Сутність і класифікація процесу зварювання

03.04.2017

Ручна електро-дугове зварювання

Зварювання є одним з технологічних процесів, як в області машинобудування, так і в будівельній індустрії.

Незважаючи на великі масштаби використання в промисловості різних видів механізованого зварювання, обсяг застосування ручного дугового зварювання сьогодні не тільки не знижується, а й зростає, що пов’язано зі створенням нових матеріалів і нового обладнання для ручного дугового зварювання.

Електрична дуга вперше була відкрита в 1802 р. професором фізики Санкт-Петербурзької медико-хірургічної академії Ст. Ст. Петровим.

А в 1882 році російський винахідник Н.Н. Бенардос застосував електричну дугу для з’єднання металів. У 1885 році він отримав патент під назвою «спосіб з’єднання і роз’єднання металів безпосередньою дією електричного струму», використовуючи для цього дугою, що горить між вугільним електродом і металом і живить електричною енергією від акумулятора.

Російський інженер-металург і винахідник Н.Р. Славянов в 1888 році розробив спосіб зварювання металевим електродом, у 1891 році він отримав два патенти під назвою «спосіб та апарати для електричної відливання металів» і «спосіб електричного ущільнення металевих виливків». Бенардос запропонував різні способи зварювання похилими металевими електродами та пристрої, у яких подача електрода в зону дуги виконувалась за рахунок тиску пружини.

^ Однак низький рівень розвитку техніки в Росії з тих років не дозволяють використовувати і широко розвивати ідеї Петрова, Бенардоса, Славянова.

Видатну роль у теоретичній розробці зварних процесів відіграли видатні вчені К. В. Любавський, К. К. Хренов, Р. А. Миколаїв, Н.Про. Окерблам, Н.Н. Рыкалин, Е. О. Патон, В. П. Нікітін та ін

^ Головною організацією по зварюванню є: ІЕЗ їм. Е. О. Патона, який координує діяльність всіх інститутів в області зварювального виробництва.

Сутність і класифікація процесу зварювання

Зварюванням називається процес отримання нероз’ємного з’єднання двох або більше деталей з твердих металів (матеріалів) шляхом їх місцевого сплавлення або спільного деформування з нагріванням і без нагріву з отриманням на границі їх розділу міцних міжатомних зв’язків, за рахунок сплавлення основного і присадного матеріалу.

^ Всі види зварювання можна розділити на дві основні групи: зварювання плавленням і зварювання тиском.

При зварюванні плавленням. кромки зварюваних деталей і присадочний матеріал розплавляються теплотою зварювальної дуги або газовим полум’ям, утворюючи зварювальну ванну. При кристалізації металу зварювальної ванни зростання кристалів починається з спучених кристалів основного металу.

^ При зварюванні тиском спільна спрямована пластична деформація зварюваних металів сприяє зіткненню і перемішування їх атомів і утворення межатомной зв’язку.

Класифікація видів зварювання металів за фізичними ознаками. Залежно від форми енергії, використовуваної для утворення зварного з’єднання, розрізняють три класи зварювальних процесів. термічний, термомеханічний, механічний.

Вид зварювання – об’єднує зварювальні процеси по виду джерела енергії безпосередньо використовується для утворення зварного з’єднання.

До термічного класу належать види зварювання, які здійснюються плавленням із застосуванням теплової енергії, а саме: дугове, електрошлакове, електронно-променева, плазмово-променева, тліючим розрядом, світлова, індукційна, газова, термитная і ливарна.

^ До термомеханічного класу належать види зварювання, які здійснюються плавленням із застосуванням теплової енергії і тиску, а саме: контактна, дифузійна, індукційно-пресова, газопрессовая, дугово-пресова, шлакопрессовая, термитно-пресова, грубна та ін

^ До механічного класу належать види зварювання, які здійснюються із застосуванням механічної енергії і тиску, а саме холодна вибухом, ультразвукове, тертям і магнітоімпульсная.

Класифікація видів зварювання металів за технічними ознаками:

До технічних ознак належать: спосіб захисту металу в зоні зварювання, безперервність процесу і ступінь механізації зварювання.

