Що таке зварювання

Що таке зварювання?

Для з’єднання металів та їх сплавів застосовується зварювання. Це технологічний процес, результатом якого є нероз’ємне з’єднання, отримане при нагріванні і / або пластичної деформації зварювальних частин за допомогою встановлення міжатомних і міжмолекулярних зв’язків між ними.

В якості джерел енергії при зварюванні використовуються електрична дуга, електричний струм, газове полум’я, лазерне випромінювання, електронний промінь, тертя, ультразвук.

Класифікацію видів зварювання по основних фізичних, технічних і технологічних ознаках встановлює ГОСТ 19521-74. За фізичними ознаками виділяються термічний (види зварювання, здійснювані плавленням з використанням теплової енергії), термомеханічної (зварювання здійснюється з використанням теплової енергії і тиску) і механічний (для зварювання використовуються механічна енергія і тиск) класи зварювання.

До технічних ознак належать: спосіб захисту металу в зоні зварювання, безперервність зварювання, ступінь механізації зварювання. Технологічні ознаки для кожного способу зварювання ГОСТ 19521-74 встановлює окремо.

Ще один важливий параметр — це якість швів . Воно залежить від техніки зварювання, складу і якості зварювальних матеріалів, стану поверхонь, що зварюються, якості підготовки та складання кромок під зварювання і багатьох інших факторів.

Залежно від форми і розмірів виробу шви можна зварювати в різних просторових положеннях. Умовно їх поділяють на нижні, вертикальні, стельові і горизонтальні.

Основні види зварювання

дугове зварювання — один з найпоширеніших методів, використовуваних при виготовленні зварних конструкцій. Її переваги:

просте мобільне обладнання;

можливість виконання зварювання в різних просторових положеннях і в місцях, важкодоступних для механізованих способів зварювання.

При дугового зварювання якість швів багато в чому залежить від професіоналізму зварника. Дугове зварювання буває ручний, автоматичного і напівавтоматичного.

плазмова зварювання використовує в якості джерела енергії плазмову струмінь. Вона дозволяє зварювати практично всі метали в нижньому і вертикальному положеннях, стикові і дугові шви. Плазмову зварку відрізняє висока продуктивність, мала чутливість до коливань довжини дуги.

газова . або газоплавільная зварювання відноситься до групи способів зварювання плавленням. У процесі зварювання може використовуватися різний пальне. Найпоширенішим видом газового зварювання є ацетилено-киснева зварювання. Газове зварювання від дугового відрізняє більш плавний і повільний нагрів металу. Вона застосовується для зварювання сталей малої товщини (0,2-5 мм), кольорових металів, чавуну і спеціальних сталей, для твердої пайки і для деяких видів наплавочних робіт.

Лазерне зварювання відноситься до високотехнологічних способів зварювання. За потужністю вона не поступається електронно-променевого зварювання, але при цьому не вимагає побудови вакуумної камери.

електрошлакове зварювання дозволяє зварювати метали підвищеної товщини: сталь і чавун різного складу, мідь, алюміній, титан і їх сплави. За один прохід можна зварити метал практично будь-якої товщини. Але даний метод дає можливість зварювати тільки вертикальні шви.

при контактному зварюванні відбуваються нагрів і здавлювання зварювальних поверхонь. Основними різновидами контактного зварювання є: точкова контактне зварювання, стикове зварювання, рельєфна зварювання, шовна зварювання.

Електронно-променеве зварювання — це зварювання електронним променем у вакумной камері. Даний вид зварювання використовує кінетичну енергію потоку електронів, що рухаються з високими швидкостями в вакуумі. ЕЛС дає можливість зварювати метали товщиною від десятих часток міліметра до 200 мм, тугоплавкі метали, кераміку.

Зварювання: способи зварювання і технологія. Класифікація способів зварювання

January 17, 2015

Сварка — це отримання нероз’ємних з’єднань шляхом нагрівання і розплавлення кромок з’єднуються деталей. Якщо раніше їй піддавали тільки метали, то сьогодні таким методом з’єднують і інші матеріали, наприклад, пластмасу.

Можна говорити про те, що зварене з’єднання — це те, яке було отримано шляхом плавлення або зварювання тиском. Безумовно, є безліч способів отримання необхідного результату. Наприклад, існує такий елемент, як електрична дуга, саме з її допомогою і здійснюється зварювання. Способи зварювання є найрізноманітніші, ми постараємося все їх розглянути. Що таке зварювання

Трохи історії. Класифікація

Кування металу — перший зварювальний процес. Необхідність в ремонті металевих виробів, а також створення більш досконалих деталей стало передумовою до освоєння зварювальних процесів. Так, в 1800-1802 роках була відкрита електрична дуга. З нею робили різні експерименти. Зрештою люди навчилися робити зварні з’єднання за допомогою електричної дуги. На території Росії активно ведеться підготовка кваліфікованих зварників, постійно розробляються нові технології, принципово інші підходи і т.п. Яскравим прикладом відмінної теоретичної і практичної бази є навчальний інститут імені Баумана.

В даний час існує близько 150 методів, за якими здійснюється зварювання. Способи зварювання поділяються за фізичними, технічним, а також технологічним ознаками. Так, за фізичними показниками можна виділити три великі групи:

  • термічний — це вид зварювання, що здійснюється при використанні теплової енергії. Сюди можна віднести газову, дугову, лазерну і ін. Зварювання.
  • Термомеханический — вид зварювання, що має на увазі використання не тільки теплової енергії, а й тиску. Це може бути контактна, дифузійна, ковальське з’єднання і т.п.
  • Механічний вид зварювання. У таких випадках використовується механічна енергія. Найбільш широко поширена холодне зварювання, вибухом, тертям і ін.

Кожен окремо взятий вид відрізняється витратами енергії, екологічністю, а також обладнанням, яке використовується під час роботи.

Газопламенная зварювання

В даному випадку основним джерелом тепла виступає полум’я, яке виділяється в результаті згоряння палива в суміші з киснем. На сьогоднішній день відомо більше десятка газів, які можуть бути використані. Найпопулярніші — це ацетилен, МАФ, пропан і бутан. Виділяється тепло плавить поверхні разом з присадним матеріалом.

Оператор регулює характер полум’я. Воно може бути окислювальним, нейтральним або відновним, що залежить від кількості кисню і газу в суміші. В останні роки активно використовується МАФ, який забезпечує не тільки високу швидкість зварювання, а й відмінну якість шва. Але в цей же час необхідно використовувати більш дорогу дріт з великим вмістом марганцю і кремнію. На сьогоднішній день це найактуальніша суміш для газового зварювання й що обумовлено безпекою і високою температурою згоряння в кисні (2430 градусів за Цельсієм).

Багато що залежить від складу металу, який планується зварювати. Так, в залежності від цього параметра вибирається кількість присадних прутків, а при обліку товщини металу — їх діаметр. При ретельної попередньої підготовки виходить ідеальна зварювання.

Всі способи зварювання (газової) мають спільну рису, яка полягає в плавному нагріванні поверхні. Ось чому вони підходять для роботи зі сталевими листами в 0,5-5 мм, кольоровими металами, а також з інструментальної сталлю і чавуном.

Давайте більш детально розглянемо деякі способи газового зварювання. Їх досить багато.

Що таке зварювання

Ліва, права і наскрізна зварювання

При товщині листа не більше 5 мм найчастіше використовують лівий вид газового зварювання. Відповідно, пальник переміщається справа наліво, а присадний прут знаходиться попереду. Полум’я направляється від шва і добре прогріває обробляється місце і присадні дріт. Техніка змінюється в залежності від товщини металу. Якщо лист менше 8 мм, то пальник просувається тільки уздовж шва. Якщо ж більше 8 мм, то необхідно попутно виконувати коливальні рухи в поперечному напрямку для поліпшення якості шва. Перевага лівого способу полягає в тому, що оператор добре бачить обробляється місце, і він може забезпечити рівномірність.

Принципова відмінність правої зварювання в тому, що вона економічніша. Обумовлено це тим, що полум’я спрямоване не від шва, а до нього. Такий підхід дозволяє зварити метали максимальної товщини, при цьому кут розкриття кромок невеликий. Пальник рухається зліва направо, а за нею йде присадний прут.

Звичайно, якщо розглядати способи газового зварювання, то обов’язково варто згадати про зварювання наскрізним валиком. Застосовується вона тоді, коли потрібно отримати вертикальне стикове з’єднання. Суть полягає в тому, що в нижній частині стику робиться невелике наскрізний отвір. При переміщенні пальника верхня частина отвору плавиться, а коли вводиться присадка, заварюється нижня частина. Коли товщина листа занадто велика, робота ведеться з обох сторін і виконується двома операторами.

Ний спосіб зварювання арматури

Багато з нас знайомі з арматурою, яка активно використовується в монолітно-каркасному будівництві. Її застосовують в блоках перекриття, палях і т.п. Давайте детально розглянемо особливості такої зварювання. Найчастіше вона використовується для горизонтальних стрижнів. Суть методу полягає в тому, що в місці стику заварюється сталева форма. Потім в ній створюється ванна розплавленого металу за рахунок теплоти дуги. Виходить так, що торці свариваемой арматури плавляться і утворюють загальну ванну. Відповідно, при охолодженні утворюється повноцінне з’єднання.

Але перед початком ванного зварювання необхідно підготувати стрижні. Робиться це в такий спосіб: поверхні, а також торці зачищаються, при цьому видаляється будь-який вид забруднення, наприклад, іржа, окалина і бруд. Для цього підійде щітка по металу. До речі, важливо зачищати арматуру на довжину 30 мм в місці зварювання. Стрижні встановлюються співвісно. При цьому зазор не повинен перевищувати півтора діаметра електрода (в місці торця).

Процес протікає під великими струмами. Наприклад, при електроді в 6 мм зварювальний агрегат працює при струмі в 450 Ампер. Якщо мова йде про низьких температурах, то струм збільшують на 10-12%. Крім того, робота може бути виконана відразу декількома електродами. Варто звернути увагу на те, що даний метод дозволяє знизити трудомісткість процесу, собівартість вироби, а також витрата електроенергії. На сьогоднішній день ний спосіб зварювання арматури є найпопулярнішим і надійним. Це обумовлено низьким споживанням електроенергії і високою якістю з’єднання.

Сварка тиском (пластична)

Що таке зварюванняДаний вид зварювання ще називається холодним. Обумовлено це тим, що під час виконання з’єднання не відбувається додатковий нагрів оброблюваної поверхні. Даний метод заснований на пластичної деформації металів при стисненні або ковзанні. Роботи виконуються при нормальних або негативних температурах без дифузії. Даний метод вважається одним з найстаріших.

Для отримання шва високої якості використовуються спеціальні пристрої, що викликають деформацію оброблюваних поверхонь, які повинні бути попередньо зачищені. В результаті утворюється монолітне і досить міцне з’єднання. Існують різні види і способи зварювання (пластичної). В даний час їх три: точкова, шовна і стикова.

Холодної зварюванням можна з’єднувати такі матеріали, як мідь, свинець, алюміній, кадмій, залізо та ін. Найкращою пластична зварювання є тоді, коли необхідно виконувати роботи з різнорідними матеріалами, які досить чутливі до нагрівання.

Безумовно, не можна не відзначити, що основне і головна перевага зварювання тиском полягає в тому, що не потрібно підключати потужне джерело електроенергії для попереднього нагріву поверхні. Крім того, шов, отриманий таким чином, є не тільки міцним, але і однорідним, а також стійким до корозії. Проте, є і деякі недоліки. Полягають вони в тому, що працювати можна тільки з металами високої пластичності. Якщо одні способи зварювання труб можуть бути застосовані, то інші — ні, і доводиться використовувати плавлення. Це стосується водопроводів і газових магістралей.

Класифікація способів зварювання. продовження

Сам по собі процес протікає в такий спосіб. Деталі, які необхідно з’єднати, встановлюють в безпосередній близькості один до одного. Після цього підводиться потужне джерело тепла, який плавить з’єднуються деталі.

