Глава 5.2. Сварные соединения.

Сварка наиболее распространенный метод соединения деталей, который поддаётся механизации. В машиностроении сварку применяют для изготовления конструкций из листового материала, труб ,профилей. В целях упрощения техпроцесса изготовления иногда выгодно расчленить сложные штампованные детали на простые части и соединять их сваркой.

Такой подход часто применяется в единичном и мелкосерийном производстве.

Хорошо свариваются низкоуглеродистые стали ( <0.25%С), низколегированные стали с низким содержанием С и никелевые сплавы. Сварка высокоуглеродистых сталей, средне- и высоколегированных сталей представляет определённые трудности, в таб 8.1 приведены характеристики свариваемости металлов.

Таблица 8.1

№ С _экв % Группа свариваемости Характеристика свариваемости

1. до о,27 1 Хорошая

2. 0.28 - 039 2 Удовлетворительная (подогрев до 100⁰С )

3. 0,4 - 0,5 3 Удовлетворительная (подогрев до 200⁰ С)

4. 0,51 - 0,66 4 Затруднительная (нагрев до400 –500⁰ С)

5. св. 0,66 5 Неудовлетворительная

Сварка цветных металлов (медные и алюминиевые сплавы) затруднительна из-за высокой теплопроводности и лёгкой окисляемости. Как правило, прочность сварного шва ниже прочности основного материала вследствие наличия шлаков, образования пор и структурных изменений в материале. Сварка вызывает поводку деталей величина, которой зависит от протяжённости и сечения шва, от термического нагрева. Поводку можно устранить применяя стабилизирующую термообработку после сварки ( отжиг при 600-650⁰ С).

Наиболее освоенными и часто применяемыми методами сварки, позволяющими соединять однородные материалы, являются: 1.Дуговая сварка (аргоно-дуговая ручная и автоматическая, автоматическая под слоем флюса, ручная – плавящимся электродом); 2. Ацетилено-кислородная используется преимущественно для соединения деталей из углеродистых сталей в мелкосерийном производстве. Широко применяется прирезке металла так как имеет большую производительность и более высокое качество реза; 3. Контактная сварка (точечная и роликовая) – применяется для соединения листовых материалов друг с другом или с различными профильными деталями. При применении роликовой сварки обеспечивается герметичность соединения. Оба вида сварки поддаются автоматизации и механизации технологического процесса соединения. Могут применяться для соединения алюминиевых сплавов; 4. Диффузионная сварка – стык свариваемых деталей нагревают индуктором и сжимают друг с другом. Процесс сварки проводят в камере с глубоким вакуумом или в среде нейтральных газов. Для надёжного соединения достаточен нагрев

до750-800⁰ С. Диффузионной сваркой соединяют тугоплавкие, жаропрочные сплавы, керамика. цветные сплавы, а также разнородные материалы. 5. Электронно-лучевая сварка осуществляется потоком электронов. Толщина соединяемых деталей от нескольких десятков миллиметров до нескольких микрометров.

Выбор метода сварки производится на основании анализа конструкции изделия, при этом учитывают: - свариваемость материала данным методом;

- качество соединения;

- производительность работ.

Свариваемость - свойство металлов давать при сварке доброкачественное соединение без трещин и коррозионно-стойкое. В таблице 8.2 приведены рекомендации по свариваемости некоторых материалов различными способами.

Таблица 8.2

Способы сварки Амц Д16Т В95 30ХГСА 12Г2А

Аргонно – дуговая, ручная и автомат. + - - + + + +

Дуговая автоматическая под флюсом - - - + + + +

Ручная дуговая - - - + +

Электроконтактная (точечная, + + + + + + +

роликовая)

Вместе с тем качество сварки будет зависеть от толщины свариваемых материалов, формы шва и характеризуется следующим соотношением.

_пс = - коэффициент прочности сварного шва, где

- напряжение разрушения сварного шва,

- временное напряжение растяжения материала.

Чем больше тем выше прочность соединения, в Таблице 8.3 приведены значения в зависимости от способа сварки и формы сварного шва.

Производительность работ в значительной степени зависит от автоматизации процесса сварки, одновременно автоматическая сварка обеспечивает более высокое качество сварного шва.

Технологический процесс сварки плавлением предполагает, независимо от способа сварки, следующие этапы: - подготовка кромок к сварке и обезжиривание поверхностей;

- установка и закрепление деталей в требуемом положении;

- проведение сварочных работ.

Таблица 8. 3

Для обеспечения качественного соединения необходимо, в зависимости от толщины материала, подготовить кромки к сварке, обеспечив при этом необходимую величину зазора, для лучшего формирования сварного шва. Зазор должен быть равномерным по всей длине шва.