Применение сварки в машиностроении

Обновлено: 28.09.2024

называется технологический процесс получения неразъемных соединений в результате частичного оплавления соединяемых деталей и образования атомно-молекулярных связей.

Сварка является сравнительно дешевым, высокопроизводительным и достаточно механизированным процессом. Сварку при сборке широко применяют во всех отраслях машиностроения и строительной промышленности: в машиностроении — сварка крупных корпусных деталей; в строительстве — сварка металлических каркасов зданий, бетонной арматуры; в энергомашиностроении — сварка котлов, паропроводов и т. п. Сварку широко применяют при ремонтных и восстановительных работах.

Сварка позволяет заменить сложную цельнометаллическую конструкцию корпусной детали (литую, кованую) на сборную, состоящую из простых элементов, получаемых прокаткой — уголков, прутков, листов. Особенно широко сварка используется в единичном и мелкосерийном производстве, при ремонте машин. Применение сварки .тает экономию металла (минимум механической доработки), снижает трудоемкость и себестоимость продукции (прокат относительно дешев).

Но сварные соединения менее прочны (на 20…30%), чем основной металл по причине окисления места сварки, термических напряжений.

Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании связей между атомами на соединяемых поверхностях. Дш получения сварного соединения требуется сблизить соединяемые поверхности и увеличить энергию атомов нагревом, /явлением. Существует два класса сварочных процессов: сварка плавлением и сварка давлением.

При сварке плавлением происходит расплаатенис кромок соединяемых деталей, а иногда и присадочного материала (электрода) для заполнения шва между деталями (рис. 4.5).

Для этого область шва разогревают до 2000 °C. В зависимости от исто 1 шика тепла сварку различают электродуговую (основной ват), газовую, плазменную и др. Возникающая область жидкого металла 3 называется сварочной ванной. Остывая, металл образует сварочный шов. Металл сварочного шва значительно отличается от основного: происходит выгораше отдельных элементов, поглощение газов, диффузия примесей. Для защиты сварочной ванны от взаимодействия с кислородом воздуха применяют сварку под флюсом, в среде защитных или инертных газов и т. п.

Сварка и резание металлов

. давление снимается. Рис.21 Контактная сварка а) точечная б) роликовая Газовая сварка металлов Газовая сварка находит широкое применение при сварке деталей малой толщины, чугуна, цветных металлов и сплавов. При газовой сварке металл нагревают высокотемпературным газовым пламенем, .

Кроме того, в зоне шва возникают при остывании остаточные напряжения растяжения, которые могут вызвать даже трещины.

Сварные швы делятся на следующие виды (рис. 4.6):

а) стыковые (рис. 4.6, а), обозначаемые буквой С, когда детали присоединяются одна к другой встык;
б) угловые (рис. 4.6, 6)> обозначаемые буквой У, когда свариваемые детали образуют угол;
в) тавровые (рис. 4.6, в ), обозначаемые буквой Т, когда свариваемые детали образуют форму буквы Т;
г) внахлестку (рис. 4.6, г), обозначаемые буквой Н, когда кромки свариваемых деталей накладываются одна па другую внахлестку.
д) точечные (рис. 4.6, д), когда сварочный шов выполняется нс сплошным, а в виде отдельных точек.

Виды сварных швов

На виты сварки, конструктивные элементы сварных швов и подготовки кромок для них действуют государственные стандарты:

ГОСТ 5264–80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные;
ГОСТ 8713–79. Сварка под флюсом. Соединения сварные;

— ГОСТ 14 771–76. Дуговая сварка в защитном газе. Сварные соединения. Условные обозначения швов сварных соединений выполняют по ГОСТ 2 .312−72. Так, шов сварного соединения показывают: видимый — сплошной основной линией (рис. 4.7, а. г), невидимый — штриховой линией (рис. 4.7, д). От изображения сварного шва проводят линию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой. Линию-выноску предпочтительно проволить от изображения видимого шва с его лицевой стороны, с которой производят сварку основного шва.

