În solide, la care apar metalele, atomii sunt aranjați în moduri diferite în spațiu:
- la întâmplare, adică pentru fiecare atom nu există un loc strict definit față de alți atomi. O astfel de structură este tipică pentru substanțele amorfe, care aparțin în mod oficial corpurilor solide, deoarece ele pot menține volumul și forma, dar nu au o anumită temperatură de topire și cristalizare;
- ordonat, când atomii se află în anumite locuri. Acest principiu al dispunerii atomilor are loc în substanțe solide. Dacă centrele atomilor sunt unite prin linii drepte ipotetice, se poate forma o latură spațială, care se numește o latură cristalină. În ciuda faptului că atomii individuali își pot schimba locația ca rezultat al difuziei, lăsând locurile de zăbrele, în general, ordinea structurii cristaline rămâne neschimbată.
Pentru metale diferite, se formează un anumit tip de reticulă de cristal, formată de ioni de mobilitate redusă cu încărcătură pozitivă, între care particulele încărcate negativ, electronii liberi, se mișcă. Acestea din urmă formează un fenomen numit gaz de electroni. Acesta asigură plasticitatea, căldura și conductivitatea electrică a metalelor.
Corpurile cristaline solide, în special metalele, au o structură constând din granule cristaline, numite cristalite. În granulele adiacente, laturile cristaline se află sub un unghi unul față de celălalt.
Pentru combinația a două metale, este important să se observe o anumită corespondență între structura cristalului și dimensiunea atomilor. Aceasta înseamnă că pentru sudură cele mai bune condiții sunt cele în care metalele vor avea același sau același tip de zăbrele de cristal cu parametri aproximativ apropiați și atomi care sunt aproape de dimensiune.
Metalul, în stare solidă, are o structură cristalină stabilă energetic, în timp ce atomii sau grupările lor au o cantitate minimă de energie liberă. Schimbarea condițiilor de temperatură (încălzire sau răcire) implică modificări cal-energie în starea de atomi, care în derivațiile sale Oche roșu la rearanjarea aranjamentul lor relative-telno reciproc și schimbarea energiei libere. Această poziție este posibilă până la anumite temperaturi, la care metalul își păstrează structura cristalină. O creștere suplimentară a temperaturii aduce starea energetică a atomilor într-o stare caracteristică a unui lichid. Persistența crește capetele sale, astfel încât rețeaua cristalină începe să se rupă în jos, deși poate să rămână combinații separate de atomi în raport cu acei atomi situate în funinginea-corespun- acelorași legi. Dar ele nu diferă în stabilitate, deoarece în același timp există un proces de distrugere a unor fracțiuni și formarea altora. Acestea sunt transformate în centre de cristalizare atunci când metalul este răcit. Numărul lor depinde de modul în care cristalele mari vor decurge dintr-o stare de schimbare a metalului, adică. E. La tranziția de la lichid la starea solidă (acest proces este numit perekristal se aplică în continuare).
Încălzirea sau răcirea unui metal în stare solidă poate duce la o schimbare a unui tip de reticulă de cristal cu altul. Acest fenomen este numit transformarea alotropică și se realizează în conformitate cu legile cristalizării. Metalele cum ar fi fier, staniu etc., când sunt încălzite la o anumită temperatură, care este numit punctul critic, după răcire și solidificare pot forma laturi cristaline de diferite forme. De exemplu, temperatura critică pentru fierul pur (așa-numitul a-fier) este de 910 ° C (punctul de topire este de 1500 ° C), după ce ajunge la care atomii din rețeaua cristalină sunt rearanjați. Ca rezultat, se formează o altă modificare - y-fier, care în proprietățile sale diferă de prima, în particular, îi lipsește proprietățile magnetice și poate dizolva carbon.
Când se recristalizează, structura metalului se schimbă, de asemenea. Acest proces se referă la factorii pe care depind structura cristalului, granulația și proprietățile metalelor. În plus, poate corecta structura defavorabilă prin formarea unei structuri cu granulație fină.
Astfel, condițiile de topire ale metalului sunt de o mare importanță pentru procesul de cristalizare și determină proprietățile metalului de sudură.
Metalele au o serie de proprietăți care le disting de alte materiale și substanțe. Pe baza acestora, ele sunt împărțite în patru grupe principale:
- fizic (culoare, densitate, fuzibilitate, conductivitate termică și electrică, capacitate termică, capacitate de magnetizare);
- chimice (rezistență la căldură, rezistență la scară, duritate, rezistență la coroziune);
- mecanice (elasticitate, rezistență, duritate, materiale plastice, rezistență la impact);
- tehnologic (sudabilitate, maleabilitate, fluiditate, lucrabilitate, tăiere, rigiditate).
Pentru practicile de sudare, cele mai importante sunt caracteristicile mecanice și tehnologice ale metalelor, astfel încât acestea ar trebui discutate mai detaliat.
Forța este capacitatea unui metal de a rezista efectelor externe și de a nu se rupe.
Pentru a determina rezistența metalului există mijloace speciale, în special mașini de tracțiune cu capacități diferite. Când se testează un eșantion la rupere, vine un moment în care metalul continuă să se alunge, deși sarcina pe el nu crește. Raportul dintre o astfel de încărcătură și secțiunea transversală a probei este punctul de randament. Cu o creștere suplimentară a sarcinii, eșantionul se rupe. Tensiunea la care se produce acest lucru se numește rezistența la tracțiune sau rezistența temporară a materialului.
Proprietatea metalului sub influența încărcăturii de a-și schimba forma și după încetarea acțiunii de restabilire este numită elasticitate. Și dacă se schimba forma sub influența acestei sau acelei încărcări, dar nu se prăbușește și după eliminarea ei își păstrează forma dată, atunci o astfel de capacitate se numește plasticitate. Acest parametru este important pentru metalul de sudură care trece testul de încovoiere. Prin magnitudinea unghiului de îndoire, plasticitatea cusăturii este judecată: cu cât este mai mare, cu atât este mai mare plasticitatea.
Abilitatea unui metal de a rezista penetrarea unui corp mai rigid în el se numește duritate. Acesta este testat în cadrul diferitelor teste, fiecare având un nume specific, în special:
- duritatea Brinell;
- duritatea Vickers;
- duritatea Rockwell.
In timpul testului, metalul fiind testat Brinell-em (diametru 2,5, 5 sau 10 mm) realizate din oțel dur, vertex diamant piramida și nodurile conului diamant (unghi - 120 °), respectiv.
Prin modul în care metalul este capabil să reziste încărcăturilor de șoc, rezistența la impact este evaluată. În cazul sudării, acesta este parametrul principal al îmbinării sudate a metalului și îmbinării sudate. Cu cât este mai rezistentă metalul de sudură, cu atât este mai eficientă, cu atât mai mare poate fi rezistența.
Pe lângă acești parametri, metalul este testat pentru oboseală și abraziune. Prima componentă este importantă pentru gura împăcării a anduranța materialului în condiții de schimbare a sarcinii în mod repetat, iar al doilea - pentru părțile metalice și a produselor (de exemplu, lagăre etc.) care protses-se supus operație de frecare.
Proprietățile tehnologice ale metalului este importantă în cazurile în care sarcina -. decide dacă metalul la fit pentru fabricarea de ea cutare sau cutare detaliu, con-tru, etc. Pentru a face acest lucru, să ia testele tehnologice, din care Neko-torye au anumite standarde , de exemplu, probe pentru sedimente în stare rece, pentru îndoire etc.
Prin compoziția lor, metalele sunt negre (acest grup include fierul și aliajele obținute pe bază, adică fonta și oțelul) și metalele neferoase (alte metale și aliaje).
În industrie, nu numai metalele sunt utilizate în formă pură (ele sunt numite simple dacă nu conțin componente de aliere), ci și substanțele complexe obținute în procesul de fuziune. Ele sunt numite aliaje și sunt clasificate pe baza unor caracteristici diferite:
- prin compoziție (conținutul de substanțe de aliere). Splicurile sunt de joasă, medie și înaltă calitate, în cazul în care conțin mai puțin de 2%, 2,5 până la 10% sau mai mult de 10% din substanțele de aliere;
- numărul de componente (elemente chimice din aliaj). Pe baza acestui parametru se disting aliajele cu două, trei sau mai multe componente;
- în termeni de puritate (aceasta se aplică metalelor). Aliajele diferă de puritatea scăzută, medie, înaltă și înaltă până la extrem de pură.
Performanța calitativă a operațiilor de sudură este imposibilă fără a lua în considerare proprietățile metalelor și aliajelor.