Виды сварки давлением: что это такое, и какие ее виды существуют

что это такое, и какие ее виды существуют

Согласно ГОСТ 2601-84 под сваркой вообще понимается процесс образования контакта элементов на атомном уровне, образующегося при нагревании или пластической деформации отдельных частей свариваемых изделий.

Из этого определения следует, что понятие сварки может относиться не только к металлам, но и к пластмассам, стеклу и другим неметаллам, а также к их производным.

Для более доступного понимания, что такое сварка давлением необходимо введение такой важной физической величины, как энергия активации. Она ответственна за перераспределение межатомных связей и формирование их на новом уровне.

Принцип сваривания

В процессе сваривания заготовок энергия активации расходуется либо на нагрев, что проявляется в виде оплавления места контакта, либо на его пластическую деформацию.

Согласно определению, в зависимости от вида энергии, используемой для объединения изделий на межатомном уровне, следует различать сварку плавлением от той же процедуры, осуществляемой под деформационным воздействием. Последний принцип используется в частности, когда проводится сварка труб под давлением.

Известные виды сварочных операций в основном различаются характером физико-химических процессов, происходящих непосредственно в контактной зоне.

В основу сварки плавлением заложен принцип её нагрева до определённого состояния, при котором происходит перемешивание двух стыкующихся частей с образованием общей жидкой массы (сварочной ванны).

По завершении сварочных процедур и охлаждения ванны образуется соединительный шов, получаемый непосредственно из расплава и лишь частично – за счёт применения особых присадок.

Источником местного нагрева в условиях классической сварки плавлением могут служить:

• электрическая дуга;
• пламя газовой горелки;
• химическая реакция, сопровождающаяся выделением большого количества тепла;
• энергия электронного происхождения;
• плазма или лазерное излучение.

Достаточно узкая полоска материала, образующаяся вдоль границы свариваемых частей или заготовок, называется зоной сплавления. Несмотря на малые размеры этого образования (оно измеряется в микронах), его влияние на качество сварного соединения достаточно велико.

Специфические черты

Принцип сварки давлением заключается в пластической деформации материала металла вдоль стыков свариваемых частей (отдельных участков трубопроводов, например). Такое механическое воздействие достигается за счёт значительных по величине статических, а в отдельных случаях и ударных нагрузок.

Для ускорения этого процесса сварка сопровождается местным нагревом, что способствует образованию более прочных связей между вступающими в непосредственный контакт частицами. Полоса материала с происходящими в её границах физическими процессами, называется зоной объединения.

В качестве источника тепла при сварке давлением под нагревом могут использоваться как специальные термические печи и электрический или индукционный ток, так и особые химические реакции или переменная электрическая дуга.

Картина протекания сварочного процесса под давлением с нагреванием зоны контакта существенно отличается от случая сварки плавлением.

Так, при сварке стыков давлением с частичным нагревом, места соединения сначала слегка оплавляются и только после этого пластически деформируются. Одновременно с этим некоторая часть деформированного материала вместе со шлаком выдавливается за границы стыка, образуя так называемый «грат».

Разновидности сварки давлением

Известны следующие виды сварки давлением:

• холодная;
• с использованием эффекта трения;
• ультразвуковая и кузнечная.

Контактную сварку (когда деталь разогревается электрическим током) также можно причислить к виду под давлением. Ее результат зависит во многом от усилия сжатия.

Она получила наибольшее распространение при соединении труб и деталей конструкций в машиностроении. Активно развиваются такие виды сварки под давлением, как диффузионная и соединение взрывом.

Холодная

Под «холодной» сваркой давлением понимается техника соединения частей и заготовок без расплава торцов (только за счёт их механического сжатия со значительным усилием).

При давлениях, значительно превышающих предельные значения для структуры любого металла, на его стыках начинает проявляться эффект текучести. Особо легко достигается он при условии, когда при нормальной температуре материал сам по себе достаточно пластичен.

Под воздействием давления сжатия в месте соединения осуществляется диффузия одного материала в другой с одновременным выделением определённого количества тепла. По завершении сварочного процесса соединённые таким образом детали постепенно охлаждаются.

В итоге образуются натуральные швы достаточно высокого качества, свободные от каких-либо нежелательных внутренних напряжений и остаточных явлений, наблюдаемых из-за перегрева металла. Указанный вид сварки применяется при необходимости соединения деталей из трудно сплавляемых материалов, содержащих титан, никель, медь и их сплавы.

Область возможного применения этой методики ограничена необходимостью привлечения к процессу сваривания довольно дорогого и сложного специального оборудования. Ещё одним недостатком метода холодной сварки давлением является его сравнительно низкая производительная эффективность.

С применением эффекта трения

Этот вид соединения частей материала реализуется за счёт использования теплоты, выделяющейся при динамическом (трущемся) соприкосновении свариваемых поверхностей.

Для достижения результата обрабатываемые заготовки фиксируются в зажимах специального механизма, один из которых во время операции остаётся неподвижен. Второй зажим в это время совершает контролируемые оператором вращательные и поступательные колебания.

В процессе сварки обрабатываемые заготовки сначала сжимаются за счёт осевого давления, после чего в работу включается специальный вращательный механизм. При достижении предельной температуры трения (порядка 980-1300 градусов) вращение заготовок останавливается, а их сжатие продолжается.

К преимуществам этой разновидности сварки давлением можно отнести простоту и надёжность, а также высокую производительность технологического процесса. Следует добавить невысокую энергоемкость и возможность соединения изделий из разнородных материалов.

Для реализации способа с эффектом трения промышленностью выпускаются специальные механизмы, способные сваривать и пластмассовые заготовки.

Метод широко применяется для соединения с трудом поддающихся сварке разнородных металлов. Примером могут служить варианты соединения давлением стали с алюминием или же аустенитных материалов с перлитными.

Ультразвуковая и кузнечная

Сварка с помощью ультразвука – ещё один способ сочленения давлением разнородных по составу материалов, находящихся в твёрдом состоянии. Наибольшей эффективностью отличается использование этого метода при сварке современных полимеров, изготавливаемых в виде листовых изделий.

С его помощью прекрасно соединяются практически все наименования самых распространённых полимерных материалов. С его помощью также могут осуществляться соединения изделий из искусственных кож, а также природных натуральных тканей, содержащих в своём составе синтетические волокна.

Особым спросом пользуется ультразвуковой способ сварки при необходимости соединения разнородных по структуре и термочувствительных материалов.

Кузнечная сварка давлением по своей сути не отличается от печного варианта и предполагает механическое ударное воздействие на материал предварительно разогретых до пластичного состояния заготовок.

Как сваривают сосуды

При изготовлении специальных сосудов и емкостей очень часто возникает необходимость в образовании не только прямолинейных, но и кольцевых или круговых стыковочных соединений.

Сварка сосудов организуется в связи с этим по особым методикам, учитывающим толщину стенок изделия и предусматривающим тщательное исполнение каждого рабочего шва.

Выполнить все условия, предъявляемые к соединению частей тонкостенных сосудов, удается лишь путём применения рассматриваемого метода, а именно – сварки под давлением. Для получения результата используются несложные приспособления и специальный инструмент, обеспечивающие равномерное прижатие кромок свариваемых тонкостенных изделий.

Сварочные операции под давлением обеспечивают достаточно эффективное неразъемное сочленение самых различных типов металлов (в том числе – и разнородных по своему составу). При этом качество получившегося сварного контакта, образуемого без применения классических сплавных технологий, во многом определяется тщательностью подготовки свариваемых плоскостей и поверхностей.

Помимо этого, оно в значительной мере зависит и от свойств используемых материалов, то есть от их способности подвергаться пластической деформации при воздействии предельных механических нагрузок.

Сварка давлением: виды, необходимое оборудование, плюсы

На чтение 11 мин. Опубликовано 02.09.2020

Традиционные методы сварки основаны на расплавлении кромок соединяемых деталей, в результате чего между ними устанавливаются прочные межатомные связи. В отличие от них, сварка давлением предусматривает наличие внешней силы, которая прикладывается к месту соединения и вызывает пластическую деформацию. Таким способом можно сваривать разные металлы, сплавы, пластмассу, стекло и другие материалы.

Сварка давлением является технологией с использованием диффузии.

Принцип сварки давлением

При наличии длительного контакта между двумя физическими телами в месте их соприкосновения начинается внедрение атомов одного элемента в другой. Такие процессы происходят медленно, но при повышении в зоне контакта температуры или давления, а также при их совместном действии интенсивность диффузии возрастает и получается прочная связь.

Этот принцип используют при выполнении сварки давлением. При этом соединении в диффузной зоне получается высокая равномерность составляющих, поэтому такого понятия, как сварной шов, почти не существует.

Две соединяемые детали при комнатной температуре сдавливают при помощи специального оборудования, чтобы началось диффузное внедрение одного материала в другой. Особенно эффективен такой способ сваривания для деталей из меди, алюминия, нержавеющей стали. Вдоль стыка происходит пластическая деформация, в результате чего получается прочное соединение.

Чтобы ускорить процесс сварки и получить еще более надежные связи, проводится местный нагрев, но он является только сопутствующим фактором, а соединение происходит за счет пластической деформации.

Специфические черты

Источником тепла при проведении такого вида сварки выступают специальные печи, электрический или индукционный ток, химические реакции. При таком соединении с частичным нагревом сначала места соприкосновения немного оплавляют и только затем сжимают. При сдавливании часть металла и шлак незначительно выходят за пределы места контакта и образуют «грат».

При сварке давлением места соприкосновения сжимают.

Обязательные условия качественного соединения деталей таким способом:

• очистка места контакта от окалины, масляных отложений и других загрязнений;
• постепенное увеличение нагрузки, чтобы сначала деформировался приконтактный слой, а затем начинался процесс диффузии;
• обеспечение равномерной внешней температуры, это особенно важно для легкоплавких материалов, при этом повышать ее необязательно;
• склонность соединяемых металлов к образованию прочных химических связей одного с другим.

Настройки аппарата при сварке давлением

Выбор режима сварки, т.е. ее способа, настройки используемого оборудования и т.д., зависит от физических характеристик соединяемых деталей, а иногда и от их конструкции.

При выполнении электроконтактной сварки основными параметрами являются:

• сила и плотность тока;
• время его протекания;
• усилие сжатия.

Если сварка стыковая, то важна установочная длина (расстояние от электрода до торца детали).

В процессе контактной сварки существует такое явление, как шунтирование – часть тока минует зону проведения работ и протекает по детали. В случае применения стыкового метода шунтирование происходит только в деталях, имеющих замкнутый контур.

Выбор режима сварки зависит от физических характеристик соединяемых деталей.

Когда выполняется точеная сварка, шунтирование тока наблюдается в ранее выполненных точках или в местах случайных контактов деталей. Это приводит к тому, что в зоне соединения недостаточный ток, поэтому ядро точки получается меньшего размера.

Условно принято разделять технологические процессы на «жесткие» и «мягкие». В первом случае они характеризуются небольшим временем протекания тока (0,1-1,5 секунды), поэтому заготовка сильно не нагревается. Давление электродов при этом требуется большое. Данный метод подходит для работы с алюминиевыми, медными сплавами, легированными сталями, чтобы сохранить их антикоррозионные характеристики.

Для «мягкого режима» характерно плавное нагревание заготовок, и для этого требуется более длительное протекание тока (от 0,5 до 3 секунд). Он используется при работе со склонными к закалке сталями. Надо учитывать, что за счет образования карбида хрома в соединяемых элементах происходит обеднение этим элементом.

Контактная сварка позволяет соединять детали из большинства металлов.

Для обеспечения прочного соединения в нем не должно быть:

• неоднородностей, в литой и переходной зоне соединения структура материала должна быть плотной и сплошной;
• разупрочнения детали в месте соединения и образования хрупких структур;
• снижения коррозионной устойчивости;
• деформации деталей, она допускается в заданных пределах.

Если для сваривания металла требуются несложные установки, а работа выполнятся в широком диапазоне параметров, то он обладает хорошей свариваемостью и наоборот. Этот показатель не является постоянным, и по мере усовершенствования технологий и оборудования свариваемость будет улучшаться.

На свариваемость материалов оказывают влияние температура плавления, электропроводность.

На свариваемость материалов оказывают влияние разные факторы:

• температура плавления;
• тепло- и электропроводность;
• изменение прочности и коэффициента расширения с ростом температуры;
• твердость.

Чем ниже электро- и теплопроводность, тем меньше требуется ток и снижается электрическая мощность, расходуемая на нагрев заготовок. Прочные материалы для деформации требуют большого усилия, твердые перед соединением надо обязательно прогревать. При высоком коэффициенте расширения большая усадка, что ведет к появлению трещин и раковин.

Особенности некоторых металлов и сплавов:

• низкоуглеродистые стали хорошо соединяются контактной сваркой, не склонны к образованию трещин, их прочность практически не снижается, а сварной шов пластичный;
• углеродистые – склонны к закалке, поэтому работают с ними на «мягких» режимах, пластичность и прочность соединении повышают путем термической обработки;
• нержавеющие – обладают высоким сопротивлением, поэтому используются небольшие токи, работу выполняют в «жестком» режиме;
• жаропрочные – в нагретом состоянии прочные, поэтому для сварки требуется большое давление и длительная подача тока, чтобы снизить давление осадки, зону сварки предварительно прогревают;
• титановые сплавы – при их нагревании происходит увеличение пластичности, поэтому требуются небольшие давления, работа выполняется с высокой интенсивностью и при больших токах, высокой скорости осадки и небольшом временном воздействии;
• медные – для их сварки требуются большие токи и низкая длительность их протекания;
• алюминиевые и магниевые – работу выполняют кратковременными импульсами тока большой величины, давления аналогичные тем, что используют при сварке низкоуглеродистых сталей.

Контактная сварка хорошо соединяет низкоуглеродистые стали.

Необходимое для работы оборудование

Для проведения термомеханической сварки часто используют горячештамповочные машины. Их особенность в наличии встроенного индукционного нагревателя, поэтому заготовки прогреваются непосредственно в месте проведения работ, и их не надо переносить от печи.

В остальных случаях применяют гидравлические или механические прессы, выбор делают в зависимости от пластичности материалов. Осадку выполняют в модернизированных штампах. В них нет матрицы, вместо нее используется прижим заготовок по линии соединения.

Разновидности сварочных работ

Существует такие виды сварки давлением:

1. Механическая. Соединение выполнятся за счет сдавливания заготовок, это такие виды, как холодная, ультразвуковая, сварка взрывом и трением.
2. Термомеханическая. В этом случае одновременно применяется усилие и местный нагрев: электроконтактный, газопрессованный и диффузионный методы.

Холодный метод

Соединение деталей происходит только за счет их сжатия. Создаются усилия, превышающие значения текучести материала, в результате чего происходит сваривание. Этот вариант эффективен в том случае, когда в привычном состоянии металл имеет высокую пластичность.

Холодный метод – соединение деталей с помощью сжатия.

В процессе сдавливания происходит диффузия одного материала в другой, выделяется тепло, поэтому после сварки заготовки охлаждают. Шов получается прочный, в нем нет внутренних напряжений и негативных последствий, возникающих при перегревании материала. Такой метод подходит для соединения сплавов, в составе которых есть титан, никель, медь.

Эффективность этого способа сварки небольшая, и для его реализации требуется специальное дорогое оборудование.

Электроконтактная сварка

Сначала электрическим током нагревают соединяемые детали, а затем их сдавливают.

Контактная сварка бывает:

1. Шовная. Используются вращающиеся дисковые электроды, ток подается непрерывно или импульсно. Соединение получается сплошное, используют для сваривания герметичных емкостей, толщина стенок которых до 3 мм.
2. Точечная. Детали укладывают внахлест. Ток передают по цилиндрическим электродам, они располагаются с одной или с обеих сторон. Электроды охлаждают водой, чтобы внутренний слой металла расплавился, а наружный сделался пластичным, после чего заготовки сдавливают. Применяют для деталей (сетки каркасы, листы и т.д.) толщиной до 3 см.
3. Стыковая. Соединение деталей происходит по всей площади контакта. Электроды-губки имеют подвижный и неподвижный контакты. При появлении жидкого слоя давление не снимают и выполняют осадку. Применяют для сварки труб, рельсов и других заготовок круглого, квадратного, шестигранного сечения.
4. Рельефная. На заготовках имеются отштампованный выступы, к которым прикладывают усилие и ток. Применение широких электродов позволяет одновременно сваривать до 20 точек. Таким способом к листам крепят болты, гайки, создают герметичные соединения, длина которых не более 10 см.

Электроконтактная сварка является одним из самых распространенных видов.

Диффузионный метод

Выполняют местный нагрев заготовок до 0,5-0,7 температуры их плавления. Затем прикладывают усилие 0,5 МПа на протяжении от 2 минут до нескольких часов. В результате на атомном уровне происходит обмен частичками между соединяемыми деталями, этот процесс называется диффузионная сварка.

В вакууме или среде защитного газа можно соединять металлы с неметаллами, если материалы устойчивы к воздействию кислорода, сварку выполняют на открытом воздухе. Получается монолитный высокопрочный шов. При равных условиях в этом случае затраты энергии в 4-6 раз меньше, чем при контактной сварке. В основном метод используют на высокоточных производствах.

Сварка трением

Одна заготовка остается неподвижной, а вторая находится в зажиме, совершающем вращательные и поступательные движения. За счет трения выделяется тепло.

При сварке трением выделяется тепло.

Сначала детали сжимают, потом начинают вращать; когда температура в месте контакта достигнет 980-1300 °C, вращение останавливают, а сжатие продолжают. Метод простой, надежный и высокопроизводительный. Сварка трением позволяет соединять изделия из разнородных материалов.

Ультразвуковой способ

Пластическая деформация деталей происходит под действием ультразвуковых колебаний и небольших усилий. Чтобы процесс ускорить, может выполняться незначительный нагрев. За счет усилия и ультразвука сначала разрушают оксидную пленку, а потом выполняют соединение.

Подходит для работы с тугоплавкими материалами, пластмассой, полимерной тканью и т.д.

Незаменимый метод для сваривания ультратонких заготовок, но для деталей толще 3 мм не подходит.

Особенности сварки трубопроводов

Особенность данного вида сварки труб под давлением в том, что шов не прямолинейный, а кольцевой или круговой. При разработке технологии учитывают толщину стенок и то, чтобы шов получился герметичным.

Сварка давлением отвечает всем условиям. В этом случае используют простые приспособления и специальный инструмент, позволяющие равномерно прижимать кромки соединяемых тонкостенных трубопроводов. Качество сварного контакта зависит от подготовки свариваемых поверхностей. Если все сделано правильно, то получается прочное и надежное соединение, можно сваривать и разнородные металлы.

Во время сварки трубопроводов получается круговой шов.

Обработанные торцы труб центрируют, после чего сжимают. Место стыка нагревают петлевым индуктором до температуры 0,8-0,9 от температуры плавления материала. Нагретые плоскости сжимают, в результате чего получается плотный и надежный шов.

Возможна ли резка давлением

Резка давлением используется при выполнении надсечек, перфорации и биговки. Этот метод эффективен в случае работы с нетвердыми материалами, когда не требуется высокая скорость работы и давление ограничено. Между ножом и валом противодавления происходит прямой контакт. При повышении давления износ ножа увеличивается прямо пропорционально.

Если требуется высокая производительность, то используют оборудование ножничного типа.

Плюсы и минусы сварки с помощью давления

Есть несколько разновидностей сварки давлением, и каждая из них имеет как преимущества, так и недостатки.

Преимущества холодной сварки:

• поверхности деталей не нагреваются;
• работа выполняется быстро;
• после проведения работ практически нет грязи;
• не требуются особые навыки оператора.

Недостаток в том, что при выполнении таких работ могут сильно меняться размеры деталей, особенно это касается такого метода сварки, как ковка.

Преимущества сварки трением:

• для выполнения работ требуется небольшая мощность;
• металл нагревается до невысокой температуры;
• сварка выполняется быстро.

Недостаток в том, что в области шва детали повреждаются. Одна из них должна быть круглой формы, чтобы она могла ввинчиваться во вторую, которая плоская.

Преимущества сварки взрывом:

• заготовка нагревается на короткое время;
• шов обладает высокой прочностью;
• работа выполняется быстро.

Для выполнения такой сварки нужны специальные места, это связано с образованием взрывной волны, поэтому и техника безопасности должна быть соответствующей.

Достоинства диффузионного метода:

• подходит для соединения разных металлов, при этом толщина заготовок также может не совпадать;
• шов не требует дальнейшей обработки;
• расход энергии небольшой.

Для выполнения таких работ понадобится соответствующая квалификация сварщика и специальное оборудование.

Преимущества контактной сварки:

• прочный и аккуратный шов;
• работа выполняется быстро.

Для выполнения сварочных работ таким методом понадобятся сложные аппараты.

Существующие способы сварки давлением позволяют соединять детали, когда это невозможно сделать классическими видами плавления. Они отличаются меньшими затратами энергии, а большинство из них имеют простое техническое решение, что делает такую сварку популярной, и на многих производствах она вытесняет традиционные технологии.

Сварка, виды сварки, история сварки

Сварка — технологический процесс соединения твёрдых материалов в результате действия межатомных сил, которое происходит при местном сплавлении или совместном пластическом деформировании свариваемых частей. Сваркой получают изделия из металла и неметаллических материалов (стекла, керамики, пластмасс и др.). Изменяя режимы сварки, можно наплавлять слои металла различной толщины и различного состава.

На специальном оборудовании в определенных условиях можно осуществлять процессы, противоположные по своей сущности процессу соединения, например огневую, или термическую, резку металлов.

Историческая справка

Простейшие приёмы сварки были известны в 8-7-м тыс. до н. э. В основном сваривались изделия из меди, которые предварительно подогревались, а затем сдавливались. При изготовлении изделий из меди, бронзы, свинца, благородных металлов применялась т. н. литейная сварка. Соединяемые детали заформовывали, подогревали и место соединения заливали заранее приготовленным расплавленным металлом.

Изделия из железа и его сплавов получали их нагревом до «сварочного жара» в кузнечных горнах с последующей проковкой. Этот способ известен под названием горновая, или кузнечная, сварка. Только эти два способа сварки были распространены вплоть до конца 19 в. Толчком к появлению принципиально новых способов соединения металлов явилось открытие в 1802 дугового разряда В. В. Петровым. В 1882 Н. Н. Бенардос и в 1890 Н. Г. Славянов предложили первые практически пригодные способы сварки с использованием электрической дуги. В начале 20 в. дуговая электросварка постепенно стала ведущим промышленным способом соединения металлов. К началу 20 в. относятся и первые попытки применения для сварки и резки горючих газов в смеси с кислородом. Первую ацетилено-кислородную сварочную горелку сконструировал французский инженер Э. Фуше, который получил на неё патент в Германии в 1903. В России этот способ стал известен предположительно к 1905, получил распространение к 1911. Процесс дуговой сварки совершенствовался, появились её разновидности: под флюсом, в среде защитных газов и др. Во 2-й половине 20 в. для сварки стали использовать др. виды энергии: плазму, электронный, фотонный и лазерный лучи, взрыв, ультразвук и др.

Классификация

Современные способы сварки. металлов можно разделить на две большие группы: сварка плавлением, или сварка в жидкой фазе, и сварка давлением, или сварка в твёрдой фазе. При сварке плавлением расплавленный металл соединяемых частей самопроизвольно, без приложения внешних сил соединяется в одно целое в результате расплавления и смачивания в зоне сварки и взаимного растворения материала. При сварке давлением для соединения частей без расплавления необходимо значительное давление. Граница между этими группами не всегда достаточно чёткая, например возможна сварка с частичным оплавлением деталей и последующим сдавливанием их (контактная электросварка). В предлагаемой классификации в каждую группу входит несколько способов. К сварке плавлением относятся: дуговая, плазменная, электрошлаковая, газовая, лучевая и др.; к сварке давлением — горновая, холодная, ультразвуковая, трением, взрывом и др. В основу классификации может быть положен и какой-либо др. признак. Например, по роду энергии могут быть выделены следующие виды сварки электрическая (дуговая, контактная, электрошлаковая, плазменная, индукционная и т. д.), механическая (трением, холодная, ультразвуковая и т. п.), химическая (газовая, термитная), лучевая (фотонная, электронная, лазерная).

Сварка плавлением

Простейший способ сварки — ручная дуговая сварки — основан на использовании электрической дуги. К одному полюсу источника тока гибким проводом присоединяется держатель, к другому — свариваемое изделие. В держатель вставляется угольный или металлический электрод. При коротком прикосновении электрода к изделию зажигается дуга, которая плавит основной металл и стержень электрода (при металлическом электроде), образуя сварочную ванну, дающую при затвердевании сварной шов. Температура сварочной дуги 6000-10000 С (при стальном электроде). Для питания дуги используют ток силой 100-350 а, напряжением 25-40 в от специальных источников.

При дуговой сварке кислород и азот атмосферного воздуха активно взаимодействуют с расплавленным металлом, образуют окислы и нитриды, снижающие прочность и пластичность сварного соединения. Существуют внутренние и внешние способы защиты места сварки введение различных веществ в материал электрода и электродного покрытия (внутренняя защита), введение в зону сварки инертных газов и окиси углерода, покрытие места сварки сварочными флюсами (внешняя защита). При отсутствии внешних средств защиты сварочная дуга называется открытой, при наличии их — защищенной или погруженной. Наибольшее практическое значение имеет электросварка открытой дугой покрытым плавящимся электродом. Высокое качество сварного соединения позволяет использовать этот способ при изготовлении ответственных изделий. Одной из важнейших проблем сварочной техники является механизация и автоматизация дуговой сварки . При изготовлении изделий сложной формы часто более рациональной оказывается полуавтоматическая дуговая сварки , при которой механизирована подача электродной проволоки в держатель сварочного полуавтомата. Защиту дуги осуществляют также сварочным флюсом. Идея этого способа, получившего название сварки под флюсом, принадлежит Н. Г. Славянову (конец 19 в.), применившему в качестве флюса дроблёное стекло. Промышленный способ разработан и внедрён в производство под руководством академика Е. О. Патона (40-е гг. 20 в.). сварка под флюсом получила значительное промышленное применение, т. к. позволяет автоматизировать процесс, является достаточно производительной, пригодна для осуществления различного рода сварных соединений, обеспечивает хорошее качество шва. В процессе С. дуга находится под слоем флюса, который защищает глаза работающих от излучений, но затрудняет наблюдение за формированием шва.

При механизированных способах сварки применяют газовую защиту — сварка в защитных газах, или газоэлектрическая сварка. Идея этого способа принадлежит Н. Н. Бенардосу (конец 19 в.). Сварка осуществляется сварочной горелкой или в камерах, заполненных газом. Газы непрерывно подаются в дугу и обеспечивают высокое качество соединения. Используют инертные и активные газы. Наилучшие результаты даёт применение гелия и аргона. Гелий из-за высокой стоимости его получения используют только при выполнении специальных ответственных работ. Более широко распространена автоматическая и полуавтоматическая сварка в аргоне или в смеси его с другими газами неплавящимся вольфрамовым и плавящимся стальным электродами. Этот способ применим для соединения деталей обычно небольших толщин из алюминия, магния и их сплавов, всевозможных сталей, жаропрочных сплавов, титана и его сплавов, никелевых и медных сплавов, ниобия, циркония, тантала и др. Самый дешёвый способ, обеспечивающий высокое качество, — сварка в углекислом газе, промышленное применение которой разработано в 50-е гг. 20 в. в Центральном научно-исследовательском институте технологии и машиностроения (ЦНИИТМАШ) под руководством К. В. Любавского. Для сварки в углекислом газе используют электродную проволоку. Способ пригоден для соединения изделий из стали толщиной 1-30 мм.

К электрическим способам сварки плавлением относится электрошлаковая сварка, при которой процесс начинается, как при дуговой сварке плавящимся электродом — зажиганием дуги, а продолжается без дугового разряда. При этом значительное количество шлака закрывает сварочную ванну. Источником нагрева металла служит тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через шлак. Способ разработан в институте электросварки им. Е. О. Патона и получил промышленное применение (в конце 50-х гг.). Возможна электрошлаковая сварка металлов толщиной до 200 мм (одним электродом), до 2000 мм (одновременно работающими несколькими электродами). Она целесообразна и экономически выгодна при толщине основного металла более 30 мм. Электрошлаковым способом можно выполнять ремонтные работы, производить наплавку, когда требуется значительная толщина наплавляемого слоя. Способ нашёл применение в производстве паровых котлов, станин прессов, прокатных станов, строительных металлоконструкций и т. п.

Осуществление дуговой электросварки возможно также в воде (пресной и морской). Первый практически пригодный способ сварки под водой был создан в СССР в Московском электромеханическом институте инженеров ж.-д. транспорта в 1932 под руководством К. К. Хренова. Дуга в воде горит устойчиво, охлаждающее действие воды компенсируется небольшим повышением напряжения дуги, которая плавит металл в воде так же легко, как и на воздухе. Сварка производится вручную штучным плавящимся стальным электродом с толстым (до 30% толщины электрода) водонепроницаемым покрытием. Качество сварки несколько ниже, чем на воздухе, металл шва недостаточно пластичен. В 70-е гг. в СССР в институте электросварки им. Е. О. Патона осуществлена сварка под водой полуавтоматом, в котором в качестве электрода использована т. н. порошковая проволока (тонкая стальная трубка, набитая смесью порошков), непрерывно подаваемая в дугу. Порошок является флюсом. Подводная сварка ведётся на глубине до 100 м, получила распространение в судоремонтных и аварийно-спасательных работах.

Один из перспективных способов сварки — плазменная сварка — производится плазменной горелкой. Сущность этого способа сварки состоит в том, что дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием и продувается потоком газа, в результате чего образуется плазма, используемая для высокотемпературного нагрева металла. Перспективная разновидность плазменной сварки — сварка сжатой дугой (газы столба дуги, проходя через калиброванный канал сопла горелки, вытягиваются в тонкую струю). При сжатии дуги меняются её свойства: значительно повышается напряжение дуги, резко возрастает температура (до 20000-30000 С). Плазменная сварка получила промышленное применение для соединения тугоплавких металлов, причём автоматы и полуавтоматы для дуговой сварки легко могут быть приспособлены для плазменной при соответствующей замене горелки. Плазменную сварку используют как для соединения металлов больших толщин (многослойная сварка с защитой аргоном), так и для соединения пластин и проволоки толщиной от десятков мкм до 1 мм (микросварка, сварка. игольчатой дугой). Плазменной струей можно осуществлять также др. виды плазменной обработки, в том числе плазменную резку металлов.

Газовая сварка

Газовая сварка относится к способам сварка плавлением с использованием энергии газового пламени, применяется для соединения различных металлов обычно небольшой толщины — до 10 мм. Газовое пламя с такой температурой получается при сжигании различных горючих в кислороде (водородно-кислородная, бензино-кислородная, ацетилено-кислородная сварка и др.).

Промышленное применение получила ацетилено-кислородная газовая сварка. Существенное отличие газовой сварки от дуговой сварки — более плавный и медленный нагрев металла, Это обстоятельство определяет применение газовой сварки для соединения металлов малых толщин, требующих подогрева в процессе сварки (например, чугун и некоторые специальные стали), замедленного охлаждения (например, инструментальные стали) и т. д. Благодаря универсальности, сравнительной простоте и портативности оборудования газовая сварка целесообразна при выполнении ремонтных работ. Промышленное применение имеет также газопрессовая сварка стальных труб и рельсов, заключающаяся в равномерном нагреве ацетилено-кислородным пламенем металла в месте стыка до пластического состояния и последующей осадке с прессованием или проковкой.

Перспективными являются появившиеся в 60-е гг. способы лучевой сварки , также осуществляемые без применения давления. Электроннолучевая (электронная) сварка производится сфокусированным потоком электронов. Изделие помещается в камеру, в которой поддерживается вакуум (10-2-10-4 н/м2), необходимый для свободного движения электронов и сохранения концентрированного пучка электронов. От мощного источника электронов (электронной пушки) на изделие направляется управляемый электронный луч, фокусируемый магнитным и электростатическими полями. Концентрация энергии в сфокусированном пятне до 109 вт/см2. Перемещая луч по линии сварки , можно сваривать швы любой конфигурации при высокой скорости. Вакуум способствует меньшему окислению металла шва. Электронный луч плавит и доводит до кипения практически все металлы и используется не только для сварки , но и для резки, сверления отверстий и т. п. Скорость сварки этим способом в 1,5- 2 раза превышает скорость дуговой при аналогичных операциях. Недостаток этого способа — большие затраты на создание вакуума и необходимость высокого напряжения для обеспечения достаточно мощного излучения. Этих недостатков лишён др. способ лучевой сварки — фотонная (световая) сварка. В отличие от электронного луча, световой луч может проходить значительные расстояния в воздухе, не теряя заметно энергии (т. е. отпадает необходимость в вакууме), может почти без ослабления просвечивать прозрачные материалы (стекло, кварц и т. п.), т. е. обеспечивается стерильность зоны сварки при пропускании луча через прозрачную оболочку. Луч фокусируется зеркалом и концентрируется оптической системой (например, кварцевой линзой). При потребляемой мощности 50 квт в луче удаётся сконцентрировать около 15 квт.

Для создания светового луча может служить не только искусственный источник света, но и естественный — Солнце. Этот способ сварки , называется гелиосваркой, применяется в условиях значительной солнечной радиации, Для сварки используется также излучение оптических квантовых генераторов — лазеров, Лазерная сварка занимает видное место в лазерной технологии.

Сварка давлением

Способы сварки в твёрдой фазе дают сварное соединение, прочность которого иногда превышает прочность основного металла. Кроме того, в большинстве случаев при сварке давлением не происходит значительных изменений в химическом составе металла, т. к. металл либо не нагревается, либо нагревается незначительно. Это делает способы сварки давлением незаменимыми в ряде отраслей промышленности (электротехнической, электронной, космической и др.).

Холодная сварка выполняется без применения нагрева, одним только приложением давления, создающим значительную пластическую деформацию (до состояния текучести), которая должна быть не ниже определённого значения, характерного для данного металла. Перед сваркой требуется тщательная обработка и очистка соединяемых поверхностей (осуществляется обычно механическим путём, например вращающимися проволочными щётками). Этот способ сварки достаточно универсален, пригоден для соединения многих металлических изделий (проводов, стержней, полос, тонкостенных труб и оболочек) и неметаллических материалов, обладающих достаточной пластичностью (смолы, пластмассы, стекло и т. п.). Перспективно применение холодной сварки в космосе.

Для сварки можно использовать механическую энергию трения. Сварка трением осуществляется на машине, внешне напоминающей токарный станок. Детали зажимаются в патронах и сдвигаются до соприкосновения торцами. Одна из деталей приводится во вращение от электродвигателя. В результате трения разогреваются и оплавляются поверхностные слои на торцах, вращение прекращается и производится осадка деталей, сварка высокопроизводительна, экономична, применяется, например, для присоединения режущей части металлорежущего инструмента к державке.

Ультразвуковая сварка основана на использовании механических колебаний частотой 20 кгц. Колебания создаются магнитострикционным преобразователем, превращающим электромагнитные колебания в механические. На сердечник, изготовленный из магнитострикционного материала, намотана обмотка. При питании обмотки токами ВЧ из электрической сети в сердечнике возникают продольные механические колебания. Металлический наконечник, соединённый с сердечником, служит сварочным инструментом. Если наконечник с некоторым усилием прижать к свариваемым деталям, то через несколько секунд они оказываются сваренными в месте давления инструмента. В результате колебаний сердечника поверхности очищаются и немного разогреваются, что способствует образованию прочного сварного соединения. Этот способ сварки металлов малых толщин (от нескольких мкм до1,5 мм) и некоторых пластмасс нашёл применение в электротехнической, электронной, радиотехнической промышленности. В начале 70-х гг. этот вид сварки использован в медицине (работы коллектива сотрудников Московского высшего технического училища им. Н. Э. Баумана под руководством Г. А. Николаева в содружестве с медиками) для соединения, наплавки, резки живых тканей. При сварке и наплавке костных тканей, например отломков берцовых костей, рёбер и пр., конгломерат из жидкого мономера циакрина и твёрдых добавок (костной стружки и разных наполнителей и упрочнителей) наносится на поврежденное место и уплотняется ультразвуковым инструментом, в результате чего ускоряется полимеризация. Эффективно применение ультразвуковой резки в хирургии. Сварочный инструмент ультразвукового аппарата заменяется пилой, скальпелем или ножом. Значительно сокращаются время операции, потеря крови и болевые ощущения.

Одним из способов электрической сварки является контактная сварка, или сварка сопротивлением (в этом случае электрический ток пропускают через место сварки , оказывающее омическое сопротивление прохождению тока). Разогретые и обычно оплавленные детали сдавливаются или осаживаются, т. о. контактная сварка по методу осадки относится к способам сварки давлением (см. Контактная электросварка). Этот способ отличается высокой степенью механизации и автоматизации и получает всё большее распространение в массовом и серийном производстве (например, соединение деталей автомобилей, самолётов, электронной и радиотехнической аппаратуры), а также применяется для стыковки труб больших диаметров, рельсов и т. п.

Наплавка

От наиболее распространённой соединительной сварки отличается наплавка, применяемая для наращения на поверхность детали слоя материала, несколько увеличивающего массу и размеры детали. Наплавкой можно осуществлять восстановление размеров детали, уменьшенных износом, и облицовку поверхностного слоя. Восстановительная наплавка имеет высокую экономическую эффективность, т. к. таким способом восстанавливают сложные дорогие детали; распространена при ремонте на транспорте, в сельском хозяйстве, строительстве, горной промышленности и т. д. Облицовочная наплавка применяется для создания на поверхности детали слоя материала с особыми свойствами — высокой твёрдостью, износостойкостью и т. д. не только при ремонте, но и при производстве новых изделий. Для этого вида наплавки изготовляют наплавочные материалы с особыми свойствами (например, износостойкий сплав сормайт). Наплавочные работы ведут различными способами сварки дуговой, газовой, плазменной, электронной и т. п. Процесс наплавки может быть механизирован и автоматизирован. Выпускаются специальные наплавочные установки с автоматизацией основных операций.

Термическая резка

Резка технологически отлична от сварки и противоположна ей по смыслу, но оборудование, материалы, приёмы выполнения операций близки к применяемым в сварочной технике. Под термической, или огневой, резкой подразумевают процессы, при которых металл в зоне резки нагревается до высокой температуры и самопроизвольно вытекает или удаляется в виде размягченных шлаков и окислов, а также может выталкиваться механическим действием (струей газа, электродом и т. п.). Резка выполняется несколькими способами. Наиболее важный и практически распространённый способ — кислородная резка, основанная на способности железа сгорать в кислороде, применяется обычно для резки сталей толщиной от 5 до 100 мм, возможно разделение материала толщиной до 2000 мм. Кислородной резкой выполняют также операции, аналогичные обработке режущим инструментом, — строжку, обточку, зачистку и т. п. Резку некоторых легированных сталей, чугуна, цветных металлов, для которых обычный способ малопригоден, осуществляют кислородно-флюсовым способом. Кислородная обработка нашла применение на металлургических и машиностроительных заводах, ремонтных предприятиях и т. п. 

Дуговая резка, выполняемая как угольным, так и металлическим электродами, применяется при монтажных и ремонтных работах (например, в судостроении). Для поверхностной обработки и строжки металлов используют воздушно-дуговую резку, при которой металл из реза выдувается струей воздуха, что позволяет существенно улучшить качество резки.

Резку можно выполнять высокотемпературной плазменной струей. Для резки и прожигания отверстий перспективно применение светового луча, струи фтора, лазерного излучения. Дальнейшее развитие и совершенствование методов сварки и резки связано с внедрением и расширением сферы применения новых видов обработки — плазменной, электронной, лазерной, с разработкой совершенных технологических приёмов и улучшением конструкции оборудования. Возможно значительное расширение использования сварки и резки для подводных работ и в космосе. Направление прогресса в области сварочной техники характеризуется дальнейшей механизацией и автоматизацией основных сварочных работ и всех вспомогательных работ, предшествующих сварке и следующих за ней (применение манипуляторов, кантователей, роботов). Актуальной является проблема улучшения контроля качества С., в том числе применение аппаратов с обратной связью, способных регулировать в автоматическом режиме работу сварочных автоматов.

Основные виды сварки давлением — Энциклопедия по машиностроению XXL

В современном производстве применяют два основных вида сварки давлением (горновая сварка, холодная сварка и др.) и плавлением (газовая сварка, дуговая сварка и др.).  [c.194]

Основные виды сварки давлением  [c.337]

Контактная сварка является основным видом сварки давлением термомеханического класса. Она осуществляется с применением давления и нагрева места сварки проходящим через заготовки электрическим током. Основными видами контактной сварки являются стыковая, точечная и шовная.  [c.413]

Словарь-справочник содержит свыше 3000 терминов-статей по сварке, пайке, резке и смешным видам обработки металлов. Большое место отводится дуговой сварке, особенно автоматической сварке под флюсом и полуавтоматической сварке в защитных газах, электрошлаковой, а также основным видам сварки давлением—стыковой, точечной, шовной.  [c.2]

Примеры сварных соединений, применяемых при основных видах сварки плавлением и давлением, приведены на рис. 2.  [c.7]

Основным признаком всех видов сварки давлением (контактная, диффузионная, холодная, трением и др.) является пластическая деформация металла в зоне контакта соединяемых деталей, необходимая для образования сварных соединений. При сварке происходит принудительное образование межатомных связей между кристаллическими решетками соединяемых деталей. Выделяют три основные стадии процесса образования сварного соединения при сварке давлением  [c.105]

Контактная сварка (КС). КС — основной способ сварки давлением. При КС для нагрева металла в сварочной зоне используется теплота, выделяемая при прохождении тока в месте контакта свариваемых деталей. Особенностью КС является использование кратковременных t = 0,003 10 с) импульсов тока большого значения ([ == 1 ч- 100 кА) при напряжении U 2-4- 12 В и давлении Я = 10 -ь 150 МПа. Питание сварочным током осуществляется от понижающего трансформатора. Максимальное количество теплоты выделяется в зоне контакта деталей, где металл нагревается до пластического состояния или до плавления. Под действием сжимающих усилий неровности сминаются, а оксидные пленки выдавливаются из стыка — происходит сближение нагретых деталей до межатомных расстояний, т. е. сварка. Основными видами КС являются точечная, шовная (роликовая) и стыковая.  [c.57]

При сварке давлением в связи с отсутствием ванны расплавленного металла, г,носящей основной вклад в изменение размеров при охлаждении, величины упругих деформаций после сварки будут значительно меньше. Однако при сварке давлением получение неразъемного соединения обеспечивается в результате значительной пластической деформации либо ниже температуры рекристаллизации (холодная сварка) либо выше этой температуры. Эта деформация обеспечивает необходимое сближение свариваемых поверхностей и образование на них активных центров, по которым происходит схватывание. При холодной сварке деформация сопровождается упрочнением околошовных зон, при сварке с нагревом упрочнения может не быть или оно отодвигается в менее нагретые участки ЗТВ. Дополнительный нагрев сварных соединений, подвергавшихся любым видам сварки давлением, может играть положительную роль, так как он способствует рекристаллизации и образованию на границе свариваемых поверхностей общих зерен делает возможной взаимодиффузию через плоскость соединения приводит к разупрочнению и восстановлению свойств в около-шовной зоне.  [c.407]

В современном промышленном производстве Методы сварки применяются следующие основные виды сварки применяемые 1- Сварка давлением (пластическая), в машиностроении 2. Сварка плавлением (без давления).  [c.63]

Как видно из схемы, основные виды сварки —с варка давлением (пластическая сварка), выполняемая при деформировании металла в твердом состоянии, и сварка плавлением соединяемых мест при помощи электрического тока, горючих газов или теплоты химических реакций. При пластической сварке металлы, обладающие большой вязкостью, свариваются давлением при нормальной температуре без подогрева. Металлы, обладающие малой вязкостью, предварительно нагревают до пластичного состояния.  [c.253]

Из процессов сварки нестационарной дугой наибольшее распространение получили импульсно-дуговые процессы, при которых сварку ведут с периодическим изменением напряжения и тока сварки, и в меньшей степени процессы, при которых периодически изменяется скорость подачи электрода. Основные виды сварки нестационарной дугой следующие (рис. 5) с непрерывным горением дуги с принудительными короткими замыканиями дуги и непрерывным протеканием тока и процесс с короткими замыканиями и принудительными обрывами дуги. Короткие замыкания могут быть получены путем импульсного повышения тока за счет перемещения капли электродного металла к ванне под действием электродинамических сил (рис. 5, б), за счет периодического изменения скорости плавления электрода и давления дуги (рис. 5, в), под действием сил инерции  [c.6]

Холодная сварка-вид сварки давлением. Она осуществляется без нагрева металла внешним источником тепла, но с нагревом, возникающим от пластической деформации при сварке. Сварке подвергаются в основном пластичные материалы (алюминий, медь, свинец и др.). Пластическая деформация при сварке образуется от большой статической или большой ударной сжимающей силы.  [c.14]

Холодная сварка — один из видов сварки давлением. Она осуществляется без нагрева металла внепшими источниками тепла, но с образованием пластической деформации в месте сварки. Этой сварке подвергаются в основном пластичные материалы (алюминий, медь, свинец и др.). Холодная сварка применяется для соединения проводов и шин из алюминия и меди специальными клещами.  [c.199]

В зависимости от характера активации при выполнении соединений различают два основных вида сварки плавлением и давлением. При сварке плавлением детали по соединяемым кромкам оплавляются под действием источника нагрева. Расплавленный металл, сливаясь в общий объем, образует жидкую сварочную ванну. При охлаждении сварочной ванны жидкий металл затвердевает и образует сварной шов. Шов может быть образован только за счет расплавления металла свариваемых кромок или за счет металла кромок и дополнительного введения в сварочную ванну расплавляемой присадки.  [c.8]

Существуют два основных вида сварки плавлением и давлением. Внутри этих видов существует много подвидов, зависящих от способов подвода теплоты, защиты сварочной ванны от воздействия воздуха, последовательности операций сварки и т. д. Дефекты и способы ультразвукового контроля сварки зависят прежде всего от вида, а также от способа сварки.  [c.209]

Основным видом термомеханического класса является контактная сварка — сварка с применением давления, при которой нагрев осуществляют теплом, выделяемым при прохождении электрического тока через находящиеся а контакте соединяемые части.  [c.5]

Листы, плакированные слоем коррозионно-стойкой стали, все чаще используют вместо толстых коррозионно-стойких листов, производство которых связано с проблемами гомогенности стали с точки зрения структуры и химической однородности материала. В толстых листах труднее удержать углерод в твердом растворе из-за сниженной скорости охлаждения. Плакированный лист, наоборот, сочетает преимущества коррозионно-стойкой стали с прочностью и вязкостью основной конструкционной стали. Плакирование прокаткой или взрывом позволило соединять материалы с различными свойствами, обеспечивая хорошее взаимное сцепление отдельных слоев материалов. Толщина плакированных листов 8—40 мм. Повая прогрессивная технология сварки давлением путем прокатки пакета катаных заготовок и горячей прокатки симметрично сложенной заготовки позволяет получать два односторонне плакированных листа, причем плакированные слои отделены друг от друга изолирующим слоем. Эта технология оказала благоприятное влияние — не только качественное, но и размерное — на сортамент. Плакирующими металлами являются коррозионно-стойкие стали, медь, латунь, монель, титан и т. д. В последнее время применяют также футеровку аппаратов, резервуаров и т. д. различными материалами. Речь идет о так называемом машиностроительном плакировании, когда в емкость помещают вставку в виде листа из коррозионно-стойкой стали.  [c.82]

Алюминиевые аппараты изготовляются из проката или отливаются. Отличительными особенностями алюминия являются небольшая плотность, высокая теплопроводность, хорошая обрабатываемость давлением в холодном и горячем состояниях, сравнительно низкие механические и литейные свойства. Быстрая окисляемость алюминия делает спайку его практически невозможной. Основной вид соединений алюминиевых частей — сварка встык, в основном такой же, как и при сварке стальных аппаратов. Фланцы делают из углеродистой стали свободными на отбортовке при любом диаметре трубы. Внутренний край фланца тщательно скругляется, чтобы не повредить алюминиевой отбортовки.  [c.140]

В соответствии с термодинамическим определением процессов сварки основными признаками для их классификации должны служить форма вводимой энергии, наличие давления и вид инструмента — носителя энергии, на основании чего классифицируются виды сварки (табл. 22.1).  [c.447]

Сварку расплавом первыми применили специалисты, которые занимались экструзией пленок или литьем под давлением деталей из термопластов. Для получения непрерывных прямых и протяженных швов было предложено расплавленный пруток подавать от экструдера между слоями длинномерных полиэтиленовых пленок [15, с. 116]. Такой вид сварки расплавом получил название экструзионная сварка . В 1970-х гг. ее как новый метод применили для соединения толстостенных деталей из ПЭ [27]. Для соединения деталей толщиной >10 мм в Институте сварки Великобритании в 1990 г. предложили экструзионную сварку с принудительным смешением присадочного и основного материала, осуществляемым вращающимся наконечником экструдера [8].  [c.329]

В настояшее время насчитывается несколько десятков способов сварки и их разновидностей. Все они могут быть классифицированы либо по методу объединения соединяемых поверхностей, либо по виду применяемой энергии. По первому признаку все сварочные процессы можно разделить на два основных способа 1) сварка плавлением (сварка без давления) 2) сварка давлением (сварка без оплавления).  [c.329]

Книга содержит основные сведения о металловедении и термической обработке, металлургии черных и цветных металлов, литейном производстве, обработке металлов давлением, паянии и сварке, обработке металлов резанием, слесарной обработке, а также об электрических и ультразвуковых методах обработки металлов. Дано описание основных видов металлорежущих станков и их типовых механизмов.  [c.2]

Наиболее существенные изменения структуры и свойств основного металла при сварке происходят в сплавах с полиморфным превращением (второй и третий виды), а в металле щва — также и при кристаллизации. При сварке сплавов без полиморфного превращения структура и свойства сварных соединений определяются в основном превращениями первого н четвертого видов. Значительную и, как правило, отрицательную роль во всех случаях играют процессы развития неоднородностей, физической (рост зерна, огрубление тонкой структуры) и химической (макро- и микроскопическая ликвация в металле шва, сегрегация легирующих элементов и примесей в металле зоны термического влияния, диффузионное перераспределение их между разнородными фазами при частичном расплавлении или в твердом состоянии в температурном интервале неполного превращения и т. д.) [2]. При сварке плавлением эти процессы вследствие высокотемпературного нагрева получают значительно большее развитие, чем при сварке давлением в твердой фазе.  [c.11]

Кроме основных наиболее распространенных способов, применяют также особые виды сварки ультразвуковую, трением, давлением, электроннолучевую и др.  [c.253]

В пособии излагаются сведения по основам металловедения и термической обработки, металлургии черных и цветных металлов, литейного производства, обработки металлов давлением, паяния и сварки, обработки металлов резанием, слесарной обработки, а также электрических и ультразвуковых методов обработки металлов. Дано описание основных видов металлорежущих станков и их типовых механизмов.  [c.2]

Взрывная сварка. Сущность способа заключается в использовании для сварки металлов энергии взрыва, осуществляемой применением взрывчатки. На соединяемые поверхности мгновенно действует образующаяся при взрыве упругая, ударная волна с давлением на металл до 70 тыс. атмосфер, под действием которой происходит прочное соединение свариваемых частей. Поверхность в месте сварки получается волнистой, что увеличивает прочность соединения. Сварка ведется без подогрева свариваемых частей. Наиболее прочное соединение получается в условиях вакуума, устраняющего наличие воздушной прослойки между свариваемыми частями. Этим способом сваривают и разнородные металлы, например, медь со сталью, никель со сталью, медь с алюминием, титан с ниобием и другие трудно поддающиеся обычной сварке металлы. При испытании прочности сварки на срез разрушение основного металла происходит раньше, чем разрушение шва. Этот вид сварки проводится пока в лабораторных условиях.  [c.319]

При ремонте автомобильных деталей применяется в основном сварка плавлением, которая состоит в том, что свариваемые металлические части нагревают в местах соединения до расплавленного состояния, в результате чего происходит соединение этих частей без применения давления. К такому способу относятся следующие виды сварки газовая и электродуговая.  [c.97]

Детали из цветных металлов и сплавов изготовляют различными методами — путем отливки, обработки давлением, сварки и обработки резанием. Для изменения свойств цветные металлы и сплавы подвергают термической обработке. Основными видами термической обработки, применяемой к цветным металлам и сплавам, являются отжиг, закалка и отпуск. Для упрочнения цветных сплавов широко применяют закалку и старение (упрочняющий отпуск).  [c.228]

КОНТАКТНАЯ СВАРКА И ДРУГИЕ СПОСОБЫ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ 14. Основные виды контактной сварки  [c.339]

Рассмотрим, классификацию основных способов сварки металлов по физическим признакам, т. е. по, наличию давления, виду вводимой энергии и ее носителю.  [c.598]

Сварка пластмасс основана на способности материала при нагревании до температуры выше точки текучести переходить в вязко-текучее состояние. При этом свариваемые элементы при небольшом давлении прочно соединяются между собой. Ниже будут рассмотрены основные способы сварки пластмасс в зависимости от свойств и вида материала.  [c.49]

E i). Тепловая энергия обеспечивает плавление основного и присадочного материала при сварке плавлением или оплавление стыка при контактной сварке при пайке она вводится с припоем. При всех видах сварки нагрев усиливает диффузию и за счет снятия выступов при сварке давлением улучшает прилегание поверхностей (рис. 4).  [c.202]

Для этой группы сталей применяется ряд способов сварки давлением и плавлением. Из способов сварки давлением наиболее часто- применяются все основные виды электрической контактной сварки и газопрессовая сварка. Из способов сварки плавлением — дуговая (ручная штучными электродами, автоматическая и полуавтоматическая под флюсом и в защитной атмосфере активных газов,  [c.338]

Железо в чистом виде в промышленности получают и потребляют в незначительных количествах. Основную массу железа получают и потребляют в виде сплавов — стали и чугуна, называемых черными металлами. Доля стали в общем потреблении черных металлов составляет более 90%, т. е. сталь является основным видом металла, потребляемым для создания современной техники. Такое широкое применение объясняется тем, что во-первых, сталь является прекрасным конструкционным материалом (имеет высокую прочность и износостойкость, хорошо сохраняет форму в различных изделиях, относительно легко поддается обработке давлением, сварке и т. п.) во-вторых, основной компонент стали — железо является распространенным элементом в земной коре (занимает второе место после алюминия), залегает в виде мощных пластов железосодержащих минералов, называемых рудами. Железо может быть относительно легко извлечено из руд, в которых обычно находится в виде оксидов.  [c.9]

Основные параметры диффузионной сварки температура, давление, вакуум и время сварки — легко программируются. Как правило, все оборудование для диффузионной сварки представляет собой либо полуавтоматы с минимальным использованием ручного труда, либо автоматы, работа которых протекает практически без участия человека. Высокая степень механизации и автоматизации установок для диффузионной сварки в сочетании с хорошим качеством изделий и увеличением срока их службы, а также с гигиеничностью процесса существенно облегчает процесс труда по сравнению с другими, традиционными видами сварки. Весьма существенной особенностью и достоинством диффузионной сварки является возможность соединения деталей независимо от размера сечения свариваемых деталей и форм поверхностей (стержни встык, трубы встык, детали с плоской поверхностью встык или внахлестку, соединения — угловые, прорезные, с отбор-товкой кромок, на конус, по сфере, эвольвенте и т. п.)- В каждом конкретном случае форма детали, обладающей плоской поверхностью, и ее размеры с точки зрения технологии диффузионной сварки не влияют на качество сварки они принимаются во внимание лишь при выборе конструкций нагревателя и прижимных устройств для передачи давления.  [c.11]

При классификации процессов сварки целесообразно выделить три основных физических признака наличие давления, вид вводимой энергии и вид инструмента — носителя энергии. Остальные признаки можно условно отнести к техническим или технологическим (табл. 1.1). Признак классификации по наличию давления применим только к сварке и пайке. По виду вводимой в изделие энергии все сварочные процессы, включая сварку, пайку, резку и др., могут быть разделены на термические, термомеханические и прессово-механические способы.  [c.20]

Плавление основного металла при сварке осуществляется с целью соединения между собой свариваемых деталей. Идеальным в отношении затрат теплоты представляется такое тепловыделение в источнике, при котором обеспечивалась бы минимальная глубина проплавления сопрягаемых поверхностей, а присадочный металл не требовался бы вовсе или входил в соединение в минимальном объеме. Если не рассматривать диффузионную сварку и пайку, при которых детали нагреваются полностью, и сварку трением, при которой полного плавления металла не достигается, наиболее близко этому требованию отвечает высокочастотная сварка и некоторые виды контактной сварки (точечная, шовная, рельефная). В перечисленных способах сварки суш,ественная роль в образовании соединения принадлежит давлению, что позволяет плавить основной металл незначительно. Ограничимся рассмотрением случаев плавления основного металла в способах сварки без применения давления.  [c.228]

Основные способы производства заготовок — литье, обработка давлением, сварка. Способ получения той или иной заготовки зависит от служебного назначения детали и требований, предъявляемых к ней, от ее конфигурации и размеров, вида конструкционного материала, типа производства и других факторов.  [c.21]

Контактная сварка — основной вид сварки давлением термомеханического класса. Контактная сварка представляет собой процесс образования неразъемных соединений в результате нагрева металла проходящим через контакт электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия. Благодаря высокой производительнрсти, надежности  [c.106]

Взаимодействие расплавленного металла с газовой фазой определяется составом атмосферы дуги и химичеср1ми свойствами элементов, содержащихся в расплавленном металле. Атмосфера дуги состоит из смеси газов О2, N2, Нг, СО, СО2, паров воды, металла и шлака. О2, N2, Н2 попадают в нее в основном из воздуха, а также из сварочных материалов (сварочной проволоки, покрытий электродов, флюсов и защитных газов). Дополнительным источником О2 и Н2 могут быть ржавчина, органические загрязнения и конденсированная влага на поверхности проволоки и свариваемого металла. СО2 и СО образуются в результате разложения в дуге компонентов покрытий электродов и флюсов. В случае сварки в защитной атмосфере углекислого газа они составляют основу атмосферы дуги. Количественное соотношение и парциальное давление газов зависят от вида сварки и применяемого способа защиты сварочной ванны. При высокой температуре дуги основная часть г ов диссоциирует и переходит в атомарное состояние. При этом их химическая активность и способность к растворению в расплавленном металле повышаются.  [c.227]

Надежность работы в значительной мере зависит от соответствия примененных материалов и их качества требованиям нормативнотехнологической документации. Действующие нормы и правила предусматривают механические испытания и металлографический анализ основного металла и сварных соединений котлов, трубопроводов пара и горячей воды и сосудов, работающих под давлением. Объемы и методы механических испытаний и металлографических исследований строго регламентированы [23, 24, 25]. Механические испытания ставят своей задачей определение механических свойств при комнатной и рабочей температуре, без знания которых нельзя правильно выбрать материал для изготовления детали и оценить состояние металла в процессе эксплуатации. Основными видами механических испытаний являются испытания на растяжение, твердость и на ударный изгиб (динамические испытания). Технологические испытания на загиб, раздачу и свариваемость служат для оценки возможности проведения технологических операций, необходимых для изготовления и монтажа оборудования (сварки, гибки, вальцовки и т. п.). Такие важнейшие для котельных материалов испытания, как испытания на ползучесть, длительную прочность, сопротивление усталости, релаксацию напряжений, не предусматриваются действующими правилами котлонадзора в качестве контрольных и служат в основном для выбора допускаемых напряжений и установления ресурса работы элементов, изготовленных из различных сталей.  [c.8]

Контактная стыковая сварка давлением — процесс соединения металлов при совместной упругопластической деформации и образовании между соединяемыми Поверхностями металлической связи. Этот вид сварки подразделяют на сварку сопрвтивлением и сварку оплавлением. Сварка оплавлением имеет две разновидности сварка непрерывным оплавлением и оплавлением с предварительным подогревом. При сварке с непрерывным оплавлением процесс состоит из двух основных стадий — оплавления и осадки, при сварке с подогревом из трех — подогрева, оплавления н осадки.  [c.45]

Принципиально возможные основные вицы сварки материалов, в зависимости от давления, агрегатного состояния свариваемых материалов у места контакта и наличия промежуточного (присадочного) материала, могут быть представлены в виде схемы рис. 1. В этой классификации не указаны промежуточные виды сварки. Например, свариваемые материалы у места контакта могут быть в разных агрегатных состояниях — один в твердом, другой в жидком (сварка металлов с разной температурой плавления). Присадочный материал в месте контакта также может быть в различных агрегатных состояниях (твердом или жидком). Сварка в твердом состоянии может осуществляться с применением налрева (контактная сварка) и беа него ( холодная сварка ) и т. д.  [c.220]

Импульсно-магнитная сварка. Этот вид сварки прогрессирует с 1955 г. Сварочный процесс протекает в короткое время— 0,01 с. Зона термического влияния в стыковом соединении достш-аег 0,01 мм. Сварка выполняется давлением на специальных мащинах. После начала сварки давление верхнего электрода усиливается импульсным магнитным полем. Благодаря этому подача верхнего электрода в период осадки свариваемых металлов ускоряется настолько, что приобретает ударный характер. Прочность сварных соединений при любом виде нагрузки равна прочности основного металла.  [c.199]

Еще более высокие предел текучести и ударную вязкость, чем у стали 03Х20Н16АГ6, при сохранении стабильности аустенитной структуры при низких температурах имеет сталь 04Х20Н16АГ8М2Ф. Массовая доля (%) ее основных элементов следующая С 5 0,04 Сг = 20…22 Мп = 8…10 №=15…17 М = = 0,35…0,45 Мо = 1,8…2,2 V = 0,2…0,3. Сталь 04Х20Н16АГ8М2Ф имеет удовлетворительную обрабатываемость давлением и резанием, хорошо сваривается с применением всех видов сварки. Сварку проводят с использованием  [c.204]

АЬуго наясва/)ка- это сварка давлением при значительной пластической деформации без внещнего нафева соединяемых частей. Для выполнения холодной сварки нужно удалить с поверхности окислы и сблизить соединяемые детали. Листы толщиной 0,2-15 мм сваривают внахлестку вдавливанием в металл пуансонов с одной или двух сторон. Соединение выполняют в виде отдельных точек или непрерывного щва. Основной параметр, определяющий процесс холодной сварки, — это величина деформации металла в месте соединения, которая зависит от свойств металла.  [c.145]

Сварку вертикальных швов можно выполнять на подъем (снизу вверх, рис. 19, а) или на спуск. При сварке на подъем ни кележащий закристаллизовавшийся металл шва помогает удери ать расплавленный металл сварочной ваппы. При этом способе облегчается возможность провара корня шва и кромок, так как расплавленный металл стекает с них в сварочную ванну, улучшая условия теплопередачи от дуги к основному металлу. Однако внешний вид шва — грубочешуйчатый. При сварке на спуск получить качественный провар трудно шлак и расплавленный металл подтекают под дугу и от дальнейшего сте-кания удерживаются только силами давления дуги и поверхностного натяжения. В некоторых случаях их оказывается недостаточно, и расплавленный металл вытекает из сварочной ванны.  [c.26]

---

4.3 Способы сварки давлением

Все способы сварки давлением относятся к термомеханическому и механическому классу. Наиболее распространенными видами сварки давлением, применяемых в машиностроении, является электроконтактная, которая подразделяется на стыковую, точечную и шовную.

4.3.1 Электрическая контактная сварка

Электрическая контактная сварка производится теплом, выделяемым при прохождении электрического тока черев находящиеся в контакте соединяемые части. Количество выделяемой теплоты определяется законом Джоуля-Ленца:

Q = 0,24I²∙R∙t,

где: I — сварочный ток, А;

R — полное сопротивление контура, Ом;

t — время протекания тока, с.

В результате высокой плотности тока в точках контакта металл нагревается до пластического состояния или до оплавления. Основными параметрами режима контактной сварки является время сварки (t), плотность тока (j) и удельное давление – р.

Машины для контактной сварки состоят из источника тока (трансформатора), прерывателя тока (механического, электромагнитного, электронного), механизма давления (механического, гидравлического, пневматического).

При стыковой сварке (рис. 4.9, а) соединение свариваемых частей происходит по поверхности стыкуемых торцов заготовок. При этом свариваемые заготовки 1,2 зажимают в зажимах 3,4 стыковой мамины под действием усилия Р и пропускают ток.

Стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой называют сваркой сопротивлением, а при разогреве торцов заготовок до оплавления — сваркой оплавлением.

Сварка сопротивлением применяется в основном для соединения заготовок из малоуглеродистых, низколегированных сталей и цветных металлов и сплавов (Сu и Al), при этом торцы заготовок должны быть точно обработаны. Контактная поверхность заготовок не должна превышать 1000 мм².

Сварку оплавлением применяют для сварки заготовок сложной формы различного сечения (до 10000 мм) из различных металлов, в том числе из разнородных (сталь 40-Р18, Си-Аl и др.), при этом поверхность стыка не требует особой подготовки. При сварке оплавлением j = 1-5 А/мм², тогда как при сварке сопротивлением j = 100-150А/мм². Для закаливаемых сталей (например ЗОХГСА) применяется прерывистая сварка оплавлением с подогревом заготовок.

Достоинством сварки с оплавлением является высокое качество соединения, недостатком — потери металла на угар и брызги. Наиболее типичными изделиями изготовляемыми стыковой сваркой являются элементы трубчатых конструкций, колеса, инструмент, рельсы, железобетонная арматура и др.

При точечной сварке (ТС) (рис.4.9, б) заготовки соединяют внахлестку с некоторым усилием Р между медными водохлаждаемыми электродами, затем включают ток. При прохождении тока внутренние слои заготовок нагреваются быстрее и оплавляются, образуя ядро (жидкий металл), а зона, прилегающая к ядру, доводится до пластического состояния. После кристаллизации ядра давление снимается. Таким образом, место сварки представляет литую точку. Для улучшения структуры сварной точки после выключения тока увеличивают давление (проковка точки).

Рис. 4.9 Схемы электрической контактной сварки: а –стыковая, б – точечная, в – шовная.

ТС может быть двусторонней, односторонней, многоточечной, рельефной. ТС можно выполнять на мягких и жестких режимах. Мягкий режим (j = 80-160 А/мм², Р=15-40 МПа, t=0,5-3,0 с) применяется для сварки углеродистых, низколегированных сталей. Жесткий режим (j = 120-360 А/мм², Р = 40-100 МПа, t = 0,001-0,1 с), применяется для сварки нержавеющих сталей, алюминия, меди и их сплавов, а также металла толщиной до 0,1мм.

Точечной сваркой изготовляют разнообразные штампосварные изделия толщиной от 0,5 до 5мм — кузова, корпуса, панели и др. При этом упрощается технология изготовления сварных узлов и повышается производительность.

При шовной (роликовой) сварке (рис. 4.9, в) листовые заготовки I соединяют внахлестку и зажимают между электродами в виде роликов 2 и перемещают их. В результате чего получаемые сварные точки перекрывают друг друга, образуя сплошной герметичный шов.

Шовная сварка может выполняться с непрерывным и прерывистым включением тока. Непрерывная сварка применяется для получения коротких швов из малоуглеродистых и низколегированных сталей. Прерывистая сварка применяется для получения длинных швов из заготовок нержавеющих сталей» алюминия, меди и их сплавов. При этом обеспечивается стабильность процесса сварки, высокое качество шва при незначительной ширине зоны термического влияния.

Шовная сварка широко применяется в массовом производстве при изготовлении труб, сосудов и других деталей толщиной от 0,3 до З мм.

Конденсаторная импульсная сварка является, разновидностью контактной сварки и выполняется запасенной аккумулированной энергией в конденсаторе, которая затем разряжается в виде мощного импульса, нагревая и пластически деформируя металл. Достоинствами конденсаторной сварки являются: малая потребляемая мощность; малая продолжительность сварки (0,003-0,008 с), возможность сварки изделий малой толщины (δ = 0,005-1 мм). Применяется при изготовлении радиоэлектроники, часов, фотоаппаратуры и т.д.

Газопрессовая сварка (ГПС) относится к сварке давлением и является разновидностью газовой сварки. При ГПС соединяемые кромки деталей нагревают пламенем многосопловой горелки до пластического состояния пли до оплавления (1200-1300⁰С) и сваривают под давлением 15-20 МПа.

Основными преимуществами ГПС является: высокое качество сварного соединения, возможность использования дешевых газов и оборудования. Недостатками являются: неравномерность нагрева и более низкая производительность по сравнению с электроконтактной сваркой.

Некоторые специальные виды сварки давлением

Некоторые специальные виды сварки давлением

Категория:

Сварка металлов

Некоторые специальные виды сварки давлением

Контактную сварку проводят, как правило, с расплавлением металла в зоне контакта. Значительная группа видов сварки давлением осуществляется без расплавления металла контактных поверхностей. Эти виды сварки делятся по степени подогрева — с подогревом и без подогрева, степени силового воздействия — с низкоинтенсивным силовым воздействием и высокоинтенсивным силовым воздействием. Сварку давлением с подогревом выполняют, как правило, с низкоинтенсивным силовым воздействием.. Сюда относятся: диффузионная, термокомпрессионная, газопрессовая и другие виды сварки.

Сварку давлением без подогрева выполняют, как правило, с высокоинтенсивным силовым воздействием. К этим видам относятся сварка взрывом, холодная, магнитно-импульсная и др. Ультразвуковая сварка относится к сварке без подогрева при низкоинтенсивном внешнем силовом воздействии. Параметры этих видов сварки (давление, температура нагрева, время нагрева, удельное давление, интенсивность приложёния давления и температуры) зависят от свойств соединяемых материалов, состояния их поверхностей, конструктивных особенностей и т. д.

Диффузионная сварка осуществляется в результате взаимной диффузии атомов контактирующих частей при относительно длительном воздействии повышенной температуры и незначительной пластической деформации.

.Основные параметры диффузионной сварки — температура нагрева, давление, время нагрева, среда, в которой проводят сварку.

Температура для однородных металлов, как правило, должна составлять 0,5—0,8 температуры плавления металла или сплава, а при сварке разнородных — 0,5—0,7 температуры более легкоплавкого металла. Такая температура ускоряет взаимную диффузию атомов материалов через поверхность стыка и облегчает снятие неровностей поверхности и пластическое деформирование металла.

Нагрев .осуществляется преимущественно индукционными токами, можно использовать и другие источники нагрева: обычные

сопротивления, электрический ток, пропускаемый по самим деталям, электронный луч и др.

Давление в контакте соединяемых деталей в зависимости от температуры и рода свариваемых материалов может меняться от 3—5 до 100 МПа.

Особым видом диффузионной сварки является сварка в контролируемой атмосфере, при которой в качестве защитных газов используют водород, аргон, гелий.

Схема диффузионной сварки и циклограмма процесса показаны на рис. 1. Установка для диффузионной сварки

состоит из вакуумной камеры, в которой выполняют сварку, специальных насосов для создания вакуума, нагревательного устройства с источником питания и устройства для передачи давления.

После откачки воздуха включают нагревательное устройство, начинается нагрев детали до заданной температуры с обеспечением равномерного нагрева деталей по всему сечению. После выравнивания температуры прикладывают усилие сжатия, которое в процессе сварки поддерживают постоянным. При охлаждении свариваемых деталей нагрузку снимают не сразу, а при температурах 100 — 400 °С, чтобы предупредить разрушение соединения из-за различных коэффициентов термической усадки соединяемых элементов.

Преимуществами диффузионной сварки являются Возможность сварки разнородных материалов, получение равнопрочных соединений без заметного изменения физико-химических свойств, отсутствие присадочных материалов, высокое качество защиты.

Холодная сварка — сварка, при которой соединение образуется при значительной пластической деформации без внешнего нагрева соединяемых поверхностей. Физическая сущность процесса заключается в сближении за счет пластической деформации свариваемых поверхностей до образования металлических связей между ними и получения таким образом прочного сварного соединения.

Рис. 1. Диффузионная сварка: а — схема сварки, 1 — нагреватель, 2 — заго» товки, 3 — камера; 6 — циклограмма сварки, Р — усилие сжатия, Т — температура

Свариваемость металлов при холодной сварке зависит от их пластичности и качества подготовки поверхности. Чем пластичнее металлы, ровнее и чище их поверхности, тем качественнее они свариваются. Хорошо свариваются пластичные сплавы алюминия, меди никеля, серебра, золота и подобные металлы и сплавы в однородных и разнородных сочетаниях. В недостаточно пластичных металлах при больших деформациях могут образовываться трещины. Высокопрочные металлы и сплавы холодной сваркой не сваривают.

Наиболее широкое применение холодная сварка нашла в производстве изделий домашнего обихода из алюминия и его сплавов, в электротехнической промышленности и транспорте для соединения медных и алюминиевых проводов. Холодной сваркой выполняют точечные, шовные, стыковые соединения. Для холодной сварки используют стандартное прессовое и прокатное оборудование, которое снабжают специальным инструментом в соответствии со свариваемыми деталями, применяют также специализированные машины; Холодной сваркой соединяют металлы и сплавы толщиной 0,2— 15 мм. Главными характеристиками процесса являются давление и величина деформации. В зависимости от состава и толщины свариваемого металла давление составляет 150—1000 МПа, степень относительной деформации 50—90%.

Разновидностью сварки давлением, близкой по физической сущности к холодной сварке, является термокомпрессионная сварка, которая отличается от холодной сварки тем, что место соединения подогревают до температур, ниже температур образования жидких фаз, а затем сжимают. Основными параметрами процесса являются усилие сжатия, температура подогрева и продолжительность выдержки.

Сварка взрывом — сварка, при которой соединение образуется за счет совместной пластической деформации в результате вызванного взрывом соударения быстродвижущихся деталей. Кинетическая энергия соударения соединяемых – частей затрачивается на работу совместной пластической деформации контактирующих слоев металла, приводящей к образованию сварного соединения. При этом часть работы пластической деформации переходит в тепло, которое может разогревать металл в зоне соединения до высоких температур, вплоть до оплавления локальных объемог-.

Большинство видов сварки взрывом основано на использовании направленного (комулятивного) взрыва (рис. 2). Соединяемые поверхности двух заготовок (в простейшем случае пластины).

Рис. 2. Принципиальная схема сварки взрывом: а — перед сваркой, б — во время сварки

Сварку взрывом используют при изготовлении заготовок биметалла, для плакирования поверхностей конструкционных сталей металлами и сплавами с особыми физическими и химическими свойствами, при сварке заготовок из разнородных материалов.

Разновидностью сварки взрывом является магнитно-импульсная сварка. При магнитно-импульсной сварке соударение свариваемых деталей обеспечивается импульсным магнитным полем от разряда батарей конденсаторов. Длительности импульса и скорости соударения при этом способе близки к сварке взрывом.

Рис. 3. Схема сварки трением: а — при вращении одной детали, б — при вращении обеих деталей, в — при неподвижных деталях с вращающейся вставкой, г — при возвратно-поступательном движении одной детали

Принципиальные схемы сварки трением показаны на рис. 3. Простейшая и наиболее распространенная схема процесса показана на рис. 3, а. Две детали, подлежащие сварке, устанавливают соосно в зажимах машины; одна из них — неподвижна, другая приводится во вращение вокруг их общей оси. На сопряженных торцовых поверхностях деталей, прижатых одна к другой осевым усилием Р, возникают силы трения. Работа, затрачиваемая при вращении на преодоление этих сил трения, преобразуется в тепло, которое выделяется на поверхностях трения и нагревает прилегающие к ним тонкие слои металла до температур, необходимых для образования сварного соединения (1000—1300°С — при сварке черных металлов). Нагрев прекращается при быстром (практически мгновенном) прекращении относительного вращения. Подготовленный таким образом к сварке металл подвергают сильному сжатию — проковке, в результате образуется прочное сварное соединение.

Недостатками сварки трением являются неуниверсальность про-с ее помощью можно сваривать такие пары деталей, из кото-UCLL хотя бы одна должна быть телом вращения; громоздкость оборудования; наличие грата после сварки.

Сварку трением применяют для соединения деталей встык и для образования Т-образных соединений. В промышленном производстве сварку трением используют для соединения деталей сечением 50—10000мм2 из одноименных и ряда разноименных конструкционных материалов.

Для сварки трением применяют универсальные и специализированные машины, имеющие зажимы для свариваемых деталей, механизм сжатия и привод вращения выпускают серийные машины типа МСТ — МСТ-23, МСТ-35, МСТ-41 и др.

Ультразвукова я -сварка — сварка, при которой неразъемное соединение образуется при совместном воздействии на свариваемые детали механических колебаний высокой (ультразвуковой) частоты и относительно небольших сдавливающих усилий. Сварка осуществляется в результате взаимного трения свариваемых поверхностей, нагрева и давления. Силы трения возникают при действии на заготовки, сжатые осевой силой, механических колебаний ультразвуковой частоты (20—30 кГц). Для получения такой частоты используют магнитострикционный эффект, заключающийся в изменении размеров некоторых металлов, сплавов и керамических материалов под действием переменного магнитного поля.

Машины для ультразвуковой сварки состоят из источника питания, аппаратуры управления, механической колебательной системы и привода давления.

Рис. 4. Схема ультразвуковой сварки

Таким образом, в результате ультразвуковых колебаний в тонких слоях контактирующих поверхностей создаются сдвиговые деформации, разрушающие поверхностные пленки. По мере разрушения пленок образуются узлы схватывания, приповерхностные слои металла нагреваются, немного размягчаются и под действием сжимающего усилия пластически деформируются, свариваемые поверхности сближаются до расстояния действия межатомных сил, возникает прочное сварное соединение.

Сравнительно небольщое тепловое воздействие на свариваемые металлы обеспечивает минимальное изменение их структуры и свойств. Например, для меди температура в зоне контакта не превышает 600 °С, при сварке алюминия — 200—300 °С.

Параметрами ультразвуковой сварки являются мощность генератора колебаний, давление сварки, амплитуда колебаний и время сварки. Ультразвуковую сварку применяют для получения точечных и шовных соединений металлов и сплавов небольшой толщины (как правило, менее 1 мм) и для сварки пластмасс.

Преимущества ультразвуковой сварки: – сварка в твердом состоянии без существенного нагрева свариваемых деталей, что дает возможность сваривать химически активные материалы и сплавы, образующие хрупкие соединения; – возможность сварки и приварки тонких и ультратонких деталей; – применение небольших сдавливающих усилий 0,1—2,5 кН, вследствие чего деформации в месте соединения незначительны; – малая мощность сварочного оборудования и несложность его конструкции.

Недостатком ультразвуковой сварки является ограниченность толщин свариваемых деталей (менее 1 мм), большая стоимость генераторов высокой частоты, действие высокой частоты йа организм человека.

Реклама:

Читать далее:

Сварка дизкоуглеродистых и низколегированных сталей

Статьи по теме:

Сварка давлением | Строительный справочник | материалы — конструкции

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. Добиваются этого различными методами.

Контактная сварка является термомеханическим видом сварки, при которой контакт металлов в заданной точке сопровождается подачей электрического тока, вызывающего нагрев и необходимую для межатомных связей пластическую деформацию металлов. Принципиальная схема контактной сварки представлена на рис.1.

Рис. 1. Контактная сварка: А — сварка сопротивлением; Б — сварка оплавлением,  1 — свариваемые детали; 2 — фиксирующие зажимы, 3 — сварочный трансформатор.	Рис. 2. Циклограммы контактной сварки: А — сварка сопротивлением; Б — сварка сопротивлением; I — ток сварки; Р — степень сжатия; S — перемещение плиты; t — время

Свариваемые детали тщательно зачищают от грязи и оксидов, закрепляют в зажимах сварочной машины и сжимают между собой с требуемым усилием. Одновременно через контакт подается электрический ток от сварочного трансформатора. В зоне контакта происходит разогрев металла до температуры близкой к плавлению. Пластичный металл под действием сжимающего усилия вытесняется вместе с образовавшимися оксидами. В результате этого бугорки и неровности, имеющиеся на свариваемых поверхностях, разрушаются, что дает возможность сближению деталей на расстояние, при котором возможны межатомные связи. Усиливая сжатие, добиваются пластической деформации поверхностей, при которой происходит взаимная диффузия атомов, что приводит к созданию неразъемного соединения. Усилие сжатия не снимают до тех пор, пока не произойдет процесс кристаллизации. Циклограмма контактной сварки приведена на рис.2.

Особенностью контактной сварки является образование наплыва металла, вызванного усадкой металла. Такие наплывы, называемые гратом, удаляют механическим способом после полного остывания сваренных деталей.

Если контакт свариваемых деталей происходит не всей поверхностью, а отдельными точками, то такая сварка называется точечной. Различают одно-, двух- и многоточечные виды сварки, отличающиеся друг от друга количеством сваренных точек.

Качество контактной сварки увеличивают применением защиты свариваемой зоны средой инертных газов. Это помогает избежать появления тугоплавких оксидов, затрудняющих тесный контакт свариваемых поверхностей, увеличивая надежность сварки.

Сварка давлением является разновидностью контактной сварки, когда поверхности подвергаются высокоинтенсивному давлению, позволяющему получить соединение без сопутствующего подогрева. При этом сближение свариваемых поверхностей до возникновения межатомных связей и образования металлических связей получают путем пластических деформаций металла. В результате приложенных усилий оксидные пленки, имеющиеся на поверхностях, разрушаются и выдавливаются из зоны контакта.

Качество сварного соединения, полученного давлением, во многом зависит от подготовки поверхностей, от способности металла подвергаться пластической деформации и от приложенных усилий. В некоторых случаях свариваемые поверхности подвергают предварительному нагреву до температуры меньшей, чем требуется для образования жидкой фазы. Такую сварку называют термокомпрессионной. 

Типы и принципы сварки давлением | Сварка давлением | Основы автоматизированной сварки

На этой странице представлены принципы и типы сварки давлением, а также причины, по которым этот метод подходит для использования в автоматизации производства.

Обязательно к прочтению всем, кто занимается сваркой! Это руководство включает в себя базовые знания о сварке, такие как типы и механизмы сварки, а также подробные знания, касающиеся автоматизации сварки и устранения неисправностей. Скачать

При сварке давлением используется трение или взрыв для нагрева соединительной части металлических деталей и соединения их под давлением.Процесс также называется твердотельной сваркой. Сварка давлением — это общий термин для методов сварки, при которых детали свариваются путем приложения механического давления к соединительному участку (сварному стыку).
Использование механического давления позволяет управлять процессом с помощью числового программного обеспечения. Сварка давлением широко используется в FA (автоматизация производства).
Основные методы включают сварку давлением газа, сварку трением, контактную сварку, диффузионную сварку, ультразвуковую сварку и сварку взрывом. Сварка трением с перемешиванием (FSW), разновидность сварки трением, становится все более популярной.Этот процесс может повысить эффективность соединения за счет использования вращающегося инструмента для перемешивания основных материалов с вращательным трением при одновременном приложении сильного давления на соединительную секцию.

Тип сварки давлением

Тип сварки давлением		Метод сварки
Сварка под давлением газа	–	–
Сварка трением	Сварка трением с перемешиванием (FSW)	–
Сварка сопротивлением	Сварка сопротивлением внахлестку	Точечная контактная сварка
		Рельефная сварка
		Сварка швов
	Стыковая контактная сварка	Сварка с осадкой
		Высокочастотная индукционная сварка
		Стыковая сварка выступом
		Сварка оплавлением
		Сварка стыковым швом
Диффузионная сварка	–	–
Ультразвуковая сварка	–	–
Сварка взрывом	–	–

Дом

Классификация различных сварочных процессов [С PDF]

Сварка — это процесс соединения двух или более одинаковых или разнородных металлов с применением тепла или без него, с приложением давления или без него, с применением присадочного материала или без него.

Таким образом, в этой статье я подробно объясню все классификации сварочного процесса с помощью древовидной диаграммы.

Классификация сварочного процесса:

Сварочный процесс подразделяется на три типа:

1. Сварка плавлением
2. Сварка плавлением
3. Сварка сопротивлением

Процесс сварки плавлением:

Путем плавления основного материала, если соединение произведено, называется Сварка плавлением Процесс.

Процесс сварки плавлением далее классифицируется как

1. Процесс газовой сварки:

Путем сжигания газов, если получено тепло, необходимое для плавления листов, называется операцией газовой сварки.

Газовая сварка далее классифицируется следующим образом:

1. Сварка кислородно-ацетиленовым газом
2. Газовая сварка воздух-ацетилен
3. Сварка кислородно-водородным газом
4. Сварка атомарным водородом в газовой среде

2.Процесс дуговой сварки:

При использовании электрической дуги, если тепло, необходимое для плавления листов, называется дуговой сваркой.

Дуговая сварка далее классифицируется следующим образом:

1. Сварка переменным током
2. Сварка постоянным током — классифицируется как DCSP / DCRP
3. Сварка TIG — Сварка вольфрамом в инертном газе
4. Сварка МИГ — Сварка металла в инертном газе
5. Сварка под флюсом

9013 3. Химический процесс сварки:

При использовании экзотермической химической реакции, если получается тепло, необходимое для плавления пластин, называется процессом химической сварки.

Процесс сварки без плавления:

Без плавления основного материала, если соединение производится методом сварки без плавления.

Сварка давлением:

С приложением давления, если соединение произведено, называется операцией сварки давлением.

1. Сварка холодным давлением:

Соединение двух металлов при комнатной температуре с приложением большого давления, называемое сваркой холодным давлением.

2.Криогенная сварка:

Если два металла соединяются при температуре ниже -183 ̊C и с приложением большого давления, это называется криогенной сваркой.

Операция контактной сварки:

Несмотря на то, что контактная сварка классифицируется как сварка без плавления, это операция сварки под давлением.

• Тепло, необходимое для плавления и соединения пластин, получается за счет электрического сопротивления цепи.
• Материал электрода выбирается таким образом, чтобы он имел более низкое электрическое сопротивление, более высокую температуру плавления и высокую прочность.
• Наиболее часто используемые электродные материалы при контактной сварке — это медь, вольфрам, сплав медь-вольфрам.

Сварка сопротивлением классифицируется как

1. Процесс сварки плавлением
   1. Точечная сварка сопротивлением
   2. Сварка контактным швом
   3. Рельефная сварка

1. Сварка плавлением
2. Сварка ударной сваркой

На различных типах процесса подробно.Надеюсь, эта статья будет вам полезна.

Дополнительные ресурсы

Сварка сопротивлением
Газовая сварка
Электродуговая сварка

Артикул:

---

Типы сварки • Tri-State Fabricators

Сегодня мы поговорим о сварке и типах сварки. Сварка — это процесс соединения одинаковых и разнородных металлов или других материалов путем нагревания с приложением давления или без него и с добавлением присадочного материала.Используется как постоянный крепеж. Сварка — важный процесс в любой обрабатывающей промышленности. Фактически, будущее любого нового металла может зависеть от того, насколько он пригоден для изготовления сваркой. Свариваемость определяется как способность свариваться в неразрывные соединения, имеющие определенные свойства, такие как определенная прочность сварного шва и надлежащая структура. Свариваемость любого металла зависит от пяти основных факторов. Это температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, состояние поверхности и изменение микроструктуры.

Типы сварки:

В основном сварку можно разделить на три типа.

1. Сварка пластика:

При сварке пластика или сварке давлением соединяемые куски металла нагреваются до пластического состояния, а затем сжимаются вместе под действием внешнего давления. Эта сварка также известна как процесс сварки жидким и твердым телом. Эта процедура используется в кузнечной сварке и контактной сварке .

2.Сварка плавлением:

При сварке плавлением или без сварки под давлением материал в месте соединения нагревается до расплавленного состояния и дает возможность затвердеть. Эта сварка также известна как сварка в жидком состоянии. Сюда входят газовая сварка, дуговая сварка , термитная сварка и т. Д.

3. Холодная сварка:

В этом процессе сварки соединения производятся без применения тепла, но с приложением давления, которое приводит к диффузии или взаимному перемешиванию. -поверхностное молекулярное сплавление соединяемых деталей.Он также известен как процесс твердотельной сварки . Этот процесс в основном используется для сварки листового металла из цветных металлов, особенно алюминия и его сплавов. Сюда входит ультразвуковая сварка , сварка трением , сварка взрывом и т. Д.

4 основных процесса сварки:

1. Дуговая сварка (сварка плавлением):

металл расплавляется с соединяемых кромок и позволяет затвердеть из жидкого состояния и обычно ниже температуры рекристаллизации без какой-либо приложенной деформации.Дуговая сварка — наиболее широко используемый метод соединения металлических деталей плавлением. При такой сварке столб дуги образуется между анодом, который является положительным полюсом источника питания, и катодом, отрицательным полюсом. Когда эти два проводника электрической цепи сводятся вместе и разделяются на небольшое расстояние, так что ток продолжает течь через путь ионизированных частиц, называемый плазмой, образуется электрическая дуга. Этот столб ионизированного газа действует как проводник с высоким сопротивлением, позволяющий большему количеству ионов проходить от анода к катоду.Тепло выделяется, когда ионы ударяются о катод. Это тепло используется для плавления соединяемого металла или для плавления присадочного металла, который в дальнейшем используется в качестве соединительного материала для сварочного металла. Электрод может быть расходуемым или неплавящимся в зависимости от требований к сварке. Температура в центре дуги составляет от 6000 до 7000 ° C

2. Газовая сварка:

Газовая сварка выполняется путем сжигания горючего газа с воздухом или кислородом в концентрированном пламени высокой температуры.Как и в случае с другими методами сварки, пламя предназначено для нагрева и плавления основного металла и присадочного стержня соединения. Он может сваривать большинство распространенных материалов.

3. Газовая дуговая сварка металла (MIG):

Эта сварка также известна как сварка металла в инертном газе. При этом типе сварки металлический стержень используется в качестве одного электрода, а свариваемая деталь — в качестве другого электрода. Это дуговая сварка металла в среде защитных газов, в которой используется высокая температура электрической дуги между непрерывно подаваемой плавящейся электродной проволокой и свариваемым материалом.Металл переносится на работу через защищенный столб дуги.

В этом процессе проволока непрерывно подается с катушки через пистолет на постоянную поверхность, и на проволоку подается ток. При этой сварке область сварки заполняется газом, который не смешивается с металлом. Скорость потока газа достаточна для того, чтобы кислород воздуха не попадал на поверхность горячего металла во время сварки.

4. Газовая дуговая сварка вольфрамом (TIG):

Эта сварка, также известная как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа, похожа на сварку MIG, в которой газы используются для защиты.Этот процесс дуговой сварки использует интенсивное тепло электрической дуги между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым материалом. В этом процессе электрод не расходуется во время процесса сварки, а газ используется для защиты зоны сварки от атмосферного воздуха.

Сегодня мы обсудили сварку и виды сварки. Если у вас есть сомнения или вопросы, оставьте их в поле для комментариев. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт для получения более информативных статей.

Первоисточник

% PDF-1.4 % 195 0 obj> эндобдж xref 195 84 0000000016 00000 н. 0000002470 00000 н. 0000001976 00000 н. 0000002554 00000 н. 0000002744 00000 н. 0000003592 00000 н. 0000003669 00000 н. 0000003906 00000 н. 0000004134 00000 п. 0000004374 00000 н. 0000004596 00000 н. 0000004643 00000 п. 0000004690 00000 н. 0000004726 00000 н. 0000005106 00000 н. 0000005412 00000 н. 0000005911 00000 н. 0000006302 00000 п. 0000006891 00000 н. 0000010359 00000 п. 0000012895 00000 п. 0000014873 00000 п. 0000016941 00000 п. 0000018868 00000 п. 0000020888 00000 п. 0000021021 00000 п. 0000021327 00000 п. 0000021583 00000 п. 0000021869 00000 п. 0000023782 00000 п. 0000026674 00000 п. 0000029344 00000 п. 0000036419 00000 п. 0000036650 00000 п. 0000036835 00000 п. 0000037120 00000 п. 0000037471 00000 п. 0000037714 00000 п. 0000037914 00000 п. 0000038114 00000 п. 0000038290 00000 п. 0000038466 00000 п. 0000038666 00000 п. 0000038842 00000 п. 0000039018 00000 н. 0000039218 00000 п. 0000039418 00000 п. 0000039594 00000 п. 0000039770 00000 п. 0000039970 00000 н. 0000040170 00000 п. 0000040346 00000 п. 0000040522 00000 п. 0000040722 00000 п. 0000040922 00000 п. 0000041098 00000 п. 0000041274 00000 п. 0000041474 00000 п. 0000041674 00000 п. 0000041850 00000 п. 0000042026 00000 п. 0000042226 00000 п. 0000042383 00000 п. 0000042536 00000 п. 0000042736 00000 п. 0000042874 00000 п. 0000043074 00000 п. 0000043213 00000 п. 0000043352 00000 п. 0000043552 00000 п. 0000043709 00000 п. 0000043862 00000 п. 0000044053 00000 п. 0000044191 00000 п. 0000044341 00000 п. 0000044532 00000 п. 0000044682 00000 п. 0000044943 00000 п. 0000045204 00000 п. 0000045386 00000 п. 0000045551 00000 п. 0000045733 00000 п. 0000045915 00000 п. 0000046097 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 197 0 obj> поток xb«e`a`g`a` @

Типы сварки, используемые в сосудах под давлением

Сосуды под давлением используются с самого начала промышленной революции.Их можно использовать для хранения большего объема продуктов, чем это было бы возможно при нормальном атмосферном давлении, а поскольку повышение давления снижает точки кипения, сосуды высокого давления также могут использоваться для более быстрой обработки — приготовления — продуктов или с меньшими затратами энергии, чем было бы возможно иначе. Они используются в пищевой, фармацевтической и химической промышленности, а также в ядерной энергетике как для выработки электроэнергии, так и для хранения жидкостей и газов.

При таком разнообразии применений типы используемых сосудов высокого давления и типы сварки, используемые в сосудах высокого давления, невероятно разнообразны.Основная черта сосудов под давлением заключается в том, что они хранят большое количество потенциальной энергии. Дефект или слабое место в сосуде может привести к его отказу и высвобождению всей своей энергии сразу при взрыве. Поэтому важно, чтобы сварные швы сосудов высокого давления были надежными и не имели дефектов. Тип сварки, используемой для создания сосуда высокого давления, будет определяться назначением этого сосуда высокого давления.

Рекомендации по сварке сосудов под давлением

Главное внимание при сварке сосудов под давлением — это содержание под давлением.Существует долгая история плохо построенных или плохо обслуживаемых сосудов под давлением, которые испытывали потерю герметичности и, как следствие, взрыв.

Взрывы сосудов под давлением обычно считаются проблемой раннего промышленного периода, но они все еще происходят регулярно. Наряду с другими бедствиями, в 2020 году до сих пор наблюдался взрыв на бумажной фабрике, а также смертельный взрыв во время испытаний устройства для производства гуакамоле под высоким давлением. Эти инциденты четко подчеркивают важность качественной сварки.

Из упомянутых выше происшествий производитель гуакамоле, вероятно, был построен в соответствии с более строгими требованиями. Он должен был быть спроектирован и сконструирован таким образом, чтобы внутри пищевые продукты не содержались промышленных загрязнителей, а также выдерживали давление. Это ограничило бы сварочные процессы, которые можно было бы использовать, теми процессами, окончательные сварные швы которых могут соответствовать санитарным требованиям для пищевых продуктов. Биофармацевтическая промышленность и полупроводниковая промышленность предъявляют схожие требования к чистоте, которые ограничивают типы сварки, используемые в сосудах под давлением, созданных для этих отраслей.

Типы сварки, применяемые в сосудах под давлением

Сосуды под давлением почти всегда имеют сферическую или цилиндрическую форму, так как эта форма не имеет углов, которые могут образовывать точки напряжения в конструкции. Для хранения продуктов под высоким давлением сосуды под давлением почти всегда изготавливаются из металла толщиной 3 миллиметра (около дюйма) и более.

Кромки пластин, используемых для создания резервуаров высокого давления, обычно обрабатываются для создания угловой фаски, которая позволяет корневому проходу сварного шва полностью проходить через соединение.Когда две составляющие пластины расположены рядом, они образуют глубокую V-образную или U-образную канавку. Как только корневой проход соединит две пластины, последующие проходы заполнят эту канавку металлом, что приведет к гладкому, непрерывному пространству однородного или очень почти однородного металла. Это во многом тот же процесс сварки, который используется при сварке труб с большим внутренним диаметром и сварке с узкими канавками. Знакомство с этими двумя типами сварки может дать сварщикам и руководителям сварочных работ хорошее представление о том, как сваривать сосуды, работающие под давлением.

Для сварки соединений сосудов высокого давления используются следующие виды сварки:

• Дуговая сварка защищенного металла (SMAW): В этом процессе сварки используется плавящийся электрод с флюсовым покрытием. Это часто считается стандартной формой дуговой сварки. Он очень портативный, а оборудование недорогое и широко доступно. Однако это требует высокого мастерства, а качество получаемых сварных швов зависит от навыков сварщика.
• Дуговая сварка с флюсовым сердечником (FCAW): В этом методе используется плавящийся электрод с подачей проволоки с сердечником из флюса.Это похоже на SMAW в формировании сварного шва, но из-за непрерывной подачи проволоки требует меньше навыков для работы.
• Дуговая сварка металла в газовой среде (GMAW): GMAW включает сварку с использованием электрода с непрерывной подачей проволоки и инертного защитного газа. Это один из самых простых в исполнении процессов сварки, который позволяет получить более чистые сварные швы, чем SMAW или FCAW. Однако известно, что он страдает от непредсказуемых ошибок слияния, которые не возникают при описанных выше процессах.
• Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW): В этом методе используется вольфрамовый электрод и инертный защитный газ.Он позволяет получать очень чистые сварные швы с отличным сплавом и проплавлением, но это медленный процесс, и его сложно освоить. Это затрудняет заполнение объема, необходимого для выполнения сварного шва сосуда высокого давления.
• Дуговая сварка под флюсом (SAW): При SAW сварная деталь погружается во флюс, чтобы защитить ее от кислорода и других газов в атмосфере. Это чистый процесс сварки с высокой скоростью наплавки; однако это не переносимый, готовый к работе процесс.

Из всех типов сварки, используемых в сосудах высокого давления, тот, который выбран для конкретного проекта, должен соответствовать потребностям продукта, который сосуд высокого давления будет хранить или производить, и давлению, при котором продукт будет храниться.В нефтяной промышленности сосуды высокого давления содержат относительно низкое давление, и, хотя коррозия может быть проблемой, санитарные соображения — нет. В результате часто используются более быстрые и целесообразные процессы, такие как SMAW и FCAW.

В проектах с более высокими техническими характеристиками и более высоким давлением с большей вероятностью будут использоваться процессы сварки, дающие более стабильные результаты, такие как GMAW или SMAW. В отраслях промышленности, где основное внимание уделяется как давлению, так и санитарии, корневой проход, который будет контактировать с продуктом, с большой вероятностью будет свариваться с использованием GTAW, поскольку он обеспечивает гораздо более чистый и гладкий сварной шов, чем любой другой тип сварки.Однако, учитывая объем сварки, который требуется для сосудов высокого давления, это, вероятно, займет довольно много времени, если будет выполнено вручную. Механизированные сварочные процессы, такие как орбитальная сварка, могут помочь увеличить скорость GTAW-сварки, используемой в сосудах под давлением.

Использование орбитальной сварки для сварки сосудов под давлением

Орбитальная сварка была разработана в связи с необходимостью создания высококачественных сварных швов на гидравлических и авиационных трубах для аэрокосмических проектов. Цилиндрическая природа этих сварных швов представляла проблему для сварщиков, выполняющих ручную сварку, а изменения давления при изменении высоты самолетов приводили к утечкам.Орбитальная GTAW успешно произвела высококачественные сварные швы, которые сохраняли целостность при таких резких изменениях давления. С тех пор он использовался для создания одинаково высококачественных сварных швов технологических трубопроводов и сосудов под давлением в нефтяной, биофармацевтической, полупроводниковой и других отраслях промышленности.

Орбитальная сварка — лишь один из многих видов сварки, используемых в сосудах высокого давления, но на сегодняшний день это лучший выбор для сварки сосудов высокого давления с высокими требованиями к чистоте и прочности.Биофармацевтическая и полупроводниковая промышленность представляют два примера приложений, в которых можно было бы выиграть от единообразия и гигиены орбитальной сварки. Поскольку требования к производимой продукции становятся более жесткими, а общественные и регулирующие органы становятся еще менее терпимыми к авариям, значение орбитальной сварки GTAW при строительстве сосудов высокого давления будет только расти.

Arc Machines, Inc. предлагает первоклассные сварочные головки, источники питания и аксессуары для вашего проекта орбитальных сосудов под давлением GTAW.По вопросам, касающимся продуктов, обращайтесь по адресу [email protected]. По вопросам обслуживания обращайтесь по адресу [email protected]. Arc Machines приветствует возможность обсудить ваши конкретные потребности. Свяжитесь с нами , чтобы договориться о встрече.

3 Основные методы сварки, применимые к изготовлению сосудов под давлением

Сосуды под давлением — это ответ, когда дело доходит до решения ваших проблем, связанных с хранением и транспортировкой газа или жидкости под высоким давлением.Доступные в нескольких типах, размерах, формах и спецификациях, они широко используются в различных отраслях промышленности для герметизации при высоком или низком давлении. Учитывая критический характер применения, эти резервуары изготавливаются в несколько этапов с уделением особого внимания мельчайшим деталям. Какие процессы используются при изготовлении сосудов высокого давления или резервуаров? Существует множество процессов, включая формовку, прессование, прядение, гибку, сварку, термообработку после сварки, сборку и покраску.Хотя каждый из этих процессов способствует успешному изготовлению сосудов высокого давления или резервуаров, сварка является одним из наиболее важных шагов, которые должны выполняться опытными квалифицированными сварщиками. Какие методы сварки обычно используются при изготовлении сосудов под давлением? Прочтите сообщение, чтобы узнать больше!

3 Обычные методы сварки, применяемые при изготовлении сосудов под давлением

Сварка — это обычный процесс для всех видов металлообработки, при котором детали соединяются с помощью тепла или давления, либо того и другого.При изготовлении сосудов высокого давления используются следующие типы сварочных процессов:

1. TIG / GTAW: Это универсальный процесс сварки во всех положениях, при котором для сварки обычно используется неплавящийся вольфрамовый электрод. . Он обеспечивает высочайшее качество сварки и, следовательно, стал очень привлекательной заменой газовой и ручной дуговой сварке металла при изготовлении сосудов высокого давления. Сварка TIG в основном используется там, где необходимы точные небольшие сварные швы на нержавеющей стали и цветных металлах, таких как алюминий, магний и медные сплавы.
2. Плазменная сварка: Плазменная дуговая сварка — это широко используемый процесс сварки при изготовлении сосудов высокого давления, при котором плазма, нагретая до чрезвычайно высокой температуры и ионизированная, используется для передачи электрической дуги на обрабатываемую деталь. Процесс плазменной сварки обеспечивает высочайшие стандарты качества при изготовлении сосудов высокого давления и помогает выполнять прочные и точные сварные швы как на толстом, так и на тонком металле. Этот метод обеспечивает высокий уровень контроля и точности для получения высококачественных сварных швов на чрезвычайно высокой скорости по сравнению с другими сварочными процессами.
3. K-TIG: K-TIG — это однопроходная сварка под ключ с полным проплавлением, выполняемая на нержавеющей стали, а также на титане, цирконии и никеле во время изготовления сосудов высокого давления или резервуаров. Эта технология предлагает огромные преимущества в производительности, стоимости и качестве, а также обеспечивает рентгеновское качество сварных швов с превосходной эстетикой крышки и корня. Сварка TIG с ключом (K-TIG) — это революционная технология, которая, в частности, гарантирует низкий уровень выпуклости сварного шва и низкую деформацию, отсутствие шлака или брызг, а также низкое энергопотребление.

Когда дело доходит до изготовления сосудов высокого давления, качество должно строго соблюдаться на каждом этапе производства. Сварка, как один из важнейших процессов, ничем не отличается. Любой дефект в сварке будет иметь плачевные последствия при вводе судна в эксплуатацию. Не только сварка, но и все остальные процессы изготовления сосудов, упомянутые ранее, должны выполняться с максимальной точностью. Именно поэтому вам следует подумать о партнерстве с сертифицированным производителем сосудов под давлением, таким как BEPeterson.Являясь производителем, сертифицированным по стандарту ISO 9001: 2015 и ASME, компания обеспечивает производство в соответствии со всеми директивами безопасности и стандартами качества.

11 марта 2021 г.

Вице-президент по развитию бизнеса Дэн Щурко присоединяется к подкасту, чтобы обсудить бизнес по производству сосудов высокого давления и сегментацию рынка. Кроме того, он дает обзор процесса продаж с точки зрения клиента.

5 типов сварки плавлением

Вы слышали о сварке плавлением? Как и другие сварочные процессы, он используется для соединения двух или более объектов с использованием тепла.Однако сварка плавлением уникальна своей способностью «плавить» соответствующие объекты. Если предположить, что объекты сделаны из одинаковых или похожих материалов, тепло, выделяемое сварочной установкой, расплавит их поверхности, тем самым позволяя объектам сплавиться вместе. С учетом сказанного, существует пять уникальных типов сварки плавлением, включая следующие.

# 1) Дуговая сварка

Самый популярный вид сварки плавлением — это дуговая сварка. Дуговая сварка оправдывает свое название, полагаясь на электрическую дугу для соединения двух или более объектов.С электрической дугой до 6000 градусов по Фаренгейту этот процесс сварки плавлением позволяет плавить даже самые твердые металлы. Кроме того, дуговая сварка может выполняться под водой, что делает ее идеальным решением для проектов морской сварки.

# 2) Лазерная сварка

Другой вид сварки плавлением — это лазерная сварка. Также известная как лазерная сварка, она включает использование светового излучения для получения тепла. Установка для лазерной сварки по существу обдувает поверхности излучаемым светом.С каждым ударом поверхность становится немного горячее. По мере того как предметы тают, они сливаются вместе.

# 3) Индукционная сварка

Помимо дуговой и лазерной сварки, существует процесс сварки плавлением, известный как индукционная сварка. Индукционная сварка отличается от всех других видов сварки плавлением, потому что это единственный метод, при котором нет прямого контакта между поверхностью объекта и источником тепла. При индукционной сварке намотанная катушка используется для создания магнитного поля, которое нагревает металл.Магнитное поле быстро нагревает металл, заставляя его плавиться и плавиться.

# 4) Кислородная сварка

Тип химической сварки плавлением, кислородно-топливная сварка, включает использование пламени для нагрева и соединения поверхностей с кислородом в качестве источника топлива. Огонь, конечно, нуждается в кислороде, на основе которого работает кислородно-топливная сварка. Кислород подпитывает огонь, создавая горячее пламя, превышающее 4500 градусов по Фаренгейту. При кислородно-топливной сварке обычно используется комбинация кислорода и горючего газа для создания горячего пламени для соединения объектов.

# 5) Сварка твердым реагентом

Наконец, сварка твердыми реагентами — это тип сварки плавлением, который основан на химических реакциях с определенными материалами для их соединения.