Виды сварок

                        Содержание :                              

1) Введение

2) Химическая сварка

а) газовая сварка

б) термитная сварка

3) Механическая сварка

4) Электрическая  сварка

а) контактная сварка

б)дуговая сварка

в) аргоннодуговая сварка

вольфрамовым электродом

д) ручная дуговая сварка угольным электродом

дугой прямого действия

е) ручная дуговая сварка угольным электродом

дугой косвенного действия

5) Источникм питания для сварки

а) сварочные трансформаторы

б) выпрямители

6) Применяемые сварочные  материалы

а) сварочные электроды

7) Электро- и газо- сварочные работы

8) Заключение

9) Список литературы

    

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Сваркой называют технологический  процесс получения механически  неразъемных

соединений, характеризующихся  непрерывностью структур – непрерывной

структурной связью.

Это технологический процесс, с помощью которого изготавливаются  все основные

конструкции гидротехнических сооружений, паровых и атомных  электростанций,

автодорожные, городские  и железнодорожные мосты, вагоны, наводные и подводные

корабли, строительные металлоконструкции, всевозможные подъемные краны и

многие другие изделия.

Если некоторое время  тому назад конструкции изготавливались  в основном из

относительно просто сваривающихся  материалов, то в настоящее время, наряду с

традиционными, для сварных конструкций применяются материалы с весьма

различными физическими  характеристиками: коррозионно-стойкие  и жаропрочные

стали и сплавы, никелевые  и медные сплавы с особыми свойствами, лёгкие сплавы

на алюминиевой о магниевой основах, титановые сплавы, ниобий, тантал и другие

металлы и сплавы.

Многообразие свариваемых  конструкций и свойств материалов, используемых для

изготовления, заставляют применять  различные способы сварки, разнообразные

сварочные источники теплоты.

Для сварочного нагрева и  формирования сварного соединения используются:

энергия, преобразованная  в тепловую посредством дугового разряда,

электронного луча, квантовых  генераторов ;

джоулево тепло, выделяемое протекающим током по твёрдому или жидкому

проводнику; химическая энергия  горения, механическая энергия, энергия

ультразвука и других источников.

Все эти способы требуют  разработки, производства и правильной эксплуатации

разнообразного оборудования, в ряде случаев с применением  аппаратуры, точно

дозирующей энергию, со сложными схемами, иногда с использованием технической

электроники и кибернетики.

Разнообразие способов сварки, отраслей промышленности, в которых  её

используют, свариваемых  материалов, видов конструкций и  огромные объёмы

применения позволяют  охарактеризовать технологический  процесс сварки, как

один из важнейших  в  металлообработке

    

Газовая (газокислородная) сварка

 

 

При газовой сварке кроме  металла, подлежащие сварке, подлежащие сварке,

нагреваются до расплавления теплом экзотермической реакции, протекающей  в

пламени газовой горелки  между горючим газом (как правило, ацетиленом) и

кислородом (рисунок прилагается). Ацетилен (C2H2)

получают из карбида кальция  при взаимодействии его с водой:

CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca (OH) 2

Ацетилен сжигается в  смеси с кислородом посредством  специальной горелки.

Процесс подготовки ацителено-кислородной смеси к горению и самого горения

можно разделить на три  стадии :

1-ая стадия : подготовка горючего к сгоранию (распад углерода)

     C2H2               2C + H2 +226 000 кДж/моль

2-ая стадия : образование CO и H2 (окисление углерода)

     C2H2 + O2               2C + H2 + O2 = 2CO + H2 + 2472 200 кДж/моль.

3-я стадия : окончательное окисление оксида углерода и водорода :

     2CO + O2             CO2 +571 000 кДж/моль ;

     H2 + 0,5O2              H2O + 142 000 кДж/моль.

Строение пламени при  горении ацетилена в смеси  с кислородом характеризуется

наличием трёх зон : ядра (1), средней зоны (2) и факела (3). Наивысшая

температура (2730-2230 0С) имеет  место в районе второй зоны.

Поэтому при сварке горелку  располагют так, чтобы ядро пламени касалось

поверхности сварочной ванны.