Условное обозначение шва производят на потнее линии-выноски, если же линия-выноска проведена от оборотной стороны основного шва, то под полкой. Вспомогательные знаки, входящие в обозначение шва, выполняют сплошными тонкими линиями, а высота знаков равна высоте цифр и букв, входящих в обозначение. Элементы условного обозначения и вспомогательные знаки располагают в определенной по;

Приняты следующие обозначения способов сварки: Р — ручная, АФ — автоматическая под флюсом, ПФ — полуавтоматическая сварка под флюсом;

Операция сварки плавлением включает следующие переходы:

1) разделка кромок соединяемых деталей;
2) установка и закрепление деталей на специальных сварочных стендах для придания им точного и неизменного положения в процессе сварки;
3) собственно сварка соединения по периметру шва;
4) очистка шва от остатков шлака;
5) контроль сварного шва (осмотром, смачиванием керосином).

Чтобы обеспечить сквозное проплавление и получение сварного шва по всей толпщне соединяемых деталей, их кромки необходимо подготовить под сварку. Подготовка может быть выполнена: 1) с отбортовкой кромок; 2) без скоса кромок; 3) со скосом одной кромки; 4) с двумя скосами одной кромки;

Если толщина деталей более 3 мм, применяют односторонние скосы одной или двух кромок, двусторонние — одной или двух кромок, а также криволинейные скосы. Скосы выполняют механической обработкой (точением, фрезерованием, строганием), скалыванием пат углом на специальных ножницах, кислородной, плазменной резкой и другими способами.

При сварке давлением образование соединения деталей происходит за счет диффузии атомов металлов в месте соприкосновения двух поверхностей. Процесс диффузии возможен, если расстояние между поверхностями нс превышает 10 s см, причем поверхности должны быть идеально чистыми.

В сборочном производстве наиболее часто встречается электроконтактная сварка давлением (рис. 4.8).

Соединяемые детали / и 2 зажимаются в контактах сварочной маиншы и приво/ыгся в сопршюсновение. Через понижающий трансформатор 3 включают подогрев места контакта R_K . Через 10… 15 с ток выключают и разогретые до вишневого цвета детали осаживают с усилием Р.

Другим вариантом сварки давлением является точечная и шовная злектроконтакгная сварка (рис. 4.9).

Соединяемые детали / и 2 прижимаются друг к другу электродами сварочной машины. На короткое время включается электрический ток. Происходит разогрев места контакта в небольшой точке. Через 5…7 с ток выключают и детали дополнительно сжимают с усилием Р. Образуется сварная точка. Таким способом приваривают автомобильные кузова к несущей раме, различные кожухи, защитные ограждения и т. п. Способ очень эффективный и высокопроизводительный.

Электроды точечных машин изготавливают из меди или се сплавов с присадками хрома, никеля, кремния, бериллия, магния и других металлов. Широкое распространение получили сплав ЭВ, представляющий собой хромоцинковую бронзу с красностойкостью до температуры 350. .400 °С, и электроды из пагартованной меди. Форму электродов выбирают такой, чтобы обеспечить наиболее удобный подвод тока к месту сварки. Рабочая часть электрода обычно имеет форму усеченного конуса с плоским контактом. Диаметр электрода выбирают в зависимости от тошцины свариваемых деталей. Если сваривают детали различной толщины, то диаметр электрода выбирают по толщине более тонкой детали по формуле d_y = 25 + 3 мм, где — диаметр электрода, мм; 6 — толщина более тонкой свариваемой детали, мм. Режим сварки выбирают по табл. 4.1.

Как сварка используется в машиностроении

Сварочная отрасль и машиностроительный комплекс – это те направления в промышленности, без которых не обходится ни одно производство. Сварка и машиностроение определяют развитие промышленного сектора, возможность изготовления конкурентоспособной продукции.

Особенности деталей и узлов

Есть несколько особенностей узлов и заготовок, которые применяют при создании приборов, судов, машин. Они должны быть изготовлены с высокой точностью, поэтому часто сварные изделия подвергают обработке механическим путем. Обработки нередко требуют и соединительные швы – они приобретают лучшую форму, устраняются концентрации напряжения.

Использование сварки в машиностроении

От типа соединения зависят условия дальнейшей эксплуатации изделия. Машиностроение требует изготовления таких узлов и элементов, которые могут в будущем переносить вибрационные нагрузки. Для обеспечения высокой надежности применяют сварные швы впритык и встык. Они отличаются выносливостью и прочностью при соединении с металлом.

Заготовки и узлы, используемые при сборке машин, изготавливаются в условиях крупного производства. Здесь есть возможность применять сварочную оснастку и автоматизированные методы соединения.

Типы сварных соединений

В промышленном строительстве машин и агрегатов применяют разнообразные типы узлов и соединений. Среди них выделяются мелкие элементы, для чего используют электроконтактный метод сплавления.

Для изготовления изделий в крупном машиностроении используют массовые серии, иногда – единичное уникальное изготовление агрегатов. К ним относятся шестерни, рабочие колеса, валы. Здесь преимущественно использование электрошлакового способа сварки.

В промышленности применяют такие типы соединения:

стыковое – соединение элементов торцами;
торцовое – примыкание боковых поверхностей;
нахлесточное – встречается реже, это перекрывание и параллельное размещение двух элементов;
угловое – соединение частей под углом;
тавровое – перпендикулярное расположение, сварка торцом к боковой поверхности.

Но заготовки и узлы в промышленности разнообразны, потому применение находят все возможные типы сварки и соединений.

Типы сварных соединений используемых в машиностроении

Особенности изготовления сварных частей

Отдельные части машин делают из заготовок, которые получают разными способами. Многие конструкции можно получить из листов проката, среди них:

станины;
рамы;
корпус редуктора;
барабан;
сварная тяга;
штанга с проушиной.

Сварные элементы активно применяют в промышленности еще и по той причине, что они экономят до половины массы металла в сравнении с литьем тех же элементов. В строительстве машин и приборов используют такие сварные части:

подшипниковые опоры;
тяги;
штанги;
рамы, шестерни;
турбины, котлы;
редукторы, шкивы;
барабаны;
части ракет и турбин.

Использование поковки делает производство проще, требуется меньше механической обработки. Это удешевляет процесс сборки машины или прибора.

Используемые материалы

Во время производства соединительных деталей для машин используют заготовки:

штампованные;
прессованные;
тонкостенные;
фасонные;
гнутые.

Штампованные заготовки нужны в конструкциях авиационного предназначения, при строительстве сельскохозяйственных машин и гражданских автомобилей.

Сварка штампованных деталей используемых в машиностроении

Литые используют, чтобы упростить сам процесс литья. При одинаковой жесткости и прочности соединительные части могут быть в два раза легче литых.

Электрошлаковый метод позволяет изготавливать комбинированные сварные изделия из проката, поковки и отливки. Они требуют минимальной механической обработки, экономны по весу. Без этого современные конструкции – турбины, котлы, узлы станков и металлургического оборудования – изготавливались с большими трудностями ковкой, штамповкой и литьем.

Если наложение соединительного шва затруднительно, используют пайку. Наплавки могут применяться при восстановлении изношенной поверхности, во время изготовления новых деталей для придания им нужных качеств.

Требования к деталям

Когда проектируют, из чего будет собрана та или иная машина, обязательно учитывают такие требования:

качество конструкции должно быть высоким, возможна термообработка до соединения;
рабочее напряжение лучше принять ниже допустимого – в этом случае размеры элементов определяются жесткостью;
после сплавления требуется механическая обработка, так как остаточные напряжения могут менять свои значения в будущем;
механическая обработка соединения выполняется после термической обработки.

Иногда используют так называемый горячий монтаж. В таком случае после сплавления и сборки не нужна механическая обработка, если отработанная технология тщательно соблюдалась.

Сварка удешевляет процесс машиностроения без потери качества, прочности и жесткости изделий. Во многих случаях это экономия не только по времени, но и по финансам. Качество изделий, выполненных при помощи сварки, не уступает качеству литых, но последние обходятся значительно дороже.

Сварка в машиностроении

Классификация видов сварки. Виды сварных соединений и швов. Понятие, суть процесса. Классификация электрической дуговой сварки, оборудование для нее. Технология ручной дуговой и газовой сварки. Автоматическая, электрошлаковая дуговая сварка под флюсом.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	30.11.2016
Размер файла	458,3 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

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 зерна 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 широко применяют в тяжелом машиностроении для изготовления ковано - сварных и лито - сварных конструкций , таких , как станины и детали мощных прессов и станков , коленчатые валы судовых дизелей , роторы и валы гидротурбин , котлы высокого давления и т. п. Толщина свариваемого металла составляет 50 - 2000 мм.

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 углекислом газе.

Области применения сварки в защитных газах охватывают широкий круг материалов 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

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 электродо - сопротивление контакта. В результате в точках контакта металл нагревается до термопластического 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 , перемещающийся в направляющих , зажим 2 укреплен на неподвижной плите. Сварочный трансформатор соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети через включающее устройство. Плиты перемещаются , и заготовки сжимаются под действием 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 заготовки с сечением , разнородные металлы (быстрорежущую и углеродистую стали , медь и алюминий и т.д.).

Наиболее распространенными изделиями , изготовляемые стыковой сваркой , служат элементы трубчатых конструкций , колеса и кольца , инструмент , рельсы , железобетонная арматура.

Точечная сварка

Точечная сварка - разновидность контактной сварки , при которой заготовки соединяются в отдельных точках. При точечной 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 принципу 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 свариваемыми 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 выполнить при двустороннем 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 получения герметичного шва.

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 аналогична конструкции кислородных балонов. Давление ацетилена в балоне 1 , 5 МПа. В балоне находится пористая масса (активизированный 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 деформируются. Это ограничивает применение газовой сварки.

Газокислородная резка заключается в сжигании металла в струе кислорода и удалении 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; количество 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 легко выдуваться вниз струей режущего кислорода.

Практически указанным требования отвечают железо , низкоуглеродистые и низколегированные стали.

По характеру и направленности кислородной струи различают следующие способы резки.

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

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

Дефекты 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 , включения 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.

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.

Содержание

Введение
Основные сведения
Оборудование для сварки под слоем флюса
Элементы оборудования рабочего места
Общие требования для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса
Требования, предъявляемые к источникам переменного сварочного тока
Дефекты, образующиеся при сварке под слоем флюса
Особенности автоматической электродуговой сварки под слоем флюса в сопоставлении с ручной сваркой
Список используемой литературы

Прикрепленные файлы: 1 файл

0024629_6390A_referat_svarka_v_mashinostroenii.doc

Введение
Основные сведения
Оборудование для сварки под слоем флюса
Элементы оборудования рабочего места
Общие требования для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса
Требования, предъявляемые к источникам переменного сварочного тока
Дефекты, образующиеся при сварке под слоем флюса
Особенности автоматической электродуговой сварки под слоем флюса в сопоставлении с ручной сваркой
Список используемой литературы

Введение

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.).

Способами сварки без внешней защиты дуги и сваркой под флюсом в народном хозяйстве страны выполняется наибольший объем сварочных и наплавочных работ. В сварке под слоем флюса источником тепла является дуга, горящая между электродом и основным металлом. Дуга погружена под слой гранулированного флюса. Непрерывно подающийся флюс защищает основной металл от окисления до его остывания. Некоторая часть флюса плавится и образует защитный шлак над сварной ванной. Для удаления

оставшегося после сварки флюса используется вакуумный насос. Собранный флюс используется повторно.

Сварка под слоем флюса в основном автоматический или полуавтоматический процесс. Вид автоматической сварки обеспечивает высокую производительность (до 40 кг в час) и качество сварного шва. Для этого процесса следует правильно выбрать напряжение и скорость подачи электрода. Значение этих параметров должно обеспечивать горение дуги под слоем флюса, но в то же время на определенной высоте над основным металлом.

При автоматической сварке механизированы все основные рабочие движения и операции: возбуждение и поддержание горения дуги, подача электрода, перемещение электрода вдоль свариваемых кромок со скоростью сварки, защита дуги и сварочной ванны от действия воздуха (по необходимости), колебательные движения электрода (по необходимости), прекращение процесса сварки и заварка кратера в конце шва и пр. В связи с

этим различают инструмент и приспособления для ручной сварки, сварочный полуавтомат или автомат (самоходная или подвесная головка), станок и установку для полуавтоматической или автоматической сварки.

Сварочной головкой называют механизм, подающий электрод, возбуждающий и поддерживающий горение дуги, а также прекращающий процесс сварки. Закрепляемая неподвижно сварочная головка называется подвесной. Если в конструкции сварочной головки предусмотрен механизм для ее перемещения вдоль изделия, головка называется самоходной. Головка может перемещаться по специальному пути или непосредственно по свариваемому изделию.

Оборудование для сварки под слоем флюса

Сварочной установкой называется комплекс, в состав которого входит следующее оборудование: а) электросварочное - сварочный аппарат, источник сварочного тока, аппаратура регулирования и контроля сварочного процесса; б) механическое – устройства и механизмы для крепления сварочного аппарата и движения его или изделия в заданном направлении, устройства для размещения и перемещения сварщиков, а также аппаратура контроля и регулирования; в) вспомогательное – флюсовая и газовая аппаратура, токоподводы, устройства и механизмы для зачистки места под сварку, устройства и механизмы для очистки шва и прилегающей зоны изделия от шлаковой корки и брызг металла, устройство для очистки зоны обслуживания от пыли и вредных газов.

Для полуавтоматической сварки без внешней защиты дуги и под флюсом со свободным формированием шва применяют одноэлектродные и многоэлектродные, подвесные и самоходные сварочные головки, сварочные тракторы и различные специализированные аппараты. Сварочными тракторами называются переносные дуговые сварочные аппараты, движущиеся на самоходной тележке во время сварки непосредственно по свариваемому изделию либо по направляющей линейке, укладываемой на изделие параллельно шву.

Эффективность применения механизированной сварки зависит от совершенства сварочного оборудования и аппаратуры, для развития которых рекомендуется обеспечить: а) максимальную механизацию и автоматизацию технологического цикла сварки; б) максимальную производительность и эффективность сварки, в том числе применение сварки одного или нескольких швов одновременно несколькими головками ( так называемая ногоголовачная сварка); в) применение програмного управления для автоматизации сварочных операций; г) соблюдение эргономических и эстетических требований к оборудованию.

Элементы оборудования рабочего места.

Немаловажную роль в увеличении производительности труда электросварщика и качества сварки зависит от условий, в которых производятся сварочные работы, другими словами от того, как правильно организовано рабочее место сварщика (сварочный пост).

Рабочее место сварщика может быть расположено в зависимости от выполняемой работы, непосредственно у свариваемого изделия или в специальных кабинах. При сварке больших размеров непосредственно у свариваемого изделия. Такое место как правило является передвижным, оно ограждается переносными щитами. При сварке же небольших изделий рабочее место оборудуют в специальных кабинах на постоянных местах. Переносные рабочие щиты и кабины для сварщиков, кроме других функций, служат для защиты рядом работающих сварщиков и других рабочих от излучений электрической дуги.

Спецодежда сварщика изготавливается из плотного брезента или сукна. Она не должна иметь открытых карманов. Обувь должна иметь глухой верх рукавицы сварщика должны изготавливаться из кожи, плотного брезента или асбестовой ткани. При работе в закрытых сосудах пользование диэлектрическими калошами и резиновыми ковриками, испытанными на электрический пробой в соответствии с правилами техники безопасности является обязательным.

Общие требования для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса.

Для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, плавящимся электродом, предъявляется ряд общих требований:

Обеспечение стабильности горения дуги и процесса сварки;
Получение заданного химического состава металла сварных швов и их свойств;
Обеспечение хорошего формирования металла и шлаков;
Получение швов без трещин, с минимальным количеством шлаковых включений и пористостью;
Легкая отделяемость шлаковой корки от поверхности швов.

Решение этих задач связано с составом свариваемого металла и применяемой электродной проволоки. В связи с этим применяют и разнообразные флюсы.

Иногда при режимах дуговой сварки под флюсом полезно вводить в состав флюсов тонизирующие составляющие. К некоторым высококремнистым флюсам добавляют различные составляющие (К₂О, Na₂O, CaO и СaF₂), для обеспечения стабильности дуги по ее разрывной длине. Повышение стабильности горения дуги позволяет более широко варьировать режимы сварки и в ряде случаев добиваться лучшего формирования швов.

Химический состав металлов швов формируется как за счет основного и электродного металла, так и их химических изменений при сварке, в данном примере, вследствие взаимодействия свариваемых металлов с флюсом.

Применение высокремнистых флюсов при сварке высоколегированных хромоникелевых сталей, дает более грубую столбчатую структуру шва, чем при сварке под низкокремнистыми флюсами. Соответственно, свойства металла шва при грубой структуре хуже.

Естественно, что на химический состав металла влияет также степень защиты от воздуха реакционного сварочного пространства. Определяется она как образующимся, в результате горения дуги, шлаковым куполом над реакционной зоной, так и высотой слоя твердых частиц флюса над этой зоной. Высота слоя, насыпаемого на место сварки флюса, зависит от режима сварки.

Для автоматической дуговой сварки под флюсом используют непокрытую электродную проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха. Подача и перемещение электродной проволоки механизированы. Автоматизированы процессы зажигания дуги и заварки кратера в конце шва.

В процессе автоматической сварки под флюсом дуга горит между проволокой и основным металлом. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла со всех сторон плотно закрыты слоем флюса толщиной 30 – 35 мм. Часть флюса расплавляется, в результате чего вокруг дуги образуется газовая полость, а на поверхности расплавленного металла – ванна жидкого шлака. Для сварки под флюсом характерно глубокое проплавление основного металла. Действие мощной дуги и весьма быстрое движение электрода вдоль

заготовки обусловливают оттеснение расплавленного металла в сторону,

противоположную направлению сварки. По мере поступательного движения электрода происходит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва, покрытого 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 головками 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 одним из основных звеньев автоматической линий для изготовления сварных автомобильных колес и станов для производства сварных прямошовных и спиральных труб.

Стремление повысить производительность электродуговой сварки, улучшить качество швов и одновременно облегчить труд сварщиков привело к созданию автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса.

Сущность процесса автоматической сварки заключается в следующим: голая электродная проволока с катушки подаётся в зону дуги автоматической головкой, двигающейся вдоль шва; впереди головки из бункера по трубе на свариваемые кромке подаётся флюс, покрывающий поверхность металла в зоне шва слоем толщиной 50 –60 мм. Электрическая дуга горит под слоем флюса в создаваемом ею газом пузыре, окруженном средой расплавленного флюса.

Благодаря некоторому давлению флюса на поверхность жидкой ванны в процессе сварки устраняется разбрызгивание металла и получается хорошее формирование шва, даже при очень больших токах, достигающих 1000 – 200А. Расплавляемая в процессе сварки и затем затвердевающая часть флюса образует на поверхности шва шлаковую корку. Неиспользованная же, т.е. нерасплавленная, часть флюса отсасывается обратно в бункер и затем повторно используется при сварке.

Большая концентрация теплоты при горении мощной дуги под флюсом позволяет производить сварку с небольшими скосами кромок; угол скоса кромок для стали обычно не превышает 30 градусов. Последнее обстоятельство приводит к меньшей затрате электродного материала и к лучшему использованию дуги. Благодаря большой силе тока, применяемого при автоматической сварке под слоем флюса, производительность возрастает в десятки раз по сравнению с ручной дугой дуговой сваркой.

Хорошая защита расплавленного металла от окружающего воздуха, а также легирование металла шва (в случае сварки стали) содержащимися во флюсе компонентами обеспечивают весьма высокие механические свойства сварных швов, выполненных автоматической сваркой.

