Апаратура для газового зварювання

1. Ацетиленові генератори.Апарати, в яких добувають технічний аце­тилен, називають ацетиленовими генераторами. Залежно від принципу взаємодії карбіду кальцію з водою розрізняють такі системи генераторів: "карбід у воду", "вода на карбід", а також контактної дії "зануренням" і "витисненням".

У генераторах системи "карбід у воду" (рис. V.19, а) карбід кальцію із завантажувального бункера 2 в резервуар 7 з водою подається за допо­могою автоматичних пристроїв залежно від витрачання і тиску ацети­лену. Генератори цієї системи найбільш продуктивні. Вони забезпечують найповніше розкладання карбіду кальцію і утворення чистого та охоло­дженого ацетилену. Такі генератори найменш вибухонебезпечні.

У генераторах системи "вода на карбід" (рис. V.19, б) карбідом каль­цію завантажують одну або дві реторти 9, в які з окремого резервуара З трубою 8 подається вода. Ацетилен, що утворюється при розкладанні карбіду кальцію, з реторти 9 трубою 6 надходить у нижню частину гене­ратора, де збирається під перегородкою 4. Вода, що перебуває тут під тиском ацетилену, витискається циркуляційною трубою 5 у верхню час­тину корпусу генератора. Ацетилен з генератора відводиться трубою 7. Генератори цієї системи мають невелику продуктивність, низький тиск і здебільшого їх виготовляють переносними.

Генератори контактної системи "зануренням" (рис. V.19, в) або "витис­ненням" (рис. V.19, г) характеризуються тим, що в них залежно від тиску стикання карбіду кальцію з водою здійснюється періодично. У першому випадку (рис. V.19, в) зі збільшенням тиску вище граничного газгольдер 10 піднімається і витягає з води корзину з карбідом кальцію. У другому випадку (рис. V.19, г) надмірний тиск ацетилену спричинює витиснення води в сполучену посудину і розкладання карбіду кальцію теж припиня­ється. Якщо тиск знижується, то відбуваються зворотні явища.

Генератори контактної системи "витисненням" інколи будують в по­єднанні з генераторами системи "вода на карбід" і виготовляють як пере­носні генератори невеликої продуктивності.

За тиском ацетиленові генератори поділяють на два типи: низького -0,001...0,01 МПа і середнього 0,01... 0,15 МПа. Залежно від продуктивно­сті і типу установки генератори бувають стаціонарними і переносними. За продуктивністю їх поділяють на такі: низької (до 3 м³/год), середньої (до 10 м³/год) і високої (до 80 м³/год) продуктивності.

2. Запобіжні затвори.При нагріванні мундштука зва­рювального пальника вище ніж 500 °С всередині нако­нечника пальника може спалахнути ацетилен і утвори­тися зворотний удар полум'я. Для захисту ацетилено­вих генераторів від вибуху на генераторах, а в окремих випадках і на робочих місцях зварників встановлюють запобіжні затвори. Найпоширеніші водяні затвори за­лежно від тиску ацетилену в генераторах бувають від­критого і закритого типів. Затвори відкритого типу встановлюють на генераторах низького тиску, а закри­того типу - на генераторах середнього тиску.

На рис. V.20 зображено схему водяного затвора закритого типу. При нормальній роботі газ трубою 6

крізь клапан 7 потрапляє до

корпусу 5 затвора. Звідси по

штуцеру 3 він спрямовується

до пальника. При зворотному

ударі тиск вибухової хвилі

передається на воду і клапан

7 закривається. У той самий момент розривається тонка алюмінієва або олов'яна прокладка (фольга) 4 і вибухова суміш викидається в атмосферу.

Для контролю рівня води в затворі призначений кран 2, а для зливання води із затвора - кран 1.

