корпус приспособления; 4 - угольный брусок; 5 - струбцина; б - угольник для закрепления шины ответвления.

Шины толщиной менее 8 мм свариваются в один проход дуги без прогрева, шины толщиной от 8 мм до 15 мм - в два прохода дуги: при первом проходе производится прогрев кромок, а при втором - собственно сварка. Сварка шин толщиной более 15 мм выполняется за три или четыре прохода: прогрев концов, расплавление верхних кромок, оплавление присадочного прутка и подварка шин с обратной стороны. Соединения шин сваркой выполняются встык, внахлест, по торцевым и боковым кромкам [10].

Для сварки алюминиевых шин угольным электродом между свариваемыми шинами и угольным электродом, присоединенным к источнику питания, возбуждается дуга, под действием которой происходит расплавление металла Шин и образование сварочной ванны. В процессе сварки в нижнем положении угольный элек-"род располагается в вертикаль-

Рис. 5-3. Нижняя сварка

угольным электродом. / -сварииаемая шина; 2 - угольный электрод; 3 - присадочный пруток; 4 - сварной шов; S - формующий брусок; 6-формующая подкладка.