называется технологический процесс получения неразъемных соединений в результате частичного оплавления соединяемых деталей и образования атомно-молекулярных связей.
Сварка является сравнительно дешевым, высокопроизводительным и достаточно механизированным процессом. Сварку при сборке широко применяют во всех отраслях машиностроения и строительной промышленности: в машиностроении — сварка крупных корпусных деталей; в строительстве — сварка металлических каркасов зданий, бетонной арматуры; в энергомашиностроении — сварка котлов, паропроводов и т. п. Сварку широко применяют при ремонтных и восстановительных работах.
Сварка позволяет заменить сложную цельнометаллическую конструкцию корпусной детали (литую, кованую) на сборную, состоящую из простых элементов, получаемых прокаткой — уголков, прутков, листов. Особенно широко сварка используется в единичном и мелкосерийном производстве, при ремонте машин. Применение сварки .тает экономию металла (минимум механической доработки), снижает трудоемкость и себестоимость продукции (прокат относительно дешев).
Но сварные соединения менее прочны (на 20…30%), чем основной металл по причине окисления места сварки, термических напряжений.
Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании связей между атомами на соединяемых поверхностях. Дш получения сварного соединения требуется сблизить соединяемые поверхности и увеличить энергию атомов нагревом, /явлением. Существует два класса сварочных процессов: сварка плавлением и сварка давлением.
При сварке плавлением происходит расплаатенис кромок соединяемых деталей, а иногда и присадочного материала (электрода) для заполнения шва между деталями (рис. 4.5).
Для этого область шва разогревают до 2000 °C. В зависимости от исто1 шика тепла сварку различают электродуговую (основной ват), газовую, плазменную и др. Возникающая область жидкого металла 3 называется сварочной ванной. Остывая, металл образует сварочный шов. Металл сварочного шва значительно отличается от основного: происходит выгораше отдельных элементов, поглощение газов, диффузия примесей. Для защиты сварочной ванны от взаимодействия с кислородом воздуха применяют сварку под флюсом, в среде защитных или инертных газов и т. п.
Сварка и резание металлов
... давление снимается. Рис.21 Контактная сварка а) точечная б) роликовая Газовая сварка металлов Газовая сварка находит широкое применение при сварке деталей малой толщины, чугуна, цветных металлов и сплавов. При газовой сварке металл нагревают высокотемпературным газовым пламенем, ...
Кроме того, в зоне шва возникают при остывании остаточные напряжения растяжения, которые могут вызвать даже трещины.
Сварные швы делятся на следующие виды (рис. 4.6):
- а) стыковые (рис. 4.6, а), обозначаемые буквой С, когда детали присоединяются одна к другой встык;
- б) угловые (рис. 4.6, 6)> обозначаемые буквой У, когда свариваемые детали образуют угол;
- в) тавровые (рис. 4.6, в ), обозначаемые буквой Т, когда свариваемые детали образуют форму буквы Т;
- г) внахлестку (рис. 4.6, г), обозначаемые буквой Н, когда кромки свариваемых деталей накладываются одна па другую внахлестку.
- д) точечные (рис. 4.6, д), когда сварочный шов выполняется нс сплошным, а в виде отдельных точек.
Виды сварных швов
На виты сварки, конструктивные элементы сварных швов и подготовки кромок для них действуют государственные стандарты:
- ГОСТ 5264–80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные;
- ГОСТ 8713–79. Сварка под флюсом. Соединения сварные;
— ГОСТ 14 771–76. Дуговая сварка в защитном газе. Сварные соединения. Условные обозначения швов сварных соединений выполняют по ГОСТ 2 .312−72. Так, шов сварного соединения показывают: видимый — сплошной основной линией (рис. 4.7, а. г), невидимый — штриховой линией (рис. 4.7, д). От изображения сварного шва проводят линию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой. Линию-выноску предпочтительно проволить от изображения видимого шва с его лицевой стороны, с которой производят сварку основного шва.
Условное обозначение шва производят на потнее линии-выноски, если же линия-выноска проведена от оборотной стороны основного шва, то под полкой. Вспомогательные знаки, входящие в обозначение шва, выполняют сплошными тонкими линиями, а высота знаков равна высоте цифр и букв, входящих в обозначение. Элементы условного обозначения и вспомогательные знаки располагают в определенной по;
- следовательносш.
- 1. Номер ГОСТа на способ сварки и вит сварного соединения.
- 2. Буквенно-цифровое обозначение вита сварного соединения по стандарту.
- 3. Условное буквенное обозначение способа сварки по соответствующему стандарту (на чертежах допускается нс указывать).
Приняты следующие обозначения способов сварки: Р — ручная, АФ — автоматическая под флюсом, ПФ — полуавтоматическая сварка под флюсом;
- ИН — эдекгродуговая сварка в инертных газах без присадочного металла, ИНп — в инертных газах с присадочным металлом, ИП — в инертных газах и их смесях с углекислым газом и плавящимся электродом и др.
Операция сварки плавлением включает следующие переходы:
- 1) разделка кромок соединяемых деталей;
- 2) установка и закрепление деталей на специальных сварочных стендах для придания им точного и неизменного положения в процессе сварки;
- 3) собственно сварка соединения по периметру шва;
- 4) очистка шва от остатков шлака;
- 5) контроль сварного шва (осмотром, смачиванием керосином).
Чтобы обеспечить сквозное проплавление и получение сварного шва по всей толпщне соединяемых деталей, их кромки необходимо подготовить под сварку. Подготовка может быть выполнена: 1) с отбортовкой кромок; 2) без скоса кромок; 3) со скосом одной кромки; 4) с двумя скосами одной кромки;
5) с /шумя скосами двух кромок. Скосы бывают симметричные и асимметричные, прямолинейные и криволинейные (https:// , 24).
Если толщина деталей более 3 мм, применяют односторонние скосы одной или двух кромок, двусторонние — одной или двух кромок, а также криволинейные скосы. Скосы выполняют механической обработкой (точением, фрезерованием, строганием), скалыванием пат углом на специальных ножницах, кислородной, плазменной резкой и другими способами.
При сварке давлением образование соединения деталей происходит за счет диффузии атомов металлов в месте соприкосновения двух поверхностей. Процесс диффузии возможен, если расстояние между поверхностями нс превышает 10s см, причем поверхности должны быть идеально чистыми.
плавления!).
В сборочном производстве наиболее часто встречается электроконтактная сварка давлением (рис. 4.8).
Соединяемые детали / и 2 зажимаются в контактах сварочной маиншы и приво/ыгся в сопршюсновение. Через понижающий трансформатор 3 включают подогрев места контакта RK . Через 10… 15 с ток выключают и разогретые до вишневого цвета детали осаживают с усилием Р.
Другим вариантом сварки давлением является точечная и шовная злектроконтакгная сварка (рис. 4.9).
Соединяемые детали / и 2 прижимаются друг к другу электродами сварочной машины. На короткое время включается электрический ток. Происходит разогрев места контакта в небольшой точке. Через 5…7 с ток выключают и детали дополнительно сжимают с усилием Р. Образуется сварная точка. Таким способом приваривают автомобильные кузова к несущей раме, различные кожухи, защитные ограждения и т. п. Способ очень эффективный и высокопроизводительный.
Электроды точечных машин изготавливают из меди или се сплавов с присадками хрома, никеля, кремния, бериллия, магния и других металлов. Широкое распространение получили сплав ЭВ, представляющий собой хромоцинковую бронзу с красностойкостью до температуры 350. .400 °С, и электроды из пагартованной меди. Форму электродов выбирают такой, чтобы обеспечить наиболее удобный подвод тока к месту сварки. Рабочая часть электрода обычно имеет форму усеченного конуса с плоским контактом. Диаметр электрода выбирают в зависимости от тошцины свариваемых деталей. Если сваривают детали различной толщины, то диаметр электрода выбирают по толщине более тонкой детали по формуле dy = 25 + 3 мм, где — диаметр электрода, мм; 6 — толщина более тонкой свариваемой детали, мм. Режим сварки выбирают по табл. 4.1.
Таблица 4.1.
Режимы точечной сварки.
|
Толщина детали, мм. |
Ддаметр электрода, мм. |
Усилие прижима, кН. |
Продолжительность включения тока, с. |
Ток, Л. |
|
1,0. |
1,0…2,0. |
0,20… 0,40. |
6,0…8,0. |
|
|
1,5. |
1,5…3,5. |
0,25…0,50. |
8,0…12,0. |
|
|
2,0. |
2,5…5,0. |
0,35…0,50. |
9,0…14,0. |
|
|
2,5. |
5,0… 7,0. |
0,50…0,60. |
14,0…16,0. |
При сварке деталей различной толщины режим сварки определяют по наиболее тонкой детали, увеличивая величину тока на 10… 12%.
Для получения непрерывных сварочных швов вместо жестких контактов применяют вращающиеся контактные ролики.
При ремонте кабин и оперения тракторов и автомобилей широко применяют полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа. Во время сварки в зону горения электрической душ подают углекислый газ, что приводит к защите расплавленного металла от вредного влияния окружающего воздуха. Защита сварочной ванны углекислым газом обеспечивает высокое качество сварного шва.
