Ім'я файлу: Засточування зварних швів.docx
Розширення: docx
Розмір: 42кб.
Дата: 18.11.2021
скачати


ЗАСТОСУВАННЯ зварних з'єднань

У сучасному машинобудуванні, в будівельних конструкціях і в інших галузях промисловості зварні з'єднання витіснили заклепочні, за винятком особливих випадків, обумовлених вище. В даний час зварювання широко застосовують як спосіб отримання заготовок деталей з прокату в дрібносерійному і одиничному виробництві, а також в ремонтній справі. Звареними виконують станини, рами, корпуси редукторів, шківи, \u200b\u200bзубчасті колеса (рис. 2.2), колінчаті вали і інші деталі. Рис. 2.2 Приклад зварного зубчастого колеса У масовому виробництві застосовують штампозварні деталі, отримані дугової автоматичної або контактним зварюванням. зварюванням називається процес отримання нероз'ємних з'єднань за допомогою місцевого нагрівання і розплавлення кромок, поверхонь, що з'єднуються металевих деталей. Зварюванням можна з'єднувати також термопластичні пластмаси (така сварка здійснюється гарячим повітрям або розігрітим інструментом). Сварка має ряд переваг перед клепаними сполуками: 1. Економія металу. У зварних конструкціях стики виконуються без допоміжних елементів, утяжеляющих конструкцію, в клепаних - за допомогою накладок (див. Рис. 92, II і 93). У зварних конструкціях маса наплавленого металу, як правило, становить 1 ... 1,5% і рідко перевищує 2% маси виробу, в той час як в клепаних маса заклепок досягає 3,5 ... 4%; 2. Зниження трудомісткості виготовлення. Для заклепувального з'єднання потрібно свердлити отвори, які послаблюють з'єднуються деталі, точно розмічати центри отворів, зенковать під потайні заклепки, застосовувати багато різноманітних пристосувань і т. П. У зварних конструкціях не потрібно виконувати перераховані попередні операції і використовувати складне допоміжне обладнання; 3. Зменшення вартості виробів. Вартість зварних виробів нижче клепаних за рахунок зменшення маси з'єднань і трудомісткості їх виготовлення; 4. Збільшення якості і міцності з'єднання. Зварні шви створюють в порівнянні з клепаними абсолютно щільні і герметичні з'єднання, що має виключно велике значення при виготовленні резервуарів, котлів, вагонів, цистерн, трубопроводів і т. д. До технології зварювальних робіт відносяться різні процеси, іноді навіть протилежні за своїм характером. Наприклад: різка металів і інших матеріалів, наплавлення, напилення і металізація, зміцнення поверхні. Однак основна і головна задача - отримання нероз'ємних з'єднань між однаковими або різними металами і неметалевими матеріалами в найрізноманітніших виробах. Форма і розміри таких з'єднань змінюються в широких межах від звареної точки в кілька мікрометрів (рис. 95), що з'єднує напівпровідник з провідником в будь-якої мікросхемі радіоелектроніки, до декількох кілометрів зварних швів 1, які виконуються при будівництві морських судів. Матеріали для виготовлення зварних конструкцій досить різноманітні: алюміній і його сплави, стали всіх типів і призначень, титан і його сплави і навіть такий тугоплавкий метал, як вольфрам (температура плавлення

3400 ° С). Рис. 95 Також різні за своїми властивостями неметалеві матеріали, що піддаються зварюванні: поліетилен, полістирол, капрон, графіт, кераміка з окису алюмінію і ін. Пайка, хоча і відрізняється за своєю природою від зварювання, також відноситься до області зварювальної технології і знаходить дуже широке застосування в приладобудуванні та машинобудуванні, крім того її починають застосовувати навіть в будівельних конструкціях. З кожним роком застосування зварювання в народному господарстві розширюється, а клепки - скорочується. Однак зварні з'єднання мають істотні недоліки - термічні деформації, що виникають в процесі зварювання (особливо тонкостінних конструкцій); неможливість зварювання деталей з тугоплавких матеріалів. Класифікація основних видів зварювання показана на рис. 96. Всі способи діляться на дві групи: зварювання плавлення і зварювання тиском. Рис. 96 зварювання плавленням зварювання плавленням - це процес з'єднання двох деталей, або заготовок в результаті кристалізації загальної зварювальної ванни, отриманої розплавленням з'єднуються крайок. Джерело енергії при зварюванні плавленням повинен бути великої потужності, високої зосередженості, тобто концентрувати виділяється енергію на малій площі зварювальної ванни і встигати розплавляти все нові і нові ділянки металу, забезпечуючи цим певну швидкість процесу. Процес зварювання (2 - зварювальний шов) плавленням здійснюється джерелом енергії 1, що рухається по зварюються крайках 3 із заданою швидкістю (рис. 97). Розміри і форма зварювальної ванни залежать від потужності джерела і від швидкості його переміщення, а також від теплофізичних властивостей металу. Рис. 97 У зварному з'єднанні прийнято розрізняти три області (рис. 98): основний метал - з'єднуються частини майбутнього виробу, призначеного для експлуатації; зона термічного впливу (Околошовной зона) - ділянки металу, в яких він знаходиться деякий час при високій температурі, яка доходить на лінії сплавляння до температури плавлення металу; зварний шов - метал шва, що представляє литу структуру з характерними особливостями. Рис. 98 Кожен вид зварювального процесу має свої особливості і знаходить застосування в тій чи іншій сфері виробництва, де він дає необхідну якість виробу і економічно доцільний. Найбільш широке застосування для зварювання металів плавленням знайшли газова і дугова види зварювання. При газовій (або автогенної) зварюванні в якості джерела енергії використовують полум'я ацетіленокіслородной пальника (рис. 99), що має високу температуру (близько 3000 ° С) і значну потужність, що залежить від кількості ацетилену (8 - редуктор для регулювання величини подачі газу), що згоряє в секунду. Кисень 1 з кисневого балона 10 і ацетилен 2 з ацетиленового балона 9 подаються по шлангах 7 в газовий пальник, де утворюється горюча суміш 3. На виході з сопла пальника виникає полум'я. Коли нагрівається місце зварювальних деталей доводиться до розплавленого стану, до полум'я підводять присадний матеріал 4, який, розплавляючись разом з крайками деталі 5, утворює зварювальний шов 6. Рис. 99 дугове зварювання. При дугового зварювання (рис. 100) в якості джерела енергії 2 використовується електричний дуговий розряд 3, що виникає при приєднанні деталей, що зварюються 1 до одного, а електрода 4 - до іншого полюсу джерела струму. Рух електрода з дуговим розрядом і підведеною в його зону присадним матеріалом (у вигляді прутка) 5 щодо крайок вироби змушує переміщатися зварювальну ванну, що утворить зварений шов 6. Рис. 100 Електрошлакове зварювання застосовується для автоматичного зварювання вертикальних швів з металу великої товщини. електрошлакове зварювання. При електрошлакового зварювання (рис. 101) зварюються деталі встановлюють вертикально і збирають під зварювання з зазором між крайками. Електродні дроту 5 (їх може бути декілька і притому різного складу) подаються силовими роликами 4 через вигнуті струмопровідні мундштуки 6 в зазор між зварюються деталями 1. У процесі зварювання автомат рухається вгору по напрямних, а мундштуки здійснюють коливальні рухи, подаючи дроту в рідку шлакову ванну 2, в якій вони розплавляються при температурі Т дорівнює 1539 ° с разом з металом сплавляються крайок і утворюють зварний шов 8. Рідка шлаковая і металева ванни утримуються піднімаються разом з автоматом мідними повзунами 7, охолоджуваними зсередини водою. Шлаки 3, відділяючись від металу, спливає. Рис. 101 Плазмова зварювання.При плазмовому зварюванні використовують дугового розряд в плазмотроне, який дає плазмову струмінь 1 з дуже високою температурою (рис. 102). Рис. 102 Плазмотрон являє собою прилад 2, в якому дугового розряд 3 порушується в каналі 4, і тиском газу (аргону, азоту, повітря) стовп дуги розтягується і виривається з сопла, що охолоджується проточною водою 5, за межі плазмотрона. Може бути два типи плазмотронів: з власним анодом, на який замикається розряд за рахунок дрейфу електронів, або дугою непрямої дії - дугового розряд виникає між двома електродами, але не замикається на виріб 6. У зварювальної техніки частіше використовують плазмотрон другого типу. Плазмова зварювання та обробка матеріалів знайшла широке застосування в промисловості. При зварюванні алюмінієвих сплавів якість зварних з'єднань залежить від надійності захисту зони зварювання інертним газом і від підготовки кромок вироби. аргонодуговая зварювання. Так для аргонодугового зварювання (3 сопло) алюмінію застосовують плавиться електрод-дріт 7, збігається за складом з основним металом зварюються 2 або непла- вящійся вольфрамовий електрод (рис. 103). Для відповідальних конструкцій частіше застосовують останній метод, при цьому присадний метал подають збоку безпосередньо в дугового розряд 4, 5, 6 або в зварювальну ванну 1 поруч з дуговим розрядом. Рис. 103 Аргонодуговую зварювання застосовують також для з'єднання деталей і з титану і його сплавів. Титан - метал, що нагадує за зовнішнім виглядом сталь, має також досить високу хімічну активність, кілька поступаючись в цьому відношенні алюмінію. Титан має температуру плавлення - +1668 ° С. При звичайній температурі титан дуже стійкий до впливу навколишнього середовища, так як закритий окисною плівкою. В такому пасивному стані він навіть стійкіше, ніж корозійно-стійка сталь. При високих температурах окисний шар перестає захищати титан. При температурі вище 500 ° С він починає активно реагувати з навколишнім середовищем. Тому титан і його сплави можна зварювати (рис. 104) тільки в захисній атмосфері аргону, з яким він реагувати не може. Рис. 104 Сварка тиском Сварка тиском - це процес з'єднання поверхневих шарів деталей. При з'єднанні відбувається активна дифузія частинок, що веде до повного зникнення кордону розділу і до проростання через неї кристалів. У сучасному машинобудуванні та приладобудуванні зварювання тиском здійснюють декількома шляхами в залежності від типу виробів і вимог, які до них пред'являються. Контактна зварювання широко застосовується в машинобудуванні для виготовлення виробів і конструкцій, головним чином з сталей. Вона відноситься до зварювання із застосуванням нагрівання і тиску. Нагрівання здійснюється електричним струмом, який проходить через місце контакту двох деталей, що зварюються. Тиск, необхідне для зварювання, створюється або електродами, що підводять електричний струм, або спеціальними пристосуваннями. Розрізняють три різновиди контактного зварювання: точкову - окремими точками (рис. 105), яка застосовується для тонколистових конструкцій зі сталі (наприклад, кузова автомашин). Зварювані заготовки 1 затискаються між електродами 2, через які проходить електричний струм великої сили від вторинної обмотки понижувального трансформатора 3, Місце контакту зварювальних частин розігрівається до високої температури, і під тиском зусилля F відбувається зварювання; стикового - опалювальному або тиском (рис. 106), яка застосовується для виготовлення металорізального інструмента і ін. В цьому випадку зварюються деталі 1 з силою стикуються і утримуються зажимами 2, до яких підводиться електричний струм; роликовую (рис. 107, де 1 - деталі, що зварюються; 2 - ролики; 3 - електроди; 4 - джерело енергії) - забезпечує безперервний (герметичний) або переривчастий шов. Рис. 105 Рис. 106 Рис. 107 У будівельних конструкціях і в машинобудуванні зварювання - основний спосіб отримання нероз'ємних з'єднань деталей зі сталей всіх марок, чавуну, міді, латуні, бронзи, алюмінієвих
скачати

© Усі права захищені
написати до нас