Розплавлений метал (без будь-яких додаткових механічних впливів) додається в загальну зварювальну ванну. Коли джерело тепла видаляють від місця зварювання, шов охолоджується, і наплавлений метал утворює досить міцне з’єднання. Основна проблема полягає в тому, що джерело тепла повинен володіти високою потужністю і температурою. Наприклад, для роботи зі сталлю, міддю або чавуном необхідно пристрій з температурою в 3 тисячі градусів за Цельсієм. Якщо цілеспрямовано знизити цей показник, то продуктивність зварювання різко впаде, і процес стане неефективним.

Що таке зварюванняКласифікація способів зварювання плавленням в залежності від джерела тепла існує наступна:

  • Дугове зварювання. Як джерело тепла використовується електрична дуга, яка горить між електродом і зварюваної поверхнею.
  • Плазмова зварювання. Джерело тепла — стисла електрична дуга. Через неї з великою швидкістю (надзвуковий) продувається газ, який набуває властивостей плазми.
  • електрошлакове — метал нагрівається від розплавленого флюсу, через який протікає електричний струм.
  • Електронно-променеве зварювання — нагрів здійснюється від кінематичної енергії електронів. Вони рухаються у вакуумі під впливом електричного поля.
  • Лазерне зварювання виробляється шляхом нагрівання металу через оптичний промінь квантового генератора. При цьому діапазон випромінювання може бути світловим або інфрачервоним.
  • Газове зварювання — плавлення оброблюваної поверхні за рахунок згорання газово-кисневої суміші.

Дугове зварювання та її види

На сьогоднішній день найбільш важливою для багатьох галузей промисловості є електродугове зварювання. Якщо підрахувати кількість діючих установок, зайнятість серед фахівців, а також число продукції, то такий спосіб отримання високоякісних швів лідирує по всьому світу. Давайте розглянемо основні способи дугового зварювання. На сьогоднішній день їх кілька.

Найбільш поширеною є автоматичне зварювання. Суть її полягає в тому, що деякі рухи оператора автоматизуються. Наприклад, подача електрода і його переміщення уздовж шва здійснюються без участі людини (на відміну від напівавтоматичного режиму). Такий підхід хороший тим, що якість шва і продуктивність трохи збільшуються, а травмоопасность знижується. Найчастіше використовується захисний газ, який потрібен для запобігання азотування і окислення зварного з’єднання під час виконання робіт.

Що таке зварюванняІснує ще й ручне зварювання, яка полягає в тому, що плавляться кромки стикаються і збуджують електричну дугу (при неплавким електроді). Після того як присадний матеріал нагрівається і плавиться, виходить ванна, яка згодом і створює шов. Варто звернути вашу увагу на те, що способи зварювання електродом за допомогою електричної дуги класифікуються за кількома технічними ознаками. Наприклад, за типом використовуваних газів (активні і пасивні), за ступенем механізації (ручна, автоматична і т.п.) і за іншими ознаками.

Більш докладно про ручного дугового зварювання

Ми вже розглянули в загальних рисах принцип отримання зварного з’єднання в ручному режимі. Давайте розберемося в цьому питанні більш детально. На сьогоднішній день існують способи ручного дугового зварювання, кожен з яких унікальний по-своєму. Наприклад, в процесі можуть бути використані різні електроди: плавляться та не плавляться. Якщо вибирається другий вид, то з’єднання шва здійснюється наступним чином: кромки прикладають один до одного, а графітовий або вугільний електрод підносять до оброблюваної поверхні і створюють дугу. В результаті утворюється ванночка, яка через деякий час твердне і утворює зварний шов. Даний метод найбільш актуальний для роботи з кольоровими металами і їх сплавами, а також використовується для наплавлення.

Що таке зварювання

Ще один спосіб полягає у використанні плавиться електрода зі спеціальною обмазкою. Такий метод можна назвати класичним, якщо вести мову про ручного зварювання, так як він найбільш поширений і використовується досить давно. Єдина відмінність від вищеописаного способу полягає в тому, що електрод плавиться разом з поверхнею. У підсумку виходить загальна ванночка, яка застигає після видалення дуги і утворює високоякісний зварений шов. Вибір способу зварювання залежить від конкретної ситуації, матеріалу, його складу і багато іншого.

Кілька важливих моментів

Ми розглянули основні способи зварювання. Їх умовно поділяють на три великі групи: холодна, гаряча і газова. Однак варто зауважити, що іноді використовуються спеціальні методи отримання шва. Потрібно це тоді, коли мова йде про хімічно активних металах і їх сплавах. До речі, такі матеріали все частіше використовуються в будівництві для зведення відповідальних вузлів. У таких випадках роботи виконуються при низькому вмісті кисню та азоту в повітрі, а джерело повинен бути з високою температурою. Яскравим прикладом є плазмова, а також променеве зварювання. У другому випадку джерело променя схожий на кінескоп і має напругу порядку 30-100 кВ.

Куди складніше і цікавіше з точки зору отримання якісного з’єднання плазмова зварювання. З її суттю ми вже трохи розібралися. В процесі є такі ключові особливості, як провідність електричного струму плазмою. Газ, який утворює плазму, крім основної своєї задачі ще й захищає шов від окислювальних процесів і азотування. Можна з упевненістю говорити, що це гідний уваги метод, однак є і деякі обмеження. Наприклад, джерело живлення повинен мати напругу більше 120 В, та й установка дуже дорога і складна.

висновок

Ось ми і розібралися з тим, що таке зварювання. Способи зварювання є різні. У більшості випадків перед оператором постає завдання отримати не тільки якісний, але і міцний шов, який буде витримувати механічні дії протягом тривалого часу. Для цього існують різні способи зварювання електродом, наприклад, що плавиться чи ні. Крім того, технологія може відрізнятися в залежності від техніки майстра. Кому-то зручно виконувати роботу лівої зварюванням, кому-то — правою. Що таке зварювання

Навіть елементарні способи зварювання арматури повинні виконуватися за інструкцією. Погодьтеся, буде не дуже приємно, якщо перегородка завалиться тільки тому, що зварювальник схалтурив і вирішив трохи заощадити.

На сьогоднішній день все більшого поширення набувають складні і дорогі види отримання сполуки. Обумовлено це деякими чинниками. По-перше, технічний прогрес призводить до того, що далеко не завжди можна використовувати ковальське зварювання через крихкість конструкції. По-друге, намагаються одержати високу якість шва, який не руйнувався б при тривалих динамічних і вібраційних навантаженнях. Цього домогтися нескладно, особливо якщо враховувати, що удари і вібрація — найголовніші вороги зварного з’єднання. Але сучасна зварювання (способи зварювання) постійно вдосконалюється, розробляються все нові підходи до зміцнення і отримання міцних і якісних стиків.

Що таке зварювання

Наші предки спали не так, як ми. Що ми робимо неправильно? У це важко повірити, але вчені і багато істориків схиляються до думки, що сучасна людина спить зовсім не так, як його давні предки. Від самого початку.

Що таке зварювання

Непрощенні помилки у фільмах, яких ви, ймовірно, ніколи не помічали Напевно, знайдеться дуже мало людей, які б не любили дивитися фільми. Однак навіть в кращому кіно зустрічаються помилки, які можуть помітити глядачі.

Що таке зварювання

7 частин тіла, які не слід чіпати руками Думайте про своє тіло, як про храм: ви можете його використовувати, але є деякі священні місця, які не можна чіпати руками. Дослідження показуючи.

Що таке зварювання

10 чарівних зіркових дітей, які сьогодні виглядають зовсім інакше Час летить, і одного разу маленькі знаменитості стають дорослими особистостями, яких вже не впізнати. Миловидні хлопчики й дівчатка перетворюються в с.

Що таке зварювання

Як виглядати молодше: кращі стрижки для тих, кому за 30, 40, 50, 60 Дівчата в 20 років не хвилюються про форму і довжині зачіски. Здається, молодість створена для експериментів над зовнішністю і зухвалих локонів. Однак уже остан.

Що таке зварювання

Топ-10 збанкрутілих зірок Виявляється, іноді навіть найгучніша слава закінчується провалом, як у випадку з цими знаменитостями.

Сутність процесу зварювання. Визначення зварювання.

Зварювання — процес отримання нероз’ємного з’єднання за допомогою встановлення міжатомних зв’язків між зварюються частинами при їх місцевому або загальному нагріванні, пластичній деформації або спільній дії того й іншого.

Для здійснення зварювання необхідно зблизити кромки з’єднуються частин і створити умови, необхідні для того, щоб між ними почали діяти міжатомні зв’язку.

Важлива перевага зварювання — можливість вибору найбільш раціональної конструкції і форми вироби. Сварка дозволяє економно використовувати метали і значно знизити відходи виробництва. Наприклад, при заміні клепаних конструкцій звареними економія матеріалів в середньому становить 15-20%, а при заміні литих — близько 50%. Трудомісткість зварювальних робіт менше, ніж при клепки і лиття.

Зварні з’єднання по міцності, як правило, не поступаються міцності того металу, з якого зроблені вироби. Зварні конструкції добре працюють при знакозмінних і динамічних навантаженнях, при високих тим Що таке зварюваннятемператур і тиску. При цьому умови праці при зварюванні з точки зору як гігієни, так і безпеки значно краще, ніж при клепки і особливо при литті.

Класифікація способів зварювання.

Звичайно, зварюються поверхні неоднорідні, мають макро- і мікронерівності, окисні плівки, забруднення, тому для зварювання необхідно докласти зовнішню енергію. Залежно від виду енергії розрізняють три види зварювання:

До термічного класу належать види зварювання, що здійснюється плавленням, тобто місцевим розплавленням з’єднуються частин з використанням теплової енергії: дугова, газова, електрошлакове, електронно-променева, плазменно-променева, термітна і ін.

Дугове зварювання — зварювання плавленням, при якій нагрівання здійснюють електричною дугою. Особливим видом дугового зварювання є плазмова зварювання, при якій нагрівання здійснюють стислою дугою.

Газове зварювання — зварювання плавленням, при якій кромки що з’єднуються частин нагрівають полум’ям газів, що спалюються на виході пальника.

Електрошлакове зварювання — зварювання плавленням, при якій для нагрівання металу використовують теплоту, що виділяється при проходженні електричного струму через розплавлений електропровідний шлак.

Електронно-променеве зварювання — зварювання, в якій для нагрівання використовують енергію електронного променя. Теплота виділяється за рахунок бомбардування зони зварювання направленим електронним потоком.

Лазерне зварювання — здійснюватись енергією світлового променя, одержаного від оптичного квантового генератора (лазера).

При термитной зварюванні використовують теплоту, що утворюється в результаті спалювання терміт-порошку, що складається з суміші алюмінію та оксиду заліза.

До термомеханічної класу відносять види зварювання, при яких одночасно використовуються теплова енергія і тиск: контактна, дифузійна, газопрессовая, дугопрессовая і ін.

Основним видом термомеханічного класу є контактне зварювання — нагрівання здійснюється теплотою, що виділяється при проходженні електричного струму через що знаходяться в контакті що з’єднуються частини.

Дифузійне зварювання — зварювання тиском, що здійснюється взаємної дифузії атомів контактують частин при відносно тривалому впливі підвищеної температури і при незначній пластичної деформації.

У пресових видах зварювання з’єднуються частини можуть нагріватися полум’ям газів, що спалюються на виході зварювального пальника (газопрессовая зварювання), дугою (дугопрессовая зварювання), електрошлаковим процесом (шлакопрессовая зварювання), індукційним нагріванням (індукціоннопрессовая зварювання) і термітом (термітнопрессовая зварювання).

До механічному класу відносять види зварювання, здійснювані з використанням механічної енергії і тиску: холодна, вибухом, ультразвукова, тертям і ін.

Холодне зварювання — зварювання тиском при значній пластичній деформації без зовнішнього нагріву деталей, що з’єднуються.

Зварювання вибухом — зварювання, при якій з’єднання здійснюється в результаті викликаного вибухом зіткнення швидко рухомих частин.

Ультразвукове зварювання — зварювання тиском, що здійснюється при впливі ультразвукових коливань.

Зварювання тертям — зварювання тиском, при якій нагрів здійснюється тертям, що викликаються обертанням зварювальних частин одна відносно одної.

Ручна дугова зварка. Суть методу, переваги, недоліки, область застосування.

Дугове зварювання — зварювання плавленням, при якій нагрів зварювальних кромок здійснюється теплотою електричної дуги. Ручна дугова зварка проводиться двома способами: не плавиться і плавиться. Перший спосіб використовується іноді при зварюванні кольорових металів і їх сплавів, а також при наплавленні твердих сплавів; другий спосіб — основний.

Зварювальний дуга — це потужний стійкий електричний розряд, який характеризується високою температурою і підвищеною щільністю струму. Запалювання дуги при зварюванні плавиться починається з короткого замикання електрода з основним металом.

Через шорсткостей поверхні електрода дотик його відбувається в окремих виступаючих ділянках, які розплавляються миттєво під дією теплоти і утворюють рідку металеву перемичку між основним металом і електродом. При відведенні електрода рідка перемичка розтягується, її перетин зменшується, електричний опір і температура — зростають.

Коли температура розплавленого металу (перемички) досягає температури кипіння, пари металу іонізуються, і в цих парах виникає дуга. Виникнення дуги — це частки секунди. Під час запалювання дуги відбувається іонізація дугового проміжку, тобто процес виникнення електронів (-) і іонів (+); одночасно відбувається і процес рекомбінації (зворотний процес — повернення заряджених частинок в нейтральний стан). При цьому відбувається виділення електромагнітного випромінювання в інфрачервоному, видимому і ультрафіолетовому діапазонах.

Основні зони дуги:

Що таке зварювання

Катод (верхня частина) випромінює електрони, вони надходять в стовп дуги, але випромінюються вони не всією поверхнею, а катодними плямами (з величезною швидкістю змінюється місце катодного плями). Позитивні іони потрапляють на катод, нейтралізуються і гальмуються з виділенням великої кількості теплоти, що приводить до нагрівання катодного плями і плавлення електрода. Падіння напруги в катодного області становить 10-20 В. Довжина катодного області — 10 (-4) (- 5) ступеня см. У катодного області створюються два потоки: негативних електронів і позитивних іонів.

Стовп дуги — це іонізований газ, що містить атоми, молекули, вільні електрони, позитивні і негативні іони. Такий газ називається плазмою. Плазмовий газ дуги вважається електрично нейтральним: у кожному перетині стовпа дуги одночасно знаходиться рівне число позитивно і негативно заряджених частинок. У стовпі дуги йдуть два взаімноуравновешенних процесу — іонізація і рекомбінація. Температура стовпа дуги — 6000-7000 градусів.

В анодному області спрямований потік електронів йде до анодному плямі. На поверхні анодного плями нейтралізується і гальмується з виділенням великої кількості теплової енергії, що призводить до сильного нагрівання анодного плями і плавлення основного металу. Падіння напруги в анодному області — 4-6 В. Довжина анодної області — 10 (-3) (- 4) ступеня см.

Загальна довжина дуги складається з трьох областей (довжини катодного, анодної і дуги). Довжина дуги: 2-4 мм (коротка дуга), 4-6 мм (нормальна дуга) і більше 6 мм (довга дуга). Ну да, зварювання — це мистецтво.

Напруга дуги = сума напруг катодного області, стовпа і анодної області. Загальне напруження — 14-28 В.

Що таке зварювання

Переваги ручного дугового зварювання:

1) можливість зварювання в будь-яких просторових положеннях;

2) можливість зварювання в місцях з обмеженим доступом;

3) порівняно швидкий перехід від одного зварюваного матеріалу до іншого;

можливість зварювання найрізноманітніших сталей завдяки широкому вибору випускаються марок електродів;

велика швидкість, мала зона температурного впливу, мале викривлення;

6) простота і транспортабельність зварювального устаткування.

Недоліки ручного дугового зварювання:

1) низькі ККД і продуктивність в порівнянні з іншими технологіями зварювання;

якість з’єднань (в тому числі неоднорідність шва) багато в чому залежить від кваліфікації зварника;

3) шкідливі умови процесу зварювання.

Область застосування ручного дугового зварювання широка: метод використовується у всіх галузях промисловості для різного роду конструкцій з чорних і частково кольорових металів.

Сварка під шаром флюсу. Суть методу, переваги, недоліки, область застосування.

Автоматична і напівавтоматична зварювання під флюсом — один з основних способів виконання зварювальних робіт в промисловості і будівництві. Володіючи рядом важливих переваг, вона істотно змінила технологію виготовлення зварних виробів, таких, як сталеві конструкції, труби великого діаметру, котли, корпуси суден. Внаслідок зміни технології виготовлення відбулися зміни і самих зварних конструкцій: широко застосовуються зварювально-литі і зварювально-ковані вироби, що дають величезну економію металу і праці.

Механізація рухів електрода дозволила автоматизувати процес зварювання. Для отримання якісних зварних швів замість електродних покриттів застосовують гранульована речовина, зване флюсом.

Автоматичне зварювання під флюсом проводиться за допомогою автоматичної установки (зварювальний головка або зварювальний трактор). Ця установка подає електродний дріт і флюс в зону зварювання, переміщує дугу уздовж зварюваного шва і підтримує стабільну її горіння.

Принципова схема автоматичного зварювання під флюсом:

Е Що таке зварюваннялектродная дріт 3 за допомогою ведучого 5 і натискного 4 роликів подається в зону зварювання. Кромки зварюваного вироби 7 в зоні зварювання покриваються шаром флюсу, що подається з бункера 1. Товщина шару флюсу становить

30-50 мм. Зварювальний струм підводиться від джерела струму до електрода через токоподводящий мундштук 6, що знаходиться на невеликій відстані (40-60 мм) від кінця електродного дроту. Завдяки цьому при автоматичному зварюванні можна застосовувати великі зварювальні струми. Дуга 11 збуджується між зварюваних виробом і електродної дротом. При горінні дуги утворюється ванна розплавленого металу 10, закрита зверху розплавленим шлаком 9 і залишилися нерозплавлений флюсом 8. нерасплавівшіеся флюс відсмоктується шлангом 2 назад в бункер. Пари і гази, що утворюються в зоні дуги, створюють навколо дуги замкнуту газову порожнину 12. Деякий надлишковий тиск, що виникає при термічному розширенні газів, відтісняє рідкий метал в сторону, протилежну напрямку зварювання. У підстави дуги (в кратері) зберігається лише тонкий шар металу. В таких умовах забезпечується глибокий проварена основного металу. Так як дуга горить в газовій порожнини, закритою розплавленим шлаком, то значно зменшуються втрати теплоти і металу на угар і розбризкування.

У міру переміщення дуги вздовж оброблення шва наплавлений метал остигає і утворює зварний шов. Рідкий шлак, маючи більш низьку температуру плавлення, ніж метал, твердне дещо пізніше, сповільнюючи охолодження металу шва. Тривале перебування металу шва в розплавленому стані і повільне охолодження сприяють виходу на поверхню всіх неметалічних включень і газів, отримання чистого, щільного і однорідного за хімічним складом металу шва.

Таким чином, автоматичне зварювання під флюсом має наступні основні переваги перед ручним зварюванням:

висока продуктивність, що перевищує продуктивність ручного зварювання в 5-10 разів (вона забезпечується застосуванням великих струмів, більш концентрованим і повним використанням теплоти в закритій зоні дуги, зниженням трудомісткості за рахунок автоматизації процесу зварювання);

висока якість зварного шва внаслідок гарного захисту металу зварювальної ванни розплавленим шлаком від кисню та азоту повітря, легування металу шва, збільшення щільності металу при повільному охолодженні під шаром застиглого шлаку;

економія електродного металу при значному зниженні втрат на чад, розбризкування металу і недогарки (при ручному зварюванні ці втрати досягають 20-30%, а при автоматичному зварюванні під флюсом вони не перевищують 2-5%);

економія електроенергії за рахунок більш повного використання теплоти дуги (витрати електроенергії при автоматичному зварюванні зменшуються на 30-40%).

Крім цих переваг, слід зазначити, що при автоматичному зварюванні умови праці значно краще, ніж при ручному зварюванні: дуга закрита шаром шлаку і флюсу, виділення шкідливих газів і пилу значно знижено, немає необхідності в захисті очей і шкіри обличчя зварника від випромінювання дуги, а для витяжки газів достатньо природної витяжної вентиляції. До кваліфікації оператора автоматичної зварювальної установки пред’являються менш високі вимоги.

Однак автоматичне зварювання має і недоліки: обмежена маневреність зварювальних автоматів, і зварювання виконується головним чином в нижньому положенні.

Крім того, вимоги до підготовки кромок і складанні виробу під автоматичне зварювання вищі, ніж при ручному зварюванні. Зварювані кромки перед складанням повинні бути ретельно очищені від іржі, бруду, масла, вологи і шлаків. Це особливо важливо при великих швидкостях зварювання, коли різні забруднення, потрапляючи в зону дуги, призводять до утворення пір, раковин і неметалевих включень.

Сварка в середовищі захисних газів. Суть методу, переваги, недоліки, область застосування.

Зварювання в захисному газі є одним із способів дугового зварювання. При цьому в зону дуги подається захисний газ, струмінь якого, обтікаючи електричну дугу і зварювальну ванну, охороняє розплавлений метал від впливу атмосферного повітря, окислення і азотування.

Відомі такі різновиди зварювання в захисному газі: в інертних одноатомних газах (аргон, гелій), в нейтральних двохатомних газах (азот, водень), в вуглекислому газі. У практиці найбільш широке застосування отримали аргонодуговая зварювання і зварювання в вуглекислому газі. Інертний газ гелій застосовується дуже рідко через його велику вартість.

Вуглекислий газ застосовується при зварюванні низьковуглецевих і деяких конструкційних і спеціальних сталей. Вуглекислий газ не має кольору і запаху; отримують його з газоподібних продуктів згоряння антрациту або коксу, при випалюванні вапняку. Зварювальний вуглекислота випускається двох сортів: вищого — чистотою 99,8% і першого — чистотою 99,5%. Для зменшення окислювального дії вільного кисню застосовують електродний дріт з підвищеним вмістом розкислюючих домішок (марганцю, кремнію). При цьому виходить безпористого шов з хорошими механічними властивостями.

Зварювання в захисному газі може здійснюватися плавиться або не плавиться,; вручну, автоматично і напівавтомат.

Плавляться електроди служать тільки для збудження і підтримки горіння дуги. Для заповнення оброблення крайок в зону дуги вводять присадочний метал в вигляді прутків або дроту. Застосовуються не плавляться електроди: вольфрамові, вугільні і графітові. Плавкі електроди застосовують у вигляді зварювального дроту, виготовленої за певним ГОСТу або з металу, за хімічним складом східного зі зварюваних металом.

Ручне зварювання застосовується при з’єднанні кромок виробів товщиною до 25-30 мм і при виконанні коротких і криволінійних швів. Напівавтоматична і автоматична зварка застосовується при масовому виробництві зварних конструкцій з прямолінійними швами.

Переваги зварювання в захисному газі:

зварювання можлива в будь-яких положеннях;

хороший захист зони зварювання від впливу кисню та азоту повітря;

хороші механічні якості зварного шва;

висока продуктивність, що досягає при ручному зварюванні 50-60 м / ч, а при автоматичній — 200 м / год;

відсутність необхідності застосування флюсів та подальшої очистки шва від шлаків;

можливість спостереження за процесом формування зварного шва;

мала зона термічного впливу;

можливість повної автоматизації зварювання.

