Конспект лекций по сварке

Сварка, как прогрессивный способ получения неразъемных соединений, заняла ключевые позиции во всех отраслях машиностроения. Применение сварки во многих отраслях промышленности является одним из основных факторов, определяющих технический прогресс и эффективность производства. В технически развитых странах мира большое внимание уделяется развитию сварочной науки, созданию новых видов сварки, производству автоматизированных сварочных машин, роботизированных сварочных линий и комплексов, применению прогрессивных сварных конструкций, обеспечивающих экономию металла, улучшение качества изделий, снижение трудоемкости и стоимости сварных конструкций. Благодаря творческому труду ученых, инженеров, научно-исследовательских институтов, ВУЗов, предприятий сварочная наука и производство в Украине стоит на высоком научно- техническом уровне.

Широкое применение сварки в машиностроении обусловлено возможностью создания наиболее целесообразных и одновременно технологичных конструкций из заготовок и деталей, полученных наиболее рациональными методами изготовления (штамповкой, прокаткой, литьем, ковкой). Сварные конструкции можно изготовить более легкими на 15-20 %, что особенно важно при производстве летательных аппаратов. До недавнего времени при производстве планеров самолетов из алюминиевых сплавов преобладала клепка. С переходом на новые материалы (жаропрочные, нержавеющие стали, титановые сплавы и др.) сварка стала основным технологическим процессом изготовления планеров, корпусов и двигателей летательных аппаратов.

Если раньше на авиационных заводах слесарносварочные цехи играли вспомогательную роль и больше обслуживали процесс производства (изготовление стапельной оснастки, приспособлений и т.п.), то при изготовлении цельносварных самолетов и летательных аппаратов основные цехи, в первую очередь цехи агрегатной сварки, превратились в сварочные цехи, что потребовало полной перестройки технологического процесса, где преобладает сварка и сопутствующие ей операции (контроль качества сварки, термообработка сварных конструкций). Производство цельносварных летательных аппаратов из титановых, жаропрочных сплавов, никелевых сплавов, нержавеющих сталей, новых алюминиевых и магниевых сплавов с большим диапазоном свариваемых толщин потребовало разработки техпроцессов и оборудования для материалов с ограниченной свариваемостью, механизации и автоматизации сварки кольцевых и продольных швов, криволинейных швов, коротких стыков сложного переменного сечения, швов на панелях двойной кривизны, крупногабаритных ребристых панелей, сотовых панелей. Широко применяется сварка для изготовления современных двигателей летательных аппаратов и их узлов (камеры сгорания, сопла ЖРД, охлаждаемые лопатки, роторы компрессоров, жаровые трубы, трубопроводы, корпусные и другие детали и узлы).

Прогресс авиационной, ракетной и космической техники не мыслим без расширения применения сварки, без создания и развития новых видов сварки на основе достижений науки и техники. Поэтому все новейшие разработки в области в первую очередь находят применение при производстве летательных аппаратов.

Дуговая сварка в защитных газах, автоматическая сварка под слоем флюса, электроннолучевая, плазменная, лазерная, диффузионная сварка, контактная, ультразвуковая, холодная сварка являются основными видами, применяемыми в настоящее время при производстве самолетов, ракет и космических аппаратов.

Если в земных условиях сварка завоевывала свои позиции, последовательно вытесняя традиционные методы получения неразрывных соединений, то при изготовлении конструкций в условиях космоса сварка заняла сразу ведущее положение. Первые опыты по сварке в условиях космоса проводили советские космонавты Шонин и Кубасов на «Союзе 6» еще в 1969 году и получили хорошие результаты. « Вулкан» создан в институте сварки им. Патона.

Сварка конструкций, ремонт космических аппаратов, космическая металлургия стали задачей сегодняшнего дня. Над этими задачами активно работают ученые и инженеры, проводится широкий комплекс исследований металлургических процессов в условиях космоса и невесомости, что создает предпосылки для сборки, монтажа космических станций с применением сварки.

В 1984 году советские космонавты Джанибеков и Савицкая испытали универсальный рабочий инструмент (УРИ) для сварки, резки, пайки и напыления с использованием двух малогабаритных электронных пушек (вторая пушка для напыления). Работы велись на космической станции «Салют 7». Работы по испытанию УРИ проводились в открытом космосе. УРИ разработал институт сварки им. Патона.

В 1997 году институт сварки им. Патона, имеющий большие достижения по разработке оборудования для электронно- лучевой сварки в космосе, заключил соглашение с американским научно-исследовательским центром NACA о проведении совместных работ в этой области.