3. Зварювальний пальник є основним інструментом газозварника, який призначений для змішування в потрібних пропорціях горючого газу з киснем і для створення зварювального полум'я потрібних потужності, роз­мірів і відповідної форми. За способом подавання горючого газу в каме­ру змішування розрізняють пальники інжекторні (низького тиску) і без-інжекторні (різного тиску). У промисловості використовують переважно пальники інжекторні, які придатні для використання ацетилену низько­го і середнього тиску. Принцип роботи цього пальника ґрунтується на підсосі ацетилену струменем кисню. Підсос, що зветься інжекцією, здійс­нюється так. Кисень під тиском 0,2...0,4 МПа подається крізь ніпель 7 (рис. V.21) і регулювальний вентиль 6 в інжектор 4, який має вузький центральний отвір (сопло) і поздовжні пази. Виходячи з отвору сопла з великою швидкістю, кисень створює в камері змішування 3 сильне роз­рідження. Внаслідок цього ацетилен, що має більш низький тиск, засмокту­ється крізь ніпель 8, регулювальний вентиль 9 для ацетилену, внутрішній канал 5 рукоятки і поздовжні пази інжектора 4 в камеру змішування 3. Тут кисень і ацетилен утворюють горючу суміш, яка трубкою 2 надхо­дить у мундштук 1. На виході з мундштука при запалюванні цієї суміші утворюється зварювальне полум'я. Потрібне співвідношення газів у паль­нику регулюється кисневим 6 і ацетиленовим 9 вентилями.

Пальники інжекторного типу мають сім змінних наконечників, які да­ють змогу зварювати метал завтовшки 0,5...30 мм. До рукоятки пальника наконечник приєднується за допомогою накидної гайки.

Крім односоплових зварювальних пальників у промисловості застосо­вують багатосоплові пальники, призначені для поверхневого гартуван­ня, паяння та інших робіт.

16. Технологія газового зварювання

1. Види і склад ацетиленокисневого полум'я.Залежно від співвідношення кисню і ацетилену, які виходять з пальника, розрізняють три основних види ацетиленокисневого полум'я: нормальне, або відновне; з надлиш­ком кисню, або окислювальне; з надлишком ацетилену, або навуглецьо-

вувальне. При газовому зварюванні здебільшого застосовують нормаль­не полум'я, при якому на одну об'ємну частину ацетилену припадає на 10...20 % більше кисню.

Ацетиленокисневе полум'я складається з трьох зон (рис. V.22): яскра­во окресленого ядра / (температура близько 1000 °С), зварювальної // (температура 3050...3150 °С) і факела /// (температура близько 1200 °С). У першій зоні відбувається екзотермічне розкладання ацетилену на його складові елементи:

2С₂Н₂ + 2О₂ = 4С + 2Н₂ + 2О₂.

Розжарені частинки вуглецю надають цій зоні яскравого світіння. У другій зоні відбувається неповне згоряння вуглецю за реакцією

4С + 2Н₂ + 2О₂ = 4СО + 2Н₂.

Внаслідок утворення оксиду вуглецю і водню ця зона має відновлюваль-ний характер. Найбільша температура полум'я у цій зоні знаходиться на від­стані 2...4 мм від кінця ядра. Цією частиною полум'я і ведуть зварювання.

У третій зоні за рахунок кисню повітря згоряють оксид вуглецю і во­день:

4СО + 2Н₂ + ЗО₂ = 4СО₂ + 2Н₂О.

2. Способи газового зварювання.Розрізняють два основних способи га­зового зварювання: лівий і правий. При лівому способі (рис. V.23, а) по­лум'я пальника переміщується справа наліво і спрямоване на незварені кромки, а при правому (рис. V.23, б) - зліва направо і спрямоване вбік утвореного зварного шва. Лівий спосіб застосовують при зварюван­ні листів завтовшки до 5 мм і легкоплавких металів, для яких не потріб­не зосередження великої кількості теплоти в місці зварювання. Правий спосіб забезпечує глибше проварювання, тому його застосовують при зварюванні металу завтовшки понад 5 мм.

Однак при виборі способу газового зварювання керуються не тільки тов­щиною зварюваного металу, а й по­ложенням шва у просторі. Нижні шви залежно від товщини листів зварюють лівим або правим способом. Верти­кальні шви незалежно від товщини з'єднуваних листів виконують тільки лівим способом, а стельові - тільки правим способом.

Як присадний метал при газовому зварюванні сталі використовують той самий дріт, що й при дуговому зварю­ванні.

Рис. V.23. Схеми основних способів газового зварювання

3. Вибір режиму зварювання.Режим газового зварювання визначаєть­ся вибраним діаметром присадного металу і потужністю газозварюваль­ного полум'я. Діаметр присадного дроту (до 6...8 мм) вибирають залежно від способу зварювання і товщини зварюваного металу за такими форму­лами:

d =δ/2 + 1 - для лівого способу;

d =δ/2 - для правого способу,

де d — діаметр дроту, мм; δ - товщина металу, мм.

Потрібну потужність полум'я (витрату ацетилену) для зварювання вуг­лецевої сталі визначають залежно від товщини зварюваного металу за формулою, л/год,

V = kδ,

де k - коефіцієнт пропорційності, який для лівого способу зварювання становить 100... 130, а для правого- 120...130; δ-товщина металу, мм.

За визначеною потужністю полум'я вибирають відповідний номер на­конечника зварювального пальника.

4. Види зварних з'єднань і підготовка деталей до зварювання.При газо­вому зварюванні в основному застосовують стикові з'єднання, іноді ку­тові. З'єднання внапусток або таврові застосовують рідко через великі деформації, які створює газозварювальне полум'я. Залежно від товщини зварюваного металу стикові з'єднання виконують без скосу, з відбортов-кою або без відбортовки кромок з одно- або двобічним скосом. Без скосу кромок і без зазору в стик зварюють метал завтовшки до 2 мм. Метал завтовшки 2...5 мм також зварюють без скосу кромок, проте між кромка­ми залишають 1...2 мм. При більшій товщині роблять одно- або двобіч­ний скіс кромок під кутом 60...90°. З'єднання з відбортовкою кромок, які застосовують для деталей завтовшки до 3 мм, зварюють без присадного металу.

Щоб у процесі зварювання встановлений між кромками зазор і поло­ження деталей не змінювались, перед зварюванням кромки деталей з'єдну­ють у кількох місцях короткими швами (прихватками). Довжину цих швів і відстань між ними вибирають залежно від товщини зварюваного металу і загальної довжини шва. При зварюванні тонких листів довжина коротких швів має бути не більшою ніж 5 мм, а відстань між ними - 300...500 мм.

17. Термітне зварювання

1. Суть процесу і різновиди термітного зварювання.Термітами назива­ють порошкоподібні горючі суміші, які складаються з металів (алюмінію, магнію або силіцію) і оксидів металів (заліза, мангану, нікелю, міді тощо). Під час згоряння таких сумішей виділяється багато теплоти і розвиваєть­ся висока температура. Найбільш поширеними є два види термітів - алю­мінієвий і магнієвий.

2. Зварювання алюмінієвим термітом.Алюмінієвий терміт - це порош­коподібна механічна суміш металевого алюмінію (23 %) і залізної окали­ни (77 %). При нагріванні суміші до 1150... 1200 °С за допомогою спеціаль­них запальних сумішей або термітних сірників терміт загоряється. Реак­ція за кілька секунд поширюється на весь об'єм суміші і відбувається за рівнянням

3Fe₃O₄ + 8А1 = 9Fe + 4А1₂О₃.

З 1 кг терміту утворюється 550 г заліза та 450 г оксиду алюмінію і виділяється близько 3000 кДж теплоти. Температура реакції досягає 3000 °С.

З варювання алюмінієвим термітом виконують трьома способами: плав­ленням, тиском і комбінованим методом. Для зварювання плавленням (рис. V.24, а) на торці зварюваних виробів 1/ встановлюють вогнетривку форму 2. Між торцями залишають зазор, який залежить від розміру пере­різу зварюваних виробів. Потім з плавильного тигля 3 крізь отвір у дни­щі зазор заповнюють розплавленими продуктами реакції. Термітний шлак 4, маючи меншу густину, збирається у верхній частині форми, а розплав­лене термітне залізо 5 заповнює зазор і нижню частину форми. Оскільки залізо дуже перегріте, воно оплавляє поверхню торців зварюваних виро­бів і після остигання утворює з ними одне ціле. Для підви щення механічних властивостей термітного заліза до тер­мітної суміші добавляють де-р які легуючі елементи - ман-

ган, силіцій, хром та ін. Термітне зварювання плавленням застосовують, ремонтуючи поламані литі вироби, приварюючи відламані зубці зубчас­тих коліс тощо.

У зварюванні тиском (рис. V.24, б) продукти термітної реакції викорис­товують лише для розігрівання виробів до пластичного стану; для зварю­вання прикладають зусилля стискання.

Комбінований спосіб застосовують, наприклад, для зварювання рейок, переважно трамвайних. У цьому випадку головку рейки зварюють тис­ком, а решту - плавленням.

3. Зварювання магнієвим термітом.Магнієвий терміт - це порошкопо­дібна суміш металевого магнію і залізної окалини. Згоряння цієї суміші відбувається за реакцією Fe₃O₄ + 4Mg = 3Fe + 4MgO.

Характерною особливістю зварювання магнієвим термітом є те, що внаслідок високої температури плавлення оксиду магнію (2800 °С), яка перевищує температуру реакції (2500 °С), оксид магнію виділяється не в рідкому, а в твердому стані.

Магнієвий терміт застосовують в основному для зварювання сталевих телеграфних і телефонних проводів повітряних ліній зв'язку. Для цього з термітної суміші, змоченої бакелітовим лаком, пресують циліндричні шашки 3 (рис. V.25) з осьовим каналом для проводів із виїмкою на торці для вкладання запалу 5.

При запалюванні запалу термітним сірником 4 відбувається реакція, за якою з оксиду магнію створюється пориста спечена пухка маса, яка насичена розплавленим залізом і його оксидами. Спеціальними зварю­вальними кліщами 1 нагріті кінці проводів стискують осьовим зусиллям і на цьому закінчується їх зварювання. Муфель, який утворився після реак­ції, видаляють з проводів легкими ударами. Магнієвим термітом прива­рюють також контактні з'єднання до рейок при болтових рейкових сти­ках на електрифікованих або автоблокованих залізничних коліях.

Рис. V.25. Схема зварювання магнієвим термітом

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Які гази застосовують для газового зварювання і як їх одержують?

2. Які реакції відбуваються в ацетиленокисневому полум'ї?

Типи зварю­вальних пальників.

3. Які є способи газового зварювання і як визначається його режим?

4. У чому суть термітного зварювання? Галузі його застосування.

Глава 4. ТЕРМОМЕХАНІЧНЕ ЗВАРЮВАННЯ

18. Суть процесу і основні види контактного зварювання

1. Характеристика процесу.Контактне зварювання (зварювання опо­ром) ґрунтується на розігріванні зварюваних виробів джоулівською теп­лотою і механічному стисканні розігрітих виробів.

Згідно із законом Джоуля-Ленца кількість теплоти, що виділяється при проходженні електричного струму в зварюваних деталях і перехідних кон­тактах, Дж,

Q = I²Rt,

де І- сила зварювального струму, A; R - опір металу деталей і перехідних контактів, Ом; t - час проходження струму, с.

Сила зварювального струму при контактному зварюванні може досяга­ти десятків і навіть сотень тисяч ампер. Такі струми дістають у знижуваль­них однофазних зварювальних трансформаторах, що мають у вторинній обмотці здебільшого всього один виток. Для регулювання зварювального струму первинну обмотку трансформатора поділяють на кілька секцій, від яких до перемикача ступенів трансформатора зроблено 4... 16 відводів. Вми­канням певного числа витків первинної обмотки в мережу змінюють коефі­цієнт трансформації, а разом з цим і напругу на кінцях вторинної обмотки:

де W₁ і W₂-число витків відповідно первинної і вторинної обмоток;

U₁ , U₂ -первинна і вторинна напруги, В.

Для W₂ = 1 напруга , отже, чим менше витків первинної обмотки ввімкнено в мережу, тим більша вторинна напруга. Ця напруга в кон­тактних машинах, як правило, не перевищує 12 В.

Сила зварювального струму I₂ прямо пропорційна вторинній напрузі:

де R₂ -повний (активний та індуктивний) опір, Ом.

Опір місця зварювання залежить від шорсткості і стану поверхні зва­рюваного матеріалу, опору самого матеріалу, від тиску, який приклада­ють до зварюваних виробів, і від інших факторів. Найбільший опір має місце контакту зварюваних виробів, де виділяється найбільша кількість теплоти. Час зварювання залежно від товщини і роду зварюваного мате­ріалу змінюється від сотих і навіть тисячних часток секунди до кількох хвилин. Коли деталі нагріваються до пластичного стану або до оплав­лення, до них прикладається зусилля осадки і деталі зварюються.

2. Основні види контактного зварювання.Є багато видів електричного контактного зварювання. Проте основних способів три: стикове, точкове і шовне. Окрему групу становить зварювання акумульованою енергією. З цієї групи найчастіше застосовують конденсаторне зварювання.

Стикове зварювання

1. Схема стикового зварювання.При стиковому зварюванні (рис.V.26) зварювані деталі 1 (стрижні, штаби, рейки, труби) закріплюють у мідних затискачах машини. Затискач 6 встановлено на рухомій плиті, що перемі­щується по напрямних станини, а затискач 2 закріплено на нерухомій плиті. Вторинний виток 3 зварювального трансформатора з'єднаний з плитами мідними гнучкими шинами. Первинну обмотку трансформато­ра ввімкнено в мережу змінного струму через вимикальний пристрій 5. Для регулювання потужності трансформатора і зміни сили зварювально­го струму призначений перемикач ступенів 4. Переміщення рухомої пли­ти і стискання зварювальних виробів силою Р здійснюється механізмом стискання.

2. Основні види стикового зварювання- це зварювання опором і оплав­ленням.

При зварюванні опором деталі з ретельно підготовленими торцями під невеликим тиском доводять до тісного стискання. Вмикають зварюваль­ний струм, який розігріває метал до пластичного стану. До деталей при­кладають зусилля осадження і разом з цим вимикають струм. Унаслідок висадження металу в місці з'єднання утворюється потовщення. Зварю­вання опором застосовують для з'єднання виробів з маловуглецевих ста­лей і кольорових металів перерізом до 300 мм². При більшому перерізі не досягається рівномірного нагрі­вання по всьому перерізу стику, і якість з'єднання по­гіршується.

Зварювання оплавленням застосовують, виготовля­ючи вироби більшого перерізу. Розрізняють зварюван­ня переривчастим і безперервним оплавленням. Якщо зварюють переривчастим оплавленням, то деталі, затиснуті в машині при ввімкнутій напрузі вторинного

кола, приводять у короткочасне стикання і знову розводять на невелику відстань. Під час розведення деталей зварювальне коло розривається при силі струму в тисячі й десятки тисяч ампер, внаслідок чого між торцями зварювальних виробів відбувається сильне іскроутворення і розбризкування розплавленого металу. Чергуючи замикання з розмиканням, рівномірно оплавляють увесь стик. Прикладають зусилля осадження і назовні стику разом із розплавленим металом витискуються оксиди і утворюється міцне зварне з'єднання. Струм вимикають у кінці осадження.

Зварювання безперервним оплавленням виконують на машинах з механіз­мом безперервної подачі деталей тільки вбік їх зближення.

Затиснуті в машині деталі включаються під напругу вторинного кола, а потім їх зближують до стикання. Спочатку стикання зварювальних по­верхонь відбувається лише в тих місцях, де є мікровиступи. Тут виникає струм великої густини, метал швидко нагрівається до розплавлення і ви­паровується. Коли вся поверхня зварювальних торців оплавиться і по­криється шаром рідкого металу, до виробів прикладається зусилля оса­дження з одночасним вимиканням струму. Деталі з'єднуються в одне ціле так само, як і під час зварювання переривчастим оплавленням.

Стикове зварювання оплавленням застосовують для з'єднання деталей будь-якої конфігурації і будь-якого перерізу, виготовлених з однорідних і різнорідних чорних і кольорових металів. Найчастіше цей метод застосо­вують, зварюючи залізничні рейки, складании різальний інструмент, ма­гістральні газо- і нафтопроводи, двотаврові і таврові балки тощо. Спо­живана потужність і витрата електроенергії під час зварювання оплав­ленням у 2...5 разів менші, ніж під час зварювання опором.

Густина струму при зварюванні опором становить 20...60 А/мм², а при зварюванні оплавленням - 6...25 А/мм². Тиск осадки для зварювання ста­лей опором становить 20...30 МПа, а для зварювання оплавленням - 30... 40 МПа. Кольорові метали зварюють (звичайно оплавленням) з тиском осадки 8...15 МПа.

Машини, що використовуються для стикового зварювання, виготов­ляють потужністю 0,75...1000 кВ • А і вище.

Точкове зварювання

1. Схема точкового зварювання.Точкове зварювання застосовують для з'єднання листових конструкцій, в яких треба забезпечити потрібну міц­ність, а забезпечення щільності не обов'язкове. Сумарна товщина листів не перевищує 10... 12 мм. При точковому зварюванні складені внапусток деталі 1 (рис. V.27, а) затискують між мідними електродами 2, до яких від зварювального трансформатора 4 через електродотримачі 3 підводиться зварювальний струм. Нижній електрод установлено нерухомо, а верхній разом з електродотримачем набуває руху від механізму стиску, який ство­рює потрібне зусилля Р. Вмикальний пристрій 6 вмикає в мережу первин­ну обмотку трансформатора, і по колу зварювання проходить струм ве-

ликої сили. Під дією електричного струму нагрівається весь вторинний контур, але найсильніше - деталі в місцях з'єднання. Місце стикання елек­тродів з деталлю нагрівається менше, оскільки теплота добре відводить­ся мідними електродами, охолоджуваними водою. Нагрівання здійсню­ють до розплавлення контактних поверхонь деталей на деяку товщину, внаслідок чого ядро зварної точки має стовпчасту дендритну структуру. Для зварювання деталей прикладають зусилля осадження. Силу зварю­вального струму регулюють за допомогою перемикача потужності 5.

2. Режими зварювання.Розрізняють так звані м'які й жорсткі режими точкового зварювання. М'які режими характеризуються більшою трива­лістю зварювання і меншою густиною струму, їх застосовують під час зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей і сталей, схильних до гартування. Для м'яких режимів час зварювання становить 0,2...3,0 с, гу­стина струму - 90...150 А/мм², тиск на електроди - 15...40 МПа.

Жорсткі режими характеризуються меншим часом зварювання (0,001...0,1с), більшою густиною струму (150...350 А/мм²) і більшим тис­ком (40...100 МПа).

Ці режими використовують при зварюванні корозієстійких сталей і ко­льорових металів (міді, алюмінію та ін.)

3. Види точкового зварювання.Крім розглянутої вище основної схеми точкового зварювання у промисловості застосовують однобічне точкове зварювання, яке буває одноточкове (рис. V.27, б), двоточкове (рис. V.27, в) і багатоточкове (рис. V.27, г). В однобічному зварюванні електроди 2 роз­міщують з одного боку зварюваних виробів 1, а з другого підкладають мідні або бронзові шини 5. Під час зварювання струм проходить через електроди 2, зварювані вироби 1 і мідні шини 5.

Різновидом багатоточкового зварювання є рельєфне зварювання (рис. V.27, д), при якому в одній із зварюваних деталей 1 у місцях з'єднань попередньо провадиться холодне висадження виступів. Рельєфне зварю­вання виконують на спеціальних зварювальних пресах між мідними пли­тами 2, які є електродами машини. Після попереднього стикання і ввімк-

Рис. V.27. Основ­ні схеми точково­го контактного зварювання

нення струму відбувається одночасне нагрівання всіх виступів, а після прикладання зусилля стискання - їх зварювання.

4. Типи точкових машин.Серійні машини, що використовуються для точкового зварювання, виготовляють потужністю 0,5...750 кВ • А і біль­ше з ножним (педальним) приводом і довільною витримкою, з приводом від електродвигуна, з електромагнітним, пневматичним і пневмогідрав-лічним приводом керування і з електронним регулюванням часу зварю­вання.

5. Галузь застосування.Точкове зварювання найчастіше застосовують при з'єднанні внапусток деталей з листової вуглецевої або легованої ста­лі, різних кольорових металів і їхніх сплавів. Найбільше поширене воно в авіаційній, вагонобудівній і автомобільній промисловості.

Шовне зварювання

1. Схема і різновиди шовного зварювання.Шовне, або роликове, зва­рювання застосовують для одержання міцних і щільних швів при виготов­ленні тонкостінних посудин, призначених для зберігання і транспорту­вання рідини, газів та інших продуктів, а також при виробництві тонко­стінних плоскоскручених труб.

У шовному зварюванні (рис. V.28) листи 1 завтовшки 0,3...3,0 мм скла­дають внапусток і потім затискують зусиллям Р між двома мідними роли­ками 2, до яких підводять електричний струм від зварювального трансфор­матора 3. Одному чи обом роликам надає примусового обертання спеціаль­ний привід. При ввімкненні струму і одночасному обертанні роликів відбу­вається переміщення і нагрівання до розплавлення контактних поверхонь зварюваних виробів, які під дією стискальних зусиль зварюються.

Розрізняють три основних способи шовного зварювання: безперервне, переривисте і крокове. При безперервному зварюванні подача струму на ролики і обертання роликів провадиться безперервно. Такий вид зварю­вання застосовують при виготовленні виробів з низьковуглецевих сталей завтовшки до 1 мм. При більших товщинах безперервна подача струму на ролики не дає задовільної якості зварного з'єднання. Такі з'єднання зварюють переривистим методом, при якому ролики обертаються безпе­рервно, а струм подається переривисте. В результаті переривистої подачі струму в місці зварного з'єд­нання утворюється ряд безпе­рервних точок,які перекрива­ють одна одну.

При переривистому методі зварювання дістають зварні з'єднання високої якості як

при зварюванні вуглецевих, так і корозієстійких сталей, а також алюмі­нієвих і мідних сплавів.

Крокове зварювання, при якому обертання роликів і подача струму на них переривисті, великого поширення не набуло.

Для переривистої подачі струму на ролики шовні машини оснащують ігнітронними переривниками. Тривалість ввімкнення струму при перери­вистому зварюванні становить 0,02...0,12 с, а час перерв між вмиканням 0,02...0,35 с. Серійні шовні машини випускають потужністю 25...500 кВ • А з педальним або пневматичним приводом.

22. Індукційне зварювання

Індукційне зварювання виконують нагріванням металу до пластично­го стану або до оплавлення за допомогою індукційних струмів середньої (2...10 кГц) або високої (70...500 кГц) частоти з наступним стисканням деталей. Найчастіше цей спосіб застосовують для виготовлення зварних труб з поздовжнім прямим або спіральним швом і армування твердими сплавами різального інструменту.

При зварюванні труб скручена заготовка 1 (рис. V.29) переміщується між обтискними роликами (показані стрілками 3) і нагрівається кільце­вим індуктором 2, який має один або кілька витків. Під час проходження через індуктор струму в трубній заготовці індукуються вторинні струми 4, які намагаються замкнутись по кільцевій ділянці труби в площині роз­міщення індуктора. Проте, зустрічаючи на своєму шляху відкриту щіли­ну, вони відхиляються до місця зіткнення кромок, де й сходяться. Внаслі­док великої густини струму метал у цій ділянці дуже швидко нагрівається до температури плавлення. При наступному обтисканні трубної заготов­ки обтискними роликами створюється зварне з'єднання з витісненням стику розплавленого металу.

Індукційними струмами високої частоти зварюють труби різних діа­метрів, починаючи від кількох міліметрів до 1600 мм при товщині стінок 0,1...16 мм. Перевагою цього методу зварювання є можливість зварюва­ти труби з гарячекатаної, неочищеної від окалини, заготовки, що немож­ливо при контактному зварюванні, або контактним підведенням струмів високої частоти. Перевагою цього способу, особливо при використанні струмів радіочастоти (300...500 кГц), є також висока продуктивність. При автоматичному дуговому зварюванні під флюсом максимальна швидкість становить близько 150 м/год, а при індукційному зварюванні струмами радіочастоти (за­лежно від діаметра і товщини стінки зварюваних труб) – до

18 км/год. Застосування струмів радіочастоти дає змогу також зварюва­ти труби з легкоокислюваних металів, аустенітних і жароміцних сталей, сплавів алюмінію та інших металів.

23. Дифузійне зварювання

Дифузійне зварювання ґрунтується на взаємній дифузії контактуючої пари металів, що перебувають у вакуумі 133 • 10^-3...133 • 10^-5 Па або в атмосфері інертних захисних газів, нагрітих до 400...1300 °С і стиснених до 10...20 МПа. Нагріваються вироби індукційними струмами високої час­тоти, електронним променем, контактним та іншими способами.

Дифузійним зварюванням можна з'єднувати як однорідні, так і різно­рідні метали та їхні сплави, а також металокерамічні вироби з металами. Так, успішно зварюються бронза з міддю, тантал з вольфрамом, графіт з титаном, скло з залізонікелькобальто-

вим сплавом, тугоплавкі (ніобій, тантал, молібден, вольфрам) і хімічно активні (титан, цирконій, берилій) метали.

Основною перевагою цього способу зварювання є виготовлення міц­ного з'єднання без помітних змін фізико-механічних властивостей звар­них з'єднань у зоні зварювання. До недоліків дифузійного зварювання належать трудомісткість і тривалість процесу. Час зварювання різного складного інструменту на вакуумній установці типу СДВУ-2 становить 6...18 хв.