Газовая горелка применяется  как при изготовлении изделий  из тонколистовой

стали, так и при сварке чугуна (при ремонтных работах) и  некоторых цветных

металлов и сплавов  на их основе.

                             Термитная сварка                            

Осуществляется за счёт тепловой энергии, выделяемой при обменной реакции

компонентов термита –  смеси оксидов железа    (~ 80 %) и измельчённого

алюминия (~ 20 %) :

                  Схема процесса термитной сварки                 

3Fe3O4 + 8AI = 4AL2O3 + 9Fe +Q1

Fe2O3 + 2AI + AI2O3 + 2Fe +Q2

Где Q1  ~= 3344 кДж/кг. Термит загружается в специальный тигель,

сообщающийся с формой, облегающей свариваемый стык (рельсов, стальных приводов,

гребных валов судов и  других изделий ), и поджигается за счёт магниевого или

электрического запала. В  результате горения подогретый металл затекает в стык

(рисунок а) и  б). ), а образовавшийся шлак выпускают в специальный сосуд –

приставку.

Кроме варианта термитной  сварки плавлением, в некоторых случаях  используют

вариант сварки давлением, отличающийся тем, что разогретые и оплавленные

шлаком кромки соединяемых  деталей сдавливают специальным  приспособлением.

                  Механическая сварка (сварка трением).                 

Основана на использовании для нагрева соединяемых деталей превращения

механической энергии  трения в кинетическую.

Способ применяется для  соединения стержневых деталей, труб небольшого

диаметра и других подобных изделий. Сварка выполняется на специальных

машинах, в зажимах которых закрепляют свариваемые детали. Одна из деталей

остаётся неподвижной, а  другая приводится во вращение и торцом с определённым

усилием прижимается к  торцу неподвижной детали(см. рисунок)

Частота вращения детали составляет 500-1500 мин-1 . Вследствие трения

торцы деталей быстро разогреваются  и через относительно короткое времч

происходит их оплавление, автоматически выключается фрикционная  муфта,

прекращая вращение шпинделя; затем производится осевая осадка деталей.

Способ весьма экономичен и обладает высоким К.П.Д. Потребляемая мощность

составляет 15-20 Вт/мм2, а затраты электроэнергии в 7-10 раз меньше,

чем при контактной стыковой сварке.

Способ позволяет сваривать  не только однородные, но и разнородные

металлы(например, алюминий с медью, алюминий со сталью, медь со сталью и

т.д.). Особенно эффективна сварка заготовок металорежущего инструмента:

свёрл, метчиков, резцов и  другого инструмента из углеродистой и быстрорежущей

стали.

                     Электрическая контактная сварка.                    

По форме выполняемых  соединений различают три основных вида контактной сварки

: стыковую, точечную и  шовную или роликовую.

При стыковой сварке  через  стык соединяемых деталей пропускают электрический

ток. После разогрева зоны сварки производится осадка.

При точечной сварке  соединяемые  детали, чаще всего листы, собирают

внахлёстку и зажимают между двумя медными, охлаждаемыми изнутри проточной

водой электродами, подводящими  ток к месту сварки и имеющими вид усечённого

конуса. Ток проходит от одного электрода к другому через  толщу соединяемых

металлов и контакт  между ними и производит местный  нагрев их(вплоть до

температуры расплавления). Давлением Р, приложеныым к электрода, производят

осадку. Полученное сваренное  соединение в плане имеет форму  пятна диаметром в

несколько миллиметров. Это  пятно называют точкой.

При шовной сварке электроды, подводящие ток к изделию и  осуществляющие

сварку, имеют форму роликов, катящихся по изделию, в связи с чем эту

разновидность контактной сварки называют также роликовой. При шовной сварке

листы соединяются непрерывным  плотным швом.

Энергия, выделяемая на контактах  между электродами и основным металлом,

расходуется на подогрев поверхности  свариваемых деталей и ускоряет износ

электродов, в связи с чем является вредной. Для уменьшения износа электродов

обычно предусматривается  водяное охлаждение их.

Все разновидности электрической  контактной сварки широко используют в

промышленности, а в ряде отраслей (например в автомобилестроении и др.)

находят наибольшее по сравнению  с другими способами сварки применение.

     Электрическая  дуговая сварка.

     Наиболее широко  используется  при изготовлении  всевозможных сварных

конструкций. В зависимости  от материала сварной конструкции, её габаритов,

толщины свариваемого металла  и других особенностей свариваемого изделия

предпочтительное применение находят определённые разновидности  электрической

дуговой сварки.     Так, при изготовлении конструкций  из углеродистых

и низколегированных конструкционных  сталей наибольшее примение находят как

ручная дуговая сварка качественными электродами с  толстым покрытием, так и

автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом, а так же сварка в

углекислом газе; при сварке конструкции из высоколегированных сталей, цветных

металлов и сплавов  на их основе предпочтительное использование  находит

аргонно-дуговая сварка, хотя при определённых условиях применяются  и некоторые

другие разновидности  электрической дуговой сварки

                   Аргонно-дуговая сварка вольфрамовым                  

                                электродом                               

Вольфрамовый электрод закрепляется в токопроводящем устройстве специальной

горелки, к которой по шлангам  подводится токоведущий провод и  инертный газ

аргон. Истекающая из сопла  горелки струя аргона оттесняет  воздух и надёжно

защищает электрод, дугу и  сварочную ванну от окисления  и азотирования. Таким

образом, процесс осуществляется при струйной защите зоны сварки от контакта с

воздухом. Если возникает  необходимость в добавочном (присадочном) металле для

усиления шва(валика), то в дугу подаётся присадочная проволока, как правило,

того же или близкого состава, что и свариваемый металл.

Так как при такой схеме  процесса имеет место весьма надёжная изоляция

сварочной ванны (а если надо, то и остывающего шва) от кислорода  и азота

воздуха, то этот способ применяют  главным образом при сварке изделий  из

металлов и сплавов, обладающих большим сходством к газам  воздуха (например,

из титана, циркония алюминия, магния и других химически активных металлов),

либо при изготовлении конструкций ответственного назначения из

коррозионностойкой стали  и некоторых других материалов.

В особых случаях, когда при  сложной конфигурации изделий струйная защита не

может обеспечить надёжной изоляции зоны шва и прилегающих участков от

контакта с воздухом, применяют  аргонно-дуговую сварку в камерах  с

контролируемой атмосферой.

Такие камеры могут быть необмитаемыми, в которых располагается автомат с

дистанционным управлением, либо при небольших габаритах  изделиясварщик держит

электродержатель и манипулирует двумя руками, вводя их в камеру через

специальные герметические  “рукава”, заканчивающиеся перчатками; при это

наблюдение за процессом  осуществляется через смотровое  стекло.

Свариваемое изделие имеет  большие размеры, то сварка может  осуществляться в

так называемых обитаемых  камерах, заполненных аргоном. Детали, подлежащие

сварке, подаются в камеру через грузовой люк, имеющий специальный  шлюз,

исключающий попадание наружного воздуха внутрь камеры. Через эти же люки

сваренные изделия выгружаются.

Сварщики в специальных  скафандрах входят в камеры через  пассажирские шлюзы и

промежуточные камеры небольшого размера, в которых производится “промывка”

аргоном наружной поверхности  костюма от адсорбированного воздуха. Свежий

воздух для дыхания  сварщика и выдыхаемый воздух подводится и отводится по

специальным шлангам,сообщающимися с внешней атмосферой.

                      Ручная дуговая сварка угольным                     

                    электродом дугой прямого действия.                   

     Используется  при сварке тонколистовой углеродистой  конструкционной стали,  а

также при сварке некоторых  цветных металлов и сплавов на их основе. Сварка

производится при питании  дуги постоянным током прямой полярности, что

обеспечивает наилучшую  стабильность процесса. В настоящее  время объём этого

способа невелик.

                     Ручная дуговая сварка угольными                    

                       электродами дугой косвенного                      

                                действия.                               

Применяется только при сварке тонкого металла (стали, некоторых  цветных

металлов на их основе). Сварной  шов в этом случае, как правило, образуется за

счёт расплавления отбортованных  кромок без участия присадочного (добавочного)

металла. Так как расход электродов при питании дуги постоянным током