Общие сведения о сварке

ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Общие сведения о сварке

Сваркой называют технологический процесс образования не­разъемных соединений за счет образования атомно-молекулярных свя­зей между частицами сопрягаемых деталей после расплавления, местной пластической деформации и диффузии атомов.

Наибольшее промышленное значение имеет сварка металлов и их сплавов, но возможна сварка и неметаллических материалов - стекла, пластмассы, керамики и пр.

Начало развития сварочной техники совпадает с рубежом XIX и XX столетий. Вначале преимущественное значение имела газов сварка на основе кисло­рода и ацетилена. Были разработаны способы их хранения и траспортировки. Сварку плавлением электрической дугой предложил в 1882г. русский изобретатель Н.Н.Бенардос, использовав электрическую дугу с угольным электродом (запантетовал и получил гран-при на выставке в Брюсселе). Использование для сварки плавящегося электрода, служившего одновременно присадочным материалом, предложил в 1888 г. русский инженер Н.Г.Славянов. В то время неразъемные соединения были в виде заклепок, которые быстро разрушались, а рабочие становились глухарями.

В 1935-36гг. Патон Е.О. (отец) разработал способ полуавтоматической сварки под флюсом. Сейчас на Украине вопросами сварки занимается институт электро­сварки под руководством академика Б.Е.Патона, созданный Патоном Е.О. Здесь разработана автоматическая под флюсом, электрошлаковая сварка для сварки вертикальных швов неограниченной тол­щины металла и т.д. Развитие сварочного производства шло в двух направлениях :

– разработка новых способов сварки;

– разработка сварочного материаловедения, обеспечивающего высокое качество металла шва.

Применение новых методов сварки обеспечивает получение сварных конструкций с заданными размерами, не требующих меха­нической обработки.

Сварные конструкции обладают многими преимуществами по сравнению с клепаными. Сварка уменьшает на 10-20% массу конст­рукций, сокращает трудоемкость и сроки изготовления. При сварке образуются плотные швы, обеспечивающие герметичность резер­вуаров, котлов, цистерн, вагонов, трубопроводов, корпусов автомоби­лей, тракторов, судов и пр. Сварка позволяет соединять элементы, имеющие различную толщину и упростить технологию изготовления сложных узлов и конструкций. Возможность механизации и автомати­зации производственных процессов, высокое качество сварных соеди­нений и рациональное использование металла сделали сварку прогрес­сивным высокопроизводительным и экономически выгодным техно­логическим процессом.

б) Сущность сварки и классификация ее способов.

Образование неразъемного соединения при сварке происходит за счет атомно-молекулярных связей между контактирующими по­верхностями, для чего необходимо сблизить эти расплавленные поверхности на атомное расстояние и сооб­щить им энергию.

В зависимости от метода активации образование связей может происходить в твердой или в жидкой фазах. В соответствии с этим все способы сварки делят на две основные группы:

- сварка пластическим деформированием (давлением);

- сварка плавлением.

При сварке давлением, сближение атомов и молекул и актива­ция поверхности соединяемых материалов достигаются в результате совместной упруго-пластической деформации. Сварку давлением проводят либо без нагрева, либо нагревом до температуры текучести, либо взрывом, ультразвуком, трением и пр.

При сварке плавлением детали соединяют за счет местного расплавления металла по кромкам основного металла и электрода (ли­бо присадочного металла).

Расплавленный при сварке металл образует общую сварочную ванну, при этом достигается разрушение окисных пленок, покрываю­щих поверхность соединяемых элементов, и сближение атомов до расстояния, при котором возникают связи между ними. После кри­сталлизации металла образуется сварной шов, имеющий литую структуру. Для расплавления основного и присадочного металла при­меняют источники теплоты с температурой не ниже 3000 °С. В зави­симости от характера источника теплоты различают электрическую и химическую сварку плавлением.

При электрической сварке плавлением источником теплоты служит электрический ток. При химической сварке плавлением в качестве источника теп­лоты используют экзотермическую реакцию горения газов (газовая сварка) или порошкообразной горючей смеси (термитная сварка). К сварке плавлением относятся: - дуговая, - плазменно-дуговая; - электроннолучевая; - электрошлаковая; - лазерная, - газовая; - термитная. К сварке давлением: - контактная; - индукционная; - диффузионная; - термокомпрессорная; -холодная, -трением, -взрывом, -ультразвуковая.