Технологія зварювання металів та сплавів

1 Ознайомитись з технологічними процесами зварювання металів у виробничих умовах.

2 Вивчити будову та принцип роботи обладнання, пристосувань та інструментів, що застосовуються при зварюванні та різанні металів.

Зварюванням називається процес одержання нероз’ємних з’єднань металевих виробів, що здійснюється за рахунок міжмолекулярних та міжатомних сил щеплення. Для приведення цих сил в дію необхідно наблизити атоми металів, що з’єднуються, на відстані, що приблизно дорівнюють параметрам кристалічних ґраток цих металів.

Процесу зближення атомів і молекул сприяє нагрівання зварювальних поверхонь до розплавленого або пластичного стану та створення механічного зусилля стискання.

а) без прикладання тиску, шляхом розплавлення матеріалу зварювальних частин та злиття його; після затвердіння утворюється шов (зварювання плавленням);

б) із застосуванням тиску, що сприяє щільному контакту і взаємній дифузії металу в місці дотику зварювальних частин (зварювання тиском).

Сучасне зварювання плавленням є найпоширенішим в наслідок незначної вартості, простоти обладнання та універсальності.

Зварювання тиском здійснюється найчастіше з нагріванням для забезпечення більшої пластичності, а також і без нагрівання на ділянці шва, але при досить високих питомих тисках (холодне зварювання).

За видом енергії, що використовується для зварювання, зварювання поділяється на: хімічне (газове, ковальське, термітне), електричне (електродугове, електрошлакове, електроконтактне), механічне (холодне, тертям), ультразвукове, зварювання електронним променем та дифузійне зварювання у вакуумі.

Найбільш розповсюдженим є електродугове зварювання. Цей спосіб здійснюється шляхом місцевого нагрівання за рахунок електричного дугового розряду, що виникає між електродами або між електродом і зварювальним металом.

Розрізняють три види зварювальної дуги: відкриту, захищену, закриту. У відкритій дузі зварювальна ванна не захищена від впливу повітря. Захищена дуга одержується при застосуванні електродів з обмазкою або при вдуванні у зону зварювання інертних газів.

На практиці широко використовуються наступні способи дугового зварювання: плавким електродом відкритої дуги, плавким електродом в середовищі захисного газу, неплавким електродом в середовищі захисного газу.

Електродугове зварювання здійснюється плавкими металевими (стальними, чавунними, з кольорових металів) і неплавкими (вугільними, графітовими та вольфрамовими) електро-дами. Електродугове зварювання може бути ручним, напів-автоматичним та автоматичним.

Для живлення електричної дуги для всіх видів цього зварювання застосовують спеціальні зварювальні машини і апарати. Зварювання може здійснюється з використанням як на постійного, так і на змінного струму.

Постійний струм забезпечує стійке горіння дуги, не потребує складного обладнання. В середині стовпа дуги температура досягає 6000°С.

Автоматичне дугове зварювання під шаром флюсу усуває недоліки ручного процесу: значну трудомісткість, малу продуктивність, неоднорідність властивостей і розмірів зварного шва. При цьому способі зварювання дуга горить не на відкритому повітрі, а під шаром флюсу.

При електрошлаковому (бездуговому) зварюванні в якості нагрівального елементу використовується розплавлений струмопровідний флюс (шлак), розміщений між зварювальними пластинами, охолоджувачами (повзунами) і зварним швом. В зону зварювання автоматично подається один або кілька електродів і засипається флюс. При проходженні струму через розплавлений шлак виділяється тепло, що забезпечує подальше плавлення основного та електродного металів, які утворюють рідку зварювальну ванну.

Електрошлакове зварювання дозволяє зварювати за один прохід метал практично необмеженої товщини, забезпечує високу продуктивність праці, високу якість зварних з’єднань, не потребує підготовки кромок, є більш економічним порівняно з електродуговим під шаром флюсу.

Дугове зварювання в середовищі захисних газів представляє собою різновид електродугового зварювання в зварювальний простір подаються як інертні, так і активні гази з метою захисту дуги і зварювальної ванни від впливу атмосферного повітря. В якості інертних газів застосовують аргон і гелій, в якості активних – вуглекислий газ, водень, пари води.

Контактне електрозварювання заключається в одержанні нероз’ємного з’єднання шляхом нагріву звалювальних виробів електричним струмом, що проходить в місці контакту, до пластичного або рідкого стану і наступним стисканням. Контактне зварювання відрізняється надійністю одержаних з’єднань, високим рівнем механізації та автоматизації, високою продуктивністю процесу та культурою виробництва.

За видом зварного з’єднання контактне електрозварювання може бути стиковим, точковим і роликовим (шовним). При стиковому зварюванні деталі з’єднуються по всій площі дотику. При точковому зварюванні на відміну від стикового використовується з’єднання внахлестку. При шовному (роликовому) зварюванні між зварюваль-ними деталями утворюється безперервне з’єднання (шов) із послідовного ряду точок, що частково перекривають одна одну.

Газове зварювання застосовують для з’єднання тонкостінних виробів із кольорових металів, чавуну, сталей, для наплавки твердих сплавів при ремонтних роботах тощо.

Зварювання металічних виробів здійснюють за рахунок тепла, що виділяється при згорянні газокисневої суміші. В якості робочих газів використовують ацетилен, водень, природний газ (що містить 94% метану) та ін.

Термітне зварювання здійснюється за рахунок тепла, що одержується від згоряння термітних сумішей, що складаються із порошків металів та окислів металів. На практиці найбільше розповсюдження одержали алюмінієвий і магнієвий терміти. Склад алюмінієвого терміту наступний: 20...23% алюмінію та 77...80% залізної окалини. Термітне зварювання застосовують при з’єднанні залізничних рейок, труб, при ремонті деталей значних розмірів і ін.

При зварюванні тертям одна з деталей обертається навколо своєї осі з частотою біля 3000 хв^-1, а друга притискується до неї осьовим тиском. Завдяки тертю зварювальні торці деталей прогріваються на деяку глибину і після зупинки при подальшому притискуванні деталей між ними утворюються міцні металеві зв’язки.

Зварювання вибухом здійснюється шляхом використання спрямованого (кумулятивного) вибуху. З’єднувані поверхні двох заготівок розташовують під кутом один до одного. Зварювання вибухом (високопродуктивний та економічно вигідний спосіб) використовують для заготівок прокату біметалу, при з’єднанні різнорідних металів, що не зварюються звичайним способом та ін.

1 Користуючись навчальною та методичною літературою заповнити наведену нижче таблицю 9.1

Таблиця 9.1 – Основні характеристики процесу зварювання

2 Навести довідку про українського вченого М.М. Бенардоса та особливості його методу зварювання.

1 В чому полягає сутність процесу зварювання?

3 Які існують види зварних з’єднань та швів?

4 Які існують способи зварювання плавленням та пластичним деформуванням?

5 Кому належить вклад в техніку електродугового зварювання?

6 В чому сутність електрошлакового зварювання?

7 В чому сутність газового, термітного та зварювання тертям?

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: