Все о сварке

Введение сварка


Реферат Технология Сварка Виды сварок

Содержание : 1) Введение 2) Химическая сварка а) газовая сварка б) термитная сварка 3) Механическая сварка 4) Электрическая сварка а) контактная сварка б)дуговая сварка в) аргоннодуговая сварка вольфрамовым электродом д) ручная дуговая сварка угольным электродом дугой прямого действия е) ручная дуговая сварка угольным электродом дугой косвенного действия 5) Источникм питания для сварки а) сварочные трансформаторы б) выпрямители 6) Применяемые сварочные материалы а) сварочные электроды 7) Электро- и газо- сварочные работы 8) Заключение 9) Список литературы Сваркой называют технологический процесс получения механически неразъемных соединений, характеризующихся непрерывностью структур – непрерывной структурной связью. Это технологический процесс, с помощью которого изготавливаются все основные конструкции гидротехнических сооружений, паровых и атомных электростанций, автодорожные, городские и железнодорожные мосты, вагоны, наводные и подводные корабли, строительные металлоконструкции, всевозможные подъемные краны и многие другие изделия. Если некоторое время тому назад конструкции изготавливались в основном из относительно просто сваривающихся материалов, то в настоящее время, наряду с традиционными, для сварных конструкций применяются материалы с весьма различными физическими характеристиками: коррозионно-стойкие и жаропрочные стали и сплавы, никелевые и медные сплавы с особыми свойствами, лёгкие сплавы на алюминиевой о магниевой основах, титановые сплавы, ниобий, тантал и другие металлы и сплавы. Многообразие свариваемых конструкций и свойств материалов, используемых для изготовления, заставляют применять различные способы сварки, разнообразные сварочные источники теплоты. Для сварочного нагрева и формирования сварного соединения используются: энергия, преобразованная в тепловую посредством дугового разряда, электронного луча, квантовых генераторов ; джоулево тепло, выделяемое протекающим током по твёрдому или жидкому проводнику; химическая энергия горения, механическая энергия, энергия ультразвука и других источников. Все эти способы требуют разработки, производства и правильной эксплуатации разнообразного оборудования, в ряде случаев с применением аппаратуры, точно дозирующей энергию, со сложными схемами, иногда с использованием технической электроники и кибернетики. Разнообразие способов сварки, отраслей промышленности, в которых её используют, свариваемых материалов, видов конструкций и огромные объёмы применения позволяют охарактеризовать технологический процесс сварки, как один из важнейших в металлообработке При газовой сварке кроме металла, подлежащие сварке, подлежащие сварке, нагреваются до расплавления теплом экзотермической реакции, протекающей в пламени газовой горелки между горючим газом (как правило, ацетиленом) и кислородом (рисунок прилагается). Ацетилен (C2h3) получают из карбида кальция при взаимодействии его с водой: CaC2 + 2h3O = C2h3 + Ca (OH) 2 Ацетилен сжигается в смеси с кислородом посредством специальной горелки. Процесс подготовки ацителено-кислородной смеси к горению и самого горения можно разделить на три стадии : 1-ая стадия : подготовка горючего к сгоранию (распад углерода) C2h3 2C + h3 +226 000 кДж/моль 2-ая стадия : образование CO и h3 (окисление углерода) C2h3 + O2 2C + h3 + O2 = 2CO + h3 + 2472 200 кДж/моль. 3-я стадия : окончательное окисление оксида углерода и водорода : 2CO + O2 CO2 +571 000 кДж/моль ; h3 + 0,5O2 h3O + 142 000 кДж/моль. Строение пламени при горении ацетилена в смеси с кислородом характеризуется наличием трёх зон : ядра (1), средней зоны (2) и факела (3). Наивысшая температура (2730-2230 0С) имеет место в районе второй зоны. Поэтому при сварке горелку располагют так, чтобы ядро пламени касалось поверхности сварочной ванны. Газовая горелка применяется как при изготовлении изделий из тонколистовой стали, так и при сварке чугуна (при ремонтных работах) и некоторых цветных металлов и сплавов на их основе. Термитная сварка Осуществляется за счёт тепловой энергии, выделяемой при обменной реакции компонентов термита – смеси оксидов железа (~ 80 %) и измельчённого алюминия (~ 20 %) : Схема процесса термитной сварки 3Fe3O4 + 8AI = 4AL2O3 + 9Fe +Q1 Fe2O3 + 2AI + AI2O3 + 2Fe +Q2 Где Q1 ~= 3344 кДж/кг. Термит загружается в специальный тигель, сообщающийся с формой, облегающей свариваемый стык (рельсов, стальных приводов, гребных валов судов и других изделий ), и поджигается за счёт магниевого или электрического запала. В результате горения подогретый металл затекает в стык (рисунок а) и б). ), а образовавшийся шлак выпускают в специальный сосуд – приставку. Кроме варианта термитной сварки плавлением, в некоторых случаях используют вариант сварки давлением, отличающийся тем, что разогретые и оплавленные шлаком кромки соединяемых деталей сдавливают специальным приспособлением. Механическая сварка (сварка трением). Основана на использовании для нагрева соединяемых деталей превращения механической энергии трения в кинетическую. Способ применяется для соединения стержневых деталей, труб небольшого диаметра и других подобных изделий. Сварка выполняется на специальных машинах, в зажимах которых закрепляют свариваемые детали. Одна из деталей остаётся неподвижной, а другая приводится во вращение и торцом с определённым усилием прижимается к торцу неподвижной детали(см. рисунок) Частота вращения детали составляет 500-1500 мин-1 . Вследствие трения торцы деталей быстро разогреваются и через относительно короткое времч происходит их оплавление, автоматически выключается фрикционная муфта, прекращая вращение шпинделя; затем производится осевая осадка деталей. Способ весьма экономичен и обладает высоким К.П.Д. Потребляемая мощность составляет 15-20 Вт/мм2, а затраты электроэнергии в 7-10 раз меньше, чем при контактной стыковой сварке. Способ позволяет сваривать не только однородные, но и разнородные металлы(например, алюминий с медью, алюминий со сталью, медь со сталью и т.д.). Особенно эффективна сварка заготовок металорежущего инструмента: свёрл, метчиков, резцов и другого инструмента из углеродистой и быстрорежущей стали. Электрическая контактная сварка. По форме выполняемых соединений различают три основных вида контактной сварки : стыковую, точечную и шовную или роликовую. При стыковой сварке через стык соединяемых деталей пропускают электрический ток. После разогрева зоны сварки производится осадка. При точечной сварке соединяемые детали, чаще всего листы, собирают внахлёстку и зажимают между двумя медными, охлаждаемыми изнутри проточной водой электродами, подводящими ток к месту сварки и имеющими вид усечённого конуса. Ток проходит от одного электрода к другому через толщу соединяемых металлов и контакт между ними и производит местный нагрев их(вплоть до температуры расплавления). Давлением Р, приложеныым к электрода, производят осадку. Полученное сваренное соединение в плане имеет форму пятна диаметром в несколько миллиметров. Это пятно называют точкой. При шовной сварке электроды, подводящие ток к изделию и осуществляющие сварку, имеют форму роликов, катящихся по изделию, в связи с чем эту разновидность контактной сварки называют также роликовой. При шовной сварке листы соединяются непрерывным плотным швом. Энергия, выделяемая на контактах между электродами и основным металлом, расходуется на подогрев поверхности свариваемых деталей и ускоряет износ электродов, в связи с чем является вредной. Для уменьшения износа электродов обычно предусматривается водяное охлаждение их. Все разновидности электрической контактной сварки широко используют в промышленности, а в ряде отраслей (например в автомобилестроении и др.) находят наибольшее по сравнению с другими способами сварки применение. Электрическая дуговая сварка. Наиболее широко используется при изготовлении всевозможных сварных конструкций. В зависимости от материала сварной конструкции, её габаритов, толщины свариваемого металла и других особенностей свариваемого изделия предпочтительное применение находят определённые разновидности электрической дуговой сварки. Так, при изготовлении конструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей наибольшее примение находят как ручная дуговая сварка качественными электродами с толстым покрытием, так и автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом, а так же сварка в углекислом газе; при сварке конструкции из высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов на их основе предпочтительное использование находит аргонно-дуговая сварка, хотя при определённых условиях применяются и некоторые другие разновидности электрической дуговой сварки Аргонно-дуговая сварка вольфрамовым электродом Вольфрамовый электрод закрепляется в токопроводящем устройстве специальной горелки, к которой по шлангам подводится токоведущий провод и инертный газ аргон. Истекающая из сопла горелки струя аргона оттесняет воздух и надёжно защищает электрод, дугу и сварочную ванну от окисления и азотирования. Таким образом, процесс осуществляется при струйной защите зоны сварки от контакта с воздухом. Если возникает необходимость в добавочном (присадочном) металле для усиления шва(валика), то в дугу подаётся присадочная проволока, как правило, того же или близкого состава, что и свариваемый металл. Так как при такой схеме процесса имеет место весьма надёжная изоляция сварочной ванны (а если надо, то и остывающего шва) от кислорода и азота воздуха, то этот способ применяют главным образом при сварке изделий из металлов и сплавов, обладающих большим сходством к газам воздуха (например, из титана, циркония алюминия, магния и других химически активных металлов), либо при изготовлении конструкций ответственного назначения из коррозионностойкой стали и некоторых других материалов. В особых случаях, когда при сложной конфигурации изделий струйная защита не может обеспечить надёжной изоляции зоны шва и прилегающих участков от контакта с воздухом, применяют аргонно-дуговую сварку в камерах с контролируемой атмосферой. Такие камеры могут быть необмитаемыми, в которых располагается автомат с дистанционным управлением, либо при небольших габаритах изделиясварщик держит электродержатель и манипулирует двумя руками, вводя их в камеру через специальные герметические “рукава”, заканчивающиеся перчатками; при это наблюдение за процессом осуществляется через смотровое стекло. Свариваемое изделие имеет большие размеры, то сварка может осуществляться в так называемых обитаемых камерах, заполненных аргоном. Детали, подлежащие сварке, подаются в камеру через грузовой люк, имеющий специальный шлюз, исключающий попадание наружного воздуха внутрь камеры. Через эти же люки сваренные изделия выгружаются. Сварщики в специальных скафандрах входят в камеры через пассажирские шлюзы и промежуточные камеры небольшого размера, в которых производится “промывка” аргоном наружной поверхности костюма от адсорбированного воздуха. Свежий воздух для дыхания сварщика и выдыхаемый воздух подводится и отводится по специальным шлангам,сообщающимися с внешней атмосферой. Ручная дуговая сварка угольным электродом дугой прямого действия. Используется при сварке тонколистовой углеродистой конструкционной стали, а также при сварке некоторых цветных металлов и сплавов на их основе. Сварка производится при питании дуги постоянным током прямой полярности, что обеспечивает наилучшую стабильность процесса. В настоящее время объём этого способа невелик. Ручная дуговая сварка угольными электродами дугой косвенного действия. Применяется только при сварке тонкого металла (стали, некоторых цветных металлов на их основе). Сварной шов в этом случае, как правило, образуется за счёт расплавления отбортованных кромок без участия присадочного (добавочного) металла. Так как расход электродов при питании дуги постоянным током оказывается неодинаковым (электрод, являющийся анодом, вследствие большого тепловыделения на нём, расходуется значительно быстрее), то питание дуги в этом случае осуществляется переменным током, что позволяет обеспечить равномерный электродов. Источники питания для сварки. Источники питания могут быть подразделены на две группы: источники питания переменным током (сварочные трансформаторы) и источники питания постоянным током (выпрямители и сварочные генераторы). 1. Сварочные трансформаторы Для сварки на переменном токе применяются специальные сварочные трансформаторы. Такие трансформаторы могут изготавливаться как с отдельным дросселем, обеспечивающим создание падающей внешней характеристики, так и объединённым с дросселем. Изменение сопротивления дросселя, а значит и силы сварочного тока осуществляется изменением величины воздушного зазора в цепи магнитопровода регулятора (дросселя). Кроме сварочных трансформаторов с дросселями в настоящее время для сварки на переменном токе применяются трансформаторы с подвижной обмоткой и трансформаторы с магнитным шунтом; эти трансформаторы, как и вышеописанные, обеспечивают получение падающей внешней характеристики. Падающая внешняя характеристика источника питания необходима как для ограничения токов короткого замыкания, которыми всегда сопровождается процесс сварки до величины, обеспечивающей безопасность сварочного оборудования, так и для устойчивого горения дуги. 2. Выпрямители. Выпрямительные сварочные установки собираются из полупроводниковых элементов – вентилей. Полупроводниковый вентиль обладает свойством проводить ток только в одном направлении (прямом). В прямом направлении электропроводность вентиля очень высока, в обратном же направлении полупроводниковый вентиль почти не пропускает электрический ток, так как его производимость крайне мала. Сварочный выпрямитель состоит из двух основных узлов : трансформатора с соответствующим регулирующим устройством и блоком вентилей . В сварочных выпрямителях используются преимущественно кремниевые и селеновые вентили, причём кремниевые нашли применение главным образом для выпрямителей с падающими внешними характеристиками. Схема выпрямителей : а) однофазного двухполупериодного, б) трёхфазного i = f (t) – вид кривой выпрямленного тока Выпрямители могут быть однофазными и трёхфазными. В однофазной мостовой схеме вентили включены в четыре плеча, образующие мост, сходный по схеме с измерительным мостом. Для улучшения формы кривой выпрямленного тока в схему включают, как минимум, две реактивные катушки L 1 и L2. В трёхфазной мостовой схеме вентили включены в шесть плечей моста; в трёх плечах между собой соединены все катоды, образующие катодную группу, в остальных трёх – все аноды (анодная группа). От общих точек этих соединений и делаются выводы для подключения нагрузки. В трёхфазной мостовой схеме выпрямления в каждый момент времени проводят ток только два плеча, соединённые последовательно через нагрузку. В мостовой трёхфазной схеме выпрямляются обе полуволны во всех трёх фазах, благодаря чему пульсация выпрямленного напряжения значительно уменьшается, а число за их период равно удвоенному числу фаз системы, т.е. шести пульсациям за период. Применяемые сварочные материалы. Сварочные электроды Металлические электроды для сварки представляют собой пруток из специальной проволоки, называемой стержнем электрода (в подавляющем большинстве случаев из низкоуглеродистой стали), на который нанесён слой покрытия (см. рисунок). Электроды диаметром 4, 5 и 6мм имеют стандартную длину 450мм. Электродное покрытие служит: а) для защиты металла сварочной ванны от воздуха, б) для раскисления и легирования наплавленного металла, в) для стабилизации горения дуги. В соответствии с этим в состав любого электродного покрытия входят материалы, выполняющие соответствующие функции : шлакообразующие (например, марганцевая руда, гематит, гранит, мрамор, рутил и др.); флюсующие, т.е. придавать шлаку жидкотекучесть (плавиковый шпат); раскисляющие(ферросплавы элементов, обладающих большим сродством к кислороду); легирующие(ферросплавы различных элементов); стабилизирующие(материалы, содержащие элементы, обладающие низким потенциалом ионизации, например, мрамор, поташ, углекислый барий и др.). Электро- СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ и газо - СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ · Производить сварку, резку и нагрев открытым пламенем аппаратов, сосудов и трубопроводов, содержащих под давление любые жидкости или газы, заполненных горючими и вредными веществами или относящихся к электротехническим устройствам, не допускается без согласования с эксплуатирующей организацией мероприятий по обеспечение безопасности. · При выполнении электросварочных и газопламенных работ внутри закрытых ёмкостей или полостей конструкций рабочие места надлежит обеспечивать вытяжной вентиляцией. Скорость движения воздуха внутри ёмкости (полости) должна быть при этом в пределах 0,3-1,5м/с. В случаях выполнения сварочных работ с применением сжиженных газов (пропана, бутана) и углекислоты вытяжная вентиляция должна иметь отсос снизу. · Перед сваркой ёмкостей, в которых находились жидкости или кислоты, должна быть произведена их очистка, промывка, просушка и последующая проверка, подтверждающая отсутствие опасной концентрации вредных веществ. · Одновременное производство электросварочных и газопламенных работ внутри замкнутых ёмкостей не допускается. · Освещение при производстве сварочных работ внутри ёмкостей должно осуществляться с помощью светильников, установленных снаружи, или с помощью ручных переносных ламп напряжением не более 12 В. · Сварочный трансформатор надлежит размещать вне свариваемой ёмкости. · Для подвода сварочного тока к электродержателям и горелкам для дуговой сварки необходимо применять изолированные гибкие кабели, рассчитанные на надёжную работу при максимальных электрических нагрузках с учётом продолжительности цикла сварки. · В электросварочных аппаратах и источниках их питания должны быть предусмотрены и установлены надёжные ограждения элементов, находящихся под напряжением. · Газовые баллоны должны быть предохранены от ударов и действия прямых солнечных лучей, а также удалены от отопительных приборов на расстояние не менее 1 м. Заключение. Задачей сварочной операции является получение механически неразъемных соединений, подобных по свойствам свариваемому материалу. Это может быть достигнуто, когда по своей природе сварное соединение будет максимально приближаться к свариваемому металлу. Свойства твёрдых тел, в том числе и механические (прочность, упругость, пластичность и др.), определяются их внутренними энергетическими связями, т.е. связями межмолекулярного, межатомного и ионного взаимодействия. В зависимости от материала сварной конструкции, её габаритов, толщины свариваемого металла и других особенностей свариваемого изделия предпочтительное применение находят определённые разновидности электрической дуговой сварки. Так, при изготовлении конструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей наибольшее применение находят как ручная дуговая сварка качественными электродами с толстым покрытием, так и автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом, а так же сварка в углекислом газе; при сварке конструкций из высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов на их основе предпочтительное использование находит аргонно-дуговая сварка, хотя при определённых условиях применяются и некоторые другие разновидности электрической дуговой сварки. Список литературы. 1) Гельман А.С. “Основы сварки давленим”. М., “Машиносроение”,1970. 312 с. 2) Евсеев Г.Б., Глизмененко Д.А. “Оборудование и технология газопламенной обработки металлов и неметаллических материалов”. М., “Машгиз” , 1974 г. 312с. 3) Ольшанский Н.А. , Николаев Г.А. “Специальные методы сварки”. М. , “Машиностроение ” , 1975. 232 с. 4) Справочник по сварке. Т. I-IV. М. “Машгиз”. 1961- 1970. 416 стр. 5) Теоретические основы сварки. М., “Высшая школа”, 1970. 592стр. 6) Лашко Н.С. , Лашко С.В. “Вопросы теории м технологии пайки”. М. “Машгиз”, 1975 г. 328 стр.

tarefer.ru

Академия Рефератов - Реферат: Сварка Виды сварок

Реферат: Сварка Виды сварок

Содержание :

1) Введение

2) Химическая сварка

а) газовая сварка

б) термитная сварка

3) Механическая сварка

4) Электрическая сварка

а) контактная сварка

б)дуговая сварка

в) аргоннодуговая сварка

вольфрамовым электродом

д) ручная дуговая сварка угольным электродом

дугой прямого действия

е) ручная дуговая сварка угольным электродом

дугой косвенного действия

5) Источникм питания для сварки

а) сварочные трансформаторы

б) выпрямители

6) Применяемые сварочные материалы

а) сварочные электроды

7) Электро- и газо- сварочные работы

8) Заключение

9) Список литературы

Введение

Сваркой называют технологический процесс получения механически неразъемных

соединений, характеризующихся непрерывностью структур – непрерывной

структурной связью.

Это технологический процесс, с помощью которого изготавливаются все основные

конструкции гидротехнических сооружений, паровых и атомных электростанций,

автодорожные, городские и железнодорожные мосты, вагоны, наводные и подводные

корабли, строительные металлоконструкции, всевозможные подъемные краны и

многие другие изделия.

Если некоторое время тому назад конструкции изготавливались в основном из

относительно просто сваривающихся материалов, то в настоящее время, наряду с

традиционными, для сварных конструкций применяются материалы с весьма

различными физическими характеристиками: коррозионно-стойкие и жаропрочные

стали и сплавы, никелевые и медные сплавы с особыми свойствами, лёгкие сплавы

на алюминиевой о магниевой основах, титановые сплавы, ниобий, тантал и другие

металлы и сплавы.

Многообразие свариваемых конструкций и свойств материалов, используемых для

изготовления, заставляют применять различные способы сварки, разнообразные

сварочные источники теплоты.

Для сварочного нагрева и формирования сварного соединения используются:

энергия, преобразованная в тепловую посредством дугового разряда,

электронного луча, квантовых генераторов ;

джоулево тепло, выделяемое протекающим током по твёрдому или жидкому

проводнику; химическая энергия горения, механическая энергия, энергия

ультразвука и других источников.

Все эти способы требуют разработки, производства и правильной эксплуатации

разнообразного оборудования, в ряде случаев с применением аппаратуры, точно

дозирующей энергию, со сложными схемами, иногда с использованием технической

электроники и кибернетики.

Разнообразие способов сварки, отраслей промышленности, в которых её

используют, свариваемых материалов, видов конструкций и огромные объёмы

применения позволяют охарактеризовать технологический процесс сварки, как

один из важнейших в металлообработке

Газовая (газокислородная) сварка

При газовой сварке кроме металла, подлежащие сварке, подлежащие сварке,

нагреваются до расплавления теплом экзотермической реакции, протекающей в

пламени газовой горелки между горючим газом (как правило, ацетиленом) и

кислородом (рисунок прилагается). Ацетилен (C2h3)

получают из карбида кальция при взаимодействии его с водой:

CaC2 + 2h3O = C2h3 + Ca (OH) 2

Ацетилен сжигается в смеси с кислородом посредством специальной горелки.

Процесс подготовки ацителено-кислородной смеси к горению и самого горения

можно разделить на три стадии :

1-ая стадия : подготовка горючего к сгоранию (распад углерода)

C2h3 2C + h3 +226 000 кДж/моль

2-ая стадия : образование CO и h3 (окисление углерода)

C2h3 + O2 2C + h3 + O2 = 2CO + h3 + 2472 200 кДж/моль.

3-я стадия : окончательное окисление оксида углерода и водорода :

2CO + O2 CO2 +571 000 кДж/моль ;

h3 + 0,5O2 h3O + 142 000 кДж/моль.

Строение пламени при горении ацетилена в смеси с кислородом характеризуется

наличием трёх зон : ядра (1), средней зоны (2) и факела (3). Наивысшая

температура (2730-2230 0С) имеет место в районе второй зоны.

Поэтому при сварке горелку располагют так, чтобы ядро пламени касалось

поверхности сварочной ванны.

Газовая горелка применяется как при изготовлении изделий из тонколистовой

стали, так и при сварке чугуна (при ремонтных работах) и некоторых цветных

металлов и сплавов на их основе.

Термитная сварка

Осуществляется за счёт тепловой энергии, выделяемой при обменной реакции

компонентов термита – смеси оксидов железа (~ 80 %) и измельчённого

алюминия (~ 20 %) :

Схема процесса термитной сварки

3Fe3O4 + 8AI = 4AL2O3 + 9Fe +Q1

Fe2O3 + 2AI + AI2O3 + 2Fe +Q2

Где Q1 ~= 3344 кДж/кг. Термит загружается в специальный тигель,

сообщающийся с формой, облегающей свариваемый стык (рельсов, стальных приводов,

гребных валов судов и других изделий ), и поджигается за счёт магниевого или

электрического запала. В результате горения подогретый металл затекает в стык

(рисунок а) и б). ), а образовавшийся шлак выпускают в специальный сосуд –

приставку.

Кроме варианта термитной сварки плавлением, в некоторых случаях используют

вариант сварки давлением, отличающийся тем, что разогретые и оплавленные

шлаком кромки соединяемых деталей сдавливают специальным приспособлением.

Механическая сварка (сварка трением).

Основана на использовании для нагрева соединяемых деталей превращения

механической энергии трения в кинетическую.

Способ применяется для соединения стержневых деталей, труб небольшого

диаметра и других подобных изделий. Сварка выполняется на специальных

машинах, в зажимах которых закрепляют свариваемые детали. Одна из деталей

остаётся неподвижной, а другая приводится во вращение и торцом с определённым

усилием прижимается к торцу неподвижной детали(см. рисунок)

Частота вращения детали составляет 500-1500 мин-1 . Вследствие трения

торцы деталей быстро разогреваются и через относительно короткое времч

происходит их оплавление, автоматически выключается фрикционная муфта,

прекращая вращение шпинделя; затем производится осевая осадка деталей.

Способ весьма экономичен и обладает высоким К.П.Д. Потребляемая мощность

составляет 15-20 Вт/мм2, а затраты электроэнергии в 7-10 раз меньше,

чем при контактной стыковой сварке.

Способ позволяет сваривать не только однородные, но и разнородные

металлы(например, алюминий с медью, алюминий со сталью, медь со сталью и

т.д.). Особенно эффективна сварка заготовок металорежущего инструмента:

свёрл, метчиков, резцов и другого инструмента из углеродистой и быстрорежущей

стали.

Электрическая контактная сварка.

По форме выполняемых соединений различают три основных вида контактной сварки

: стыковую, точечную и шовную или роликовую.

При стыковой сварке через стык соединяемых деталей пропускают электрический

ток. После разогрева зоны сварки производится осадка.

При точечной сварке соединяемые детали, чаще всего листы, собирают

внахлёстку и зажимают между двумя медными, охлаждаемыми изнутри проточной

водой электродами, подводящими ток к месту сварки и имеющими вид усечённого

конуса. Ток проходит от одного электрода к другому через толщу соединяемых

металлов и контакт между ними и производит местный нагрев их(вплоть до

температуры расплавления). Давлением Р, приложеныым к электрода, производят

осадку. Полученное сваренное соединение в плане имеет форму пятна диаметром в

несколько миллиметров. Это пятно называют точкой.

При шовной сварке электроды, подводящие ток к изделию и осуществляющие

сварку, имеют форму роликов, катящихся по изделию, в связи с чем эту

разновидность контактной сварки называют также роликовой. При шовной сварке

листы соединяются непрерывным плотным швом.

Энергия, выделяемая на контактах между электродами и основным металлом,

расходуется на подогрев поверхности свариваемых деталей и ускоряет износ

электродов, в связи с чем является вредной. Для уменьшения износа электродов

обычно предусматривается водяное охлаждение их.

Все разновидности электрической контактной сварки широко используют в

промышленности, а в ряде отраслей (например в автомобилестроении и др.)

находят наибольшее по сравнению с другими способами сварки применение.

Электрическая дуговая сварка.

Наиболее широко используется при изготовлении всевозможных сварных

конструкций. В зависимости от материала сварной конструкции, её габаритов,

толщины свариваемого металла и других особенностей свариваемого изделия

предпочтительное применение находят определённые разновидности электрической

дуговой сварки. Так, при изготовлении конструкций из углеродистых

и низколегированных конструкционных сталей наибольшее примение находят как

ручная дуговая сварка качественными электродами с толстым покрытием, так и

автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом, а так же сварка в

углекислом газе; при сварке конструкции из высоколегированных сталей, цветных

металлов и сплавов на их основе предпочтительное использование находит

аргонно-дуговая сварка, хотя при определённых условиях применяются и некоторые

другие разновидности электрической дуговой сварки

Аргонно-дуговая сварка вольфрамовым

электродом

Вольфрамовый электрод закрепляется в токопроводящем устройстве специальной

горелки, к которой по шлангам подводится токоведущий провод и инертный газ

аргон. Истекающая из сопла горелки струя аргона оттесняет воздух и надёжно

защищает электрод, дугу и сварочную ванну от окисления и азотирования. Таким

образом, процесс осуществляется при струйной защите зоны сварки от контакта с

воздухом. Если возникает необходимость в добавочном (присадочном) металле для

усиления шва(валика), то в дугу подаётся присадочная проволока, как правило,

того же или близкого состава, что и свариваемый металл.

Так как при такой схеме процесса имеет место весьма надёжная изоляция

сварочной ванны (а если надо, то и остывающего шва) от кислорода и азота

воздуха, то этот способ применяют главным образом при сварке изделий из

металлов и сплавов, обладающих большим сходством к газам воздуха (например,

из титана, циркония алюминия, магния и других химически активных металлов),

либо при изготовлении конструкций ответственного назначения из

коррозионностойкой стали и некоторых других материалов.

В особых случаях, когда при сложной конфигурации изделий струйная защита не

может обеспечить надёжной изоляции зоны шва и прилегающих участков от

контакта с воздухом, применяют аргонно-дуговую сварку в камерах с

контролируемой атмосферой.

Такие камеры могут быть необмитаемыми, в которых располагается автомат с

дистанционным управлением, либо при небольших габаритах изделиясварщик держит

электродержатель и манипулирует двумя руками, вводя их в камеру через

специальные герметические “рукава”, заканчивающиеся перчатками; при это

наблюдение за процессом осуществляется через смотровое стекло.

Свариваемое изделие имеет большие размеры, то сварка может осуществляться в

так называемых обитаемых камерах, заполненных аргоном. Детали, подлежащие

сварке, подаются в камеру через грузовой люк, имеющий специальный шлюз,

исключающий попадание наружного воздуха внутрь камеры. Через эти же люки

сваренные изделия выгружаются.

Сварщики в специальных скафандрах входят в камеры через пассажирские шлюзы и

промежуточные камеры небольшого размера, в которых производится “промывка”

аргоном наружной поверхности костюма от адсорбированного воздуха. Свежий

воздух для дыхания сварщика и выдыхаемый воздух подводится и отводится по

специальным шлангам,сообщающимися с внешней атмосферой.

Ручная дуговая сварка угольным

электродом дугой прямого действия.

Используется при сварке тонколистовой углеродистой конструкционной стали, а

также при сварке некоторых цветных металлов и сплавов на их основе. Сварка

производится при питании дуги постоянным током прямой полярности, что

обеспечивает наилучшую стабильность процесса. В настоящее время объём этого

способа невелик.

Ручная дуговая сварка угольными

электродами дугой косвенного

действия.

Применяется только при сварке тонкого металла (стали, некоторых цветных

металлов на их основе). Сварной шов в этом случае, как правило, образуется за

счёт расплавления отбортованных кромок без участия присадочного (добавочного)

металла. Так как расход электродов при питании дуги постоянным током

оказывается неодинаковым (электрод, являющийся анодом, вследствие большого

тепловыделения на нём, расходуется значительно быстрее), то питание дуги в

этом случае осуществляется переменным током, что позволяет обеспечить

равномерный электродов.

Источники питания для сварки.

Источники питания могут быть подразделены на две группы: источники питания

переменным током (сварочные трансформаторы) и источники питания постоянным

током (выпрямители и сварочные генераторы).

1. Сварочные трансформаторы

Для сварки на переменном токе применяются специальные сварочные

трансформаторы. Такие трансформаторы могут изготавливаться как с отдельным

дросселем, обеспечивающим создание падающей внешней характеристики, так и

объединённым с дросселем.

Изменение сопротивления дросселя, а значит и силы сварочного тока

осуществляется изменением величины воздушного зазора в цепи магнитопровода

регулятора (дросселя).

Кроме сварочных трансформаторов с дросселями в настоящее время для сварки на

переменном токе применяются трансформаторы с подвижной обмоткой и

трансформаторы с магнитным шунтом; эти трансформаторы, как и вышеописанные,

обеспечивают получение падающей внешней характеристики. Падающая внешняя

характеристика источника питания необходима как для ограничения токов

короткого замыкания, которыми всегда сопровождается процесс сварки до

величины, обеспечивающей безопасность сварочного оборудования, так и для

устойчивого горения дуги.

2. Выпрямители.

Выпрямительные сварочные установки собираются из полупроводниковых элементов

– вентилей. Полупроводниковый вентиль обладает свойством проводить ток только в

одном направлении (прямом). В прямом направлении электропроводность вентиля

очень высока, в обратном же направлении полупроводниковый вентиль почти не

пропускает электрический ток, так как его производимость крайне мала.

Сварочный выпрямитель состоит из двух основных узлов : трансформатора с

соответствующим регулирующим устройством и блоком вентилей .

В сварочных выпрямителях используются преимущественно кремниевые и селеновые

вентили, причём кремниевые нашли применение главным образом для выпрямителей

с падающими внешними характеристиками.

Схема выпрямителей :

а) однофазного двухполупериодного,

б) трёхфазного

i = f (t) – вид кривой выпрямленного тока

Выпрямители могут быть однофазными и трёхфазными.

В однофазной мостовой схеме вентили включены в четыре плеча, образующие мост,

сходный по схеме с измерительным мостом. Для улучшения формы кривой

выпрямленного тока в схему включают, как минимум, две реактивные катушки L

1 и L2.

В трёхфазной мостовой схеме вентили включены в шесть плечей моста; в трёх

плечах между собой соединены все катоды, образующие катодную группу, в

остальных трёх – все аноды (анодная группа). От общих точек этих соединений и

делаются выводы для подключения нагрузки.

В трёхфазной мостовой схеме выпрямления в каждый момент времени проводят ток

только два плеча, соединённые последовательно через нагрузку.

В мостовой трёхфазной схеме выпрямляются обе полуволны во всех трёх фазах,

благодаря чему пульсация выпрямленного напряжения значительно уменьшается, а

число за их период равно удвоенному числу фаз системы, т.е. шести пульсациям

за период.

Применяемые сварочные материалы.

Сварочные электроды

Металлические электроды для сварки представляют собой пруток из специальной

проволоки, называемой стержнем электрода (в подавляющем большинстве случаев

из низкоуглеродистой стали), на который нанесён слой покрытия (см. рисунок).

Электроды диаметром 4, 5 и 6мм имеют стандартную длину 450мм.

Электродное покрытие служит: а) для защиты металла сварочной ванны от

воздуха, б) для раскисления и легирования наплавленного металла, в) для

стабилизации горения дуги.

В соответствии с этим в состав любого электродного покрытия входят материалы,

выполняющие соответствующие функции : шлакообразующие (например, марганцевая

руда, гематит, гранит, мрамор, рутил и др.); флюсующие, т.е. придавать шлаку

жидкотекучесть (плавиковый шпат); раскисляющие(ферросплавы элементов,

обладающих большим сродством к кислороду); легирующие(ферросплавы различных

элементов); стабилизирующие(материалы, содержащие элементы, обладающие низким

потенциалом ионизации, например, мрамор, поташ, углекислый барий и др.).

Электро- СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ

и газо - СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ

· Производить сварку, резку и нагрев открытым пламенем аппаратов, сосудов и

трубопроводов, содержащих под давление любые жидкости или газы, заполненных

горючими и вредными веществами или относящихся к электротехническим

устройствам, не допускается без согласования с эксплуатирующей организацией

мероприятий по обеспечение безопасности.

· При выполнении электросварочных и газопламенных работ внутри закрытых

ёмкостей или полостей конструкций рабочие места надлежит обеспечивать

вытяжной вентиляцией. Скорость движения воздуха внутри ёмкости (полости)

должна быть при этом в пределах 0,3-1,5м/с. В случаях выполнения сварочных

работ с применением сжиженных газов (пропана, бутана) и углекислоты вытяжная

вентиляция должна иметь отсос снизу.

· Перед сваркой ёмкостей, в которых находились жидкости или кислоты, должна

быть произведена их очистка, промывка, просушка и последующая проверка,

подтверждающая отсутствие опасной концентрации вредных веществ.

· Одновременное производство электросварочных и газопламенных работ внутри

замкнутых ёмкостей не допускается.

· Освещение при производстве сварочных работ внутри ёмкостей должно

осуществляться с помощью светильников, установленных снаружи, или с помощью

ручных переносных ламп напряжением не более 12 В.

· Сварочный трансформатор надлежит размещать вне свариваемой ёмкости.

· Для подвода сварочного тока к электродержателям и горелкам для дуговой

сварки необходимо применять изолированные гибкие кабели, рассчитанные на

надёжную работу при максимальных электрических нагрузках с учётом

продолжительности цикла сварки.

· В электросварочных аппаратах и источниках их питания должны быть

предусмотрены и установлены надёжные ограждения элементов, находящихся под

напряжением.

· Газовые баллоны должны быть предохранены от ударов и действия прямых

солнечных лучей, а также удалены от отопительных приборов на расстояние не

менее 1 м.

Заключение.

Задачей сварочной операции является получение механически неразъемных

соединений, подобных по свойствам свариваемому материалу. Это может быть

достигнуто, когда по своей природе сварное соединение будет максимально

приближаться к свариваемому металлу.

Свойства твёрдых тел, в том числе и механические (прочность, упругость,

пластичность и др.), определяются их внутренними энергетическими связями,

т.е. связями межмолекулярного, межатомного и ионного взаимодействия.

В зависимости от материала сварной конструкции, её габаритов, толщины

свариваемого металла и других особенностей свариваемого изделия

предпочтительное применение находят определённые разновидности электрической

дуговой сварки.

Так, при изготовлении конструкций из углеродистых и низколегированных

конструкционных сталей наибольшее применение находят как ручная дуговая

сварка качественными электродами с толстым покрытием, так и автоматическая и

полуавтоматическая сварка под флюсом, а так же сварка в углекислом газе; при

сварке конструкций из высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов

на их основе предпочтительное использование находит аргонно-дуговая сварка,

хотя при определённых условиях применяются и некоторые другие разновидности

электрической дуговой сварки.

Список литературы.

1) Гельман А.С. “Основы сварки давленим”. М.,

“Машиносроение”,1970. 312 с.

2) Евсеев Г.Б., Глизмененко Д.А. “Оборудование и

технология газопламенной обработки металлов и неметаллических материалов”.

М., “Машгиз” , 1974 г. 312с.

3) Ольшанский Н.А. , Николаев Г.А. “Специальные методы

сварки”. М. , “Машиностроение ” , 1975. 232 с.

4) Справочник по сварке. Т. I-IV. М. “Машгиз”. 1961-

1970. 416 стр.

5) Теоретические основы сварки. М., “Высшая школа”, 1970.

592стр.

6) Лашко Н.С. , Лашко С.В. “Вопросы теории м технологии пайки”. М. “Машгиз”,

1975 г. 328 стр.

www.ruhc.ru

Реферат Технология Технология сварки

Оглавление
12
22
33
44
56
67
78
811
911
1012
1113
1214
13 14
1415
1515
1616
1716
18Дефекты образующиеся при сварке17
1917
Введение. Сварочная металлургия отличается от других металлургических процессов высокими температурами термического цикла и малым временем существования сварочной ванны в жидком состоянии, т.е. в состоянии, доступном для металлургической обработки металла сварного шва. Кроме того, специфичны процессы кристаллизации сварочной ванны, начинающиеся от границы сплавления, и образования изменённого по своим свойствам металла зоны термического влияния. В своей работе я отразил сущность лишь основных и наиболее общих процессов, происходящих в металле при сварке, хотя постарался изложить их как можно подробней и интересней. Основные вопросы сварки. Сварка сопровождается комплексом одновременно протекающих процессов, основными из которых являются: тепловое воздействие на металл в зоне термического влияния, термодеформационные плавления, металлургической обработки и кристаллизации металла в объёме сварочной ванны. Физическая свариваемость характеризует принципиальную возможность получения монолитных сварных соединений и главным образом относится к разнородным металлам. В процессе сварки имеет место непрерывное охлаждение. Характер структурных превращений при изотермической выдержке. При непрерывном охлаждении, значение инкубационного периода в 1.5 раза больше, чем при изотермическом. С увеличением скорости охлаждения получаемая структура в зоне изотермического влияния измельчается, твёрдость её повышается. Если скорость охлаждения превышает критическую скорость, образование структур закалки неизбежно. Закалённые структуры в аппаратостроении являются крайне нежелательными: отличаются высокой твёрдостью, хрупкостью, плохо обрабатываются, склонны к образованию трещин. Если скорость охлаждения ниже критической скорости, образование закалочных структур исключается. В зоне термического влияния наиболее желательными являются пластичные, хорошо обрабатываемые структуры типа перлита или сорбита. Поэтому получение качественных соединений непременно связано с достижением желаемых структур в основном регулированием скорости охлаждения. Подогрев способствует перлитному превращению и является действенным средством исключения закалочных структур. Поэтому он служит в качестве предварительной термической обработки сварных соединений (нагрев до сварки и в процессе её). Меняя скорость охлаждения, можно получить желаемую твёрдость в зоне термического влияния. В некоторых случаях появляется необходимость увеличения скорости охлаждения. Путём ускоренного охлаждения удаётся измельчить зерно, повысить прочностные свойства и ударную вязкость в зоне термического влияния. С этой целью находит применение метод сопутствующего охлаждения. Сварное соединение в процессе сварки с обратной стороны дуги охлаждается водой или воздушной смесью, что способствует получению крутой ветви скорости охлаждения. Сварка. Понятие, сущность процесса. Сварка - это один из ведущих технологических процессов обработки металлов. Большие преимущества сварки обеспечили её широкое применение в народном хозяйстве. С помощью сварки осуществляется производство судов, турбин, котлов, самолётов, мостов, реакторов и других необходимых конструкций. Сваркой называется технологический процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сварное соединение металлов характеризует непрерывность структур. Для получения сварного соединения нужно осуществить межмолекулярное сцепление между свариваемыми деталями, которое приводит к установлению атомарной связи в пограничном слое. Если зачищенные поверхности двух соединяемых металлических деталей при сжатии под большим давлением сблизить так, чтобы могло возникнуть общее, электронное облако, взаимодействующее с ионизированными атомами обоих металлических поверхностей, то получаем прочное сварное соединение. На этом принципе основана холодная сварка пластичных металлов. При повышении температуры в месте соединения деталей, амплитуды колебания атомов относительно постоянных точек их равновесного состояния увеличиваются, и тем самым создаются условия более легкого получения связи между соединяемыми деталями. Чем выше температура нагрева, тем меньшее давление требуется для осуществления сварки, а при нагреве до температур плавления необходимое давление становится равным нулю. Кусок твёрдого металла можно рассматривать как гигантскую молекулу, состоящую из атомов, размещённых в строго определённом, зачастую очень сложном порядке и прочно связанных в одно целое силами межатомного взаимодействия. Принципиальная сущность процесса сварки очень проста. Поверхностные атомы куска металла имеют свободные, ненасыщенные связи, которые захватывают всякий атом или молекулу, приблизившуюся на расстояние действия межатомных сил. Сблизив поверхности двух кусков металла на расстояние действия межатомных сил или, говоря проще, до соприкосновения поверхностных атомов, получим по поверхности соприкосновения сращивание обоих кусков в одно монолитное целое с прочностью соединения цельного металла, поскольку внутри металла и по поверхности соединения действуют те же межатомные силы. Процесс соединения после соприкосновения протекает самопроизвольно (спонтанно), без затрат энергии и весьма быстро, практически мгновенно. Объединение отдельных объёмов конденсированной твёрдой или жидкой фазы в один общий объём сопровождается уменьшением свободной поверхности и запаса энергии в системе, а потому термодинамический процесс объединения должен идти самопроизвольно, без подведения энергии извне. Свободный атом имеет избыток энергии по сравнению с атомом конденсированной системы, и присоединение свободного атома сопровождается освобождением энергии. Такое самопроизвольное объединение наблюдается на объёмах однородной жидкости. Гораздо труднее происходит объединение объёмов твёрдого вещества. Приходится затрачивать значительные количества энергии и применять сложные технические приёмы для сближения соединяемых атомов. При комнатной температуре обычные металлы не соединяются не только при простом соприкосновении, но и при сжатии значительными усилиями. Две стальные пластинки, тщательно отшлифованные и “пригнанные”, подвергнутые длительному сдавливанию усилием в несколько тысяч килограммов, при снятии давления легко разъединяются, не обнаруживая никаких признаков соединения. Если соединения возникают в отдельных точках, они разрушаются действием упругих сил при снятии давления. Соединению твёрдых металлов мешает, прежде всего, их твёрдость, при их сближении действительное соприкосновение происходит лишь в немногих физических точках, и расширение площади действительного соприкосновения достаточно затруднительно. Металлы с малой твёрдостью, например, свинец, достаточно прочно соединяются уже при незначительном сдавливании. У более важных для техники металлов твёрдость настолько велика, что поверхность действительного соприкосновения очень мала по сравнению с общей кажущейся поверхностью соприкосновения, даже на тщательно обработанных и пригнанных поверхностях. На процесс соединения сильно влияют загрязнения поверхности металла - окислы, жировые плёнки и пр., а также слои адсорбированных молекул газов, образующиеся на свежезачищенной поверхности металла под действием атмосферы почти мгновенно. Поэтому чистую поверхность металла, лишенную слоя адсорбированных газов, можно сколько-нибудь длительно сохранить лишь в высоком вакууме. Такие естественные условия имеются в космическом пространстве, где металлы получают способность довольно прочно свариваться или «схватываться» при случайных соприкосновениях. В обычных же, земных условиях приходится сталкиваться с отрицательным действием, как твёрдости металлов, так и слоя адсорбированных газов на поверхности. Для борьбы с этими затруднениями техника использует два основных средства: нагрев и давление. Классификация электрической дуговой сварки. Все существующие способы сварки, как уже упоминалось выше, можно разделить на две основные группы: 1. Сварку давлением – контактная, газопрессовая – трением, холодная – ультразвуком, 2. Сварку плавлением – газовая, термитная, электродуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная. Самое широкое распространение получили различные способы электрической сварки плавлением, а ведущее место занимает дуговая сварка, при которой источником теплоты служит электрическая дуга. Электрическую сварку плавлением в зависимости от характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок можно разделить на следующие основные виды сварки: 1. электрическая дуговая, где источником тепла является электрическая дуга; 2. электрошлаковая, где основным источником теплоты является расплавленный шлак, через который протекает электрический ток; 3. электронно-лучевая, при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным потоком электронов, излучаемых раскалённым катодом; 4. лазерная, при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным сфокусированным мощным световым лучом микрочастиц- фотонов. При электрической дуговой сварке основная часть теплоты, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет дугового разряда, возникающего между свариваемым металлом и электродом. Под действием теплоты дуги кромки свариваемых деталей и торец плавящегося электрода расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания дугового разряда, получается от источников питания дуги постоянного или переменного тока. Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода тока и полярности, типа дуги, свойств электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др. По степени механизации различают сварку вручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку. Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определенной длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки. При ручной сварке указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются рабочим-сварщиком вручную без применения механизмов. При полуавтоматической сварке плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную. При автоматической сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку. По роду тока различают дуги, питаемые постоянным током прямой (минус на электроде) или обратной (плюс на электроде) полярности или переменным током. В зависимости от способов сварки применяют ту или иную полярность. Сварка под флюсом и в среде защитных газов обычно производится на обратной полярности. По типу дуги различают дугу прямого действия (зависимую дугу) и дугу косвенного действия (независимую дугу). В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором - дуга горит между двумя электродами. Основной металл не является частью сварочной цепи и расплавляется преимущественно за счёт теплоотдачи от газов столба дуги. В этом случае питание дуги осуществляется обычно переменным током, но она имеет незначительное применение из-за малого коэффициента полезного действия дуги (отношение полезно используемой тепловой мощности дуги к полной тепловой мощности). По свойствам электрода различают способы сварки плавящимся электродом и неплавящимся (угольным, графитовым и вольфрамовым). Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двух электродной сваркой, а если больше - многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание - сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7- 0,9. По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают открытую, закрытую и полуоткрытую дугу. При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла - светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе - шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу. По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают следующие способы сварки: без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием), со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом), шлакогазовой (толстопокрытыми электродами), газовой защитой (в среде газов) с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс). Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки. Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва. Наибольшее применение имеют средне - и толстопокрытые электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах. Применяются также магнитные покрытия, которые наносятся на проволоку в процессе сварки за счёт электромагнитных сил, возникающих между находящейся под током электродной проволокой и ферромагнитным порошком, находящемся в бункере, через который проходит электродная проволока при полуавтоматической или автоматической сварке. Иногда это ещё сопровождается дополнительной подачей защитного газа. Ручная дуговая сварка и оборудование для неё. Наибольший объём среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка- сварка плавлением штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производится вручную. Схема процесса показана на рис. 3
Рис. 3. Ручная дуговая сварка металлическим электродом с покрытием Дуга горит между стержнем электрода 1 и основным металлом 7. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну 4. Капли жидкого металла 8 с расплавляемого электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода 2, образуя газовую защиту 3, вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образует сварной шов 6. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твёрдую шлаковую корку 5, которая удаляется после остывания шва. Для обеспечения заданного состава и свойств шва сварку выполняют покрытыми электродами, к которым предъявляют специальные требования (стальные покрытые электроды для ручной дуговой сварки и наплавки изготовляют в соответствии с ГОСТ 9467-75). Сварочный пост для ручной дуговой сварки оснащается источником питания, токоподводом, необходимыми инструментами, принадлежностями и приспособлениями. Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными. К стационарным относят посты, расположенные в цехе, преимущественно в отдельных сварочных кабинах, в которых сваривают изделия небольших размеров. Передвижные сварочные посты, как правило, применяют при монтаже крупногабаритных изделий (трубопроводов, металлоконструкций, и т.д.) и ремонтных работах. При этом часто используют переносные источники питания. В зависимости от свариваемых материалов и применяемых электродов для ручной дуговой сварки применяют источники переменного или постоянного тока с крутопадающей характеристикой. Основным рабочим инструментом сварщика при ручной сварке служит электрододержатель, который предназначен для зажима электрода и провода сварочного тока. Применяют электрододержатели пружинного, пластинчатого и винтового типов (рис. 4)
Согласно ГОСТ 14651-78 электрододержатели выпускаю трёх типов в зависимости от силы сварочного тока: 1 типа - для тока 125 А; 2- 125-315 А; 3-315-500 А. Для подвода тока от источника питания к электрододержателю и изделию используют сварочные провода. Сечения проводов выбирают по установленным нормативам для электротехнических установок (5-7 А/мм^2). К вспомогательным инструментам для ручной сварки относятся: стальные проволочные щётки для зачистки кромок перед сваркой и для удаления с поверхности швов остатков шлака; молоток - шлакоотделитель для удаления шлаковой корки; особенно с угловых и корневых швов в глубокой разделке; зубило; набор шаблонов для проверки размеров швов; стальное клеймо для клеймения швов; метр; стальная линейка; отвес; угольник; чертилка; мел; а также ящик для хранения и переноски инструмента. Технология ручной дуговой сварки. Выбор режима. Под режимом сварки понимают совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварки. Параметры режима сварки подразделяют на основные и дополнительные. К основным параметрам режима ручной сварки относят диаметр электрода, величину, род и полярность тока, напряжение на дуге, скорость сварки. К дополнительным относят величину вылета электрода, состав и толщину покрытий электрода, положение электрода и положение изделия при сварке. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве. Примерное соотношение между толщиной металла S и диаметром электрода dэ при сварке в нижнем положении шва составляет: S, мм......1-2 3-5 4-10 12-24 30-60 dэ, мм....2-3 3-4 4-5 5-6 6-8 Сила тока в основном зависит от диаметра электрода, но также от длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки. Чем больше ток, тем больше производительность, т.е. большее количество наплавленного металла:G=aнIсвt, где G - количество наплавленного металла, г; aн - коэффициент наплавки, г/(А•ч); Iсв- сварочный ток, А; t-время, ч. Однако при чрезмерном токе для данного диаметра электрода электрод быстро перегревается выше допустимого предела. Что приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию. При недостаточном токе дуга неустойчива, часто обрывается, в шве могут быть непровары. Величину тока можно определить по следующим формулам: при сварке конструкционных сталей для электродов диаметром 3-6 мм Iд=(20+6dэ)dэ; для электродов диаметром менее 3 мм Iд=30dэ, где dэ диаметр электрода, мм. Сварку швов в вертикальном и потолочном положениях выполняют, как правило, электродами диаметром не более 4 мм. При этом сила тока должна быть на 10­- 20 % ниже, чем для сварки в нижнем положении. Напряжение дуги изменяется в сравнительно узких пределах-16-30 В. Техника сварки. Дуга может возбуждаться двумя приёмами: касанием впритык и отводом перпендикулярно вверх или «чирканьем» электродом как спичкой. Второй способ удобнее. Но неприемлем в узких и неудобных местах. В процессе сварки необходимо поддерживать определённую длину дуги, которая зависит от марки и диаметра электрода. Ориентировочно нормальная длина дуги должна быть в пределах Lд=( 0,5-1,1)dэ, где Lд - длина дуги, мм; dэ - диаметр электрода, мм. Длина дуги оказывает существенное влияние на качество сварного шва и его геометрическую форму. Длинная дуга способствует более интенсивному окислению и азотированию расплавляемого металла, увеличивает разбрызгивание, а при сварке электродами основного типа приводит к пористости металла. В процессе сварки электроду сообщается движение в трёх направлениях. Первое движение - поступательное, по направлению оси электрода. Этим движением поддерживается постоянная (в известных пределах) длина дуги в зависимости от скорости плавления электрода. Второе движение-перемещение электрода вдоль оси валика образования шва. Скорость этого движения устанавливается в зависимости от тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов. При отсутствии поперечных движений электрода получается так называемый ниточный валик, на 2-3 мм больший диаметра электрода, или узкий шов шириной е£1,5dэ. Третье движение - перемещение электрода поперёк шва для получения шва шире, чем ниточный валик, так называемого уширенного валика.
Поперечные колебательные движения конца электрода (рис. 5) Рис. 5. Траектория движения конца электрода при ручной дуговой сварке. определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика. Для широких швов, получаемых с поперечными колебаниями, e=(1,5­5)dэ. Для повышения работоспособности сварных конструкций, уменьшения внутренних напряжений и деформаций большое значение имеет порядок заполнения швов. Под порядком заполнения швов понимается как порядок заполнения разделки шва по поперечному сечению, так и последовательность сварки по длине шва. По протяжённости все швы условно можно разделить на три группы: короткие - до 300 мм, средние-300-1000, длинные - свыше 1000 мм.
В зависимости от протяженности шва, материала, требований к точности и качеству сварных соединений сварка таких швов может выполняться различно рис 6: Короткие швы выполняют на проход - от начала шва до его конца. Швы средней длины варят от середины к концам или обратно ступенчатым методом. Швы большой длины выполняют двумя способами: от середины к краям (обратноступенчатым способом) и вразброс. При обратноступенчатом методе весь шов разбивается на небольшие участки длиной по150-200 мм, на каждом участке сварку ведут в направлении, обратном общему направлению сварки. Длина участков обычно равна от 100 до 350 мм. В зависимости от количества проходов (слоёв), необходимых для выполнения проектного сечения шва, различают однопроходный (однослойный) и многопроходный (многослойный) швы (рис.30). С точки зрения производительности наиболее целесообразными являются однопроходные швы, которые обычно применяются при сварке металла небольших толщин (до 8-10 мм.) с предварительной разделкой кромок. Сварку соединений ответственных конструкций большой толщины (свыше 20-25 мм.), когда появляются объёмные напряжения и возрастает опасность образования трещин, выполняют с применением специальных приёмов заполнения швов «горкой» или «каскадным» методом. При сварке «горкой» сначала в разделку кромок наплавляют первый слой небольшой длины 200-300 мм, затем второй слой, перекрывающий первый и имеющий в 2 раза большую длину. Третий слой перекрывает второй и длиннее его на 200- 300 мм. Так наплавляют слои до тех пор, пока на небольшом участке над первым слоем разделка не будет заполнена. Затем от этой «горки» сварку ведут в разные стороны короткими швами тем же способом. Таким образом, зона сварки всё время находится в горячем состоянии, что позволяет предупредить появление трещин. «Каскадный» метод является разновидностью горки. Соединения под сварку собирают в приспособлениях, чаще всего с прихватками. Сечение прихваточного шва составляет примерно 1/3 от сечения основного шва, длина его 30-50 мм. Угловые швы сваривают «в угол» или «в лодочку» (рис.7).
Рис. 7. Положение электрода и изделия при выполнении угловых швов: а) – сварка в симметричную «лодочку», б) – в несимметричную «лодочку», в) – «в угол» наклонным электродом, г) - с оплавлением кромок. При сварке «в угол» проще сборка, допускается большой зазор между свариваемыми деталями (до 3 мм), но сложнее техника сварки, возможны дефекты типа подрезов и наплывов, меньше производительность, так как приходится за один проход сваривать швы небольшого сечения (катет

tarefer.ru

Реферат: Сварка - Xreferat.com - Банк рефератов, сочинений, докладов, курсовых и дипломных работ

Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы.

Сварка – экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения.

Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на растояния, сопостовимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.

В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, все виды сварки разделяют на три класса: термический, термомеханический и механический.

К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно – лучевая, лазерная, газовая и др.).

К термомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная и др.).

К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая, взрывом, трением, холодная и др.).

Свариваемость – свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.

1.1 Принцип действия.

Дуга – мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения. Процесс зажигания дуги в большин-стве случаев включает в себя три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на расстояние 3-6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда.

Короткое замыкание выполняется для разогрева торца электрода и заготовки в зоне контакта с электродом. После отвода электрода с его разогретого торца (катода) под действием электрического поля начинается термоэлектронная эмиссия электронов. Столкновение быстродвижущихся по направлению к аноду электронов с молекулами газов и паров металла приводит к их ионизации. По мере разогрева столбца дуги и повы-шение кинетической энергии атомов и молекул происходит дополнителная ионизация за счет их соударения. Отдельные атомы также ионизируются в результате поглощения энергии, выделяемой при соударении других частиц. В результате дуговой промежуток становится электропроводным и через него начинается разряд электричества. Процесс зажигания дуги заканчивается возникновением устойчивого дугового разряда.

Источником теплоты при дуговой сварке служит электрическая дуга, которая горит между электродом и заготовкой. В зависимости от материала и числа электродов, а также способа включения электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие способы дуговой сварки:

а) Сварка неплавящимся (графитным или вольфрамовым) электродом, дугой прямого действия, при которой соединение выполняется путем расплавления только основного металла, либо с применением присадочного металла.

б) Сварка плавящимся (металлическим) электродом, дугой прямого действия, с одно-временным расплавлением основного металла и электрода, который пополняет сварочную ванну жидким металлом.

в) Сварка косвенной дугой, горящей между двумя, как правило, неплавящимися электро-дами. При этом основной металл нагревается и расплавляется теплотой столба дуги.

г) Сварка трехфазной дугой, при которой дуга горит между электродами, а также между каждым электродом и основным металлом.

Питание дуги осуществляется постоянным или переменным током. При применение постоянного тока различают сварку на прямой и обратной полярностях. В первом случае электрод подключают к отрицательному полюсу (катод), во втором – к положи-тельнуму (анод).

Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые вручную пода-ют в дугу и перемещают вдоль заготовки. В процессе сварки металлическим покрытым электродом – дуга горит между стержнем электрода и основным металлом. Стержень электрода плавится, и расплавленный металл каплями стекает в металлическую ванну. Вместе со стержнем плавится поктрытие электрода, образуя газовую защитную ат-мосферу вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. Металлическая и шлаковые ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и образуется сварочный шов. Жидкий шлак после остывания образует твердую шлаковую корку.

Электроды для ручной сварки представляют собой стержни с нанесенными на них покрытиями. Стержень изготовляют из сварочной проволоки повышенного качества. Сварочную проволоку всех марок в зависимости от состава разделяют на три группы: низкоуглеродистая, легированная и высоколегированная.

Ручная сварка удобна при выполнении коротких и криволинейных швов в любых пространственных положениях – нижнем, вертикальном, горизонтальным, потолоч-ном, при наложении швов в труднодоступных местах, а также при монтажных рабо-тах и сборке конструкций сложной формы. Ручная сварка обеспечивает хорошее качество сварных швов, но обладает более низкой производительностью, например, по сравнению с автоматической дуговой сваркой под флюсом.

Производительность процесса в основном определяется сварочным током. Однако ток при ручной сварке покрытыми электродами ограничен, так как повышение тока сверх рекомендованного значения приводит к разогреву стержня электрода, отслаива-нию покрытия, сильному разбрызгиванию и угару расплавленного металла. Ручную сварку постепенно заменяют полуавтоматической в атмосфере защитных газов.

    1. Автоматическая дуговая сварка под флюсом.

Для автоматической дуговой сварки под флюсом используют непокрытую электрод-ную проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха. Подача и переме-щение электродной проволоки механизированы. Автоматизированы процессы зажига-ния дуги и заварки кратера в конце шва.

В процессе автоматической сварки под флюсом дуга горит между проволокой и основ-ным металлом. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла со всех сторон плотно закрыты слоем флюса толшиной 30 – 35 мм. Часть флюса расплавляется, в ре-зультате чего вокруг дуги образуется газовая полость, а на поверхности расплавленного металла – ванна жидкого шлака. Для сварки под флюсом характерно глубокое проплав-ление основного металла. Действие мощной дуги и весьма быстрое движение электрода вдоль заготовки обусловливают оттеснение расплавленного металла в сторону, потиво-положную направлению сварки. По мере поступательного движения электрода происхо-дит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва, покры-того твердой шлаковой коркой. Проволоку подают в дугу и перемещают ее вдоль шва с помощью механизмов подачи и перемещения. Ток к электроду поступает через токопровод.

Дуговую сварку под флюсом выполняют сварочными автоматами, сварочными голов-ками или самоходными тракторами, перемещающимися непосредственно по изделию. Назначение сварочных автоматов – подача электродной проволоки в дугу и поддержание постоянного режима сварки в течение всего процесса. Автоматическую сварку под флюсом применяют в серийном и массовом производствах для выполнения длинных прямолинейных и кольцевых швов в нижнем положении на металле толщиной 2 – 100 мм. Под флюсом сваривают металлы различных классов. Автоматическую сварку широко применяют при изготовлении котлов, резервуаров для хранения жидкостей и газов, корпусов судов, мостовых балок и других изделий. Она является одным из основных звеньев автоматической линий для изготовления сварных автомобильных колес и ста-нов для производства сварных прямошовных и мпиральных труб.

    1. Электрошлаковая сварка и приплав.

При электрошлаковой сварке основной и электродный металлы расплавляются теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через шлаковую ванну. Процесс электрошлаковой сварки начинается с образования шлаковой ванны в прос-транстве между кромками основного металла и формирующими устройствами (ползунами), охлаждаемые водой, подаваемой по трубам, путем расплавления флюса эле-ктрической дугой, возбуждаемой между сварочной проволокой и вводной планкой. После накопления определенного количества жидкого шлака дуга шунтируется шлаком и гаснет, а подача проволоки и подвод тока продолжаются. При прохождении тока через расплавленный шлак, являющийся электропроводящим электролитом, в нем выделяется теплота, достаточная для поддержания высокой температуры шлака (до 2000 градусов по цельсию) и расплавления кромок основного металла и электродной проволоки. Проволока вводится в зазор и подается в шлаковую ванну с помощью мундштука. Проволока служит для подвода тока и пополнения сварочной ванны расплавленным металлом. Как правило, электрошлаковую сварку выполняют при вертикальном положении свариваемых заготовок. По мере заполнения зазора между ними мундштук для подачи проволоки и формирующие ползуны передвигаются в вертикальном направлении, оставляя после себя затвердевший сварной шов.

В начальном и конечном участках шва образуются дефекты. В начале шва – непровар кромок , в конце шва - усадочная раковина и неметаллические включения. Поэтому сварку начинают на вводной, а заканчивают на выходной планках, которые затем удаляют газовой резкой.

Шлаковая ванна – более распределенный источник теплоты, чем электрическая дуга. Основной металл расплавляется одновременно по всему периметру шлаковой ванны, что позволяет вести сварку металла большой толщины за один проход.

Заготовки толщиной до 150 мм можно сваривать одним электродом, совершающим поперечные колебания в зазоре для обеспечения равномерного разогрева шлаковой ванны по всей толщине. Металл толщиной более 150 мм сваривают тремя проволоками, а иногда и большим числом проволок, исходя из использования одного электрода на 45 – 60 мм толщины металла. Специальные автоматы обеспечивают подачу электродных проволок и их поперчной перемещение в зазоре.

Электрошлаковая сварка имеет ряд преимуществ по сравнению с автоматической сваркой под флюсом: повышенную производительность, лучшую макроструктуру шва и меньшие затраты на выполнение 1 м сварного шва.

К недостаткам электрошлаковой сварки следует отнести образование крупного зер-на в шве и околошовной зоне вследствие замедленного нагрева и охлаждения. После сварки необходима термическая обработка (отжиг или нормализация) для измельчения зерна в металле сварного соединения.

Электрошлаковую сварку широку применяют в тяжелом машиностроении для изго-товления ковано – сварных и лито – сварных конструкций, таких, как станины и дета-ли мощных пресов и станков, коленчатые валы судовых дизелей, роторы и валы гидро-турбин,котлы высокого давления и т. п. Толщина свариваемого металла составляет 50 – 2000 мм.

    1. Сварка в среде защитных газов.

При сварке в защитном газе электрод, зона дуги и сварочная ванна защищены струей защитного газа.

В качестве защитных газов применяют инертные газы ( аргон и гелий) и активные газы (углекислый газ, азот, водород и др.), а иногда – смеси двух газов и более.

Сварка в среде защитных газов в зависимости от степени механизации процессов подачи присадочной или сварочной проволоки и перемещения сварочной горелки может быть ручной, полуавтоматической и автоматической.

По сравнению с ручной сваркой покрытыми электродами и автоматической под флюсом сварка в защитных газах имеет следующие преимущества: высокую степень защиты расплавленного металла от воздействия воздуха; отсутствие на поверхности шва при применении аргона оксидов и шлаковых включений; возможность ведения процесса во всех пространственных положениях; возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования; более высокую производительность процесса, чем при ручной дуговой сварке; относительно низкую стоимость сварки в угле-кислом газе.

Области применения сварки в защитных газах охватывают широкий круг материа-лов и изделий (узлы летательных аппаратов, элементы атомных установок, корпуса и трубопроводы химических аппаратов и т. п.). Аргонодуговую сварку применяют для цветных (алюминия, магния, меди) и тугоплавких (титана, ниобия, ванадия, циркония) металлов и их сплавов, а также легированных и высоколегированных сталей.

Контактная сварка относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или с оплавлением и осадкой разогретых заготовок. Характерная особенность этих процессов – пластическая деформация, в ходе которой формируется сварное соединение.

Место соединения разогревается проходящим по металлу электрическим током, причем максимальное количество теплоты выделяется в месте сварочного контакта.

На поверхности свариваемого металла имеются пленки оксидов и загрязнения с малой электропроводимостью, которые также увеличивают электросопротивление контакта. В результате в точках контакта металл нагревается до термопластичес-кого состояния или до оплавления. При непрерывном сдавливании нагретых заготовок образуются новые точки соприкосновения, пока не произойдет полное сближение до межатомных расстояний, т. е. сварка поверхностей.

Контактную сварку классифицируют по типу сварного соединения, определяющего вид сварочной машины, и по роду тока, питающего сварочный трансформатор. По типу сварного соединения различают сварку стыковую, точечную, шовную.

Стыковая сварка.

Стыковая сварка – разновидность контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения. Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины. Зажим 1 установлен на подвижной плите, перемещаю-щийся в направляющих, зажим 2 укреплен на неподвижной плите. Сварочный

трансформатор соединен с плитеми гибкими шинами и питается от сети через включающее устройство. Плиты перемещаются, и заготовки сжимаются под действи-ем усилия, развиваемого механизмом осадки.

Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой называют – сваркой оплавлением.

Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением. В процессе оплавления выравниваются все неровности стыка, а оксиды и загрязнения удаляются, поэтому не требуются особой подготовки места соединения. Можно сваривать заго-товки с сечением, разнородные металлы (быстрорежущую и углеродистую стали, медь и алюминий и т.д.).

Наиболее распостраненными изделиями, изготовляемые стыковой сваркой, служат элементы трубчатых конструкций, колеса и кольца, инструмент, рельсы, железобетон-ная арматура.

Тотечная сварка.

Точечная сварка – разновидность контактной сварки, при которой заготовки соеди-няются в отдельных точках. При тотечной сварке заготовки собирают внахлестку и зажимают между электродами, подводящими ток к месту сварки. Соприкасающиеся с медным электродами поверхности свариваемых заготовок нагреваются медленнее их внутренних слоев. Нагрев продолжается до пластического состояния внешних слоев и до расплавления внутренних слоев. Затем выключают ток и снимают давление. В результате образуется литая сварная точка.

Точечная сварка в зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым заготовкам может быть двусторонней и односторонней.

Многоточечная контактная сварка – разновидность контактной сварки, когда за один цикл свариваются несколько точек. Многоточечную сварку выполняют по принци-пу односторонней точечной сварки. Многоточечные машины могут иметь от одной пары до 100 пар электродов, соответственно сваривать 2 –200 точек одновременно. Многоточечной сваркой сваривают одновременно и последовательно. В первом случае все электроды сразу прижимают к изделию, что обеспечивает меньшее коробление и большую точность сборки. Ток распределяется между прижатыми электродами специальным токораспределителем, включающим электроды попарно. Во втором случае пары электродов опускают поочередно или одновременно, а ток подключают поочередно к каждой паре электродов от сварочного трансформатора. Многоточечную сварку применяют в основном в массовом производстве, где требуется большое число сварных точек на заготовке.

Шовная сварка.

Шовная сварка – разновидность контактной сварки, при которой между свариваемы-ми заготовки образуется прочное и плотное соединение. Электроды выполняют в виде плоских роликов, между которыми пропускают свариваемые заготовки.

В процессе шовной сварки листовые заготовки соединяют внахлестку, зажимают между электродами и пропускают ток. При движении роликов по заготовкам образуются перекрывающие друг друга сварные точки, в результате чего получается сплошной геометрически шов. Шовную точку, так же как и точечную, можно выпол-нить при двусторонней и одностороннем расположениях электродов.

Шовную сварку применяют в массовом производстве при изготовлении различных сосудов. Толщина свариваемых листов составляет 0,3 – 3 мм. Шовной сваркой выполняют те же типы сварных соединений, что и точечной, но используют для полу-чения герметичного шва.

  1. Газовая сварка и резка металлов.

При сварке место соединения нагревают до расплавления высокотемпературным газовым пламенем. При нагреве газосварочным пламенем кромки свариваемых заготовок расплавляются, а зазор между ними заполняется присадочным металлом, который вводят в пламя горелки извне. Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере технически чистого кислорода.

Кислородный балон представляет собой стальной цилиндр со сферическим днищем и горловиной для крепления запорного вентиля. На нижнюю часть балона насаживается башмак, позволяющий ставить балон вертикально. На горловине имеется кольцо с резьбой для навертывания защитного колпака. Средняя жидкостная вместимость балона 40 дм3. При давлении 15 МПа он вмещает ~ 6000дм3 кислорода.

Ацетиленовые балоны окрашивают в белый цвет и делают на них надпись красной краской «Ацетилен». Их конструкция анологична конструкции кислородныз балонов. Давление ацетилена в балоне 1,5 МПа. В балоне находится пористая масса (активизи-рованный уголь) и ацетон. Растворения ацетилена в ацетоне позволяет поместить в малом объеме большое количество ацетилена. Растворенный в ацетоне ацетилен пропитывает пористую массу и становится безопасным.

При газовой сварке заготовки нагреваются более плавно, чем при дуговой; это и определяет основные области ее применения: для сварки металлов малой толщины (0,2 – 3 мм); легкоплавких цветных металлов и сплавов, требующих постепенного нагрева и охлаждения, например инструментальных сталей, чугуна, латуней; для пайки а наплавочных работ; для подварки дефектов в чугунных и бронзовых отливках. При увеличении толщины металла производительность газовой сварки резко снижается. При этом за счет медленного нагрева свариваемые изделия значительно деформируют-ся. Это ограничивает приминение газовой сварки.

Газокислородная резка заключается в сжигании металла в струе кислорода и удале-нии этой струей образующихся оксидов. При горении железа в кислороде выделяется значительное количество теплоты.

Для обеспечения нормального процесса резки металл должен отвечать следующим требованиям: температура его плавления должна быть выше температуры горения в кислороде; температура плавления оксидов металла должна быть ниже температуры его плавления; количесвто теплоты, выделяющееся при сгорании металла в кислородной струе, должно быть достаточным для поддержания непрерывного процесса резки; теплопроводность металла не должна быть слишком высокой, в противном случае теплота слишком интенсивно отводится и процесс резки прекращается; образующиеся оксиды должны быть достаточно жидкотекучими и лекго выдуваться вниз струей режущего кислорода.

Практически указанным требования отвечают железо, низкоуглеродистые и низко-легированные стали.

По характеру и направленности кислородной струи различают следующие способы резки.

Разделительная резка – режущая струя направленна нормально к поверхности металла и прорезает его на всю толщину. Разделительной резкой раскраивают листо-вую сталь, разрезают профильной материал, вырезают косынки, круги, фланцы и т. п. Поверзностная резка – режущая струя направленна под очень малым углом к поверхности металла (почти паралельно ей) и обеспечивают грубую ее строжку или обдирку. Ею удаляют поверхностные дефекты отливок.

Резка кислородным копьем – копье образуется тонкостенной стальной трубкой, присоединенной к рукоятке и свободным концом прижатой к прожигаемому металлу. Кислородным копьем отрезают прибыли крупных отливок, прожигают летки в металлургических печах, отверствия в бетоне и т. п.

Резка может быть ручной и машинной.

4. Дефеткы образующиеся при сварке.

Остаточные сварочные напряжения и деформация.

Дефекты в соединениях бывают двух типов: внешние и внутренние. В сварных соединениях к внешним дефектам относят наплывы подрезы, наружные непровары и несплавления, поверхностные трещины и поры. К внутренним – скрытые трещины и поры, внутренние непровары и несплавления, шлаковые включения и др. В паяных соединениях внешними дефектами являются наплывы и натеки припоя, неполное заполнение шва припоем; внутренними – поры, вкючения флюса, трещины и др.

Качество сварных и паяных соединений обеспечивают предварительным контролем материалов и заготовок, текущим контролем за процессом сварки и пайки и приемочным контролем готовых сварных или паяных соединений. В зависимости от нарушения целостности сварного соединения при контроле различают разрушающие и неразрушающие методы контроля.

Альмяшева Андрея Рашидовича.

1АП3.

xreferat.com


Смотрите также