Стабилизация качества соединений при контактной точечной микросварке деталей из циркониевого сплава Э110

• Автор: Слободян, Михаил Степанович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Пути повышения стабильности качества соединений при контактной точечной микросварке. Анализ факторов, влияющих на формирование сварных соединений

1.1. Электрические и физические процессы при формировании сварного соединения

1.2. Фазовые и структурные изменения в ядре и зоне термического влияния. Влияние термической обработки

1.3. Особенности формирования литого ядра при сварке тонкостенных деталей

1.4. Причины нарушения стабильности качества соединений.

при точечной микросварке и методы их устранения

1.5. Анализ расчетных методов оценки дестабилизирующих факторов, влияющих на качество точечных сварных соединений

1.6. Цель работы и задачи исследования

2. Материалы и методы исследования
3. Стабилизация начальных условий формирования соединения при точечной микросварке деталей из циркониевого сплава Э110
3.1. Влияние степени износа электродов на стабильность формирования литого ядра
3.2. Расчетная оценка влияния дестабилизирующих факторов.

3.3. Стабилизация контактных сопротивлений на этапе подогрева
3.3.1. Изменение соотношения контактных и собственных сопротивлений деталей при нагреве протекающим током
3.3.2.Влияние амплитудно-временных параметров импульса тока на стабилизацию значений сопротивления участка электрод-электрод
3.4. Выводы
4. Стабилизация свойств соединений при точечной
микросварке деталей из циркониевого сплава Э110
4.1. Влияние длительности импульса сварочного тока на структуру металла литого ядра и механические свойства соединения
4.2. Влияние длительности спада сварочного тока на структуру металла литого ядра и механические свойства соединения
4.3. Выводы
Основные выводы
Список литературы
Приложения

Введение
Точечная сварка получила широкое применение при изготовлении тонколистовых конструкций во многих отраслях промышленности, в том числе и на предприятиях атомной промышленности. Актуальной научно-технической задачей, стоящей перед предприятиями Федерального агентства по атомной энергии (Росатома) является создание и производство таких компонентов реакторов атомных электростанций (АЭС) и атомных тепловых станций (АТС), которые минимизируют вероятность возникновения аварийных ситуаций в процессе их эксплуатации. Одним из элементов, определяющим безотказность работы реактора АЭС, является активная зона ядерного реактора.
Конструкция элементов и материалы активной зоны атомных реакторов (АР) должны обеспечивать устойчивость формы и размеров тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) за весь период работы их в реакторе. Обеспечение размерной устойчивости требует большой предварительной экспериментальной проверки элементов активной зоны АР как в лабораторных условиях, так и в условиях облучения в реакторе. Конструкция элементов АР должна обеспечивать надежную прочность всех узлов в рабочих условиях эксплуатации (при тепловых ударах: от комнатной до рабочей температуры 300-380 °С, а в случае потери теплоносителя до 1 ЮО-г-1200 °С), переменных термических напряжениях, статических, динамических и вибрационных внешних нагрузках, действующих в условиях рабочих температур в течение всего срока эксплуатации, который для элементов активной зоны АР составляет не менее трех лет [53, 78]. Значительное влияние на работоспособность тепловыделяющих сборок (ТВС) оказывают сварные соединения ТВЭЛов и опорных узлов, выполненные аргонодуговой и контактной сваркой [99].
растворяются в расплаве ядра. В зависимости от физических свойств металла и технологии формирования сварного соединения изменяется микро- и макроструктура литого ядра и ЗТВ, а также образуются закалочные структуры [5, 14, 28].
При недостаточной силе сжатия электродов и быстром охлаждении в ядре возможно появление рыхлот, усадочных раковин и трещин [6, 14, 28]. Для уменьшения напряжений в сварном соединении производят его термообработку. Негативное влияние быстрого охлаждения на структуру и свойства литого ядра можно уменьшить путем снижения скорости спада действующего значения сварочного тока или применением дополнительного импульса тока величиной 0,8-И, 5 сварочного, замедляющего кристаллизацию ядра и способствующего его уплотнению [14, 28, 90]. Однако в некоторых случаях термообработкой не удается полностью восстановить свойства металла, ухудшенных в процессе сварки [28], к тому же на концентрацию напряжений в соединении- значительное влияние оказывает геометрия конструкции [5].
Еще одним возможным дефектом сварного соединения является конечный выплеск. Его образование приводит к резкому уменьшению плотности литого ядра, т. к. происходит своеобразное «зависание» электрода над деталью и ядро кристаллизуется при весьма малых давлениях. Несплошности в околошовной зоне оказываются заполненными легкоплавким сплавом, обогащенным легирующими элементами. Этот вид дефекта находится вне зоны действия концентраторов напряжения и не оказывает влияния на статическую и усталостную прочность соединений [6]. Авторы работы [112] отмечают, что образование выплеска обусловлено раскрытием зазора в уплотняющем пояске (вызванным расширением расплавленного металла) и не связано с его шириной. Также вероятность выплеска в