За способом захисту металу розрізняють зварювання на повітрі, у вакуумі, захисних газах, під флюсом, у піні і з комбінованою захистом.

безперервності процесу. переривчасті та безперервні.

За ступенем механізації. ручні, механізовані, автоматизовані і автоматичні.

Характеристики основних видів зварювання

1. Автоматичне зварювання під флюсом – сутність полягає в тому, що зварювальна дуга горить між електродним дротом і зварюваним виробом під шаром сипучого флюсу. Теплотою дуги розплавляється основний метал (кромки зварюваного виробу), зварювальний дріт і флюс.

^ 2. Електрошлакове зварювання – полягає в наступному: у початковий період під флюсом виникає зварювальна дуга, за рахунок теплоти дуги флюс розплавляється та утворюється електропровідний шлак, який повинен володіти значним Омічним опором. Зварювальна дуга після розплавлювання флюсу з утворенням електропровідного шлаку згасає, а струм проходячи по электропроводному розплавленого шлаку виділяє таку кількість теплоти, яке достатньо для плавлення наступної порції флюсу, основного металу і дроту.

^ 3. Електронно-променева зварка – цей вид зварювання виконується в камерах з розрядженням (вакуумі). Теплота утворюється за рахунок бомбардування поверхні металу електронами мають великі швидкості.

4. Газова зварювання – заснована на плавленні зварюється і присадочного металів високотемпературним газокисневих полум’ям.

5. Світлова зварювання – за видом джерела світла підрозділяється на сонячну, лазерну і штучними джерелами світла.

^ 6. Термитная зварювання – полягає в тому, що зварювані деталі поміщають у вогнетривку форму, а у встановлений зверху тигель засипають терміт – порошкоподібну суміш алюмінію з залізної окалиною. При горінні терміту розвивається висока температура (понад 200°C) утворюється рідкий метал, який при заповненні форми оплавляет кромки зварюваних виробів і заповнює зазор утворюючи зварний шов.

^ 7. Контактна зварювання. При цьому виді зварювання місце з’єднання розігрівається і розплавляються теплотою, що виділяється при проходженні електричного струму через контактіруемие метало зварюваних деталей; при додатку в цьому місці стискального зусилля утворюється зварне з’єднання. За формою з’єднання буває точкова, шовна, стикове, рельєфна зварювання.

^ 8. Дифузійне зварювання здійснюється за рахунок взаємної дифузії атомів контактуючих частин при відносно тривалому впливі підвищеної температури і незначній пластичній деформації.

^ 9. Газопрессовая зварювання заснована на нагріванні кінців стрижнів або труб по всій довжині окружності многопламенными пальниками до пластичного стану або плавлення і наступного здавлювання стрижнів зовнішнім зусиллям.

^ 10. Ультразвукове зварювання заснована на спільному вплив на зварювані деталі механічних коливань ультразвукової частоти і невеликих стискаючих зусиль.

11. Зварювання тертям. При обертанні одного з стрижнів і зіткненні його з іншим, кінці стрижнів розігріваються і з додатком осьового зусилля зварюються.

12. Холодна зварка заснована на здатності зрощення кристалів металу при значному тиску.

^ 13. Індукційно-пресова зварювання. Цей вид зварювання заснований на розігріві струмами високої частоти решт з’єднуваних стержнів або труб до пластичного стану з наступним додатком осьових зусиль для отримання нероз’ємного з’єднання.

Види зварних з’єднань і швів

Нероз’ємне з’єднання, виконане зварюванням, називається зварним з’єднанням. В залежності від взаємного розташування в просторі з’єднуються деталей розрізняють з’єднання: стикові, кутові, таврові і нахлесточные.

Стикові зварні з’єднання (Рис. 1, а) – зварювані елементи розташовуються в одній площині або на одній поверхні. Встановлюється 32 види стикових з’єднань. Позначаються С1, С2, С3, С4 і т. д.

Малюнок 1. Типи зварних з’єднань.

а) стикове; б) нахльосточне; в) таврове; г) кутове.

Нахлесточные зварні з’єднання (Рис. 1, б). Зварювані елементи розташовані паралельно і перекривають один одного. Величина перекриття повинна бути в межах 3-420 мм. Позначаються Н1, Н2.