Аргонодуговая зварювання: аргон не вступає у взаємодію з розплавленим металом зварювальної ванни і оберігає його від впливу кисню та азоту повітря; аргон застосовується при зварюванні відповідальних зварних швів і при зварюванні високолегованих сталей, титану, алюмінію, магнію та їх сплавів.

Аргонодуговая зварювання неплавким або плавиться проводиться на постійному і змінному струмі. Установка для ручного зварювання постійним струмом (а — не плавиться,, б — плавким електродним дротом) складається з зварювального генератора постійного струму (або зварювального випрямляча) 1, баластного реостата 2, газоелектричним пальника 3, балона з газом, редуктора і контрольних приладів (амперметра, вольтметра і витратоміра газу).

П Що таке зварюванняри аргонодугового зварюванні постійним струмом не плавиться, використовують пряму полярність. Дуга горить стійко, забезпечуючи хороше формування шва. При автоматичної і напівавтоматичного зварювання плавиться застосовується постійний струм зворотної полярності, при якому забезпечується висока продуктивність.

Електрошлакове зварювання. Суть методу, переваги, недоліки, область застосування.

Електрошлакове зварювання є високопродуктивним способом автоматичного зварювання металу значної товщини.

При електрошлакового зварювання енергія, необхідна для нагрівання і плавлення металу, утворюється за рахунок теплоти, що виділяється при плавленні шлаку.

Схема електрошлакового зварювання:

П Що таке зварюванняеред початком зварювання між крайками засипається пічної флюс і збуджується електродуги (між плавиться і виробом). Флюс розплавляється дугою з утворенням шлакової ванни певних розмірів. У шлаковой ванні дуга гасне. Струм, що підводиться до електрода, проходить через шлакову ванну і нагріває її до температури вище температури плавлення (близько 2000 градусів). Шлаки розплавляє електрод і крайки підстави металу. Розплавлений металу стікає вниз, утворюючи зварювальну ванну під шлаковой ванній. Формування шва відбувається за рахунок переміщаються водоохолоджуючих мідних плазунів. В кінці шва неякісний металу відрізається і віддаляється.

Застосовуючи електрошлакового зварювання декількома електродними дротами або електродами у вигляді стрічки, можна зварювати кромки вироби практично будь-якої товщини.

Важливою перевагою електрошлакового зварювання є можливість зварювання швів складної конфігурації, при цьому електродний дріт подається через плавиться мундшук, форма якого відповідає формі свариваемого шва. Мундштук плавиться разом з електродним дротом, заповнюючи зварюваний шов металом.

Якість металу шва виходить значно вище, ніж при автоматичному зварюванні під флюсом. Це пояснюється постійною наявністю над металом шва рідкої фази металу і нагрітого шлаку, що сприяє більш повному видаленню газів і неметалевих включень. Різко знижується вплив на якість шва вологості флюсу, іржі і різних забруднень зварювальних кромок вироби. Трудомісткість операцій по підготовці вироби під зварювання знижується за рахунок виключення робіт з розбирання та підготовці кромок до зварювання. Крайки обрізають кисневої різкою під прямим кутом до поверхні зварюваних листів. Питома витрата електроенергії, флюсу та електродного дроту скорочується, так як процес протікає в замкнутій системі при невеликій кількості флюсу і повному використанні електродного металу. Збільшений виліт електродного дроту і значні щільності струму забезпечують високу продуктивність наплавлення, що досягає 27 кг / год, в той час як при автоматичному зварюванні під флюсом вона становить 12 кг / год, а при ручному — тільки 2 кг / ч. Витрата електроенергії на 1 кг наплавленого металу зменшується вдвічі, а витрата флюсу — в 20-30 разів у порівнянні з автоматичним зварюванням під флюсом.

Продуктивність електрошлакового зварювання перевищує продуктивність автоматичного зварювання під флюсом в 7-10 разів, а при великій товщині зварюваних кромок вона в 15-20 разів вище продуктивності багатошарової автоматичного зварювання. Поступовий підігрів крайок, що зварюються і уповільнений нагрів околошовной зони зменшують можливість утворення в ній гартівних структур. Тому при електрошлакового зварювання самогартівних сталей освіту гартівних тріщин менш імовірно. Освоєння електрошлакового зварювання дозволило замінити громіздкі і важкі суцільнолиті і цельнокование станини і корпусу більш легкими і компактними зварювально-литими і зварювально-кованими.

Електрошлакового зварюванням можна виконувати не тільки стикові, але і таврові, кутові і кільцеві з’єднання.

Основні типи зварних з’єднань.

Зварене з’єднання — це нероз’ємне з’єднання, виконане зварюванням.

П’ять типів зварних з’єднань:

П Що таке зварюваннярімери умовних позначень швів зварних з’єднань:

Що таке зварювання

10. Будова зварювальної дуги.

Зварювальний дуга — це потужний стійкий електричний розряд, який характеризується високою температурою і підвищеною щільністю струму. Запалювання дуги при зварюванні плавиться починається з короткого замикання електрода з основним металом.

Що таке зварювання

Катод (верхня частина) випромінює електрони, вони надходять в стовп дуги, але випромінюються вони не всією поверхнею, а катодними плямами (з величезною швидкістю змінюється місце катодного плями). Позитивні іони потрапляють на катод, нейтралізуються і гальмуються з виділенням великої кількості теплоти, що приводить до нагрівання катодного плями і плавлення електрода. Падіння напруги в катодного області становить 10-20 В. Довжина катодного області — 10 (-4) (- 5) ступеня см. У катодного області створюються два потоки: негативних електронів і позитивних іонів.

Стовп дуги — це іонізований газ, що містить атоми, молекули, вільні електрони, позитивні і негативні іони. Такий газ називається плазмою. Плазмовий газ дуги вважається електрично нейтральним: у кожному перетині стовпа дуги одночасно знаходиться рівне число позитивно і негативно заряджених частинок. У стовпі дуги йдуть два взаімноуравновешенних процесу — іонізація і рекомбінація. Температура стовпа дуги — 6000-7000 градусів.

В анодному області спрямований потік електронів йде до анодному плямі. На поверхні анодного плями нейтралізується і гальмується з виділенням великої кількості теплової енергії, що призводить до сильного нагрівання анодного плями і плавлення основного металу. Падіння напруги в анодному області — 4-6 В. Довжина анодної області — 10 (-3) (- 4) ступеня см.

Загальна довжина дуги складається з трьох областей (довжини катодного, анодної і дуги). Довжина дуги: 2-4 мм (коротка дуга), 4-6 мм (нормальна дуга) і більше 6 мм (довга дуга). Ну да, зварювання — це мистецтво.

Напруга дуги = сума напруг катодного області, стовпа і анодної області. Загальне напруження — 14-28 В.

Що таке зварювання

А Що таке зварюванняльтернатівная (проста) схема зварювальної дуги:

Зварювання. Основні види зварювання. Зварювання різних металів з сплавів.

1. Фізичні основи зварювання

Зварювання — це технологічний процес отримання нероз’ємного з’єднання матеріалів за рахунок утворення атомної зв’язку. Процес створення зварного з’єднання протікає в дві стадії.

На першій стадії необхідно зблизити поверхні зварювальних матеріалів на відстань дії сил міжатомної взаємодії (близько 3 А). Звичайні метали при кімнатній температурі не з’єднуються при стисненні навіть значними зусиллями. З’єднанню матеріалів заважає їх твердість, при їх зближенні дійсний контакт відбувається лише в небагатьох точках, як би ретельно вони не були оброблені. На процес з’єднання сильно впливають забруднення поверхні — оксиди, жирові плівки та ін. А також шари абсорбованих домішкових атомів. Зважаючи на вказані причин виконати умову хорошого контакту в звичайних умовах неможливо. Тому освіту фізичного контакту між сполучаються крайками по всій поверхні досягається або за рахунок розплавлення матеріалу, або в результаті пластичних деформацій, що виникають в результаті прикладається тиску. На другій стадії здійснюється електронну взаємодію між атомами, що з’єднуються. В результаті поверхня розділу між деталями зникає і утворюється або атомна металева зв’язку (зварюються метали), або ковалентний або іонна зв’язку (при зварюванні діелектриків або напівпровідників). Виходячи з фізичної сутності процесу освіти зварного з’єднання розрізняють три класи зварювання: зварювання плавленням, зварювання тиском і термомеханічна зварювання (рис. 1.25).

Що таке зварювання

Мал. 1.25. Класифікація видів зварювання

До зварювання плавленням належать види зварювання, що здійснюється плавленням без прикладеного тиску. Основними джерелами теплоти при зварюванні плавленням є зварювальний дуга, газове полум’я, променеві джерела енергії і «джоулево тепло». В цьому випадку розплави металів, що сполучаються об’єднуються в загальну зварювальну ванну, а при охолодженні відбувається кристалізація розплаву в литий зварювальний шов.

При термомеханічної зварюванні використовується теплова енергія і тиск. Об’єднання з’єднуються частин в монолітне ціле здійснюється за рахунок застосування механічних навантажень, а підігрів заготовок забезпечує потрібну пластичність матеріалу.

До зварювання тиском відносяться операції, що здійснюються при додатку механічної енергії у вигляді тиску. В результаті метал деформується і починає текти, подібно рідини. Метал переміщається уздовж поверхні розділу, несучи з собою забруднений шар. Таким чином, в безпосереднє зіткнення вступають свіжі шари матеріалу, які і вступають в хімічну взаємодію.

2. Основні види зварювання

Ручне електродугове зварювання. Електродугове зварювання в даний час є найважливішим видом зварювання металів. Джерелом тепла в даному випадку служить електрична дуга між двома електродами, одним з яких є зварюються заготовки. Електрична дуга є потужним розрядом в газовому середовищі. # 815;

Процес запалювання дуги складається з трьох стадій: коротке замикання електрода на заготівлю, відведення електрода на 3-5 мм і виникнення стійкого дугового розряду. Коротке замикання проводиться з метою розігріву електрода (катода) до температури інтенсивної екзо емісії електронів.

На другій стадії емітовані електродом електрони прискорюються в електричному полі і викликають іонізацію газового проміжку «катод-анод», що призводить до виникнення стійкого дугового розряду. Електрична дуга є концентрованим джерелом тепла з температурою до 6000 ° С. Зварювальні струми досягають 2-3 кА при напрузі дуги (10-50) В. Найбільш часто застосовується дугове зварювання покритим електродом. Це ручна дугова зварка електродом, покритим відповідним складом, мають наступне призначення:

1. Газова і шлаковая захист розплаву від навколишньої атмосфери.

2. Легування матеріалу шва необхідними елементами.

До складу покриттів входять речовини: шлакообразующие — для захисту розплаву оболонкою (оксиди, польові шпати, мармур, крейда); утворюють гази СО2, СН4, ССl4; легирующие — для поліпшення властивостей шва (феррованадий, ферохром, ферротитан, алюміній і ін.); раскислители — для усунення оксидів заліза (Ti, Mn, Al, Si та ін.) Приклад реакції розкислення. Fe2O3 + Al = Al2O3 + Fe.

Що таке зварювання

Мал. 1.26. Ручне зварювання покритим електродом. 1 — деталі, що зварюються, 2 — зварений шов, 3 — флюсова скоринка, 4 — газовий захист, 5 — електрод, 6 — покриття електрода, 7 — зварна ванна

Мал. 1.26 ілюструє зварювання покритим електродом. За згаданою вище схемою між деталями (1) і електродом (6) запалюється зварювальний дуга. Обмазка (5) при розплавленні захищає зварювальний шов від окислення, покращує його властивості шляхом легування. Під дією температури дуги електрод і матеріал заготовки плавляться, утворюючи зварену ванну (7), яка в подальшому кристалізується в зварений шов (2), зверху останній покривається флюсового скоринкою (3), призначеної для захисту шва. Для отримання якісного шва зварювальник має електрод під кутом (15-20) 0 і переміщує його в міру розплавлення вниз для збереження постійної довжини дуги (3-5) мм і вздовж осі шва для заповнення оброблення шва металом. При цьому зазвичай кінцем електрода здійснюють поперечні коливальні рухи для отримання валиків необхідної ширини.

Автоматичне зварювання під флюсом.

Широко застосовують автоматичне зварювання електродом, що плавиться під шаром флюсу. Флюс насипається на виріб шаром товщиною (50-60) мм, в результаті чого дуга горить не в повітрі, а в газовому міхурі, що знаходиться під розплавленому при зварюванні флюсом і ізольованим від безпосереднього контакту з повітрям. Цього достатньо для усунення розбризкування рідкого металу і порушення форми шва навіть при великих токах. При зварюванні під шаром флюсу зазвичай застосовують силу струму до (1000-1200) А, що при відкритій дузі неможливо. Таким чином, парі зварюванні під шаром флюсу можна підвищити зварювальний струм в 4-8 разів у порівнянні зі зварюванням відкритої дугою, зберігши при цьому хорошу якість зварювання при високій продуктивності. При зварюванні під флюсом метал шва утворюється за рахунок розплавлення основного металу (около2 / 3) і лише приблизно 1/3 за рахунок електродного металу. Дуга під шаром флюсу більш стійка, ніж при відкритій дузі. Сварка під шаром флюсу проводиться голою електродної дротом, яка з котушки подається в зону горіння дуги зварювальною голівкою автомата, що переміщується вздовж шва. Попереду головки по трубі в оброблення шва надходить зернистий флюс, який, розплавляючись в процесі зварювання, рівномірно покриває шов, утворюючи тверду скориночку шлаку.

Таким чином, автоматичне зварювання під шаром флюсу відрізняється від ручного зварювання за наступними показниками: стабільна якість шва, продуктивність в (4-8) разів більше, ніж при ручному зварюванні, товщина шару флюсу — (50-60) мм, сила струму — ( 1000-1200) А, оптимальна довжина дуги підтримується автоматично, шов складається на 2/3 з основного металу і на 1/3 дуга горить в газовому міхурі, що забезпечує відмінну якість зварювання.

Електрошлакове зварювання є принципово новим видом процесу з’єднання металів, винайденому і розробленим в ІЕЗ ім. Патона. Зварюються деталі покриваються шлаком, що нагрівається до температури, що перевищує температуру плавлення основного металу і електродного дроту.

На першій стадії процес йде так само, як і при дугового зварювання під флюсом. Після утворення ванни з рідкого шлаку горіння дуги припиняється і оплавлення кромок вироби відбувається за рахунок тепла, що виділяється при проходженні струму через розплав. Електрошлакове зварювання дозволяє зварювати великі товщі металу за один прохід, забезпечує більшу продуктивність, висока якість шва. # 815;

Що таке зварювання

Мал. 1.27. Схема шлаковой зварювання :

1 — деталі, що зварюються, 2 — зварений шов, 3 — розплавлений шлак, 4 — повзуни, 5 — електрод

Схема електрошлакового зварювання показана на рис. 1.27. Зварювання ведуть при вертикальному розташуванні деталей (1), кромки яких так само вертикальні або мають нахил не більше 30 o до вертикалі. Між зварюються деталями встановлюють невеликий зазор, куди насипають порошок шлаку. У початковий момент запалюється дуга між електродом (5) і металевою планкою, яка встановлюється знизу. Дуга розплавляє флюс, який заповнює простір між крайками зварювальних деталей і мідними форми повзунами (4), охолоджуваними водою. Таким чином, з розплавленого флюсу виникає шлаковая ванна (3), після чого дуга шунтується розплавленим шлаком і гасне. У цей момент електродугова плавка переходить в електрошлаковий процес. При проходженні струму через розплавлений шлак виділяється джоулево тепло. Шлакова ванна нагрівається до температур (1600-1700) 0С, що перевищують температуру плавлення основного і електродного металів. Шлаки розплавляє кромки зварювальних деталей і занурений в шлакову ванну електрод. Розплавлений метал стікає на дно шлакової ванни, де і утворює зварювальну ванну. Шлакова ванна надійно захищає зварювальну ванну від навколишньої атмосфери. Після видалення джерела тепла, метал зварювальної ванни кристалізується. Сформований шов покритий шлаковой кіркою, товщина якої досягає 2 мм.

Підвищенню якості шва при електрошлакового зварювання сприяє ряд процесів. На закінчення відзначимо основні переваги електрошлакового зварювання.

— Газові бульбашки, шлак і легкі домішки видаляються із зони зварювання через вертикального розташування зварного пристрою.

— Велика щільність зварного шва.

— Зварений шов менш схильний до утворення тріщин.

— Продуктивність електрошлакового зварювання при великих товщинах матеріалів майже в 20 разів перевищує аналогічний показник автоматичного зварювання під флюсом.

— Можна отримувати шви складної конфігурації. # 815;

— Цей вид зварювання найбільш ефективний при з’єднанні великогабаритних деталей типу корпусів кораблів, мостів, прокатних станів і ін.

Джерелом тепла є потужний пучок електронів з енергією в десятки кілоелектронвольт. Швидкі електрони, проникаючи в заготовку, передають свою енергію електронам і атомам речовини, викликаючи інтенсивний розігрів зварюваного матеріалу до температури плавлення. Процес зварювання здійснюється в вакуумі, що забезпечує високу якість шва. З огляду на те що електронний промінь можна сфокусувати до дуже малих розмірів (менш мікрона в діаметрі), дана технологія є монопольної при зварюванні мікродеталей.

При плазмовому зварюванні джерелом енергії для нагріву матеріалу служить плазма — іонізований газ. Наявність електрично заряджених частинок робить плазму чутливою до впливу електричних полів. В електричному полі електрони і іони прискорюються, тобто збільшують свою енергію, а це еквівалентно нагріванню плазми аж до 20-30 тис. Градусів. Для зварювання використовуються дугові і високочастотні плазмотрони (див. Рис. 1.17 — 1.19). Для зварювання металів, як правило використовують плазмотрони прямої дії, а для зварювання діелектриків і напівпровідників застосовуються плазмотрони побічної дії. Високочастотні плазмотрони (рис. 1.19) так само застосовуються для зварювання. У камері плазмотрона газ розігрівається вихровими струмами, які створюються високочастотними струмами індуктора. Тут немає електродів, тому плазма відрізняється високою чистотою. Факел такої плазми може ефективно використовуватися в зварювальному виробництві.

Спосіб заснований на взаємній дифузії атомів в поверхневих шарах контактуючих матеріалів при високому вакуумі. Висока дифузійна здатність атомів забезпечується нагріванням матеріалу до температури, близької до температури плавлення. Відсутність повітря в камері запобігає утворенню оксидної плівки, яка змогла б стати на заваді дифузії. Надійний контакт між зварюються поверхнями забезпечується механічною обробкою до високого класу чистоти. Стискуюче зусилля, необхідне для збільшення площі дійсного контакту, становить (10-20) МПа.

Технологія дифузійного зварювання полягає в наступному. Зварювані заготовки поміщають у вакуумну камеру і здавлюють невеликим зусиллям. Потім заготовки нагрівають струмом і витримують якийсь час при заданій температурі. Дифузійну зварювання застосовують для з’єднання погано сумісних матеріалів: сталь з чавуном, титаном, вольфрамом, керамікою та ін.

Контактна електричне зварювання.

При електричної контактної зварюванні, або зварюванні опором, нагрів здійснюється пропусканням електричного струму достатньої голки через місце зварювання. Деталі, нагріті електричним струмом до плавлення або пластичного стану, механічно здавлюють або осаджують, що забезпечує хімічну взаємодію атомів металу. Таким чином, контактне зварювання відноситься до групи зварювання тиском. Контактна зварювання є одним з високопродуктивних способів зварювання, вона легко піддається автоматизації і механізації, внаслідок чого широко застосовується в машинобудуванні та будівництві. За формою виконуваних сполук розрізняють три види контактного зварювання: стикове, роликовую (шовний) і точкову.

Стикова контактне зварювання.

Це вид контактного зварювання, при якій з’єднання зварювальних частин відбувається по поверхні, що стикуються торців. Деталі затискають в електродах-губах, потім притискають один до одного сполучаються поверхнями і пропускають зварювальний струм. Стикового зварюванням з’єднують дріт, стрижні, труби, смуги, рейки, ланцюги та ін. Деталі по всій площі їх торців. Існує два способи стикового зварювання:

— Опором: в стику відбувається пластична деформація і з’єднання утворюється без розплавлення металу (температура стиків 0,8-0,9 від температури плавлення).

— Опалювальному: деталі стикаються на початку по окремим невеликим контактним точкам, через які проходить струм високої щільності, що викликає оплавлення деталей. В результаті оплавлення на торці утворюється шар рідкого металу, який при осіданні разом із забрудненнями і окисними плівками видавлюється з стику.

Параметри машин для стикового зварювання

Позначення стовпців: W — потужність машини, Uраб — робоча напруга, продуктивність, F — зусилля стиснення зварюваних деталей, S — площа свариваемой поверхні.

Температура нагріву і стискає тиск при стиковому зварюванні взаємопов’язані. Як випливає з рис. 1.28, зусилля F значно зменшується з ростом температури нагріву заготовок при зварюванні.

Шовне зварювання.

Різновид контактного зварювання, при якій з’єднання елементів виконується внахлестку обертовими дисковими електродами у вигляді безперервного або переривчастого шва. При шовного зварювання освіту безперервного з’єднання (шва) відбувається послідовним перекриттям точок один за одним, для отримання герметичного шва точки перекривають один одного не менше ніж на половину їх діаметру. На практиці застосовується шовна зварювання:

— переривчаста з безперервним обертанням роликів;

— переривчаста з періодичним обертанням.

Що таке зварювання

Мал. 1.28. Залежність температури стикового зварювання від тиску стиснення

Шовна зварювання застосовується в масовому виробництві при виготовленні різних судин. Здійснюється на змінному струмі силою (2000-5000) А. Діаметр роликів дорівнює (40-350) мм, зусилля стиснення зварюваних деталей досягає 0,6 т, швидкість зварювання становить (0,53,5) м / хв.

Точкова контактне зварювання.

При точковому зварюванні з’єднуються деталі зазвичай розташовуються між двома електродами. Під дією натискного механізму електроди щільно стискають зварюються деталі, після чого включається струм. За рахунок проходження струму зварюються деталі швидко нагріваються до температури зварювання. Діаметр розплавленого ядра визначає діаметр зварної точки, зазвичай рівний діаметру контактної поверхні електрода.

Залежно від розташування електродів по відношенню до зварюваних деталей точкове зварювання може бути двосторонній і односторонній.

При точковому зварюванні деталей різної товщини утворюється несиметричне ядро ​​зміщується в бік більш товстої деталі і при великому розходженні в товщині захоплює тонкої деталі. Тому застосовують різні технологічні прийоми, що забезпечують зсув ядра до стикуємими поверхонь, підсилюють нагрівання тонкого листа за рахунок накладок, створюють рельєф на тонкому аркуші, застосовують більш масивні електроди з боку товстої деталі та ін.

Різновидом точкового зварювання є рельєфна зварювання, коли первинний контакт деталей відбувається по заздалегідь підготовленим виступам (рельєфів). Струм, проходячи через місце торкання всіх рельєфів з нижньої деталлю, нагріває їх і частково розплавляє. Під тиском рельєфи деформуються, і верхня деталь стає плоскою. Цей спосіб застосовують для зварювання деталей невеликих розмірів. У табл. 1.5 наведені характеристики машин для точкового зварювання.

Характеристики машин для точкового зварювання

Позначення стовпців: W — потужність машини, Ірабу — робоча напруга, D — діаметр електрода, F — зусилля стиснення зварюваних деталей, сварок на годину — продуктивність.

Точкова конденсаторная зварювання.

Одним з поширених видів контактного зварювання є конденсаторна зварювання або зварювання запасеної енергією, накопиченої в електричних конденсаторах. Енергія в конденсаторах накопичується при їх зарядці від джерела постійної напруги (генератора або випрямляча), а потім в процесі розрядки перетворюється в теплоту, яка використовується для зварювання. Накопичену в конденсаторах енергію можна регулювати зміною ємності конденсатора (С) і напруги зарядки (U). # 815;

Існує два види конденсаторного зварювання:

— бестрансформаторная (конденсатори розряджаються безпосередньо на деталі, що зварюються);

— трансформаторна (конденсатор розряджається на первинну обмотку зварювального трансформатора, у вторинному ланцюзі якого знаходяться попередньо стислі зварюються деталі).

Принципова схема конденсаторного зварювання приведена на рис. 1.29.

Що таке зварювання

Мал. 1.29. Принципова схема пристрою для конденсаторного зварювання. Тр — трансформатор, що підвищує, В — випрямляч, С — конденсатор ємністю 500 мкФ, Rк — опір деталей, що зварюються, К — ключ-перемикач

У положенні перемикача 1 конденсатор заряджається до напруги U0. При перекладі перемикача в поз. 2 конденсатор розряджається через контактний опір деталей, що зварюються. При цьому виникає потужний імпульс струму.

Напруга з конденсатора подається на заготовку через точкові контакти площею

2 мм. Виникає при цьому імпульс струму відповідно до закону Джоуля-Ленца розігріває область контакту до робочої температури зварювання. Для забезпечення надійного притискання поверхонь, що зварюються через точкові електроди на деталі передається механічне напруження близько 100 МПа.

Основне застосування конденсаторного зварювання полягає в з’єднанні металів і сплавів малої товщини. Перевагою конденсаторного зварювання є незначна споживана потужність.

Для визначення ефективності зварювання оцінимо максимальну температуру в області контакту зварюваних деталей (Тmax).

З огляду на те що тривалість імпульсу розрядного струму не перевищує 10 -6 с, розрахунок проведено в адіабатичному наближенні, тобто нехтуючи теплоотводом з області протікання струму. # 815;

Принцип контактного нагріву деталей представлений на рис. 1.30.

Що таке зварювання

Мал. 1.30. Принцип контактного зварювання. 1 — зварювані деталі товщиною d = 5 * 10 -2 см, 2 — електроди площею S = 3 * 10 -2 см. З — конденсатор ємністю 500 мкФ, Rк — контактний опір

Перевагою конденсаторного зварювання є незначна споживана потужність, яка становить (0,1-0,2) кВА. Тривалість імпульсу зварювального струму — тисячні частки секунди. Діапазон зварювальних товщин металу знаходиться в межах від 0,005 мм до 1 мм. Конденсаторне зварювання дозволяє успішно поєднувати метали малої товщини, дрібні деталі і мікродеталі, погано помітні неозброєним оком і вимагають при складанні застосування оптичних приладів. Цей прогресивний спосіб зварювання знайшов застосування у виробництві приладів і авіаційних приладів, годинникових механізмів, фотоапаратів і т.д.

З’єднання заготовок при холодному зварюванні здійснюється шляхом пластичного деформування при кімнатній і навіть при негативних температурах. Освіта нероз’ємного з’єднання відбувається в результаті виникнення металевого зв’язку при зближенні сопрікосающіхся поверхонь до відстані, при якому можлива дія міжатомних сил, причому в результаті великого зусилля стиснення плівка окислів розривається і утворюються чисті поверхні металів. # 815;

Зварювані поверхні повинні бути ретельно очищені від адсорбованих домішок і жирових плівок. Холодної зварюванням можуть бути виконані точкові, шовні та стикові з’єднання.

На рис. 1.31 представлений процес холодної точкового зварювання. Листи металу (1) з ретельно зачищеною поверхнею в місці зварювання поміщають між пуансоном (2), що мають виступи (3). Пуансона стискають з деяким зусиллям Р, виступи (3) вдавлюються в метал на всю їх висоту, поки опорні поверхні (4) пуансонов НЕ упрутся в зовнішню поверхню зварюються заготовок.

Що таке зварювання

Мал. 1.31. Схема холодного зварювання

Холодної зварюванням виконують з’єднання дротів, шин, труб внахлест і встик. Тиск вибирають в залежності від складу і товщини зварюваного матеріалу, в середньому вона становить (1-3) ГПа.

Цим способом переважно зварюють поздовжні шви труб в процесі їх виготовлення на безперервних станах і наплавляют тверді сплави на сталеві підстави при виготовленні різців, бурових доліт та іншого інструменту.

При цьому способі метал нагрівається пропусканням через нього струмів високої частоти і стискається. Індукційна зварювання зручна тим, що вона безконтактних, струми високої частоти локалізуються поблизу поверхні нагріваються заготовок. Подібні установки працюють таким чином. Струм високочастотного генератора підводиться до індуктора, який індукує вихрові струми в заготівлі, і труба розігрівається. Стани подібного типу успішно застосовують для виготовлення труб діаметром (12-60) мм зі швидкістю до 50 м / хв. Харчування струмом проводиться від лампових генераторів потужністю до 260 кВт при частоті 440 кГц і 880 кГц. Виготовляються так само труби великих діаметрів (325 мм і 426 мм) з товщиною стінки (7-8) мм, зі швидкістю зварювання до (30-40) м / хв.

Особливості зварювання різних металів і сплавів

Під зварюваністю розуміють здатність металів і сплавів утворювати з’єднання з тими ж властивостями, що і зварюються метали, і не мати дефектів у вигляді тріщин пір, каверн і неметалевих включень.

При зварюванні майже завжди виникають залишкові зварювальні напруги (як правило, розтягують в шві і стискають в основному металі). Для стабілізації властивостей з’єднання необхідно знизити ці напруги.

Сварка вуглецевих сталей.

Електродугове зварювання вуглецевих і легованих сталей ведеться електродними матеріалами, що забезпечують необхідні механічні властивості. Основні труднощі при цьому полягає в загартуванні околошовной зони і в освіті тріщин. Для попередження утворення тріщин рекомендується:

1) проводити підігрів виробів до температур (100-300) 0С;

2) замінювати однослойную зварювання багатошарової;

3) застосовувати електроди з покриттям (зварювання ведуть на постійному струмі зворотної полярності);

4) проводити відпустку вироби після зварювання до температури 300 0С.

Сварка високохромистих сталей.

Високохромисті стали, містять (12-28)% Cr, мають нержавіючими і жароміцних властивостями. Залежно від вмісту хрому та вуглецю високохромисті стали по структурі діляться на ферритові, феррітно- мартенситні і мартенситні.

Труднощі при зварюванні феритових сталей пов’язані з тим, що в процесі охолодження в області 1000 0С можливе випадання на кордонах зерен карбіду хрому. Це знижує корозійну стійкість сталі. Для запобігання вказаних явищ необхідно:

1) застосовувати знижені значення струму з метою забезпечення високих швидкостей охолодження при зварювання;

2) вводити в сталь сильні карбідообразователі (Ti, Cr, Zr, V);

3) проводити відпал після зварювання при 900 0С для вирівнювання вмісту хрому в зернах і на кордонах.

Феррито-мартенситні і мартенситні стали рекомендується зварювати з підігрівом до (200-300) 0С.

Сварка чавуну виробляється з підігрівом до (400-600) 0С. Зварювання ведуть чавунними електродами діаметром (8-25) мм. Хороші результати дає дифузійна зварювання чавуну з чавуном і чавуну зі сталлю.

Сварка міді і її сплавів.

На зварюваність міді негативний вплив роблять домішки кисню, водню, свинцю. Найбільш поширена газове зварювання. Перспективна дугова зварка вугільними і металевими електродами.

Зварюванні перешкоджає оксидна плівка Al2O3. Тільки застосування флюсів (NaCl, RCl, LiF) дозволяє розчинити оксид алюмінію і забезпечити нормальне формування зварного шва. Добре зварюється алюміній дифузійної зварюванням.

Сварка це:

Що таке зварювання

Що таке зварювання

Зварювальник за роботою

Сварка  — це технологічний процес отримання нероз’ємного з’єднання за допомогою встановлення міжатомних і міжмолекулярних зв’язків між зварювальних частин виробу при їх нагріванні (місцевому або загальному), та / або пластичній деформації.

Сварка застосовується для з’єднання металів та їх сплавів, термопластів у всіх областях виробництва і в медицині.

При зварюванні використовуються різні джерела енергії: електрична дуга. електричний струм, газове полум’я, лазерне випромінювання. електронний промінь, тертя. ультразвук. Розвиток технологій дозволяє в даний час здійснювати зварювання не тільки в умовах промислових підприємствах, але в польових і монтажних умовах (в степу, в поле, у відкритому морі і т. П.), Під водою і навіть в космосі. Процес зварювання пов’язаний з небезпекою загорянь; уражень електричним струмом; отруєнь шкідливими газами; ураженням очей та інших частин тіла тепловим, ультрафіолетовим, інфрачервоним випромінюванням і бризками розплавленого металу.

зміст

Класифікація зварювання металів [1]

ГОСТ 19521-74 [2] встановлює класифікацію зварювання металів за основними фізичним, технічним і технологічним ознаками.

Фізичні ознаки, в залежності від форми енергії, яка використовується для утворення зварного з’єднання, підрозділяються на три класи:

  • Термічний клас: види зварювання, здійснювані плавленням з використанням теплової енергії.
  • Термомеханический клас: види зварювання, здійснювані з використанням теплової енергії і тиску.
  • Механічний клас: види зварювання, здійснювані з використанням механічної енергії і тиску.

До технічних ознак належать: спосіб захисту металу в зоні зварювання, безперервність зварювання, ступінь механізації зварювання.

Технологічні ознаки встановлені ГОСТ 19521-74 для кожного способу зварювання окремо.

термічний клас

зварювальний дуга

Зварювальної дугою називають тривалий потужний електричний розряд в іонізованій середовищі. При цьому початкова фаза середовища може бути будь-який: твердої, наприклад, зварювальний флюс; рідкої, наприклад, вода; газоподібної, наприклад, аргон; плазмової.

Температура в стовпі зварювальної дуги коливається від 5000 до 12 000 К і залежить від складу газового середовища дуги, матеріалу, діаметра електрода і щільності струму. Температуру наближено можна визначити за формулою, запропонованою академіком АН УРСР К. К. Хреновим. Tст = 810 × Uдейств. де Tст — температура стовпа дуги, K; Uдейств — діючий потенціал іонізації, V. [Джерело не вказано 138 днів ]

електродугове зварювання

Що таке зварювання

Що таке зварювання

Міст Патона — перший в світі суцільнозварний міст. Київ. 1953 рік

Джерелом теплоти є електрична дуга. що виникає між торцем електрода і зварюваних виробом при протіканні зварювального струму в результаті замикання зовнішньої ланцюга електрозварювального апарату. Опір електричної дуги більше, ніж опір зварювального електрода і проводів, тому більша частина теплової енергії електричного струму виділяється саме в плазму електричної дуги. Цей постійний приплив теплової енергії підтримує плазму (електричну дугу) від розпаду.

Вирізняється тепло (в тому числі за рахунок теплового випромінювання з плазми) нагріває торець електрода і оплавляє зварюються поверхні, що призводить до утворення зварювальної ванни — обсягу рідкого металу. У процесі охолодження і кристалізації зварювальної ванни утворюється зварне з’єднання. Основними різновидами зварки є: ручна дугова зварка, зварювання неплавким електродом, зварювання, що плавиться, зварювання під флюсом, електрошлакове зварювання.

Зварювання неплавким електродом

В англомовній літературі відомо як en: gas tungsten arc welding ( GTA welding, TGAW ) або tungsten inert gas welding ( TIG welding, TIGW ), В німецькомовній літературі — de: wolfram-inertgasschweißen ( WIG ).

Як електрод використовується стрижень, виготовлений з графіту або вольфраму. температура плавлення яких вища за температуру, до якої вони нагріваються при зварюванні. Сварка найчастіше проводиться в середовищі захисного газу (аргон. Гелій. Азот і їх суміші) для захисту шва і електрода від впливу атмосфери, а також для стійкого горіння дуги. Зварювання можна проводити як без, так і з присадним матеріалом. В якості присадочного матеріалу використовуються металеві прутки, дріт, смуги. [3]

Напівавтоматичне зварювання дротом в захисних газах

В англомовній іноземній літературі іменується як en: gas metal arc welding ( GMA welding, GMAW ), В німецькомовній літературі — de: metallschutzgasschweißen ( MSG ). Розділяють зварювання в атмосфері інертного газу ( metal inert gas, MIG ) І в атмосфері активного газу ( metal active gas, MAG ).

Як електрод використовується металевий дріт, до якої через спеціальне пристосування (струмопровідний наконечник) підводиться струм. Електрична дуга розплавляє дріт, і для забезпечення постійної довжини дуги дріт подається автоматично механізмом подачі дроту. Для захисту від атмосфери застосовуються захисні гази (аргон. Гелій. Вуглекислий газ і їх суміші), що подаються зі зварювальної головки разом з електродним дротом. Слід зауважити, що вуглекислий газ є активним газом — при високих температурах відбувається його дисоціація з виділенням кисню. Що виділився кисень окисляє метал. У зв’язку з цим доводиться в зварювальний дріт вводити раскислители (такі, як марганець і кремній). Іншим наслідком впливу кисню, також пов’язаним з окисленням, є різке зниження поверхневого натягу, що приводить, серед іншого, до більш інтенсивного розбризкування металу, ніж при зварюванні в аргоні або гелії.

Ручна дугова зварка

В англомовній літературі іменується en: shielded metal arc welding ( SMA welding, SMAW ) або manual metal arc welding ( MMA welding, MMAW ).

Для зварювання використовують електрод з нанесеним на його поверхню покриттям (обмазкою).

При плавленні обмазки утворюється захисний шар, що відокремлює зону зварювання від атмосферних газів (азоту. Кисню), і сприяє легування шва, підвищенню стабільності горіння дуги, видалення неметалевих включень з металу шва, формуванню шва і т. Д. В залежності від типу електрода і зварюваних матеріалів електрозварювання виробляється постійним струмом обох полярностей або змінним струмом.

Ручна (TIG) і напівавтоматична (MIG, MAG) імпульсна зварка алюмінію є більш складним процесом, ніж електродугове зварювання чорних металів. Причиною тому — унікальні властивості алюмінієвих сплавів, за які вони і цінуються.

Зварювання під флюсом

В англомовній іноземній літературі іменується як SAW. У цьому виді зварювання кінець електроду (у вигляді металевого дроту або стрижня) подається під шар флюсу. Горіння дуги відбувається в газовому міхурі, що знаходиться між металом і шаром флюсу, завдяки чому покращується захист металу від шкідливого впливу атмосфери і збільшується глибина проплавлення металу.

Газопламенная зварювання

Що таке зварювання

Що таке зварювання

Що таке зварювання

Зварювальник, 1942 рік

Джерелом теплоти є газовий факел, що утворюється при згоранні суміші кисню і пального газу. Як горючий газ можуть бути використані ацетилен. МАФ. пропан. бутан. блаугаз, водень. гас. бензин. бензол і їх суміші. Тепло, що виділяється при горінні суміші кисню і пального газу, розплавляє зварювані поверхні і присадний матеріал з утворенням зварювальної ванни. Полум’я може бути окислювальним. «Нейтральним» або відновлювальних (Науглероживается), це регулюється співвідношенням кисню і пального газу.

  • В останні роки [коли? ] В якості замінника ацетилену застосовується новий вид палива — скраплений газ МАФ (метилацетилен-алленова фракція). МАФ забезпечує високу швидкість зварювання і високу якість зварювального шва, але вимагає застосування присадного дроту з підвищеним вмістом марганцю і кремнію (СВ08ГС, СВ08Г2С). МАФ набагато безпечніше ацетилену, в 2-3 рази дешевше і зручніше при транспортуванні. Завдяки високій температурі згоряння газу в кисні (227 ° C) і високому тепловиділенню (20 800 ккал / м³), газове різання з використанням МАФ набагато ефективніше різання з використанням інших газів, в тому числі і ацетилену.
  • Величезний інтерес представляє використання для газового зварювання диціану. з огляду на його досить високу температуру згоряння (4500 ° C). Перешкодою до розширеного застосування диціану для зварювання та різання є його підвищена токсичність. З іншого боку, ефективність диціану вельми висока і порівнянна з електричною дугою, і тому диціан представляє значну перспективу для подальшого прогресу у розвитку газополум’яної обробки. Полум’я диціану з киснем, що закінчується з зварювального пальника, має різкі обриси, дуже інертно до оброблюваного металу, короткий і має пурпурно-фіолетового відтінку. Оброблюваний метал (сталь) буквально «тече», і при використанні диціану допустимі дуже великі швидкості зварювання і різання металу.
  • Значним прогресом у розвитку газополум’яної обробки з використанням рідких горючих може дати застосування ацетілендінітріла і його сумішей з вуглеводнями зважаючи найвищої температури згоряння (5000 ° C). Ацетілендінітріл схильний при сильному нагріванні до вибухового розкладання, але в складі сумішей з вуглеводнями набагато стабільніший. В даний час виробництво ацетілендінітріла дуже обмежена і вартість його висока, але при розвитку виробництва ацетілендінітріл може досить відчутно розвинути області застосування газополум’яноїобробки у всіх її областях застосування.

електрошлакове зварювання

Джерелом теплоти служить флюс. що знаходиться між зварюються виробами, що розігрівається проходять через нього електричним струмом. При цьому теплота, що виділяється флюсом, розплавляє кромки зварювальних деталей і присадні дріт. Спосіб знаходить своє застосування при зварюванні вертикальних швів товстостінних виробів.

Термітне зварювання

У більшості випадків термітна зварювання відноситься до термічного класу. Проте, зустрічаються технологічні процеси, які відносяться до термомеханічної класу — наприклад, термитно-пресова зварювання.

плазмова зварювання

Джерелом теплоти є плазмовий струмінь, що отримується при іонізації робочого газу в проміжку між електродами. Одним з електродів може бути саме виріб, що зварюється, або обидва електроди можуть перебувати в плазмової пальнику — плазмотроне . Струмінь плазми стискується і прискорюється під дією електромагнітних сил, надаючи на виріб, що зварюється як теплове, так і газодинамічне вплив. Крім власне зварювання, цей спосіб часто використовується для технологічних операцій наплавлення. напилення і різання. Процес плазмового різання заснований на використанні повітряно-плазмового дуги постійного струму прямої дії (електрод-катод, розрізається метал-анод). Сутність процесу полягає в місцевому плавленні і видування розплавленого металу з утворенням порожнини різу при переміщенні різака щодо металу, що розрізає.

Електронно-променеве зварювання

Джерелом теплоти є електронний промінь, що отримується за рахунок термоелектронної емісії з катода електронної гармати. Сварка ведеться в високому вакуумі (10 -3 — 10 -4 Па) в вакуумних камерах. Відома також технологія зварювання електронним променем у атмосфері нормального тиску, коли електронний промінь залишає область вакууму безпосередньо перед зварюються деталями.

Сварка електронним променем має значні переваги:

  • Висока концентрація введення теплоти в виріб, яка виділяється не тільки на поверхні виробу, а й на деякій глибині в обсязі основного металу. Фокусуванням електронного променя можна отримати пляма нагріву діаметром 0,0002 … 5 мм, що дозволяє за один прохід зварювати метали товщиною від десятих часток міліметра до 200 мм. В результаті можна отримати шви, в яких співвідношення глибини провару до ширини до 20: 1 і більше. З’являється можливість зварювання тугоплавких металів (вольфраму, танталу і ін.), Кераміки і т. Д. Зменшення протяжності зони термічного впливу знижує ймовірність рекристалізації основного металу в цій зоні.
  • Мала кількість введеної теплоти. Як правило, для отримання рівної глибини проплавлення при електронно-променевого зварювання потрібно вводити теплоти в 4-5 разів менше, ніж при дугового. В результаті різко знижуються жолоблення виробу.
  • Відсутність насичення розплавленого і нагрітого металу газами. Навпаки, в цілому ряді випадків спостерігається дегазація металу шва і підвищення його пластичних властивостей. В результаті досягається висока якість зварних з’єднань на хімічно активних металах і сплавах, таких як ніобій. цирконій. титан. молібден та ін. Хороша якість електронно-променевого зварювання досягається також на низьковуглецевих, корозійно-стійких сталях, міді та мідних, нікелевих, алюмінієвих сплавах.

Недоліки електронно-променевого зварювання:

  • Можливість утворення несплавлення і порожнин в корені шва на металах з великою теплопровідністю і швах з великим відношенням глибини до ширини;
  • Для створення вакууму в робочій камері після завантаження виробів потрібен тривалий час.

Лазерне зварювання

На жаль, в вашому браузері відключений JavaScript, або немає необхідного програвача.
Ви можете завантажити ролик або завантажити програвач для відтворення ролика в браузері.

Що таке зварювання

Лазерне зварювання двері автомобіля

Джерелом теплоти служить лазерний промінь. Застосовують лазерні установки всіх видів. Висока концентрація енергії, велика швидкість лазерного зварювання в порівнянні з дуговими способами, незначне теплове вплив на околошовной зону внаслідок високих швидкостей нагріву і охолодження металу істотно підвищують опірність більшості конструкційних матеріалів утворення гарячих і холодних тріщин. Це забезпечує високу якість зварних з’єднань з матеріалів, погано зварюються іншими способами зварювання.

Лазерну зварювання виробляють на повітрі або в середовищі захисних газів: аргону, СО2. Вакуум, як при електронно-променевого зварювання, не потрібен, тому лазерним променем можна зварювати великогабаритні конструкції. Лазерний промінь легко управляється і регулюється, за допомогою дзеркальних оптичних систем легко транспортується і направляється в важкодоступні для інших способів місця. На відміну від електронного променя і електричної дуги на нього не впливають магнітні поля, що забезпечує стабільне формування шва. Через високу концентрацію енергії (в плямі діаметром 0,1 мм і менше) в процесі лазерного зварювання обсяг зварювальної ванни невеликий, мала ширина зони термічного впливу, високі швидкості нагріву і охолодження. Це забезпечує високу технологічну міцність зварних з’єднань, невеликі деформації зварних конструкцій [4].

Стикова зварювання пластмас опалювальному

Джерелом теплоти служить плоский нагрівальний елемент, покритий PTFE. Сварка ділиться на 5 етапів: нагрівання під тиском, прогрів маси, висновок нагрівального елементу, зварювання, затвердіння.

Сварка із закладними нагрівальними елементами

Застосовується для зварювання поліетиленових труб. Джерелом теплоти служить елементи опору запаяні в зварений муфті. При зварюванні з заставними електронагрівачами поліетиленові труби з’єднуються між собою за допомогою спеціальних пластмасових сполучних деталей, що мають на внутрішній поверхні вбудовану електричну спіраль з металевого дроту. Отримання зварного з’єднання відбувається в результаті розплавлення поліетилену на з’єднуються поверхнях труб і деталей (муфт, відводів, трійників сідлових відводів) за рахунок тепла, що виділяється при протіканні електричного струму по дроті спіралі, і подальшому природному охолодженні з’єднання.

термомеханический клас

Контактна зварка

При зварюванні відбуваються два послідовні процеси: нагрівання зварюваних виробів до пластичного стану і їх спільне пластичне деформування. Основними різновидами контактного зварювання є: точкова контактне зварювання. Стикова зварювання, рельєфна зварювання, шовна зварювання.

Точкова зварка

При точковому зварюванні деталі затискаються в електродах зварювальної машини або спеціальних зварювальних кліщів. Після цього між електродами починає протікати великий струм, який розігріває метал деталей в місці їх контакту до температур плавлення. Потім струм відключається і здійснюється «проковка» за рахунок збільшення сили стиснення електродів. Метал кристалізується при стислих електродах і утворюється зварне з’єднання.

стикова зварювання

Заготовки зварюють по всій площині їх торкання. Залежно від марки металу, площі перетину заготовок і вимог до якості з’єднання стикове зварювання можна виконувати одним із способів.

Стикова зварювання опором

Заготовки, встановлені і закріплені в стикового машині, притискають одну до іншої зусиллям певної величини, після чого по них пропускають електричний струм. При нагріванні металу в зоні зварювання до пластичного стану відбувається осаду. Струм вимикають до закінчення опади. Даний спосіб зварювання вимагає механічної обробки і ретельної зачистки поверхонь торців заготовок.

Нерівномірність нагрівання і окислення металу на торцях заготовок знижують якість зварювання опором, що обмежує область її застосування. Зі збільшенням перетину заготовок якість зварювання знижується особливо помітно, головним чином через утворення окислів в стику.

Стикова зварювання безперервним оплавленням

Що таке зварювання

Що таке зварювання

Контактна зварювання безперервним оплавленням труби газопроводу діаметром 1420 мм в Пскові на заводі ТЕСО

Складається з двох стадій: оплавлення і осідання. Заготовки встановлюють в затискачах машини, потім включають струм і повільно зближують їх. При цьому торці заготовок стосуються в одній або декількох точках. У місцях торкання утворюються перемички, які миттєво випаровуються і вибухають. Вибухи супроводжуються характерним викидом з стику дрібних крапель розплавленого металу. Пари, що утворюються металу грають роль захисної атмосфери і зменшують окислення розплавленого металу. При подальшому зближенні заготовок освіту і вибух перемичок відбуваються на інших ділянках торців. В результаті заготовки прогріваються в глибину, а на торцях виникає тонкий шар розплавленого металу, який полегшує видалення окислів з стику. В процесі оплавлення заготовки коротшають на заданий припуск. Оплавлення має бути стійким (безперервне протікання струму при відсутності короткого замикання заготовок), особливо перед осадкою.

При осаді швидкість зближення заготовок різко збільшують, здійснюючи при цьому пластичну деформацію на заданий припуск. Перехід від оплавлення до осаді повинен бути миттєвим, без найменшої перерви. Осадку починають при включеному струмі і завершують при вимкненому.

Стикова зварювання безперервним оплавленням забезпечує рівномірний прогрів заготовок по перетину, торці заготовок перед зварюванням не вимагають ретельної підготовки, можна зварювати заготовки з перерізом складної форми і великою площею, а також різнорідні метали і дозволяє отримувати стабільну якість стиків. Її суттєвою перевагою є також можливість порівняно легко автоматизувати процес.

Стикового зварювання оплавленням застосовують для з’єднання заготовок перерізом до 0,1 м². Типовими виробами є елементи трубчастих конструкцій, колеса, рейки, залізобетонна арматура, листи, труби.

рельєфна зварювання

На деталях для зварювання попередньо створюють рельєфи — локальні піднесення на поверхні розміром кілька міліметрів в діаметрі. При зварюванні контакт деталей відбувається по рельєфів, які розплавляються, що проходить через них, зварювальним струмом. При цьому відбувається пластична деформація рельєфів, видавлюються оксиди і забруднення. Після припинення протікання зварювального струму відбувається кристалізація розплавленого металу і утворення сполуки. Перевагою даного виду зварювання є можливість отримання за один цикл декількох зварних з’єднань високої якості.

Дифузійне зварювання

Сварка здійснюється за рахунок дифузії — взаємного проникнення атомів зварюються при підвищеній температурі. Зварювання проводять у вакуумній установці, нагріваючи місця з’єднання до 800 ° C. Замість вакууму може бути використане середовище захисних газів. Методом дифузійної зварювання можна користуватися при створенні з’єднань з різнорідних металів. відрізняються за своїми фізико-хімічними властивостями, виготовляти вироби з багатошарових композитних матеріалів.

Спосіб був розроблений в 1950-х роках Н. Ф. Козаковим.

Ковальська зварювання

Перший в історії вид зварювання. З’єднання матеріалів здійснюється за рахунок виникнення міжатомних зв’язків при пластичній деформації інструментом (кувальним молотом). В даний час в промисловості практично не використовується.

Сварка високочастотними струмами

Джерелом теплоти служить високочастотний струм, що проходить між зварюються виробами. При подальшому пластичній деформації і охолодженні утворюється зварне з’єднання.

зварювання тертям

Існує кілька схем зварювання тертям. першою з’явилася співісна. Суть процесу полягає в наступному: на спеціальному обладнанні (машині зварювання тертям) одна з деталей, що зварюються встановлюється в обертовий патрон. друга кріпиться в нерухомий супорт. який має можливість переміщення вздовж осі. Деталь, встановлена ​​в патрон, починає обертатися, а деталь, встановлена ​​в супорті, наближається до першої і досить великим тиском впливає на неї. В результаті тертя одного торця про інший відбувається знос поверхонь і шари металу різних деталей наближаються одна до одної на відстані, співмірні розміром атомів. Починають діяти атомні зв’язку (утворюються і руйнуються загальні атомні хмари), в результаті виникає теплова енергія, яка нагріває в локальній зоні кінці заготовок до температури кування. Після досягнення необхідних параметрів патрон різко зупиняється, а супорт продовжує тиснути ще якийсь час, в результаті утворюється нероз’ємне з’єднання. Сварка відбувається в твердій фазі, аналогічно ковальської сковування.

На жаль, в вашому браузері відключений JavaScript, або немає необхідного програвача.
Ви можете завантажити ролик або завантажити програвач для відтворення ролика в браузері.

Що таке зварювання

Спосіб досить економічний. Автоматизовані установки для зварювання тертям споживають електроенергії в  разів менше, ніж установки для контактного зварювання. З’єднуються деталі за лічені секунди, при цьому практично немає газових виділень. За інших перевагах виходить високу якість зварювання, так як не виникає пористості, включень, раковин. При сталості режимів, які забезпечуються автоматикою обладнання, забезпечується сталість якості зварного з’єднання, що, в свою чергу, дозволяє виключити дорогий 100% -й контроль при забезпеченні якості. До недоліків слід віднести:

  • складність необхідного обладнання;
  • вузький спектр застосування методу (зварюються тіла обертання в стик);
  • неможливість застосування в невиробничих умовах;
  • діаметри зварюваних деталей від 4 до 250 мм.

Спосіб дозволяє зварювати різнорідні матеріали: мідь і алюміній. мідь і сталь. алюміній і сталь. в тому числі ті, що неможливо зварити іншими способами.

Ідея зварювати деталі тертям була висловлена ​​токарем -ізобретателем А. І. Чудикова. У 1950-ті роки на простому токарному верстаті йому вдалося міцно з’єднати два стержня з низьковуглецевої сталі.

На сьогоднішній день існує декілька схем зварювання тертям: такі як аксіальна, перемішуванням (що дозволяє зварювати нерухомі деталі), інерційна і ін.

механічний клас

зварювання вибухом

Сварка здійснюється зближенням атомів зварюються на відстань дії міжатомних сил за рахунок енергії, що виділяється при вибуху. За допомогою даного способу зварювання часто отримують біметали.

Ультразвукове зварювання металів

Сварка здійснюється зближенням атомів зварюються металевих виробів на відстань дії міжатомних сил за рахунок енергії ультразвукових коливань, що вводяться в матеріали. Ультразвукове зварювання характеризується рядом позитивних якостей, що незважаючи на високу вартість обладнання, обумовлює її застосування у виробництві мікросхем (зварювання провідників з контактними майданчиками), прецизійних виробів, зварювання металів різних типів і металів з неметалами.

Холодне зварювання

Що таке зварювання

Що таке зварювання

Схема точкової холодної зварювання

Холодне зварювання являє собою з’єднання однорідних або неоднорідних металів при температурі нижче мінімальної температури рекристалізації; зварювання відбувається завдяки пластичної деформації зварюваних металів в зоні стику під впливом механічного зусилля. Холодне зварювання може бути стикового, точкового і шовного [5].
Міцність з’єднання істотно залежить від зусилля стиснення і ступеня деформації деталей, що зварюються.

Сварка в мистецтві

Сварка часто зустрічається як предмет соціалістичного реалізму.

Що таке зварювання

Що таке зварювання

Дивитися що таке «Зварювання» в інших словниках:

Сварка — — отримання нероз’ємних з’єднань за допомогою встановлення міжатомних зв’язків між сполучаються частинами при їх нагріванні і (або) пластичній деформації. [ГОСТ 2601 84] Сварка — отримання нероз’ємних з’єднань за допомогою … … Енциклопедія термінів, визначень і пояснень будівельних матеріалів

Сварка — сталевого каркаса майбутнього хмарочоса. ЗВАРЮВАННЯ, процес отримання нероз’ємного з’єднання деталей з металів, кераміки, пластмас, скла та інших матеріалів або їх поєднань (наприклад, скла з металом) найчастіше шляхом місцевого або загального … … Ілюстрований енциклопедичний словник

ЗВАРЮВАННЯ — ЗВАРЮВАННЯ, зварювання, дружин. (Тех.). З’єднання металевих частин шляхом заливання проміжків між ними розплавленим металом. Автогенна зварювання. || З’єднання металевих частин, нагрітих до високої температури, шляхом кування або стискання їх. … … Тлумачний словник Ушакова

ЗВАРЮВАННЯ — технологічний процес отримання нероз’ємних з’єднань твердих матеріалів з металу і неметалла (скла, кераміки, пластмас і ін.) Шляхом утворення міжатомних зв’язків між сполучаються частинами при їх нагріванні (плавленні) або пластичному … … Велика політехнічна енциклопедія

ЗВАРЮВАННЯ — процес з’єднання метал. частин шляхом нагрівання місця з’єднання до пластичного стану або розплавлення. У першому випадку (С. тиском) після нагрівання виробляється проковка або сильне стиснення зварюваних кінців, у другому (С. плавленням) … … Технічний залізничний словник

зварювання — Отримання нероз’ємних з’єднань за допомогою встановлення міжатомних зв’язків між сполучаються частинами при їх нагріванні і (або) пластичній деформації [ГОСТ 2601 84] зварювання Процес отримання нероз’ємних з’єднань за допомогою встановлення … … Довідник технічного перекладача

зварювання — автоген, зварювання, з’єднання, состиковиваніе Словник російських синонімів. зварювання ім. кол під синонімів: 20 • автоген (2) • … Словник синонімів

ЗВАРЮВАННЯ — процес отримання нероз’ємного з’єднання деталей машин, конструкцій і споруд при їх місцевому або загальному нагріванні, пластичній деформації або при спільній дії того й іншого в результаті встановлення міжатомних зв’язків в місці їх … … Великий Енциклопедичний словник

ЗВАРЮВАННЯ — ЗВАРЮВАННЯ, процес з’єднання металевих деталей, як правило, за допомогою регульованого плавлення. Автомашини, побутова техніка, мости, електронні прилади це тільки частина об’єктів, в яких містяться деталі, з’єднані зварюванням. Зварювальні … … Науково-технічний енциклопедичний словник

зварювання — зварити, зварю, звариш; зварений; сов. Тлумачний словник Ожегова. С.І. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Тлумачний словник Ожегова

ЗВАРЮВАННЯ — (Welding) спосіб з’єднання металевих частин шляхом дотику при розплавленні цих частин (С. плавленням) або при приведенні їх в тістоподібне стан з подальшою куванням (С. тиском). Остання застосовується до металів (залізо, сталь) … Морський словник


Внимание, только СЕГОДНЯ!
Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *