ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений в результате возникновения атомно-молекулярных связей между соединяемыми деталями при ихСварка – технологический процесс получения неразъемных соединений в результате возникновения атомно-молекулярных связей между соединяемыми деталями при их нагреве и пластическом деформировании. Сварные соединения можно получать двумя принципиально разными путями: сваркой плавлением и сваркой давлением. При сварке плавлением атомно-молекулярные связи между деталями создают, оплавляя их примыкающие кромки, так, чтобы получилась смачивающая их, общая ванна. Эта ванна затвердевает при охлаждении и соединяет детали в одно целое. Как правило, в жидкую ванну вводят дополнительный металл, чтобы полностью заполнить зазор между деталями, но возможна сварка и без него. При сварке давлением обязательным является совместная пластическая деформация деталей сжатием зоны соединения. Этим обеспечивается очистка свариваемых поверхностей от пленок загрязнений, изменение их рельефа и образование атомно-молекулярных связей. Пластической деформации обычно предшествует нагрев, так как с ростом температуры уменьшается значение деформации, необходимой для сварки и повышается пластичность металла. Существует множество технологических процессов сварки (более 70).
СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ Дуговая сварка Источником теплоты является электрическая дуга, которая горит между электродом и заготовкой. Сварочной дугой называется мощный электрический разряд между электродами, находящимися в среде ионизированных газов и паров. В зависимости от материала и числа электродов, а также способа включения электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие разновидности дуговой сварки (рис. 1): - сварка неплавящимся (графитовым или вольфрамовым) электродом 1 дугой прямого действия 2 (рис. 1.а), при которой соединение выполняется путем расплавления только основного металла 3, либо с применением присадочного металла 4; - сварка плавящимся электродом (металлическим) 1 дугой прямого действия с одновременным расплавлением основного металла и электрода, который пополняет сварочную ванну жидким металлом (рис. 1.б); - сварка косвенной дугой 5, горящей между двумя, как правило, неплавящимися электродами, при этом основной металл нагревается и расплавляется теплотой столба дуги (рис. 1.в); - сварка трехфазной дугой, при которой дуга горит между каждым электродом и основным металлом (рис. 1.г).
Рис. 1. Схемы дуговой сварки
Разновидности дуговой сварки различают по способу защиты дуги и расплавленного металла и степени механизации процесса.
Плазменная сварка Плазменная струя, применяемая для сварки, представляет собой направленный поток частиц или полностью ионизированного газа, имеющего температуру 10000…200000С. Плазму получают в плазменных горелках, пропуская газ через столб сжатой дуги. В качестве плазмообразующих газов применяют азот, аргон, водород, гелий, воздух и их смеси.
Электрошлаковая сварка Сущность процесса заключается в том, что тепловую энергию, необходимую для расплавления основного и присадочного металла, дает теплота, выделяемая в объеме шлаковой ванны при прохождении через нее тока (рис.2). Свариваемые заготовки 1 устанавливают в вертикальном положении. В замкнутое пространство между водоохлаждаемыми медными ползунами 4 и вертикально установленными кромками изделий засыпают флюс и подают электродную проволоку 7 при помощи специального механизма подачи 6. В начале процесса возбуждают дугу, флюс плавится и образуется электропроводный шлак 5. Шлак шунтирует дугу, она гаснет, выходная цепь источника питания замыкается через шлак. Ток, проходя через шлак, разогревает его, это приводит к раславлению кромок основного металла и электрода. Расплав стекает вниз и образует сварочную ванну 8, выжимая шлак вверх, и затвердевает.
Рис.2. Схема электрошлаковой сварки
Лучевые способы сварки Схема установка для электронно-лучевой сварки представлена на рис. 3. Электроны, испускаемые катодом 1 электронной пушки, формируются в пучок электродом 2, расположенным непосредственно за катодом, ускоряются под действием разности потенциалов между катодом и анодом 3, составляющей 20…150 кВ и выше, затем фокусируются в виде луча и направляются специальной отклоняющей магнитной системой 5 на обрабатываемое изделие 6. На формирующий электрод 2 подается отрицательный или нулевой по отношению к катоду потенциал. Фокусировкой достигается высокая удельная мощность луча. Ток электронного луча невелик – от нескольких миллиампер до единиц ампер.
Рис.3. Схема установки для электронно-дуговой сварки
Газовая сварка При газовой сварке заготовки и присадочный материал в виде прутка или проволоки расплавляют высокотемпературным пламенем газовой горелки.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА Отчет должен содержать: - цель работы; - краткие теоретические сведения; - эскизы модели способов сварки плавлением; - основные технологические операции процесса сварки; - выводы по работе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Сварка - это... 2. Процессы при сварке плавлением. 3. Принципы дуговой сварки. 4. Что такое электрод? Из чего их изготавливают? 5. Плазменная сварка. 6. Лучевая сварка. 7. Газовая сварка. 8. Электрошлаковая сварка.
ЛИТЕРАТУРА 1. Дальский А.М. и др. Технология конструкционных материалов. - М.: Машиностроение, 1977. - 664 с. 2. Прейс Г.А. Технология конструкционных материалов. - К.: Высшая школа, 1984. - 359 с. 3. Пчелинцев В.А., Лисин В.М. Изучение процесса изготовления разовой литейной формы, - Сумы: Изд-во СУМГУ, 1996. – 11 с.
|
