Определение процесса сварки. Классификация сварки. Определение сварки

Основные термины по сварке | Мир сварки

Вы здесь

Основные термины по сварке

Сварка E. Welding D. Schweissen F. Soudage Получение неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании. Сварное соединение E. Butt joint D. Stumpfstoss; Stumptschweissverbindung F. Assemblage en bout; Joint en bout Сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями. Сварная конструкция E. Welded structure D. Schweisskonstruktion F. Construction soudee Металлическая конструкция, изготовленная сваркой отдельных деталей. Сварной узел E. Welded assembly D. Schweissteil; Schweisseinheit F. Ensemble soude; Assemblage soude Часть конструкции, в которой сварены примыкающие друг к другу элементы. Сварной шов E. Weld D. Schweissnaht F. Soudure Участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации. Сварная точка E. Weld spot; Weld point D. Schwelsspunkt F. Point de soudure; Point soude Элемент точечного шва, представляющий собой в плане круг или эллипс. Прихватка E. Tack weld D. Heftnaht F. Soudure de pointage Короткий сварной шов для фиксации взаимного расположения подлежащих сварке деталей. Валик E. Weld bead; Bead D. Schweissraupe F. Cordon Металл сварного шва, наплавленный или переплавленный за один проход. Механическая неоднородность сварного соединения E. Mechanical heterogeneity D. Mechanische Inhoniogenitat F. Heterogeneite mecanique Различие механических свойств отдельных участков сварного соединения. Мягкая прослойка сварного соединения E. Soft interlayer D. Weiche Zwischenlage F. Couche intermediere douce Участок сварного соединения, в котором металл имеет пониженные показатели твердости и (или) прочности по сравнению с металлом соседних участков. Твердая прослойка сварного соединения E. Hard interlayer D. Harte Zwischenlage F. Couche intermediere dure Участок сварного соединения, в котором металл имеет повышенные показатели твердости и (или) прочности по сравнению с металлом соседних участков. Разупрочненный участок сварного соединения E. Weakened zone D. Infestigte Zone F. Zone affaibliu Участок зоны термического влияния, в котором произошло снижение прочности основного металла. Контактное упрочнение мягкой прослойки E. Local strengthening D. Lokale Verfestigung F. Raffermissement locale Повышение сопротивления деформированию мягкой прослойки сварного соединения за счет сдерживания ее деформаций соседними более прочными его частями. Зазор E. Gap; Air gap; Root opening D. Spalt; Spaltbreite; Stegabstand F. Ecartment des bords Кратчайшее расстояние между кромками собранных для сварки деталей. Основной металл E. Base metal; Parent metal D. Grandwerkstoff F. Metal de base Металл подвергающихся сварке соединяемых частей. Глубина проплавления E. Depth of penetration D. Einbrabdtiefe F. Protondcur de penetration Наибольшая глубина расплавления основного металла в сечении шва или наплавленного валика. Сварочная ванна E. Welding pool; Welding bath; Welding puddle D. Schweissbad F. Bain de fusion; Bain de soudage Часть металла свариваемого шва, находящаяся при сварке плавлением в жидком состоянии. Присадочный металл E. Filler metal D. Zusatzwerkstoff; Zusatzmetall F. Metal d’apport Металл для введения в сварочную ванну в дополнение к расплавленному основному металлу. Наплавленный металл E. Deposited metal D. Eingetragenes Schweissgut; Reines Schweissgut F. Metal depose Переплавленный присадочный металл, введенный в сварочную ванну или наплавленный на основной металл. Металл шва E. Weld metal D. Schweissgut F. Metal de la soudure Сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом. Провар E. Complete fusion D. Einbrand F. Fusion complete Сплошная металлическая связь между свариваемыми поверхностями основного металла, слоями и валиками сварного шва. Зона сплавления при сварке E. Fusion zone D. Zusammenschmeizzone F. Zone dc liaison Зона частично сплавившихся зерен на границе основного металла и металла шва. Зона термического влияния при сварке (переходная зона) E. Heat affected zone D. Warmeeinflusszone F. Zone thermiquement atfectee; Zone influencee thermiquement Участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке или наплавке.

Литература

ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения основных понятий

5070 просмотров

weldworld.ru

Определение процесса сварки. Классификация сварки

Под сваркой понимают создание искусственных условий для получения неразъемных деталей посредством создания межатомных связей между их поверхностями при помощи общего или местного нагрева, пластического деформирования или этих двух действий одновременно. Для этого элементарные частицы свариваемых деталей сближаются между собой настолько, что между ними начинают действовать межатомные связи, сопровождающиеся сложными физическими и химическими процессами и обеспечивающие механическую прочность соединения.

Термический класс

К этому виду сварки относятся соединения, получаемые местным плавлением поверхностей при помощи тепловой энергии

Дуговая сварка.

При этом способе тепло для плавления получают от электрической дуги, возникающей в узком разрыве электрической цепи между сварочным электродом и изделием. Электрическое сопротивление этого зазора поднимает температуру до 4500 - 6000°С, в результате чего расплавляется конец электрода и участок детали, подлежащий соединению посредством сварки.

Газовая сварка.

Разогрев свариваемой кромки происходит при помощи газопламенной ее обработки. Пламя, полученное при выходе из газовой горелки, создает температуру до 3000°С и позволяет не только проводить сварку металлических кромок отдельных деталей, но и резать металл, нагревать его для гибки и т.д.

Лучевая сварка.

Тепло в зоне сварки при этом методе получают, бомбардируя сварочную кромку направленным электронным или фотонным потоком. Электронный поток получают при помощи специального прибора - электронной пушки, а фотонный поток создают в лазерных установках.

Термитная сварка.

При данном виде сварки используют тепло, полученное в результате сжигания термитной смеси, состоящей из алюминия и оксидов железа.

Электрошлаковая сварка. Плавление кромок свариваемых деталей получают теплом, возникающим при прохождении электрического тока через расплавленный электропроводный шлак.

Термическая разделительная резка

Под термической разделительной резкой понимают процесс обратный сварке, то есть, когда атомы металла сгорают в струе технически

чистого кислорода, а полученные при этом продукты сгорания удаляются из зоны резан

Термомеханический класс

К термомеханическому классу относят использующую одновременно энергию механического и термического воздействия.

Кузнечная сварка.

Кромки свариваемых деталей нагревают в специальных печах-горнах до требуемой температуры, а затем при помощи ударного механического воздействия соединяют между собой. Если для соединения деталей используют механические прессы, а для нагрева - все ранее перечисленные способы термического воздействия, то такой вид сварки называют прессовым.

Контактная сварка.

Соединяемые детали сдавливают между собой, а тепло для сварки получают при прохождении электрического тока через контактную часть деталей.

Диффузионная сварка.

Сварку деталей получают за счет диффузии атомов из одной детали в другую, возникающей при относительно небольшом длительном нагреве и пластической деформации, получающейся от механического давления.

Механический класс

В этом классе сварки соединение поверхностей осуществляется механическим воздействием (давление, трение, взрыв и т.д.) без использования внешнего источника тепла.

Сваркатрением.

Нагрев свариваемых деталей получают за счет сил трения, возникающих при вращении деталей относительно друг друга при одновременном сдавливании их между собой.

Холодная сварка.

При сильном сдавливании деталей между собой получается пластическая деформация металла, при которой атомы двух деталей настолько близко сближаются, что между ними возникают силы взаимодействия. В результате этого получается достаточно прочное соединение деталей, называемое холодной сваркой.

Сварка взрывом.

Сближение атомов между собой может происходить в результате направленного взрыва, при котором частицы быстро движутся навстречу друг другу и, соударяясь, сближаются между собой настолько, что между ними возникают силы взаимодействия.

Ультразвуковая сварка.

Силы взаимодействия между атомами при этом виде сварки возникают в результате колебаний кристаллической решетки металла под действием ультразвуковых колебаний.

