Лекція № 15

Навчальні питання:

1. Спеціальні методи зварювання та споріднені процеси.

2. Плазмові та променеві види зварювання.

3. Зварювання неметалевих матеpiалiв /пластмаси.

4. Напилення покриттів на поверхні різними методами.

Навчальне питання 1. Спеціальні методи зварювання та споріднені процеси.

Важливою науково-технічною проблемою є створення економічних, надійних і довговічних зварних конструкцій, що можуть працювати на землі, під водою і в космосі, при великій різниці температур, в агресивних середовищах і при інтенсивному опромінюванні. За допомогою зварювання і споріднених технологій створюється більше половини валового національного продукту промислово розвинутих країн. У зварювальному виробництві зайнято близько 5 млн людей, переважна більшість яких (70-80%) виконують електродугові процеси.

Основою зварювального виробництва є зварювання плавленням. Техніка і технологія цього процесу постійно вдосконалюються. На ринку зварювального обладнання перше місце займає апаратура для дугового зварювання. Зростає виробництво апаратури для зварювання порошковими і суцільними дротами при зменшенні частки обладнання для ручного дугового зварювання покритими електродами. У промислово розвинених країнах частка металу, наплавленого ручним дуговим зварюванням, зменшилась майже в З рази і становить 20-30%, в інших країнах таке зниження менш інтенсивне.

Друге місце займає виробництво обладнання для контактного зварювання. При цьому частка обладнання для газового зварювання і різання зменшується. У світовій практиці останнім часом почали широко використовувати інверторні джерела живлення, що мають великі можливості для автоматичного керування зварювальними процесами.

Розширюються галузі застосування лазерних технологій, зокрема потужних діодних зварювальних лазерів з високим к.к.д. Широкі можливості використання електронно-променевого зварювання, яким за один прохід можна зварювати метали товщиною до 200-300 мм. Для розвитку важкого машинобудування велике значення має електрошлакове зварювання при виготовленні крупнога-баритних товстостінних виробів. Успішно розвивається контактне зварювання (роликове, точкове й рельєфне).

Розвиток електронної техніки й приладобудування призвів до створення ультразвукового, дифузійного, пресового та зварювання інших видів. Забезпечення з'єднань високої якості у складних умовах вимагає вдосконалення техніки та засобів підготовки до ремонтного зварювання.

Невід'ємною частиною зварювального виробництва є наплавлення, для якого використовують 8-10% електродів і суцільних дротів та 30% порошкових дротів від загального об'єму зварювальних матеріалів і практично всі спечені й порошкові стрічки. Удосконалюються технології нанесення спеціального та захисного покриття методами плазмо-дугового. електронно-променевого, газотермічного й динамічного напилення. Особливе значення мають технології склеювання. Створено значну кількість клеєвих композицій, які дають можливість з'єднувати одно- та різнорідні матеріали.

Актуальною залишається проблема зварювання нових матеріалів на основі заліза, міді, нікелю, алюмінію, титану та ін. В Інституті електрозварювання ім. Є. О. Патона знайшли нове рішення покращення зварюваності перспективних сплавів алюмінію й титану. Створені нові технології, що дають можливість одержання зварних з'єднань товщиною 0,5-1000 мм. Для одержання нероз'ємних з'єднань із різнорідних матеріалів (сталь — титан, мідь — алюміній, сталь — алюміній та ін.) перспективними є такі процеси: зварювання магнітно-імпульсне, зварювання вибухом, дифузійне зварювання, паяння, склеювання, механічні (штепсельні) з'єднання.

У виробництво впроваджені нові технології для зварювання полімерів і композитів на їх основі, зварювання труб із термопластів, які використовуються при спорудженні газо- й водопроводів та інших комунікацій. Перспективними є з'єднання цих матеріалів за допомогою ультразвукового зварювання, зварювання тертям і струмами високої частоти.

Значно розширилися можливості підводного зварювання та різання, які використовуються на глибинах декількох десятків метрів. Для цього використовують зварювання плавкими і неплавкими електродами, лазерне випромінювання. Розробляються нові механізовані способи зварювання й різання, а також обладнання, які були б придатні для використання на кілометровій глибині для прокладання газо- і нафтопроводів по дну океанів.

Важливою проблемою є застосування зварювальних технологій у космічному просторі, де перспективним способом вважається електронно-променеве та лазерне зварювання. Інститутом електрозварювання ім. Є. О. Патона разом з НВО «Енергія» проведені експерименти електронно-променевого зварювання, різання, паяння й нанесення покриття у відкритому космосі, при яких були вивчені особливості одержання зварних з'єднань в умовах вакууму та мікрогравітації, оцінені можливості людини у скафандрі виконувати функції зварника.

Зварювання та споріднені технології будуть і надалі інтенсивно розвиватися, оскільки вони є ключовими для ведучих галузей сучасної промисловості.

Навчальне питання 2. Плазмові та променеві види зварювання.