Технология сварочного производства. Способы сварки. Сущность сварки плавлением и давлением. Возникновение сварочной деформаций и напряжения.

Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения твердых материалов путем их местного сплавления или совместного деформирования, в результате чего возникают прочные связи между атомами свариваемых материалов.

Схема классификации основных способов сварки

Сущность сварки заключается в сближении элементарных частиц свариваемых частей настолько, чтобы между ними начали действовать межатомные связи, которые обеспечивают прочность соединения.

Так как свариваемые поверхности неоднородны, имеют макро- и микронеровности, оксидные пленки, загрязнения, то для сварки необходимо приложить внешнюю энергию. В зависимости от вида энергии различают три класса сварки: термический, термомеханический и механический.

Сварка плавлением

Электродуговая сварка. Необходимое для местного расплавления деталей и присадочного материала тепло образуется при горении электрической дуги между свариваемым металлом и электродом. По способу механизации сварка может быть ручная, полуавтоматическая и автоматическая. Механизированная (полуавтоматическая и автоматическая) сварка может быть под флюсом и в защитных газах.

Электрошлаковая сварка. Плавление основного металла и присадочного материала происходит за счет тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через расплавленный шлак (в период установившегося процесса).

Электроннолучевая сварка. Сварка выполняется в камерах с разряжением до 10 - 4 - 10 - 6мм рт. ст. Тепло выделяется за счет бомбардировки зоны сварки электронным потоком, приобретающим высокие скорости в высоковольтной установке, имеющей мощность до 50квт.

Анодом является свариваемая деталь, а катодом - вольфрамовая нить или спираль, нагретая до температуры 2300° С.

Газовая сварка. Основной и присадочный металлы расплавляются высокотемпературным газокислородным пламенем (температура до 3200°С).

Импульсно-дуговая сварка. Сущность способа состоит в том, что сварочный ток не сохраняет постоянную величину, а поступает в дежурную сварочную дугу определенными кратковременными импульсами.

Плазменная сварка. Плавление металлов осуществляется плазменно-дуговой струей, имеющей температуру выше 10 000° С.

Лазерная сварка. Сварка основана на использовании фотоэлектронной энергии. При большомусилениисветовой луч способен плавить металл. Для получения такого луча применяют специальные устройства - лазеры.

Сварка давлением

Контактная сварка. Место сварки разогревается или расплавляется теплом, образованным при прохождении электрического тока через контактируемые места изделий.

Ультразвуковая сварка. Сварка осуществляетсяза счет превращения при помощи специального преобразователя ультразвуковых колебаний в механические высокой частоты и применения небольшого сдавливающего усилия.

Сварка трением. Сварка заключается в том, что вследствие трения одного из свариваемых стержней о другой место соединения разогревается; при приложении осевого усилия соединяемые металлы свариваются.

Холодная сварка. Сварка основана на способности металла образовывать общие кристаллы при значительном давлении.

Газопрессовая сварка. Сварка осуществляется нагреванием концов стержней или труб по всему периметру окружности многопламенными горелками до пластического состояния или плавления с их последующим сжатием.

Термитная сварка. Процесс сварки заключается в том, что свариваемые детали закладываются в огнеупорную форму, а в установленный сверху тигель засыпается термит - порошок из алюминия и окиси железа. При горении термита окись железа восстанавливается, а образующийся при этом жидкий металл при заполнении формы оплавляет и соединяет кромки свариваемых изделий.

Сварка токами высокой частоты. Этот способ сварки основан на разогреве токами высокой частоты концов стыкуемых стержней или труб до пластического состояния с последующим приложением осевых усилий для получения неразъемного соединения.