зварні Таврові з’єднання (Рис. 1, в). Відмінною особливістю цих сполук є те, що одна із з’єднуваних деталей торцем встановлюється на поверхні іншої і приварюється, утворюючи в перерізі як би букву Т (звідси і назва – таврове). ПозначаютьсяТ3, Т6 і т. д.

Кутові зварні з’єднання (Рис. 1, г) – зварне з’єднання двох елементів, розташованих під прямим кутом і зварених в місці примикання їх країв.

^ Позначаються по ГОСТ5264-80 У1, У2, У3 і т. д.

Класифікація зварних швів

По виду зварного з’єднання – стикові і кутові.

положення зварного з’єднання в якому виконуються зварні шви бувають: «у човник» нижні, полугоризонтальные, горизонтальні, напіввертикальні, вертикальні, полупотолочные і стельові.

По конфігурації зварного з’єднання прямолінійні шви бувають кільцеві і криволінійні.

За довжиною зварного з’єднання – суцільні і переривчасті.

По вживаному увазі зварювання поділяються на шви ручного дугового зварювання, автоматичного і механізованого під флюсом шви дугового зварювання в захисних газах, шви електрошлакового зварювання, электрозаклепочные, контактної, газової, паяних з’єднань.

^ За способом утримання зварювальної ванни: на шви, виконані без прокладок і подушок, на знімних і залишаються сталевих прокладках, на мідних, флюсу мідних, керамічних і азбестових підкладках.

За кількістю накладання швів бувають односторонні, двосторонні, багатошарові і багатопрохідні.

застосовується для зварювання матеріалу шви зварних з’єднань поділяються на шви з вуглецевих і легованих сталей, шви кольорових металів, біметалу, вініпласту та поліетилену.

розташування зварюваних деталей відносно один одного шви можуть бути під гострим, тупим, прямим кутом, а також розташовуватися в одній площині.

За чинним на шов зусиллю шви бувають флангові, лобові, комбіновані і косі.

За обсягом наплавленого металу нормальні, ослаблені і посилені шви.

За формою зварюваної конструкції на виробі поздовжні і поперечні.

Обладнання для ручного дугового зварювання

Класифікація джерел живлення зварювальної дуги.

Джерела живлення зварювальної дуги класифікуються за такими основними ознаками:

1. По роду зварювального струму – бувають змінного і постійного струму.

До джерел змінного струму відносяться зварювальні трансформатори та генератори підвищеної частоти.

Джерелами постійного струму є зварювальні перетворювачі і зварювальні випрямлячі.

2. По виду зовнішніх вольтамперних характеристик (ВАХ) джерела живлення зварювальної дуги бувають з пологопадающей ВАХ (для автоматної зварювання).

З жорстокою і зростаючої ВАХ застосовуваних при зварювання в захисних газах і електрошлакового зварювання, з крутопадаючих ВАХ – для ручного дугового зварювання.

3. За кількістю використовуваних зварювальних дуг бувають однопостові або багатопостові.

4. За способом установки джерела бувають стаціонарними або пересувними – переносними.

Зварювальні трансформатори

Трансформатори з нормальним магнітним розсіюванням. Комплект джерел живлення складається з понижуючого трансформатора і регулятора реактивної котушки. Понижуючий трансформатор, основою якого є могнитопровод, виготовлений з великої кількості тонких пластин трансформаторної сталі, стягнутих між собою шпильками. На магнітопроводі є первинна і вторинна (знижує) обмотки з мідного або алюмінієвого дроту. Дросель складається з магнітопровода набраного з листової трансформаторної сталі, на якому розташовані витки мідного або алюмінієвого дроту розрахованого на проходження зварювального струму максимальної величини. На магнітопроводі є рухома частина, яку можна переміщати за допомогою гвинта.

Короткий опис статті: класифікація джерел енергії Size: 0.59 Мб.; Зварювання є одним з технологічних процесів, як в області машинобудування, так і в будівельній індустрії Сутність і класифікація процесу зварювання документи реферати

Джерело: Сутність і класифікація процесу зварювання

Також ви можете прочитати