Сущность процесса ручной дуговой сварки

Ручная дуговая сварка, источником теплоты которой служит электрическая дуга, занимает одно из ведущих мест среди различных видов сварки плавлением. Электрическая дуга, возникающая за счет дугового разряда между электродом и свариваемым металлом, возникает и поддерживается источником постоянного или переменного тока. Под действием теплоты, полученной при помощи электрической дуги, происходит плавление основного и присадочного материалов, в результате чего образуется сварочная ванна. Остывая, металл кристаллизуется, образуя прочное сварное соединение. Все операции по зажиганию дуги, поддержанию ее длины и перемещению вдоль линии шва выполняются сварщиком вручную без применения механизмов. Дуговая сварка выполняется как плавящимся, так и неплавящимся электродом.

Основные требования к сварочному оборудованию

В качестве оборудования, создающего устойчивую сварочную дугу, применяют различные трансформаторы, выпрямители и генераторы. В зависимости от характера и интенсивности сварочных работ и размеров свариваемых деталей промышленность выпускает большой ассортимент оборудования с различными техническими характеристиками. Однако все они должны удовлетворять следующим требованиям:

-иметь на зажимах источника тока напряжение холостого тока при разомкнутой сварочной цепи, достаточное для возбуждения и устойчивого горения сварочной дуги. При этом напряжение холостого тока должно быть безопасным, то есть не более 80 - 90В;

-обеспечить ток короткого замыкания, не превышающий установленных значений, выдерживая продолжительные короткие замыкания без перегрева и повреждения возбуждающей обмотки;

-иметь устройства для плавного регулирования силы сварочного тока;

-обладать хорошими динамическими свойствами, обеспечивая быстрое восстановление напряжения после коротких замыканий;

-обладать хорошей внешней характеристикой.

Для бытового потребления современная промышленность выпускает сварочные аппараты, отличающиеся двумя характеристиками. Первая из них - это максимальный сварочный ток, а вторая - время работы, на протяжении которого в 10 минутном рабочем цикле вырабатывается этот максимальный ток. К примеру, аппарат, рассчитанный на 140 амперный ток при 60% рабочем цикле должен обеспечить 140 ампер в течение не более 6 минут из каждых 0 минут работы. Остальные 4 минуты цикла отведены на режим холостого тока, при котором аппарат остывает.

Сварочная проволока

В качестве электродного материала для сварочных работ используют несколько десятков марок и диаметров стальной проволоки, каждая из которых предназначен для определенного вида работ. Для низкоуглеродистых, легированных и высоколегированных сталей существуют свои виды проволоки, отличающиеся по химическому составу. Чтобы правильно ориентироваться в этом разнообразии, надо научиться различать маркировку проволоки.

Маркировка проволоки выполняется буквенными и цифровыми символами, указывающими на содержание примесей и виды сталей, для которых она предназначена. Так, буквенный символ «Св», проставленный вначале маркировки, означает, что проволока сварочная. Цифровой индекс поле буквенного символа означает содержание углерода в сотых долях процента. К примеру, марка Св-08 означает, что проволока сварочная с содержанием углерода 0.08%. Буквенный символ, проставленный после цифры, обозначает легирующие элементы, а цифровой символ, поставленный после них, означает процентное содержание в сотых долях процента. Если содержание легирующего элемента не превышает 1%, то его количественный состав в маркировочном индексе не проставляют. При содержании легирующего элемента более 1%, после буквенного обозначения проставляют цифровой индекс, указывающий на процентное содержание элемента В целых единицах.

Использование порошковой проволоки способствует увеличению глубины проплавления металла и снижению выгорания легирующих элементов из сварочной ванны. Для сварки под слоем флюса больших поверхностей иногда применяют порошковую ленту, которая отличается от проволоки своей формой.

Хранят и транспортируют сварочную проволоку в условиях, исключающих ее загрязнение и окисление.

Классификация сварных швов

Сварочные швы различают по количеству слоев наложения, ориентации их в пространстве, по длине и т.д. Так, если шов полностью охватывает соединение, то его называют сплошным. Если в пределах одного соединения шов разрывается, то его называют прерывистым. Разновидностью прерывистого шва является прихваточный шов, который применяют для фиксации элементов относительно друг друга перед сваркой. Если сварочные швы накладывают один на другой, то такие швы называют многослойными.

По форме наружной поверхности сварочные швы могут быть плоскими, вогнутыми или выпуклыми. Форма сварочного шва оказывает влияние на его физико-механические свойства и на расход электродного металла, связанный с его формированием. Наиболее экономичны плоские и вогнутые швы, которые, к тому же, лучше работают при динамических нагрузках, так как отсутствует резкий переход от основного металла к сварному шву. Чрезмерный наплыв выпуклых швов приводит к перерасходу электродного металла, а резкий переход от основного металла к сварному шву при концентрированных напряжениях может вызвать разрушения соединения. Поэтому при изготовлении ответственных конструкций выпуклость на швах снимают механическим способом (фрезы, абразивные круги и т.д.).

Выбор режимов сварки.

Режимы дуговой сварки представляют собой совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварочного процесса. Правильно выбранные и поддерживаемые на протяжении всего процесса сварки параметры являются залогом качественного сварного соединения. Условно параметры можно разделить на основные и дополнительные.

Основные параметры режима дуговой сварки: диаметр электрода, величина, род и полярность тока, напряжение на дуге, скорость сварки, число проходов.

Дополнительные параметры: величина вылета электрода, состав и толщина покрытия электрода, положение электрода, положение изделия при сварке, форма подготовленных кромок и качество их зачистки.

Сварка чугуна

Сплавы железа, содержащие более 2% углерода, называют чугунами. Свариваемость и свойства сварных соединений во многом определяются составом чугуна и его структурой. Чугуны различают по форме графита, содержащегося в сплаве.

Технологию, режимы и материалы сварки чугунных конструкций подбирают в зависимости от вида чугуна и условий эксплуатации свариваемой конструкции. Сварку можно выполнять как холодным, так и горячим методами. При сварке чугуна появляются определенные трудности, выраженные в охрупчивании сварного соединения и образовании трещин, являющихся следствием остаточных напряжений и деформаций. Для борьбы с этими явлениями применяют предварительный и сопутствующий подогрев, обеспечивающий нужную структуру сварного соединения.

Сущность направки металла.

Наплавку при помощи дуговой сварки применяют для восстановления изношенных деталей. Для этого на поверхность изделия наносят металл, накладывая его слоями, обладающими необходимыми физико-механическими свойствами. Для этого применяют различные виды сварки ,в том числе и ручную дуговую с плавящимся или неплавящимся электродом. Основным достоинством ручной дуговой наплавки является простота и универсальность метода, возможность выполнения сложных наплавочных работ в труднодоступных местах. К недостаткам относят низкую производительность, загазованность в месте производства работ, сложность получения необходимого качества наплавленной поверхности.

Плавление металла.

Плавление металла Плавление основного и присадочного материалов в процессе сварки происходит под действием концентрированной энергии, вызванной сварочной дугой, пламенем горелки или одним из других способов, о которых мы расскажем ниже. Если в зону сварки не подается дополнительный металл, то сварочная ванна образуется только за счет основного соединения. Но чаще сварочная ванна получается смешиванием основного и присадочного металла, вносимого непосредственно в зону сварки электродом, сварочной проволокой и т.д. Сливаясь и перемешиваясь между собой, основной и присадочный металл образуют общую сварочную ванну, границами которой служат оплавленные участки основного металла.

Расплавленный в зоне подачи концентрированной энергии металл кристаллизуется, образуя сварочный шов.

Кристаллизация металла.

Кристаллизация металла Затвердевание расплавленного металла, происходящее в хвостовой части ванны, называется кристаллизацией. Под действием сварочной дуги основной и дополнительный металлы, расплавленные в головной части ванны, перемещаются в ее хвостовую часть, где при снижении температуры подвергаются кристаллизации. Динамика этого процесса такова: сварочная дуга, направленная в головную часть ванны, повышает в этой области температуру, в результате чего происходит плавление основного и электродного металлов. Механическое давление, оказываемое дугой на жидкую фазу основного и дополнительного металлов, вызывает их перемешивание и перемещение в хвостовую часть ванны. Таким образом, давление, вызванное дугой, приводит к вытеснению металла из основания ванны и открывает доступ к следующим слоям, где поддерживается необходимая для плавления температура.По мере удаления металла от зоны плавления отвод тепла начинает преобладать над его притоком, и температура жидкой фазы снижается. Расплавленные фазы основного и электродного металла перемешиваются между собой и, затвердевая, образуют общие кристаллы, что обеспечивает монолитность сварочного соединения.

Снижение температуры в хвостовой части ванны происходит за счет усиленного теплоотвода в прилегающий холодный металл, так как его масса по сравнению с ванной значительно преобладает. Кристаллы металла начинают формироваться от готовых центров основного металла в направлении ведения сварки и принимают форму кристаллических столбов, вытянутых в сторону, противоположную теплоотводу.

Свариваемость металлов.

На качественные показатели сварных соединений накладывает отпечаток множество факторов, к которым относятся свариваемость металлов, их чувствительность к термическим воздействиям, окисляемость и т.д. Поэтому для соответствия сварных соединений тем или иным эксплуатационным условиям следует эти критерии учитывать.

Свариваемость металлов определяет способность отдельных металлов или их сплавов образовывать при соответствующей технологической обработке соединения, отвечающие заданным параметрам. На этот показатель оказывают влияние физические и химические свойства металлов, строение их кристаллической решетки, наличие примесей степень легирования и т.д. Свариваемость может быть физическая и технологическая.

Сварка под флюсом.

Сварка под флюсом применяется для высокоуглеродистых сталей и цветных металлов и их сплавов. Флюсы защищают сварочную дугу и ванну от вредного атмосферного воздействия, повышая качество шва. Кроме того, флюсы оказывают влияние на устойчивость горения дуги, формирование и химический состав сварочного шва. Требуемые механические свойства, структуру металла и сварочного соединения обеспечивают сочетанием необходимого состава флюса и электродного материала.

Теплопроводность флюса намного ниже теплопроводности металла, поэтому образовавшаяся корка 9 замедляет процесс охлаждения сварочной ванны, предоставляя дополнительную возможность выходу на поверхность жидкого металла выделяемых газов и механических включений. Это способствует очищению сварочного шва и образованию более однородной его структуры.

После полного остывания сварочного шва флюсовая корка легко отделяется, а нерасплавленный флюс удаляется при помощи отсасывающего устройства 5 и может использоваться при последующей сварке. Для сварки под флюсом служат трансформаторы переменного тока с пологопадающей характеристикой. Это оборудование позволяет с собой простой переплав основного и электродного металлов без существенного изменения их химического состава.

Преимущества сварки в среде защитных газов заключаются в возможностях существенно повысить производительность труда и качество свариваемых швов по сравнению с простой дуговой сваркой. Кроме того, достигается большой диапазон ( от десятых доле миллиметра до десятков миллиметров) свариваемых толщин, доступность наблюдения за сварочным процессом и т.д.

Сварка алюминия.

Высокая активность алюминия с кислородом способствует созданию на его поверхности тугоплавкой пленки оксида алюминия (А1203), которая препятствует сплавлению основного и электродного металлов. Это происходит из-за большой разницы температур, требуемых для плавления. Так как для плавления основного металла требуется всего 658°С, а оксид алюминия плавится при температуре 2050°С, то в массиве сварочного шва появляются непровары и шлаковые включения. Это отрицательно сказывается на механической прочности сварного соединения и чтобы преодолеть эту технологическую трудность, нужно применять ряд специальных способов. Свариваемости алюминия мешают органические водосодержащие загрязнения (пыль, жировая пленка и т.д.), имеющиеся на кромках свариваемых деталей, а легирование некоторых сплавов повышенной прочности цинком и магнием становится причиной появления холодных трещин. Адсорбированная влага, газонасыщенность основного и присадочного материалов способствуют появлению большого количества пор. Учитывая все вышеизложенные явления, препятствующие нормальному свариванию алюминия, кромки и поверхности перед сваркой нужно тщательно готовить.

Сварка меди.

Медь в чистом виде практически не применяется, а наличие примесей осложняет сварочный процесс. Введение примесей и легирующих элементов в меди разделяет ее на сплавы, к которым относят: латунь, бронзу и медно-никелевые сплавы.

Латунь - сплав меди с цинком.

Медно-никелевыми сплавами называют сплавы меди с никелем или с железом и марганцем.

Бронзой считают сплавы, в которых основными легирующими элементами являются никель или цинк.

Наличие примесей определяют физико-химические свойства сплава, к которым относят:

-высокую теплопроводность сплава, которая приводит к большим скоростям охлаждения сварочной ванны, что в свою очередь влечет за собой рост зерен и ухудшение качества шва. Бороться с этим явлением помогает сварка с использованием повышенной погонной энергии;.

-высокий коэффициент термического расширения, что вызывает большие остаточные напряжения и деформации;

-высокую литейную усадку остывающего металла, что влечет за собой деформации сварочного шва и околошовной зоны, а в случаях жесткого закрепления деталей - высокие остаточные напряжения и деформации;

-интенсивное испарение цинка из расплавленного металла, что способствует появлению пористости шва;

-высокая чувствительность расплавленной меди к водороду, способствующая появлению пузырьков воды, что является причиной многочисленных пор и трещин. Это явление называют водородной болезнью меди;

-легкая окисляемость меди при высоких температурах, что приводит к образованию тугоплавких оксидов;

-высокую текучесть расплавленной меди, что приводит к дополнительным трудностям при сварке (особенно в вертикальных и потолочных швах).

Сварка цинка.

Цинк и сплавы на его основе обладают высокой антикоррозийной стойкостью, что делает их популярными в конструкционных изделиях. Сварочные работы на сплавах цинка связаны с определенными технологическими трудностями. Цинк обладает низкой температурой плавления и кипения, легко окисляется, соединяясь с кислородом. Для защиты от окисления и повышения качества сварных соединений используют газовую защиту как для сварочной ванны, так и для обратной стороны свариваемых деталей. Сварку цинка проводят на переменном и постоянном токе прямой полярности. Пары цинка, выделяемые при кипении, вредны для здоровья, что влечет за собой необходимость принятия дополнительных мер защиты органов дыхания сварщика и его помощников.

Электрошлаковая сварка.

Электрошлаковая сварка представляет собой электротермический процесс, при котором преобразование электрической энергии в тепловую происходит при прохождении электрического тока через расплавленный электропроводный шлак. Сварка изделий, как правило, осуществляется в вертикальном положении с принудительным формированием шва. Для этого свариваемые детали собирают с зазором и скрепляют между собой. В пространстве, образованном кромками изделий и формирующими приспособлениями, создается ванна расплавленного шлака, в которую погружают металлический электрод. Проходящий между электродом и основным металлом ток разогревает шлак, в результате чего происходит плавление электрода и кромок изделия, образуя сварочную ванну. Для предотвращения вытекания жидкого металла из пространства зазора к свариваемым деталям прижимают охлаждаемые водой медные пластины или ползуны. По мере охлаждения и формирования шва ползуны перемещают снизу вверх.

Электрошлаковая сварка характеризуется наибольшей площадью нагрева и наименьшей сосредоточенностью энергии в зоне нагрева. Ее применяют для сварки больших кожухов, турбин и других деталей толщиной до нескольких метров, когда обычные способы сварки неприемлемы.

Сварка давлением.

Под сваркой давлением понимают все виды сварки (контактная, трением, холодная и т.д.), при которых происходит пластическая деформация

металлов в зоне контакта, в результате чего образуется сварное соединение. Этот процесс становится возможным при условии образования между двумя деталями межатомных связей кристаллических решеток. Для образования сварного соединения поверхности деталей сближают между собой настолько, что происходит взаимодействие атомов металла, расположенных на одной поверхности с атомами металла другой поверхности. После чего происходит объединение электронных оболочек, формируя

металлургические связи. Граница соединения перестает быть барьером и происходит взаимная диффузия атомов, сопровождающаяся структурными изменениями в зоне контакта и деформацией с выделением большого количества тепла.

Сварка трением.

Предусматривает взаимное перемещение свариваемых поверхностей относительно друг друга при одновременном сдавливании их. В результате этого свариваемые поверхности нагреваются силами трения, а имеющиеся на поверхности пленки оксидов, разрушаются и выдавливаются из зоны контакта в радиальном направлении. В результате возникшей пластической деформации очищенные от оксидов поверхности деталей сближаются до возникновения межатомных связей и металлургических реакций, сопровождающихся взаимной диффузией атомов. После прекращения движения металл остывает, образуя прочное соединение. Особенностью этого процесса является мгновенная остановка взаимного перемещения, так как при замедленной остановке возможно разрушение контактного соединения. Сдавливающую нагрузку снимают после остывания контакта.

Сварка взрывом.

. При этой технологии соединение происходит за счет совместной пластической деформации в результате соударения, вызванного взрывом быстродвижущихся соединяемых частей. При этом кинетическая энергия движущихся деталей выполняет работу по совместной пластической деформации контактирующих слоев. Соединяемые детали, одна из которых неподвижна, располагают на некотором расстоянии (или под определенным углом) друг от друга. На подвижную заготовку кладут взрывчатое вещество с детонатором. При срабатывании детонатора происходит процесс разложения взрывчатого вещества, создавая давление, распространяющееся позади фронта детонации. В результате этого подвижная заготовка получает ускоренной движение, направленное в сторону неподвижной заготовки. Соударяясь, заготовки получают взаимную пластическую деформацию, необходимую для прочного соединения.

Тенрмитная сварка

Термитная сварка применяется в местах, где нет возможности выполнить электросварочные работы. К таким работам относят сваривание рельс железнодорожных линий, проводов связи, электрические кабели и т.д. Для этого промышленность выпускает термитные патроны (карандаши) и спички к ним. Принцип действия термитной сварки основан на создании температуры плавления при сгорании термитного патрона. Конструкция термитного карандаша на рис.51. Карандаш представляет собой отрезок сварочной проволоки, диаметр которой зависит от толщины свариваемых деталей. На проволоку наносят термит, круто замешанный на нитроцеллюлозном клее. Конец термитного карандаша обмазан затравкой, которая предназначена для поджигания карандаша.

Сварка электронным лучом.

Сварка электронным лучом Этот вид сварки предусматривает использование кинетической энергии электронного потока, движущегося в определенном направлении. Для создания электронного луча строят специальную пушку, получая узкие лучи с большой плотностью энергии Катод пушки 2, помещенный внутри прикатодного электрода 3, питается от высоковольтного источника постоянного тока 5 и нагревается до высоких температур. Перед электронным лучом устанавливают анод 4 с отверстием, который служит ускорителем электронов. Между катодом и анодом создают электрическое поле, при помощи которого электроны, выходящие из пушки, фокусируются в узкий пучок, диаметр которого совместим с диаметром отверстия в аноде. Положительный потенциал, приложенный к аноду и достигающий нескольких десятков тысяч вольт, способствует ускорению электронов, придавая им большую кинетическую энергию. Высокая скорость электронов способствует тому, что они, проскочив отверстие в аноде, продолжают направленное движение и попадают в фокусирующее магнитное поле, создаваемое специальной линзой 6. За счет высокой концентрации сфокусированного электронного луча и большой его кинетической энергии создается пятно нагрева на изделии 1. При резком торможении электронов, происходящем при соударении с изделием, кинетическая энергия превращается в потенциальную с выделением большого количества тепла. В результате происходит плавление металла, позволяющее выполнять сварочный процесс. Перемещение пятна нагрева происходит за счет магнитной отклоняющей системы 7, позволяющей устанавливать пятнонагрева в нужной точке. Для того, чтобы между электродами установки не возникал дуговой разряд, внутри прибора устанавливают высокий вакуум. Высокая мощность электронного луча концентрирует запас энергии, позволяющий выполнять сварку металла толщиной 200 - 300 мкм.

Лазерная сварка

Принцип лазерной сварочной установки похож на принцип действия установки для сварки электронным лучом, но в данном случае используется энергия светового потока. Световой поток создается в оптическом квантовом генераторе состоящем из лампы накачки 1 и рабочего тела 3, которое излучает фотоны. Фотонный поток фокусируется оптическим устройством 2 и направляется на деталь 4, создавая в месте контакта пятно нагрева. Однако современные лазерные установки еще очень дороги, а КПД их низок, что накладывает ограничение да данный вид сварки.

Способы сварки пластмасс.

Наибольшее распространение получил способ разогрева кромок и присадочного материала горячими газами. Горячие газы получают в специальных горелках в результате сгорания горючего газа (например, пропан-бутана) в смеси с атмосферным воздухом, либо при помощи электрических спиралей. Сварку выполняют как с присадочным материалом, так и без него.

При сварке без присадочного материала кромки свариваемых деталей разогревают до вязко-липучего состояния и сжимают между собой прижимными роликами. В результате этого кромки слипаются между собой и, остывая, образуют

сварочный шов.

Сварку с присадочным материалом ведут в следующей последовательности. Сначала разогревают кромки деталей, а затем между кромками с небольшим давлением укладывают присадочный пруток.

Сварке горячими газами подвергают практически все виды пластмасс, которые под действием повышенной температуры переходят в вязко-липучее состояние.

Ацетиленовые генераторы.

Под ацетиленовым генератором понимают аппарат, служащий для получения ацетилена при разложении карбида кальция водой Каждый ацетиленовый аппарат должен иметь паспорт установленной формы, инструкцию по эксплуатации и сертификат безопасности.

Основными элементами аппарата являются:

-газообразователь, в котором происходит разложение карбида кальция водой;

-газосборник (газгольдер), предназначенный для сбора и хранения ацетилена;

-предохранительное устройство, ограничивающее давление ацетилена в пределах установленной для данной конструкции нормы;

-предохранительный затвор, который при обратном ударе , происходящем в горелке или резаке, не пропускает взрывную волну во внутрь генератора;

-устройство, предназначенное для автоматической регулировки количества вырабатываемого ацетилена в зависимости от интенсивности его потребления генераторов должны вывешиваться предупредительные таблички. При минусовых температурах ацетиленовые генераторы устанавливают в утепленных будках.

Предохранительные затворы.

Предохранительные затворы представляют собой защитные устройства. Основная функция предохранительного затвора состоит в защите ацетиленовых генераторов и трубопроводов от проникновения в них пламени при обратном ударе. Кроме того, предохранительный затвор препятствует проникновению в генератор кислорода из горелки или резака, что может привести к взрыву. Под обратным ударом понимают воспламенение горючей смеси в каналах горелки или резака и распространение пламени по шлангу горючего газа. Горящая смесь, образовавшаяся при обратном ударе, устремляется по ацетиленовому каналу горелки или резака в шланг и при отсутствии предохранительного затвора - в ацетиленовый аппарат, что может привести к его взрыву. Это отрицательное явление возникает в случае, если скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, а также от перегрева и засорения канала мундштука горелки или резака.

Кислородные баллоны.

Кислородные баллоны рассчитаны на хранение кислорода до 6000 дм3. Для того чтобы определить количество кислорода в баллоне.

Нижняя часть баллона выполнена в виде башмаков, которые имеют двойную функцию: отпирание баллона в вертикальном положении и защита нижней части от случайных ударов при транспортировке. Защитой верхней части баллона служит толстостенный стальной колпак. Хранят кислородные баллоны в вертикальном положении в специальных решетчатых навесах вдали от нефтепродуктов и других жировых элементов.