Широкое распространение получило полуавтоматическая, так называемая шланговая сварка. Тонкая (1,6 – 2 мм) электродная проволока подается при помощи роликового механизма через шланг в электрододержатель. Шланг используется также для подачи сжатым воздухом в зоне сварки флюса, а также для подведения сварочного тока к электродержателю. Необходимая аппаратура сосредоточена в аппаратном ящике.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

Сварка– это процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями путем местного или общего нагрева либо методом пластической деформации.

Сварные соединения в настоящее время представляют собой основной тип неразъемных соединений. Они образуются путем местного нагрева деталей в зоне их соединения. В современном машиностроении применяют различные способы сварки, из которых наибольшее распространение получила электрическая сварка. Технологические процессы различных способов сварки и области их применения рассматриваются в курсе «Технология металлов и конструкционные материалы».

Основные виды электросварки—дуговая и контактная. Различают три разновидности дуговой сварки:

1. Автоматическая сварка под слоем флюса. Этот метод сварки высокопроизводителен и экономичен, дает хорошее качество шва. Применяется в крупносерийном и массовом производстве для конструкций с длинными швами.

2. Полуавтоматическая сварка под слоем флюса. Применяется для конструкций с короткими прерывистыми швами.

3. Ручная сварка. Применяется в тех случаях, когда другие способы дуговой сварки нерациональны. Этот метод сварки малопроизводителен. Качество шва зависит от квалификации сварщика.

Для дуговой сварки применяют электроды с различной обмазкой, которые маркируют по ГОСТ 9467—60. Для сварки конструкционных сталей рекомендуются электроды: Э34, Э42, Э42А, Э46, Э46А, 350, Э50А, Э55 и др. Число после буквы Э обозначает минимальный гарантируемый предел прочности металла шва в кГ/мм2. Буква А обозначает гарантируемое получение повышенных пластических свойств металла шва.

Контактная сварка применяется в серийном и массовом производстве при соединении внахлестку тонкого листового металла (точечная, роликовая сварки) или при соединении встык круглого и полосового металла (стыковая сварка).

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПО СРАВНЕНИЮ С ЗАКЛЕПОЧНЫМИ

Достоинства:

1. Невысокая стоимость соединения благодаря малой трудоемкости процесса сварки простоты конструкции сварного шва.

2. Сравнительно небольшая масса конструкции (на 20/25 % меньше массы клепаной), так как:

а) поскольку отсутствуют отверстия под заклепки, требуется меньшая площадь сечений свариваемых деталей;

б) соединение деталей может выполняться встык без накладок (рис.2.1.б)

в) отсутствуют выступающие массивные головки заклепок (ср. рис. 2.1, а и 2.1, б).

3. Герметичность и плотность соединения.

4. Возможность автоматизации процесса сварки,

5. Возможность сварки толстых профилей.

Недостатки:

1. Прочность сварного соединения зависит от квалификации сварщика. Применение автоматической сварки устраняет этот недостаток.

2. Коробление деталей из-за неравномерности нагрева в процессе сварки.

3. Недостаточная надежность при значительных вибрационных и ударных нагрузках. По мере совершенствования процесса сварки этот недостаток проявляется в меньшей степени.

Рис. 2.1. Конструктивное оформление клепаного и сварного соединений.

ПРИМЕНЕНИЕ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В современном машиностроении, в строительных конструкциях и в других отраслях промышленности сварные соединения вытеснили заклепочные, за исключением особых случаев, оговоренных выше. В настоящее время сварку широко применяют как способ получения заготовок деталей из проката в мелкосерийном и единичном производстве, а также в ремонтном деле. Сварными выполняют станины, рамы, корпусы редукторов, шкивы, зубчатые колеса (рис. 2.2), коленчатые валы и другие детали.

Рис. 2.2 Пример сварного зубчатого колеса

В массовом производстве применяют штампосварные детали, полученные дуговой автоматической или контактной сваркой.

Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы.

Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация.

Читайте также: