63 (158)

ZASADY ODPRĘŻANIA ZŁĄCZY SZKŁA Z METALEM 63

metalu, to wówczas proces ten odbywałby się wzdłuż krzywej GH (przy czym krzywa GH jest krzywą AO przesuniętą o odcinek AG). Ponieważ jednak szkło musi się kurczyć tak jak metal, wskutek mocnego przylegania szkła do powierzchni metalu, a zatem wzdłuż prostej GO, przeto istniejące w temperaturze pokojowej naprężenia będą proporcjonalne do odcinka OH = + d'. Rozumując podobnie przekonamy się, że po 15 min odprężania w temperaturze szybkiego zanikania naprężeń szkło kurczyłoby się według krzywej EK. Wskutek związania szkła z metalem proces ten przebiega według krzywej EO. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej otrzymamy złącze z naprężeniami proporcjonalnymi do odcinka OK = —d". Naprężenia będą miały w tym przypadku znak przeciwny. Przeprowadzone rozumowanie jest słuszne przy założeniu, że chłodzenie począwszy od punktu E przebiega tak szybko, że szkło w granicach temperatur odprężania nie może się częściowo odprężyć. W praktyce jednak ponieważ szybkość chłodzenia jest ograniczona warunkiem równomiernego (tzn. zarówno metalu, jak i szkła) oziębiania, przeto powstałe w temperaturze pokojowej naprężenia będą nieco mniejsze, niż wskazywałaby na to długość odcinka OK.

Na podstawie powyższych wywodów staje się jasne, że odprężając złącze w temperaturze odpowiadającej punktowi F przecięcia się obu charakterystyk przez okres czasu odpowiedni dla tej temperatury, a następnie szybkie chłodzenie otrzymuje się złącze, które w temperaturze pokojowej nie powinno posiadać naprężeń.

W szeregu przypadków, jakie zachodzą w praktyce, podane powyżej metody odprężania i przewidywane usuwanie naprężeń nie są możliwe do zrealizowania ze względu na niedogodną konstrukcję złącza. Korzystny efekt szybkiego chłodzenia może być tylko wówczas wykorzystany w praktyce, jeżeli podczas tej operacji nie wprowadzi się dodatkowych naprężeń spowodowanych nierównomiernym chłodzeniem szklanych i metalowych części złącza. Przykładem może być np. talerzyk¹) ze szkła ołowiowego wprasowany w pierścień metalowy (stop żelazo-chrom), o stosunkowo cienkich ścianach, przedstawiający w porównaniu ze szkłem małą masę o dużej powierzchni chłodzenia. Zastosowanie w tym przypadku szybkiego chłodzenia wywoła efekt zupełnie niepożądany, ponieważ metal będzie stygnął znacznie prędzej.

Znajomość krzywych wydłużenia względnego stapianych ze sobą części składowych złącza pozwala na określenie najkorzystniejszej metody postępowania przy wykonywaniu złącza. O naprężeniach powstających w złączu decyduje oczywiście przede wszystkim różnica współczynników rozszerzalności. Przez dobór jednak odpowiedniego sposobu odprę-

h Patrz rys. 12-8 element oznaczony numerem 23