Во время сварки баллон устанавливают вертикально и крепят к неподвижным опорам тросовыми хомутами или цепями. Транспортируют баллоны в горизонтальном положении в специальных деревянных контейнерах с резиновыми прокладками. Кислородные баллоны должны содержаться в чистоте, поэтому к ним нельзя касаться жирными руками или грязными рукавицами. Если при осмотре баллона обнаружены жирные пятна (особенно на его вентиле), то пользоваться им нельзя.

58. Редукторы

Редуктор представляет собой конструкцию, предназначенную для понижения давления газа на выходе из баллона. Газ, поступающий в редуктор, поддерживается под постоянным рабочим давлением, независимо от давления в баллоне. Присоединение их к баллону выполняется накидной гайкой с левой или правой резьбой, в зависимости от вида используемого газа.

Все редукторы оборудуются предохранительными клапанами, установленными в рабочей камере. Установка предохранительного клапана необязательна, если рабочая камера рассчитана на давление, которое равняется наибольшему входному давлению перед редуктором.

Сварочные горелки.

Сварочные горелки, предназначенные для получения устойчивого пламени путем смешивания горючего газа с кислородом, являются одним из основных инструментов сварщика. Каждая горелка позволяет регулировать состав, мощность и форму сварочного пламени. Образующаяся в горелке смесь газов вытекает из канала мундштука и, сгорая, дает устойчивое сварочное пламя.

Различают несколько типов горелок, но все они имеют общие конструктивные особенности. Каждая горелка состоит из рукоятки с расположенными на ней запорно-регулировочными вентилями и набора сменных наконечников. На маховички вентилей наносят наименование газа (ацетилен или кислород) и стрелки, указывающие направление вращения при открывании и закрывании.

Сварочные резаки.

Кислородные резаки – служат для газопламенной резки металлов. Они служат для смешивания горючего газа с кислородом, в результате чего образуется подогревающее пламя. Ручные резаки для газовой резки классифицируются по следующим признакам:

-по роду горючего газа, на котором они работают;

-по назначению – универсальные и специальные;

-по виду резки - для разделительной, поверхностной, кислородно-флюсовой, копьевой.

В настоящее время широкое применение получили универсальные инжекторные резаки, позволяющие резать сталь толщиной от 3 до 300 мм. Принцип их устройства аналогичен принципу устройства сварочной горелки. Режущая часть состоит из дополнительной трубки для подачи режущего кислорода и вентиля для его регулировки. В мундштуке находится два концентрически расположенных отверстия для выхода подогревающего пламени и режущей струи. Газы в мундштук подают и регулируют с помощью соответствующих вентилей.

Сварочные рукава.

Для подвода газа от баллона к горелке или резаку используют гибкие сварочные рукава с нитяным каркасом, изготовление которых регламентируется требованиями ГОСТа 9356-76. Такие рукава хорошо переносят перепад температур от -35°С до +70°С. Состоят такие рукава из внутреннего резинового слоя, хлопчатобумажной оплетки и наружного

резинового слоя.

Сварочные рукава могут быть следующих типов: -тип I — для ацетилена и городского газа,

рассчитанные на рабочее давление не более 0,63

Мпа;

-тип II - для жидкого топлива (бензина, керосина), рассчитанные на рабочее давление не более 0,63 МПа;

-тип III - для кислорода, рассчитанные на рабочее давление не более 2 Мпа.

Наружный слой рукавов имеет цвет в зависимости от вида газа, для которого он предназначен: синий - для кислорода; красный - для ацетилена; желтый — для жидкого топлива. Наружный цвет рукава не обязательно должен иметь расцветку, указывающую на вид газа. Для этого достаточно выполнить подкраску в местах маркировки.

Газовая сварка труб

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

СВАРКА - это... Что такое СВАРКА?

Сварка — – получение неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании. [ГОСТ 2601 84] Сварка – получение неразъемных соединений посредством… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Сварка — стального каркаса будущего небоскреба. СВАРКА, процесс получения неразъемного соединения деталей из металлов, керамики, пластмасс, стекла и других материалов или их сочетаний (например, стекла с металлом) чаще всего путем местного или общего… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

СВАРКА — СВАРКА, сварки, жен. (тех.). Соединение металлических частей путем заливки промежутков между ними расплавленным металлом. Автогенная сварка. || Соединение металлических частей, нагретых до высокой температуры, путем ковки или сжимания их.… … Толковый словарь Ушакова

СВАРКА — технологический процесс получения неразъёмных соединений твёрдых материалов из металла и неметалла (стекла, керамики, пластмасс и др.) путём образования межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании (плавлении) или пластическом… … Большая политехническая энциклопедия

СВАРКА — процесс соединения металл. частей путем нагрева места соединения до пластического состояния или расплавления. В первом случае (С. давлением) после нагрева производится проковка или сильное сжатие свариваемых концов, во втором (С. плавлением)… … Технический железнодорожный словарь

сварка — Получение неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании [ГОСТ 2601 84] сварка Процесс получения неразъёмных соединений посредством установления… … Справочник технического переводчика

сварка — автоген, сваривание, соединение, состыковывание Словарь русских синонимов. сварка сущ., кол во синонимов: 20 • автоген (2) • … Словарь синонимов

СВАРКА — процесс получения неразъемного соединения деталей машин, конструкций и сооружений при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или при совместном действии того и другого в результате установления межатомных связей в месте их… … Большой Энциклопедический словарь

СВАРКА — СВАРКА, процесс соединения металлических деталей, как правило, с помощью регулируемого плавления. Автомашины, домашняя техника, мосты, электронные приборы это только часть объектов, в которых содержатся детали, соединенные сваркой. Сварочные… … Научно-технический энциклопедический словарь

сварка — СВАРИТЬ, сварю, сваришь; сваренный; сов. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

СВАРКА — (Welding) способ соединения металлических частей путем соприкасания при расплавлении этих частей (С. плавлением) или при приведении их в тестообразное состояние с последующей ковкой (С. давлением). Последняя применяется к металлам (железо, сталь) … Морской словарь

dic.academic.ru

1. Определение сварки

ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ДЕЛА

Лекция №1

Предмет и задачи курса

Предметом курса являются основные фундаментальные физические явления, лежащие в основе технологического процесса сварки и сварочных технологий, применяемых при сооружении объектов трубопроводного транспорта.

Сваркой по ГОСТ 2601-84 называется процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми деталями или их частями при нагревании и (или) пластическом деформировании. СЛАЙД 1

Слово “или” указывает на то, что сварка может быть и без нагрева. Для получения сварного соединения металлов необходим нагрев и давление, или только нагрев или только давление.

Сущность сварки заключается в сближении элементарных частиц свариваемых частей настолько, чтобы между ними начали действовать межатомные связи, которые обеспечивают прочность соединения.

Так как свариваемые поверхности неоднородны, имеют макро- и микронеровности, окисные пленки, загрязнения, то для сварки необходимо приложить внешнюю энергию.

2. Исторические сведения о развитии сварочного производства

Способ получения неразъёмных соединений различных металлических деталей путём сварки и пайки был известен ещё в глубокой древности. В египетских пирамидах нашли золотые изделия, которые имели паянные оловом соединения. В Помпеях (Италия) обнаружили свинцовые водопроводные трубы с продольным паяным швом. Широко применялась кузнечная (печная) сварка. При этом способе сварки соединяемые металлы нагревались в печах до пластичного состояния, а затем проковывались в местах соединения с помощью молота.

Большинство современных сварочных процессов были разработаны в первой половине 20-го века. Они основывались на научных разработках 19-го века. В 1802 году впервые в мире профессор Петров (Россия) открыл устойчивый дуговой разряд от построенного «Вольтового столба». Столб состоял из 2100 пар пластин из меди и цинка, между которыми были проложены бумажные прокладки, смоченные водным раствором нашатыря. Петров доказал, что им был получен мощный источник энергии, который может быть использован для освещения и плавки металла. Открытие электрического дугового разряда российским ученым и академиком Василием Владимировичем Петровым* (1761 – 1834 гг.) в 1802 году позволило определить возможность использования электрического разряда для расплавления металлов. СЛАЙД 2 Открытие В.В. Петрова заложило начало развития новых отраслей технических знаний и науки, получивших в дальнейшем практическое применение в электродуговом освещении, а затем при электрическом нагреве, плавке и сварке металлов.

Впервые сварку металлов с помощью угольного электрода осуществил в 1881 году француз Август де Меритано. В 1888 году русский учёный, академик Николай Гаврилович Славянов заменил угольный электрод голым металлическим прутком. Тем самым было дано начало дуговой сварке плавлением. Дуга от такого электрода горела на открытом воздухе, и поэтому наплавленный металл был загрязнён кислородом и азотом, был хрупким и пористым. Поэтому большой практической ценности от данного изобретения не было. С его участием получено развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, создан, первый автоматический регулятор длины дуги и первый сварочный генератор. Им были предложены флюсы для получения высококачественного металла сварных швов.

СЛАЙД 3 В конце XIX века российский ученый, инженер и изобретатель Николай Николаевич Бенардос (1842 – 1905 гг.) открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им были разработаны способ дуговой сварки в защитном газе, дуговая резка металлов, контактная сварка и др.

С 1906 года с изобретением ацетиленокислородной горелки и разработки ацетиленовых генераторов, началось промышленное применение газовой сварки. Начиная с этого времени и до 30-годов, газовая сварка занимает ведущее положение в сварочном производстве. Все магистральные трубопроводы с 1926 по 1935 год были построены с помощью газовой сварки.

В 1912 году появляются первые покрытые электроды, которые позволили стабилизировать процесс горения сварочной дуги и получить сварные соединения равнопрочным основному металлу труб, что повысило производительность сварки.

В 20-е, 30-е годы XX столетия в основном применяли ручную сварку электродами с тонкими ионизирующими меловыми покрытиями. В эти годы под руководством академика Валерия Петровича Вологдина (1881 – 1953 гг.) были изготовлены первые отечественные сварные котлы и корпуса нескольких судов. В конце 1930-х годов стали применять толстопокрытые электроды. Для электродных стержней использовали легированную сталь, что позволило использовать сварку для изготовления промышленного оборудования и строительных конструкций. В процессе развития сварочного производства была разработана технология сварки под флюсом, которая позволила увеличить производительность процесса до десяти раз, обеспечить качество сварного соединения за счет увеличения мощности сварочной дуги и надежной защиты расплавленного металла от окружающего воздуха, механизировать и усовершенствовать технологию производства сварных конструкций. В начале пятидесятых годов ХХ столетия Институтом электросварки им. Е.О. Патона была разработана электрошлаковая сварка, что позволило заменить литые кованные крупногабаритные детали сварными. Заготовки стали более транспортабельными и удобными при сборке и монтаже.

СЛАЙД 4 К концу 30-х годов был разработан способ механизированной сварки под слоем флюса. Что значительно повысило производительность и качество сварки.

В 1940 году была изобретена сварка вольфрамовым электродом в среде защитных газов. Это дало возможность сваривать нержавеющие и цветные металлы.

В 1948 году был разработан новый процесс с применением защитного газа – дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитного газа (аргона). Так как применение аргона в качестве защитного газа резко удорожало производство, то к концу 1950 годов были разработаны методы, сделавшие возможным использование в качестве защитного газа углекислый газ (была изобретена специальная сварочная проволока).

В конце 1940-х и начале 1950-х получили промышленное применение способы дуговой сварки в инертных защитных газах: ручная неплавящимся электродом, механизированная и автоматическая неплавящимся и плавящимся электродом. В ЦНИИТмаше при участии МВТУ и ИЭС им. Е.О. Патона была разработана сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа – процесса высокопроизводительного и обеспечивающего хорошее качество сварных соединений. Сварка в среде углекислого газа составляет около 30 % объема всех сварочных работ в нашей стране. Разработкой этого способа сварки руководил профессор К.Ф. Любавский.

СЛАЙД 5 В 60-х годах был разработан процесс сварки порошковой проволокой, электрогазосварка. Сварка под слоем флюсом несколькими электродами. В конце 70-х началось освоение лазерной, электронно-лучевой сварки в вакууме. Сварка использовалась и используется во всех отраслях промышленности, связанных с металлическими конструкциями, Это строительство и ремонт судов, мостов, несущих стальных конструкций зданий, транспортных средств и оборудования. В настоящее время все трубопроводы сооружаются с помощью сварки.

В конце ХХ века отечественными и зарубежными фирмами было создано оборудование для автоматической и механизированной сварки трубопроводов в среде защитных газов, которое в настоящее время успешно применяется при строительстве всех крупных трубопроводных проектов.

Сварочные работы в трубопроводном строительстве непрерывно совершенствуются. Автоматизация процессов сварки резко повысила производительность труда, темпы сварочно-монтажных работ и качество свариваемых соединений. За последние годы разработаны и широко применяются принципиально новые технологические способы сварки.

studfiles.net

Дуговая сварка - это... Что такое Дуговая сварка?

Дуговая сварка - процесс, при котором теплота, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счёт электрической дуги, возникающей между свариваемым металлом и электродом. Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.

История электросварки

(См. Электротехника)

1802 год — В. В. Петров открыл явление электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».

1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.

1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.

1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.

1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

Патон, Евгений Оскарович

Классификация

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

ручную дуговую сварку
полуавтоматическую дуговую сварку
автоматическую дуговую сварку

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

По роду тока различают:

По типу дуги различают

дугу прямого действия (зависимую дугу)
дугу косвенного действия (независимую дугу)

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором - дуга горит между двумя электродами.

По свойствам сварочного электрода различают

способы сварки плавящимся электродом
способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше - многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание - сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

открытую
закрытую
полуоткрытую дугу

При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла - светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе - шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов)
дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.

Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.

Наибольшее применение имеют средне - и толстопокрытые сварочные электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.

В последнее время получает распространение плазменная сварка, где дуга между инертными неплавящимися электродами используется для высокотемпературного нагрева промежуточного носителя, например -- водяного пара. Известна также сварка атомарным водородом, получаемым в дуге между вольфрамовыми электродами, и выделяющем тепло при рекомбинации в молекулы на свариваемых деталях.

Cм. также

Источники

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Термины и определения сварки

Аттестованная технология сварки — конкретная технология сварки, которая прошла приемку в данной производственной организации в соответствии с требованиями операционно-технологической карты и технологической инструкции по сварке, что подтверждается актом аттестации.

Аттестованный сварщик — квалифицированный рабочий, аттестованный в установленном порядке и имеющий первый уровень профессиональной подготовки в соответствии с действующими правилами аттестации.

Автоматическая сварка — сварочный процесс, при котором подача сварочной проволоки и перемещение сварочной головки осуществляются автоматически, а оператор устанавливает, наблюдает и корректирует параметры сварки.

Воротник — усиливающая накладка, привариваемая в процессе выполнения прямой врезки.

Горячий проход — слой шва, выполняемый по не успевшему остыть ниже регламентированной температуры металлу корневого слоя шва, как правило, способом "на спуск".

Захлест — соединение двух участков трубопроводов в месте технологического разрыва.

Зона термического влияния — участок сварного соединения,непосредственно примыкающий к шву по границе сплавления и не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке.

Катушка трубы — отрезок трубы, подготавливаемый для вварки в нефтепровод и имеющий торцы, обработанные механическим способом или путем газовой резки с последующей зачисткой.

Металл шва — сплав, образованный расплавленным основными наплавленным металлом.

Наплавленный металл — переплавленный без участия основного металла присадочный металл.

Прямая врезка — специальное сварное соединение, выполняемое в процессе строительства или ремонта нефтепровода и непосредственно соединяющее основную трубу и ответвление.

Полуавтоматическая сварка — сварочный процесс, при котором подача присадочной проволоки осуществляется автоматически,а перемещение сварочной горелки по периметру стыка осуществляется вручную.

Ремонт сварного шва — процесс устранения в готовом сварном стыке дефектов, обнаруженных неразрушающими методами контроля после завершения сварки и контроля и признанных контролером исправимыми. Исправления, производимые электросварщиком непосредственно в процессе выполнения сварного шва, в понятие "ремонт сварного шва" не входят.

Стык — неразъемное сварное соединение труб, трубы и соединительной детали или трубы и запорной арматуры.

приемочный стык — сварное соединение, выполняемое при аттестации технологии сварки;

допускной стык — стык, выполняемый при допускных испытаниях сварщиков;

контрольный стык — стык, вырезанный из сваренной нитки трубопровода, для проведения испытаний в объеме, предусмотренном действующими нормами.

гарантийный стык — стык, соединяющий участки трубопровода,подвергнутые испытательному давлению. Гарантийный стык не подвергается испытательному давлению и требует большего(в сравнении с захлестом) объема неразрушающего контроля, например,дублирования радиографического контроля ультразвуковым контролем.

Сертификат — документ о качестве конкретных партий труб,деталей трубопроводов и сварочных материалов, удостоверяющий соответствие их качества требованиям технических условий на поставку, а также специальным требованиям, сформулированным при заключении контракта на поставку.

Технологическая инструкция по сварке — документ, содержащий комплекс конкретных операций, марок сварочных материалов,оборудования для сборки и сварки стыков, позволяющий изготовить сварное соединение в соответствии с требованиями нормативной документации и настоящей Инструкции.

Технологическая карта — документ, составленный в лаконичной,простой для пользователя табулированной форме на основе конкретной технологической инструкции по сварке для данного объекта.

Технические условия — основной документ на поставку труб,деталей трубопроводов, арматуры, сварочных материалов, разработанный и согласованный в установленном порядке.

www.autowelding.ru

способы сварки и технология. Классификация способов сварки

Сварка – это получение неразъемных соединений путем нагрева и расплавления кромок соединяемых деталей. Если раньше ей подвергали только металлы, то сегодня таким методом соединяют и другие материалы, например, пластмассу.

Можно говорить о том, что сварное соединение – это то, которое было получено путем плавления или сварки давлением. Безусловно, есть огромное количество методов получения необходимого результата. К примеру, существует такой элемент, как электрическая дуга, именно с ее помощью и осуществляется сварка. Способы сварки есть самые различные, мы постараемся все их рассмотреть.

Немного истории. Классификация

Ковка металла – первый сварочный процесс. Необходимость в ремонте металлических изделий, а также создание более совершенных деталей стало предпосылкой к освоению сварочных процессов. Так, в 1800-1802 годах была открыта электрическая дуга. С ней делали различные эксперименты. В конце концов люди научились делать сварные соединения посредством электрической дуги. На территории России активно ведется подготовка квалифицированных сварщиков, постоянно разрабатываются новые технологии, принципиально иные подходы и т.п. Ярким примером отличной теоретической и практической базы является учебный институт имени Баумана.

В настоящее время существует порядка 150 методов, по которым осуществляется сварка. Способы сварки разделяются по физическим, техническим, а также технологическим признакам. Так, по физическим показателям можно выделить три большие группы:

Термический – это вид сварки, осуществляемой при использовании тепловой энергии. Сюда можно отнести газовую, дуговую, лазерную и др. сварку.
Термомеханический – вид сварки, подразумевающей использование не только тепловой энергии, но и давления. Это может быть контактное, диффузионное, кузнечное соединение и т.п.
Механический вид сварки. В таких случаях используется механическая энергия. Наиболее широко распространена холодная сварка, взрывом, трением и др.

Каждый отдельно взятый вид отличается затратами энергии, экологичностью, а также оборудованием, которое используется во время работы.

Газопламенная сварка

В данном случае основным источником тепла выступает пламя, которое выделяется в результате сгорания топлива в смеси с кислородом. На сегодняшний день известно более десятка газов, которые могут быть использованы. Самые популярные – это ацетилен, МАФ, пропан и бутан. Выделяемое тепло плавит поверхности вместе с присадочным материалом.

Оператор регулирует характер пламени. Оно может быть окислительным, нейтральным или восстановительным, что зависит от количества кислорода и газа в смеси. В последние годы активно используется МАФ, который обеспечивает не только высокую скорость сварки, но и отличное качество шва. Но в это же время необходимо использовать более дорогостоящую проволоку с большим содержанием марганца и кремния. На сегодняшний день это самая актуальная смесь для газовой сварки, что обусловлено безопасностью и высокой температурой сгорания в кислороде (2430 градусов по Цельсию).

Многое зависит от состава металла, который планируется сваривать. Так, в зависимости от этого параметра выбирается количество присадочных прутков, а при учете толщины металла – их диаметр. При тщательной предварительной подготовке получается идеальная сварка.

Все способы сварки (газовой) имеют общую черту, которая заключается в плавном нагреве поверхности. Вот почему они подходят для работы со стальными листами в 0,5-5 мм, цветными металлами, а также с инструментальной сталью и чугуном.

Давайте более подробно рассмотрим некоторые способы газовой сварки. Их довольно много.

Левая, правая и сквозная сварка

При толщине листа не более 5 мм чаще всего используют левый вид газовой сварки. Соответственно, горелка перемещается справа налево, а присадочный прут находится впереди. Пламя направляется от шва и хорошо прогревает обрабатываемое место и присадочную проволоку. Техника изменяется в зависимости от толщины металла. Если лист меньше 8 мм, то горелка продвигается только вдоль шва. Если же больше 8 мм, то необходимо попутно выполнять колебательные движения в поперечном направлении для улучшения качества шва. Преимущество левого способа заключается в том, что оператор хорошо видит обрабатываемое место, и он может обеспечить равномерность.

Принципиальное отличие правой сварки в том, что она более экономична. Обусловлено это тем, что пламя горелки направлено не от шва, а к нему. Такой подход позволяет сварить металлы максимальной толщины, при этом угол раскрытия кромок небольшой. Горелка двигается слева направо, а за ней идет присадочный прут.

Конечно, если рассматривать способы газовой сварки, то обязательно стоит упомянуть о сварке сквозным валиком. Применяется она тогда, когда нужно получить вертикальное стыковое соединение. Суть заключается в том, что в нижней части стыка делается небольшое сквозное отверстие. При перемещении горелки верхняя часть отверстия плавится, а когда вводится присадка, заваривается нижняя часть. Когда толщина листа слишком большая, работа ведется с обеих сторон и выполняется двумя операторами.

Ванный способ сварки арматуры

Многие из нас знакомы с арматурой, которая активно используется в монолитно-каркасном строительстве. Ее применяют в блоках перекрытия, сваях и т.п. Давайте детально рассмотрим особенности такой сварки. Чаще всего она используется для горизонтальных стержней. Суть метода заключается в том, что в месте стыка заваривается стальная форма. Затем в ней создается ванна расплавленного металла за счет теплоты дуги. Получается так, что торцы свариваемой арматуры плавятся и образуют общую ванну. Соответственно, при остывании образуется полноценное соединение.

Но перед началом ванной сварки необходимо подготовить стержни. Делается это следующим образом: поверхности, а также торцы зачищаются, при этом удаляется любой вид загрязнения, например, ржавчина, окалина и грязь. Для этого подойдет щетка по металлу. Кстати, важно зачищать арматуру на длину 30 мм в месте сварки. Стержни устанавливаются соосно. При этом зазор не должен превышать полтора диаметра электрода (в месте торца).

Процесс протекает под большими токами. К примеру, при электроде в 6 мм сварочный агрегат работает при токе в 450 Ампер. Если речь идет о низких температурах, то ток увеличивают на 10-12%. Кроме того, работа может быть выполнена сразу несколькими электродами. Стоит обратить внимание на то, что данный метод позволяет снизить трудоемкость процесса, себестоимость изделия, а также расход электроэнергии. На сегодняшний день ванный способ сварки арматуры является самым популярным и надежным. Это обусловлено низким потреблением электроэнергии и высоким качеством соединения.

Сварка давлением (пластическая)

Данный вид сварки еще называется холодным. Обусловлено это тем, что во время выполнения соединения не происходит дополнительный нагрев обрабатываемой поверхности. Данный метод основан на пластической деформации металлов при сжатии или скольжении. Работы выполняются при нормальных или отрицательных температурах без диффузии. Данный метод считается одним из самых старых.

Для получения шва высокого качества используются специальные устройства, вызывающие деформацию обрабатываемых поверхностей, которые должны быть предварительно зачищены. В результате образуется монолитное и довольно прочное соединение. Существуют различные виды и способы сварки (пластической). В настоящее время их три: точечная, шовная и стыковая.

Холодной сваркой можно соединять такие материалы, как медь, свинец, алюминий, кадмий, железо и др. Наиболее предпочтительной пластическая сварка является тогда, когда необходимо выполнять работы с разнородными материалами, которые довольно чувствительны к нагреву.

Безусловно, нельзя не отметить, что основное и главное преимущество сварки давлением заключается в том, что не нужно подключать мощный источник электроэнергии для предварительного нагрева поверхности. Кроме того, шов, полученный таким образом, является не только прочным, но и однородным, а также устойчивым к коррозии. Тем не менее, есть и некоторые недостатки. Заключаются они в том, что работать можно только с металлами высокой пластичности. Если одни способы сварки труб могут быть применены, то другие – нет, и приходится использовать плавление. Это касается водопроводов и газовых магистралей.

Классификация способов сварки. Продолжение

Сам по себе процесс протекает следующим образом. Детали, которые необходимо соединить, устанавливают в непосредственной близости друг к другу. После этого подводится мощный источник тепла, который плавит соединяемые детали.

Расплавленный металл (без каких-либо дополнительных механических воздействий) добавляется в общую сварочную ванну. Когда источник тепла удаляют от места сварки, шов охлаждается, и наплавленный металл образует весьма прочное соединение. Основная проблема заключается в том, что источник тепла должен обладать высокой мощностью и температурой. К примеру, для работы со сталью, медью или чугуном необходимо устройство с температурой в 3 тысячи градусов по Цельсию. Если целенаправленно понизить этот показатель, то производительность сварки резко упадет, и процесс станет неэффективным.

Классификация способов сварки плавлением в зависимости от источника тепла существует следующая:

Дуговая сварка. В качестве источника тепла используется электрическая дуга, которая горит между электродом и свариваемой поверхностью.
Плазменная сварка. Источник тепла – сжатая электрическая дуга. Через нее с большой скоростью (сверхзвуковой) продувается газ, который приобретает свойства плазмы.
Электрошлаковая – металл нагревается от расплавленного флюса, через который протекает электрический ток.
Электронно-лучевая сварка – нагрев осуществляется от кинематической энергии электронов. Они движутся в вакууме под воздействием электрического поля.
Лазерная сварка производится путем нагрева металла через оптический луч квантового генератора. При этом диапазон излучения может быть световым или инфракрасным.
Газовая сварка – плавление обрабатываемой поверхности за счет сгорания газово-кислородной смеси.

Дуговая сварка и ее виды

На сегодняшний день наиболее важной для многих отраслей промышленности является электрическая дуговая сварка. Если подсчитать количество действующих установок, занятость среди специалистов, а также число продукции, то такой способ получения высококачественных швов лидирует по всему миру. Давайте рассмотрим основные способы дуговой сварки. На сегодняшний день их несколько.

Наиболее распространенной является автоматическая сварка. Суть ее заключается в том, что некоторые движения оператора автоматизируются. Например, подача электрода и его перемещение вдоль шва осуществляются без участия человека (в отличие от полуавтоматического режима). Такой подход хорош тем, что качество шва и производительность несколько увеличиваются, а травмоопасность понижается. Зачастую используется защитный газ, который нужен для предотвращения азотирования и окисления сварного соединения во время выполнения работ.

Существует еще и ручная сварка, которая заключается в том, что плавящиеся кромки соприкасаются и возбуждают электрическую дугу (при неплавящемся электроде). После того как присадочный материал нагревается и плавится, получается ванна, которая впоследствии и создает шов. Стоит обратить ваше внимание на то, что способы сварки электродом при помощи электрической дуги классифицируются по нескольким техническим признакам. Например, по типу используемых газов (активные и инертные), по степени механизации (ручная, автоматическая и т.п.) и по другим признакам.

Более подробно о ручной дуговой сварке

Мы уже рассмотрели в общих чертах принцип получения сварного соединения в ручном режиме. Давайте разберемся в этом вопросе более подробно. На сегодняшний день существуют способы ручной дуговой сварки, каждый из которых уникален по-своему. Например, в процессе могут быть использованы различные электроды: плавящиеся и неплавящиеся. Если выбирается второй вид, то соединение шва осуществляется следующим образом: кромки прикладывают друг к другу, а графитовый или угольный электрод подносят к обрабатываемой поверхности и создают дугу. В результате образуется ванночка, которая через некоторое время затвердевает и образует сварной шов. Данный метод наиболее актуален для работы с цветными металлами и их сплавами, а также используется для наплавки.

Еще один способ заключается в использовании плавящегося электрода со специальной обмазкой. Такой метод можно назвать классическим, если вести речь о ручной сварке, так как он наиболее распространен и используется довольно давно. Единственное отличие от вышеописанного способа заключается в том, что электрод плавится вместе с поверхностью. В итоге получается общая ванночка, которая застывает после удаления дуги и образует высококачественный сварной шов. Выбор способа сварки зависит от конкретной ситуации, материала, его состава и много другого.

Несколько важных моментов

Мы рассмотрели основные способы сварки. Их условно разделяют на три большие группы: холодная, горячая и газовая. Однако стоит заметить, что иногда используются особые способы получения шва. Нужно это тогда, когда речь идет о химически активных металлах и их сплавах. Кстати, такие материалы все чаще используются в строительстве для возведения ответственных узлов. В таких случаях работы выполняются при низком содержании кислорода и азота в воздухе, а источник должен быть с высокой температурой. Ярким примером является плазменная, а также лучевая сварка. Во втором случае источник луча похож на кинескоп и имеет напряжение порядка 30-100 кВ.

Куда сложнее и интереснее с точки зрения получения качественного соединения плазменная сварка. С ее сутью мы уже немного разобрались. В процессе есть такие ключевые особенности, как проводимость электрического тока плазмой. Газ, образующий плазму, помимо основной своей задачи еще и защищает шов от окислительных процессов и азотирования. Можно с уверенностью говорить, что это достойный внимания метод, однако есть и некоторые ограничения. К примеру, источник питания должен иметь напряжение более 120 В, да и установка весьма дорогостоящая и сложная.

Заключение

Вот мы и разобрались с тем, что такое сварка. Способы сварки есть различные. В большинстве случаев перед оператором стоит задача получить не только качественный, но и прочный шов, который будет выдерживать механические воздействия в течение длительного времени. Для этого существуют различные способы сварки электродом, например, плавящимся или нет. Кроме того, технология может отличаться в зависимости от техники мастера. Кому-то удобно выполнять работу левой сваркой, кому-то – правой.

Даже элементарные способы сварки арматуры должны выполняться по инструкции. Согласитесь, будет не очень приятно, если перегородка завалится только потому, что сварщик схалтурил и решил немного сэкономить.

На сегодняшний день все большее распространение получают сложные и дорогостоящие виды получения соединения. Обусловлено это некоторыми факторами. Во-первых, технический прогресс приводит к тому, что далеко не всегда можно использовать кузнечную сварку из-за хрупкости конструкции. Во-вторых, стараются получить высокое качество шва, который не разрушался бы при длительных динамических и вибрационных нагрузках. Этого добиться несложно, особенно если учитывать, что удары и вибрация – самые главные враги сварного соединения. Но современная сварка (способы сварки) постоянно совершенствуется, разрабатываются всё новые подходы к укреплению и получению прочных и качественных стыков.

fb.ru