Почему для сварки металлов необходима очень высокая температура
Что электрический ток делает с проводником?
груз весом 600 ньютонов поднимают на высоту 2 м по наклонной плоскости длиной 10 м прикладывая силу f =150 ньютонов найти кпд наклонной плоскости
Помогите развернуть цепь,ибо не уверенна.
помогита очень срочно даю 30 балов!!!!!!!!!!!!!! Вопрос №1 ? 1 балл Из какого вещества должен быть изготовлен шарик, чтобы он тонул в глицерине? па … рафин лед дуб (сухой) мел Вопрос №2 ? 1 балл В какой жидкости будет плавать кусок олова? спирт вода жидкое олово ртуть Вопрос №3 ? 4 балла Льдина, имеющая форму призмы, плавает в воде, высовываясь наружу на 2 см. Какова масса льдины, если площадь ее основания равна 2000 см2? Плотность льда – 920 кг/м3 22 кг 46 кг 37 кг 13 кг Вопрос №4 ? 3 балла Какую силу надо приложить, чтобы поднять под водой камень массой 30 кг, объем которого 0,012 м3, g=10 Н/кг. В поле «Ответ» необходимо вписать значение в виде числа, без единиц измерения, градусов и тому подобное. Если ответ необходимо записать в виде десятичной дроби, то целую и дробную часть необходимо отделять запятой. Например: 15,5. Если в ответе получено отрицательное число, то в поле «Ответ» следует поставить «-», а после него, без пробелов, полученное значение. Например: -15. Ответ Вопрос №5 ? 3 балла Мальчик, масса тела которого 40 кг, держится на воде. Та часть тела, которая находится над поверхностью воды, имеет объем 2 дм3. Определите объем всего тела мальчика в м3, g=10 Н/кг. В поле «Ответ» необходимо вписать значение в виде числа, без единиц измерения, градусов и тому подобное. Если ответ необходимо записать в виде десятичной дроби, то целую и дробную часть необходимо отделять запятой. Например: 15,5. Если в ответе получено отрицательное число, то в поле «Ответ» следует поставить «-», а после него, без пробелов, полученное значение. Например: -15. Ответ
Снаряд, випущений з гармати під кутом 45º до
горизонту, впав на відстані 50 км від гармати.
З
якою швидкістю вилетів снаряд?
СРОЧНО! ПОМОГИТЕ! Струмінь води витікає із шланга під кутом 30º до горизонту з швидкістю 10 м/с. На якій відстані здійснюється поливання ?
СРОЧНО!!ПОМОГИТЕ! Струмінь води витікає із шланга під кутом 30º до горизонту з швидкістю 10 м/с. На якій відстані здійснюється поливання?
ПОМОГИТЕ ПРОШУ СРОЧНО! Сигнальна ракета вилетіла з ракетниці під кутом 45°до горизонту з початковою швидкістю 100м/с. Знайти найбільшу висоту і час пі … дйому ракети
який тиск створює лопата массою 2кг при копанні ,якщо до неї прикладається сила 300Н? довжина леза лопати 20см ,товщина 0,3мм
знайти тиск на підлогу кленового стільчика з 3 циліндричними ніжками, діаметр ніжки 3 см, висота 20 см. діаметр круглої кришки 25см, товщина 2 см. гус … тина деревени 0,71г/см3. знайти тиск на підлогу стільчика з дитиною масою 20кг????????
Почему при сварке металлов необходима очень высокая температура? прошу дать ответ простым и понятным языком, спасибо
Сила упругости — это производная от электромагнитных и гравитационных взаимодействий на молекулярном, атомарном, да и в общем квантовом уровнях.. . Упругость, как явление в макромире, может иметь место, лишь потому что в микромире частицы взаимодействуя между собой посредством электромагнитного и гравитационного (а также сильного и слабого ядерного взаимодействий, что являются, вместе с первыми двумя, фундаментальными) создают силы притяжения и отталкивания.. . И если серьезно предположить, что сила упругости исчезла бы, то это означало бы что и всё фундаментальное взаимодействие исчезло бы тоже.. . И в этом случае я не представляю ничего кроме абсолютного коллапса Вселенной, так как весь её смысл просто бы абстрагировался, в следствии нашего предположения.. . Типа так, в общем, моё мнение лишь)
В стакане меченых: M=p1*V1*Na/M=10^3*200*10^-6*6*1023/18*10^-3=10^25
В океане концентрация меченных n=N/V2=10^25/1,31*10^18=7,6*10^6
В стакане из океана N1=n*V1=7,6*10^6*200*10^-6=1520
X1=x2
5t-10=3t-4
2t=6
t=3
x1=5*3-10 x2=3*3-4
x1=5 x2=5
Rобщ=R1+R2=300 Ом, Iобщ=U/Rобщ=15/300= 0.
05 А, U1=0.05*100=5 В, U2=0.05*200=10B
Автогенная сварка и резка металлов
Этим пользуются для сварки ( автогенная сварка ) и резки металлов. [c.86]Водород н, Синтез аммиака, углеводородов, метанола, соляной кислоты и т.д. Применяется при автогенной сварке и резке металлов [c.260]
Развивающейся при горении ацетилена в смеси с кислородом высокой температурой (около 3000 °С) пользуются для автогенной сварки и резки металлов. На воздухе ацетилен горит белым пламенем, сильно коптящим вследствие неполного сгорания углерода. [c.498]
В больших количествах ацетилен применяется для автогенной сварки и резки металлов. [c.88]
А карбид кальция — вещество, открытое случайно при испытании новой конструкции печи Несколько лет назад карбид кальция СаСг использовали главным образом для автогенной сварки и резки металлов. При взаимодействии карбида с водой образуется ацетилен. Горение ацетилена в струе кислорода позволяет получать температуру почти 3000° С. В последнее время ацетилен, а следовательно, и карбид, все меньше расходуются для сварки и все больше — в химической промышленности. [c.306]
Ацетилен является исходным сырьем для многих производств. Галогенпроизводные на его основе — хорошие растворители уксусный альдегид, получаемый из ацетилена по реакции Куче-рова, перерабатывают в этиловый спирт и уксусную кислоту, а из винилхлорида, также полученного при участии ацетилена, производят высокомолекулярное соединение — поливинилхлорид. Присоединение к ацетилену циановодорода приводит к образованию акрилонитрила, полимер которого идет на производство волокна нитрон. Ацетилен используют также в производстве простых и сложных эфиров, полимеры которых применяют в медицине, лакокрасочной промышленности, в производстве пластмасс, в автогенной сварке и резке металлов либо в смеси с кислородом, либо вместе с кислородом и водородом.
Такие смеси при горении развивают очень высокую температуру (до 2800 °С). [c.257]
Ацетилен используется для автогенной сварки и резки металлов, он сгорает в кислороде, выделяя большое количество теплоты (температура пламени достигает 3500 °С). [c.332]
К достоинствам процесса электролиза воды относится также одновременное получение кислорода, находящего разнообразное применение в различных отраслях народного хозяйства — для интенсификации доменного процесса, для плавления платины, кварца и других тугоплавких материалов, при автогенной сварке и резке металлов, где необходимы температуры выше 2000° С. Кислород широко используется также в химической промышленности в производстве азотной, серной, уксусной кислот, метанола, формальдегида, в процессах газификации углей, конверсии метана и др. Жидкий кислород употребляется для достижения низких температур, приготовления некоторых видов взрывчатых веществ. Чистый кислород используется в медицине для улучшения затрудненного дыхания, при отравлениях окисью углерода, углеводородными газами и т. д. Важное значение приобрело обеспечение кислородом людей, находящихся в герметичных помещениях, в космических кораблях, выполняющих подводные и различные спасательные работы. [c.10]
Для наполнения аэростатов, шаров-пилотов для гидрогенизации жиров, гидрирования ароматических углеводородов, нефтепродуктов, углей, смол для автогенной сварки и резки металлов как восстановитель в производстве органических полупродуктов и красителей [c.135]
Ацетилен — бесцветный газ, очень ядовит. Смесь его с воздухом или кислородом при поджигании сильно взрывает. В сжатом виде, особенно в жидком состоянии, взрывает даже от слабого толчка. Поэтому его хранят и перевозят в виде раствора в ацетоне. На воздухе горит ярким сильно коптящим пламенем. В струе кислорода сгорает без копоти и дает пламя с очень высокой температурой (2800°С). Ацетиленово-кислородное пламя применяют в автогенной сварке и резке металлов.
[c.246]
Оборудование для автогенной сварки и резки металлов, [c.137]
Так как при сгорании ацетилена, особенно в кислороде, развивается очень высокая температура (даже более высокая, чем при сгорании водорода), то ацетилен-кислородным пламенем широко пользуются для автогенной сварки и резки металлов. [c.94]
Попробуйте подсчитать, сколько процентов углерода содержится в молекуле метана СН4 или этана СаН и в молекуле ацетилена СгН 2. Вам станет ясно, почему метан и этан горят несветящимся пламенем, а ацетилен в обычных условиях горит светящимся и даже коптящим пламенем. При сжигании ацетилена в специальных горелках, в которые вместо воздуха подводится кислород, развивается очень высокая температура. Это широко используется в технике при так назы ваемой автогенной сварке и резке металлов.
Применяют для заполнения аэростатов, шаров-пилотов, а в промышленности—для гидрогенизации жиров, гидрирования ароматических углеводородов, нефтепродуктов, углей и смол для автогенной сварки и резки металлов как восстановитель в производстве органических полупродуктов и красителей в производстве металлического порошка из окалины и др. [c.53]
Ацетилен широко применяется для автогенной сварки и резки металла. Креме того, он служит важным сырьем для производства синтетического каучука и многих других органических веществ. [c.77]
Ацетилен нашел широкое применение для автогенной сварки и резки металлов, а также в химической промышленности для получения ряда веществ уксусной кислоты, синтетического каучука, пластических масс, различных растворителей и т. д.
Наиболее массовое применение кислород находит в автогенной сварке и резке металлов. При помощи кислородного резака вручную или специальными автоматами можно легко сверлить и разрезать толстую стальную броню, рельсы или стальные слитки. Кислородный резак в принципе — та же автогенная горелка.
[c.222]
Но в смеси с кислородом он горит ярким пламенем с температурой около 3000° С. Кислородно-ацетиленовое пламя используют для автогенной сварки и резки металлов.
На практике смесь ацетилена с кислородом используется для автогенной сварки и резки металлов, при этом развивается очень высокая температура (3000 °С).-Процесс горения можно выразить уравнением [c.51]
В дальнейшем было установлено, что раство ры ацетилена (обычно пользуются раствором ацетилена в ацетоне при 1 от 1 л ацетона растворяет 25 л ацетилена обычное давление в ацетиленовых бомбах—12—15 ат), особенно в присутствии пористых веществ, практически совершенно безопасны. Однако пока преодолевались все эти препятствия, на рынке появились более сильные конкуренты в виде газокалильного света и электрической лампочки накаливания. С 1906 г. ацетиленом начинают пользоваться для автогенной сварки и резки металлов.
Ацетилен применяют для получения ряда органических соединений, в частности одного из видов синтетического каучука, а также для автогенной сварки и резки металлов. [c.369]
Значительное количество ацетилена (а также и карбида кальция) потребляется для автогенной сварки и резки металлов в смеси с кислородом температура такого пламени доходит до 3000° С и выше. При этом ацетилен получается обычно на месте потребления в переносных генераторах, работающих по мокрому способу , а иногда доставляется в баллонах в виде раствора его в ацетоне, которым пропитывается пористая масса (пемза, силикагель, древесный уголь и т. д.). Давление в баллоне доходит до 16 ат (при 20° С).
Жидкий кислород применяют в реактивных двигателях, в автогенной сварке и резке металлов, причем последнюю операцию можно производить и под водой. С зажженным на воздухе резаком водолаз спускается в веду вода охлаждает пламя, но не гасит его. [c.152]
Благодаря высокой температуре горения ацетилен в смеси с кислородом используется для автогенной сварки и резки металлов.
При горении ацетилена в кислороде температура пламени достигает 3000°, что обусловило широкое применение ацетилена для автогенной сварки и резки металлов. Однако с развитием электросварки использование ацетилена при сварных работах значительно сократилось. [c.443]
Так как этилен получается в качестве побочного продукта при крекировании нефти, то он представляет дешевое сырье и широко используется в технике, например при производстве винного спирта, этиленгликоля, иприта. Применяют его также вместо ацетилена при автогенной сварке и резке металлов. Этилен употребляют для ускорения вызревания лимонов. [c.42]
Для автогенной сварки и резки металлов пользуются специальной горелкой, содержащей три вставленные друг в друга трубки. Ацетилен входит по средней трубке, кислород — по обеим крайним, благодаря чему достигается лучшее перемешивание газов. Кислород поступает из содержащих его баллонов, а ацетилен или получают на месте работы, или выделяют из раствора его в ацетоне. Под давлением 12 ат 1 объем ацетона растворяет 300 объемов iHj, под обычным давлением — только 25. Поэтому при открывании крана у баллона с таким раствором из него выделяется ток jHj. Содержащие его баллоны имеют белую окраску с красной надписью Ацетилен .
При сжигании метана выделяется большое количество тепла. Этот газ (например, в виде приролного газа) можно с успехом применять для освещения и отопления, взамен ацетилена при автогенной сварке и резке металлов, а также в виде моторного топлива. Большое значение приобретает так ке химическая переработка метана (рис. 10).
С водородом углерод дает множество различных соединений (их насчитывают тысячами). Простейшее из них метан СН4. Входит в состав (до 97/о) природного газа. Как и ацетилен, горюч, взрывоопасен. В смеси с воздухом самовоспламеняются при температурах метан при 537° С и ацетилен — при 335° С.
Метан широко используется (в виде природного газа) как топливо в промышленности и в быту, ацетилен—-в автогенной сварке и резке металлов. Оба газа (СН4 и С2Н2) широко используются как исходное сырье в химической промышленности. [c.417]
Применение. Ацетилено-кислородное пламя используют для автогенной сварки и резки металлов. Кроме того, из ацетилена получают уксусную кислоту, этиловый спирт, растворители, изоляционные материалы ацетилен применяется для синтеза пластических масс, искусственного каучука и ароматических углеводородов. [c.44]
Наиболее массовое применение кислород находит в автогенной сварке и резке металлов. При помощи кислородного резака вручную нли специальными автоматами можно легко сверлить и разрезать толстую стальную броню, рельсы или стальные слитки. Кислородный резак в принципе — та же автогенная горелка. В нее подается через добавочную трубку сильный ток кислорода, после того как сталь в нужном месте достаточно раскалена кислородно-ацетиленовым пламенем. Эта кислородная струя и прожигает сталь, выбрасывая расплавленный окисел железа Реа04 из прожигаемого отверстия или узкой щели в виде брызг — искр , [c.158]
При помощи водородо-кислородного, а особенно ацети-лено-кислородного пламени производятся автогенная сварка и резка металлов пламенем. Для последней цели металл сначала нагревают пламенем, а зате.м сжигают в намеченном месте, вводя в пламя избыток кислорода. [c.79]
Ацетилен Н—С=С—Н. В обычных условиях — газ с темп. кип. —83,8° С, без запаха (технический ацетилен имеет неприятный запах, обусловленный присутствием примесей). Ацетилен горит светящимся и сильно коптящим пламенем. С воздухом образует взрывчатую смесь. Он играет очень важную роль в народном хозяйстве. Ацетилено-кислородным пламенем (которое имеет температуру около 3500° С) широко пользуются для автогенной сварки и резки металлов. Ацетилен в больших количествах применяется для промышленного синтеза многочисленных органических продуктов.
[c.58]
Автогенная сварка и резка металлов. Виды сварки и резки могут быть классифицированы по видам газов, которые используются при производстве этих работ 1) ацетилено-кислородная, [c.4]
Ацетилен С2Н2. Из всех ацетиленовых углеводородов наибольшее значение имеет ацетилен. Он широко используется в автогенной сварке и резке металлов либо в смеси с кислородом, либо вместе с кислородом и водородом. Такие смеси при горении развивают очень высокую температуру [c.73]
Наиболее распростраьокиой взрывоопасной примесью воздуха является ацетилен, что саяьгно с широким применением его для автогенной сварки и резки металла. Взрывоопасность ацетилена обусловлена такими его физико-химическими свойствами, как неустойчивость и активность. Обычно концентрации ацетилена в воздухе находятся на уровне 0,001—0,5 см /м и зависят от взаимного расположения места забора воздуха и ацетиленовых станций, переносных ацетиленовых генераторов, сварочных постов и цехов, мест храненин карбида кальция, захоронения его шлама и ряда других факторов, в отдельных неблагоприятных случаях концентрация ацетилена в воздухе может возрастать до 1—3 см /м , а иногда и более. [c.17]
Особенности сварки сплавов различных металлов
Сварка бронзы
Например, если говорить о сварке между собой двух бронзовых изделий, то она имеет некоторые особенности, которые в свою очередь напрямую связаны со структурой этого сплава, в состав которого входят медь, олово, цинк, свинец и другие металлы. Именно благодаря различным примесям, сварка бронзы является достаточно трудоёмким процессом, а отдельные вещества при сварке бронзы просто-напросто выгорают, что в итоге приводит к пористости шва, и в конечном итоге влияет на прочность такого сварного соединения.
Проблему можно решить, используя для этой цели сварочные прутки, состав которых очень близок составу свариваемых деталей. Сварочная кромка должна быть предварительно зачищена, а сам процесс сварки должен быть непрерывным и быстрым.
Также свариваемые бронзовые детали должны быть непосредственно перед сваркой разогреты до температуры в триста градусов. Только так можно добиться прочности и качества сварного шва. Полученный шов можно также слегка проковать. Поэтому сварщик таких материалов должен обладать надлежащей высокой квалификацией.
Сварка латуни
Латунь является сплавом меди и цинка. И в процессе сварки этого сплава также возникает целый ряд проблем, о котором прекрасно осведомлены все сварщики, когда-либо имевшие дело с медью. Основная проблема — высокая теплопроводность данного сплава. И когда в процессе сварки он нагревается и начинает плавиться, очень активно идёт испарение цинка, который в свою очередь вступает в реакцию с воздухом и образуются ядовитые оксиды цинка. Для того, чтобы снизить подобные негативные факторы, для сварки применяются различные присадочные материалы и флюсы, имеющие в своём составе кремний. До начала сварки латунных деталей также необходимо провести зачистку кромок, после чего они обрабатываются раствором азотной кислоты, промываются обычной водой и вытираются насухо. Сварка должна быть непрерывной, и в её процессе также используются присадочные прутки. Полученный сварной шов необходимо проковать.
Сварка чугуна
Газовая сварка чугуна в нынешнее время применяется исключительно для проведения необходимого ремонта чугунных изделий, то есть путём сварки можно отремонтировать выполненные методом литья сломанные чугунные детали, а также заполнить образованные в процессе литья раковины и другие внешние дефекты. Можно предварительно подогревать перед сваркой чугунные детали, а можно обойтись и без этого, а сам подогрев может быть как местным, так и общим. В том случае, если подогрева не происходит, сварку называют холодной, ну и соответственно при использовании подогрева метод носит название горячего. Полугорячим методом называется метод сварки с местным подогревом.
Для того, чтобы научиться правильно сваривать чугунные детали, стоит знать некоторые его качества и свойства.
Когда происходит быстрый нагрев и последующее охлаждение чугунной детали, в ней образуются внутренние напряжения, которые очень часто становятся причинами разрывов и трещин. Помимо этого, быстрое охлаждение детали из чугуна приводит к тому, что она белеет, и полученный в итоге сварки шов невозможно будет обработать любым режущим инструментом. В то же время, находясь в расплавленном состоянии, чугун очень быстро окисляется, что приводит к образованию окислов, которые имеют гораздо большую температуру плавления, чем температура плавления чугуна.
Едва нагревшись, чугун тут же переходит в жидкое состояние, а когда он охлаждается, то очень быстро принимает состояние твёрдого тела. В связи с этим в процессе сварки часто возникает такая ситуация, когда газы просто не успевают улетучиться из сплава, и это в итоге становится причиной пористости шва. Температура плавления чугуна гораздо ниже температуры плавления стали, и из-за этого сварку чугуна рекомендуется проводить только лишь в нижнем положении. Наконечник для такой сварки подбирается в соответствии с условием расхода ацетилена 100-120 л/час на каждый миллиметр толщины металла, а пламя при сварке выставляется таким образом, чтобы оно было либо нормальным, либо с небольшим преобладанием ацетилена. Если выставить окислительное пламя, то это приведёт к тому, что в значительных количествах будет выгорать кремний и марганец, и в итоге в сварном шве будут присутствовать вкрапления белого чугуна. В качестве присадочного материала для сварки чугуна служат всё те же чугунные стержни длиной 400-700 мм при толщине в 6-12 мм. Они обязательно должны обладать чистой поверхностью.
В процессе сварки будут образовываться окислы железа, марганца и кремния, которые необходимо вовремя удалять, для чего и применяют порошкообразный флюс, состоящий на 50% из азотнокислого натрия, на 23% — из прокаленной буры и на 27% — из углекислого натрия. Можно также ограничиться просто измельчённой прокаленной бурой. Когда толщина свариваемого изделия превышает 10 мм, то перед сваркой необходимо предварительно выполнить скос кромок, что способствует недопущению непровара.
В большинстве случаев сварщики ограничиваются скашиванием кромки лишь с одной стороны. Также можно выполнить и подготовку кромок в виде буквы Х, но это не всегда выполнимо, так как очень часто невозможно подобраться к кромкам, расположенным с обратной стороны свариваемой детали.
Выбор способа сварки деталей из чугуна обуславливается сложностью свариваемой конструкции, а также местом расположения устраняемого дефекта, толщиной стенок детали и её габаритными размерами. Предпочтение холодной сварке отдаётся лишь в том случае, когда есть возможность для детали при сварке свободно расширяться. Если же металл не может свободно расшириться в месте его сварки, выбирают полугорячий способ, а саму деталь заранее подогревают в таком месте, подогрев которого в итоге приводит к расширению кромок.
Изделия, обладающие достаточно сложной формой, отверстия, сечения стенок и рёбра свариваются лишь только после полного прогрева детали до температуры в 500-600 градусов, именно так можно избежать появления в этих деталей трещин, которые становятся следствием неравномерного нагрева или охлаждения. В качестве примера таких деталей можно упомянуть цилиндровые крышки автотракторных двигателей, цилиндры нефтяных насосов с трещинами между перемычками, блоки ДВС и корпуса насосов и т. д. Эти детали необходимо медленно и тщательно подогревать для достижения равномерного прогрева.
Подводя итог, хочется отметить, что способ сварки напрямую обуславливается свойствами свариваемого сплава, и в каждом конкретном случае необходимо учитывать все возникающие нюансы. А эта статья поможет вам определиться с самым оптимальным вариантом в той или иной ситуации.
Все статьи →
Как сделать электродуговую сварку – советы по самостоятельному ремонту от Леруа Мерлен в Твери
1
Виды электродуговой сварки
Сварочный аппарат для электродуговой сварки
Электродуговая сварка позволяет произвести сварку благодаря сплавлению одинаковых по составу металлов при чрезвычайно высокой температуре (3000°C и выше), создаваемой электрической дугой. |
Дуга появляется в результате прохождения электрического тока между электродом и свариваемыми деталями.Электрод – это металлический стержень со специальным покрытием. На окончании электрода (около 15 мм от края) отсутствует покрытие, что позволяет установить электрический контакт.
РУТИЛОВЫЕ | ОСНОВНЫЕ |
|---|---|
для мелких ремонтных работ | для соединений, требующих высокой механической прочности (например, для металлической несущей конструкции крыш) |
Высокая температура приводит к плавлению металла электрода и краев соединяемых деталей. В результате плавления образуется сварной шов.
Электродуговая сварка подходит для следующих видов работ:
- изготовление крупных металлических конструкций,
- слесарное дело,
- соединение крупных металлических деталей или деталей толщиной более 1,5 мм
Она имеет следующие преимущества:
- экономичность,
- высокая прочность сварочных швов,
- возможность сварки обычной, нержавеющей стали и алюминия,
- возможность ремонта изделий из чугуна.
2
Рекомендации
1. Подготовьте соединяемые детали, хорошо зачистив их с помощью металлической щетки. 2. Соедините края деталей, желательно на ровной плоскости, и придерживайте их с помощью ручных тисков, чтобы они оставались неподвижными в процессе сварки. 3. Для защиты от ультрафиолетового излучения используйте защитную одежду (перчатки, рабочая одежда, защитная маска). |
4.
Выберите подходящий диаметр электрода в зависимости от вида работ (см. приведенную ниже таблицу). Вставьте оголенную часть электрода в держатель и зафиксируйте его. Отрегулируйте силу тока сварочного аппарата в зависимости от диаметра электрода (см. приведенную ниже таблицу).
5. Отрегулируйте силу тока сварочного аппарата в зависимости от диаметра электрода (см. приведенную ниже таблицу).
Безопасность |
Свариваемые X | Толщина металла (в мм): | Необходимая сила тока (в Амперах): | Диаметр электрода (в мм): |
|---|---|---|---|
Мягкая сталь | 1,5 | 40-60 | 1,6 |
Нержавеющая сталь | 1,5 и более | 80-100 | 2,5 |
Чугун | 3 и более | 80-100 | 2,5 |
3
Выполнение электродуговой сварки
1.
Подключите сварочный аппарат к розетке с заземлением и проверьте напряжение.
2. Зафиксируйте щипцы массы на одной из двух свариваемых деталей. | |
3. Потрите краем электрода в том месте, где должна быть выполнена сварка. В результате этого трения образуется дуга, которая хорошо заметна благодаря появившимся искрам. | |
4. После появления дуги поднесите электрод к краю детали на расстояние 2 или 3 мм и начните сварку. Длина дуги (то есть расстояние между электродом и свариваемой деталью) должна быть постоянной и приблизительно равной диаметру электрода. | |
5. Выполняйте сварку, наклонив электрод под углом 60° и двигая им по направлению к себе. Сохраняйте постоянную скорость, удерживая постоянный зазор от 2 до 3 мм. Опускайте руку по мере плавления электрода для того, чтобы компенсировать его длину. | |
6. Выберите скорость продвижения таким образом, чтобы ширина полученного сварного шва (значение S) превосходила в 1,5-2 раза диаметр электрода (значение Е) |
7. Дайте сварному шву остыть.
Во время плавки металлов образуется агломерат металлических шлаковых включений, который защищает сварной шов во время остывания.
8. Затвердевший агломерат шлаковых включений необходимо очистить путем отбивания и зачистки металлической щеткой. Отбейте его молотком и удалите осколки с помощью металлической щетки. Используйте защитные очки для защиты глаз от осколков. |
Безопасность |
Во избежание поражения электрическим током не работайте в сырой или влажной одежде.3
Особые случаи
Сварка деталей под углом
1. Перед началом окончательной сварки сделайте предварительную сварку в нескольких точках для того, чтобы зафиксировать детали.
2. Ориентируйте электрод так, как это показано на приведенной схеме. | |
3. Выполните сварку. |
Сварка толстых деталей
1. Перед сваркой очень толстых деталей (более 6 мм) необходимо с помощью напильника или шлифовальной машины сточить на них фаски для того, чтобы между ними образовался зазор. | |
2. Выполняйте сварку в несколько этапов, чтобы заполнить зазор между деталями. |
Полезные советы Храните электроды в сухом месте. Если во время сварки на деталях проплавляются отверстия, необходимо понизить силу тока на сварочном аппарате. Из соображений безопасности НИКОГДА не используйте обычные цветные стекла, используйте только СПЕЦИАЛЬНЫЕ ФИЛЬТРУЮЩИЕ СТЕКЛА. |
ее преимущества и области применения
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Каковы преимущества и недостатки технология газовой сварки металлов
- Какие материалы и оборудование используются в технологии газовой сварки металлов
- Как осуществляется газовая сварка металлов
Газовая сварка и резка используются в быту и в промышленности для соединения деталей металлических конструкций. Это происходит благодаря технологическому процессу, во время которого горючее газовое вещество с содержащимся в нем чистым кислородом под воздействием высокой температуры склеивает края поверхностей, изготовленных из металла.
Расстояние между кромками заполняется расплавленным материалом, получаемым из присадочной проволоки. О том, что представляет собой технология газовой сварки металлов, каковы ее преимущества и недостатки, где она применяется и каким образом осуществляется, читайте далее.
Краткое описание технологии газовой сварки металлов
Технология газовой сварки цветных и прочих металлов предполагает нагревание краев свариваемых поверхностей и присадочного материала (электродной части) при помощи высокотемпературного пламени сварочного газа.
Принимая жидкое состояние, металл формирует сварочную ванну – такое название носит область, которая защищена пламенем и за счет газовой среды вытесняет воздух. После медленного остывания и затвердевания расплавленного металла образуется сварочный шов.
Технология газовой сварки и резки металлов заключается в использовании смеси какого-либо горючего газа и чистого кислорода, который играет роль окислителя. Самая высокая температура (от +3200 до +3400 °С) достигается, если сварочный процесс выполняется с применением ацетилена, получаемого в результате химической реакции карбида кальция с обычной водой непосредственно в процессе сварки. Второе место по температурному режиму занимает пропан, температура горения которого может доходить до +2800 C.
Гораздо реже в технологии газовой сварки металлов пользуются:
- метаном;
- водородом;
- парами керосина;
- блаугазом.
Для всех альтернативно используемых газов характерна более низкая температура горения в сравнении с ацетиленом, именно поэтому они реже находят применение в процессе выполнения сварочных работ. Альтернативные газы больше подходят для сварки цветных металлов, таких как медь, латунь, бронза и др., имеющих небольшую температуру плавления.
Технология газовой сварки металлов имеет широкое применение как в промышленных масштабах, так и в быту. С ее помощью изготавливают и ремонтируют стальные изделия толщиной от 1 до 3 мм; сваривают емкости и резервуары, имеющие небольшую вместимость, заваривают трещины, вваривают заплаты и т.
п.
Не обойтись без сварочных работ и в случае выполнения ремонта литых изделий, изготовленных из чугуна, бронзы, силумина; она необходима для сварки стыков труб с малыми и средними диаметрами; для изготовления предметов из алюминия и его сплавов, меди, латуни и свинца; газовая сварка используется при изготовлении узлов конструкций из тонкостенных труб; для наплавки латуни на чугунные или стальные детали; для соединения ковкого и высокопрочного чугуна, если применяются присадочные латунные или бронзовые прутки, при низкотемпературной сварке чугуна.
Такая технология подходит для сварки практически всех металлов, которые находят применение в технике. При работе с чугуном, медью, латунью, свинцом целесообразнее прибегать не к дуговой, а к газовой сварке.
Технология газовой сварки тонколистового металла обладает определенными особенностями, лежащими в основе как ее преимуществ, так и недостатков. Именно эти особенности делают ее отличной от электродугового способа соединения элементов деталей и конструкций.
Преимущества и недостатки технологии газовой сварки металлов
p>К неоспоримым достоинствам технологии газовой сварки металлов можно отнести следующее:
- Такая технология сварочных работ не предполагает применения сложного оборудования (включая сварочный инвертор или полуавтоматический аппарат).
- Не возникает сложностей с приобретением расходных материалов, необходимых для выполнения сварочных работ.
- Газосварочные работы (включая газовую сварку труб) не предполагает использования мощного источника энергии, а в ряде случае не возникает необходимости и в специальных защитных средствах.
- Еще одним достоинством этого типа сварки является простота регулирования самого сварочного процесса. Благодаря возможности установки необходимой мощности пламени горелки легко контролировать уровень нагрева металла.
Рекомендовано к прочтению
Впрочем, для газовой сварки характерно и наличие определенных недостатков:
- При выполнении работ по технологии электродуговой сварки металлы нагреваются быстро, в процессе газосварочных работ, наоборот, очень медленно.
- Зона тепла, формируемая при использовании газовой горелки, весьма обширна.
- Тепло, которое создается за счет газовой горелки, сложно поддается концентрации, оно более рассеянное в сравнении с теплом, получаемым при электродуговом методе.
- Газовая сварка металлов является более дорогим способом соединения металлов в сравнении с электродуговой. Кислород и ацетилен, используемые в процессе сварочных работ, по цене существенно превышают стоимость электричества, которое необходимо для того, чтобы приварить однотипные детали.
- Поскольку при использовании технологии газовой сварки металлов концентрация тепла невысока, то скорость, с которой соединяются толстые металлические элементы также будет низкой.
- Газовую сварку сложно автоматизировать. Механизации поддается только процесс сваривания тонкостенных труб или резервуаров, для выполнения которого применяется многопламенная горелка.
Материалы, используемые при газовой сварке металлов
При выполнении работ по газовой сварке металлов необходимо использовать различные типы газов, выбор которых обуславливается определенными факторами.
Чаще всего газосварочные работы проводятся с использованием кислорода, характеризующегося отсутствием цвета и запаха. Этот газ выступает катализатором, благодаря которому активируются процессы плавления материалов, нуждающиеся в соединении или разрезании.
Хранить и транспортировать кислород необходимо в специальных баллонах, в которых он находится под постоянным давлением. Поскольку при контакте с техническим маслом газ может самопроизвольно воспламениться, возникновение подобных ситуаций следует полностью исключить. Кислородные баллоны хранятся в помещениях, которые хорошо защищены от источников тепла и солнечного света.
Для получения сварочного кислорода используют специальные устройства, позволяющие выделять его из обычного воздуха. Кислород может быть трех типов в соответствии со степенью своей чистоты – высшего (99,5 %), первого (99,2 %) и второго (98,5 %) сортов.
Технология газовой сварки и резки металлов позволяет также выполнять работы с помощью бесцветного газа ацетилен C2H2. Однако определенные условия (давление, превышающее 1,5 кг/см2 и температура более +400 °С) могут спровоцировать его самопроизвольный взрыв. Ацетилен получается в результате взаимодействии карбида кальция и воды.
Среди преимуществ использования ацетилена в процессе газовой сварки металлов следует отметить температуру его горения, позволяющую с легкостью выполнять данный процесс. В то время как при применении более дешевых альтернативных газов (включая водород, метан, пропан, керосиновые пары) добиться получения столь высокой температуры не удастся.
Выполнение газовой сварки металлов невозможно без проволоки и флюса. Эти материалы необходимы для формирования сварочного шва со всеми присущими ему характеристиками. Используемая в сварочном процессе проволока должна быть чистой, существенное значение имеет отсутствие коррозии и остатков краски на ее поверхности. В ряде случаев проволоку можно заменить полоской того же металла, что и свариваемый.
Защитить сварочную ванну от воздействия внешних факторов можно при помощи специального флюса. В этом качестве используют борную кислоту и буру, которыми обрабатывают свариваемую или разрезаемую поверхность, либо используемую в процессе работ проволоку. Во флюсе нет необходимости, если речь идет о соединении углеродистой стали, но технология газовой сварки металлов – алюминия, меди, магния и их сплавов – требует обеспечения подобной защиты.
Оборудование для газовой сварки металлов
Выполнение работ, связанных со свариванием и резкой металлов предполагает, что в процессе будет использоваться определенное оборудование.
Водяной затвор. За счет водяного затвора обеспечивается защита отдельных элементов оборудования (генератора ацетилена, труб) от обратной тяги пламени из горелки.
При проведении работ, связанных со сваркой металлов, затвор должен быть заполнен водой до определенного уровня и располагаться между газовой горелкой и генератором ацетилена.
Баллон, в котором содержится газ. Процесс соединения металлов при помощи сварки предполагает использование баллонов с газом, которые окрашивают в различные цвета, в зависимости от того, каким именно газом они заполнены.
Поскольку газ не должен контактировать с компонентами краски, верхняя часть баллонов не окрашивается. Помимо этого, емкости с ацетиленом не оснащаются медными вентилями, поскольку они могут стать причиной самопроизвольного взрыва газа.
Редуктор. Необходим для того, чтобы снизить давление газа на выходе из баллона.
Редукторы могут быть двух видов – прямого и обратного действия. При выполнении сварочных работ с использованием сжиженного газа необходимы модели с оребрением, предотвращающие вымерзание газа при выходе из баллона.
Специальные шланги. Провести сварочные работы не получится без применения специальных шлангов, при помощи которых передаются газ и горючие жидкости. Используемые при сварке шланги маркируются в соответствии с определенной классификацией. Если давление в процессе работы составляет менее шести атмосфер, то используются шланги, обозначенные красной полосой; подача горючих жидкостей осуществляется через шланги, промаркированные желтым цветом; в случае, если давление достигает двадцати атмосфер, то применяют шланги, промаркированные синей полосой.
Горелка. Смешивают и воспламеняют газы в процессе работы с помощью инжекторных либо безынжекторных горелок.
Для классификации горелок используют их мощность, определяемую в соответствии с количеством газа, который пропускается за единицу времени. В соответствии с этой классификацией горелки могут быть большой, средней, малой и микромалой мощности.
Специальный стол. При проведении газосварочных работ необходимо пользоваться специально оборудованным местом, называемым постом. Он представляет собой стол, у которого имеется поворотная или фиксированная столешница, а также система вытяжной вентиляции и отделения для хранения вспомогательного оборудования, что позволяет существенно облегчить работу сварщика.
Различные техники выполнения газовой сварки металлов
На технику газовой сварки существенное влияние оказывают такие факторы, как специфика свариваемых металлов и сплавов, форма деталей, направление шва и др.
Газовая сварка предназначена, в первую очередь, для соединения чугунных деталей и элементов из цветных металлов, лучше поддающихся этому типу обработки в отличие от электродугового. Наименее эффективна газовая сварка при работе с легированной сталью – низкий коэффициент теплопередачи приводит к тому, что детали коробятся в процессе работы.
Существует несколько методик газовой сварки. Помимо распространенных «правой» и «левой» технологий, используют требующие большого мастерства сварку валиком, применение ванночек и многослойную сварку.
При «правой» газовой сварке металлов мастер двигает пламя газовой горелки в направлении слева направо, присадка в таком случае следует за огненной струей.
При такой технологии газовой сварки металлов пламя направлено на конец проволоки, а шов ровно заполняется расплавленным составом (ровности шва способствует более низкая температура плавления присадки в сравнении с основным материалом).
Чаще всего применяют «левый» способ газовой сварки, при котором движения направлены в обратную сторону. Горелку двигают справа налево, присадку направляют ей навстречу. Такая технология более простая, однако с ее помощью можно сваривать только тонкие листы металла. Но при этом расход присадочной проволоки и горючего газа возрастает.
Весьма трудоемкой является сварка валиком, которая подходит только для работы с листовым материалом. В результате формируется шов в форме валика, с высоким качеством, но при этом без появления шлака, пор и воздушных лакун.
Высокая квалификация мастера необходима для выполнения сварки ванночками. Этот способ предполагает, что присадочная проволока будет укладываться в шов по спирали, проходя сквозь разные участки пламени. При этом каждый новый виток спирали слегка перекрывает тот, что расположен ниже.
С помощью такой технологии сварки соединяют листы из низкоуглеродистых сталей.
Многослойная сварка относится к наиболее сложным в технологическом плане методам соединения элементов. В этом случае один слой металла наплавляется на другой, с прогреванием при этом всех нижележащих слоев. В процессе многослойной сварки очень важно контролировать расположение стыков швов разных пластов металла, не допуская, чтобы они располагались друг под другом.
Каждый из названных вариантов газовой сварки предполагает использование разного рода флюсов, предпочтение конкретному их виду зависит от того, с какими материалами работает мастер. Задача флюсов заключается в защите поверхности шва от появления окислов, отрицательно сказывающихся на его качестве.
Почему следует обращаться к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
описание, длина дуги и условия ее появления
Сама по себе сварочная дуга — это электрический разряд, который существует достаточно долго. Находится он между электродов под напряжением, расположенных в смеси газов и паров. Основные характеристики сварочной дуги — температура и довольно высокая, а также большая плотность тока.
Общее описание
Возникает дуга между электродом и металлической заготовкой, с которой ведется работа. Образование данного разряда возникает из-за того, что происходит электрический пробой воздушного промежутка. Когда возникает такой эффект, происходит ионизация молекул газа, повышается не только его температура, но и электропроводность, сам газ переходит в состояние плазмы. Сварочный процесс, а точнее горение дуги, сопровождается такими эффектами, как выделение большого количества тепла и световой энергии. Именно из-за резкого изменения этих двух параметров в сторону их большого увеличения происходит процесс плавления металла, так как в локальном месте температура увеличивается в несколько раз. Совокупность всех этих действий и называется сваркой.
Свойства дуги
Для того чтобы появилась дуга, необходимо кратковременно прикоснуться электродом к заготовке, с которой нужно работать. Таким образом происходит короткое замыкание, вследствие которого появляется сварочная дуга, температура ее довольно быстро растет. После касания необходимо разорвать контакт и установить воздушный зазор. Так можно подобрать необходимую длину дуги для дальнейшей работы.
Если разряд получится слишком коротким, то, возможно, что электрод прилипнет к обрабатываемому материалу. В этому случае плавка металла будет проходить слишком быстро, а это вызовет образование наплывов, что крайне нежелательно. Что касается характеристик слишком длинной дуги, то она неустойчива в плане горения. Температура сварочной дуги в зоне сварки в таком случае также не будет достигать требуемого значения. Довольно часто можно увидеть кривую дугу, а также сильную неустойчивость, когда работа проводится сварочным агрегатом промышленного назначения, особенно если ведется работа с деталями, имеющими большие габариты.
Это часто называют магнитным дутьем.
Магнитное дутье
Суть такого метода состоит в том, что сварочный ток дуги способен создать небольшое магнитное поле, которое вполне может вступить во взаимодействие с магнитным полем, которое создается током, протекающим сквозь обрабатываемый элемент. Другими словами, отклонение дуги происходит за счет того, что появляются некоторые магнитные силы. Этот процесс называется дутьем потому, что отклонение дуги со стороны выглядит так, будто оно происходит из-за сильного ветра. Реальных способов избавиться от этого явления нет. Для того чтобы минимизировать влияние этого эффекта, можно пользоваться укороченной дугой, а сам электрод должен быть расположен под определенным углом.
Структура дуги
В настоящее время сварка — это процесс, который разобран достаточно детально. Благодаря этому известно, что существует три области горения дуги. Те участки, которые прилегают к аноду и катоду, соответственно анодный и катодный участок. Естественно, что температура сварочной дуги при ручной дуговой сварке также будет отличаться в этих зонах. Существует третий участок, который находится между анодным и катодным. Это место принято называть столбом дуги. Температура, необходимая для плавления стали, примерно 1300-1500 градусов по Цельсию. Температура столба сварочной дуги может достигать 7000 градусов по Цельсию. Хотя здесь справедливо будет отметить, что она не полностью передается на металл, однако и того значения хватает, чтобы успешно плавить материал. Есть несколько условий, которые необходимо создать, чтобы обеспечить стабильную дугу. Необходим стабильный ток с силой около 10 А. При таком значении можно поддерживать стабильную дугу с напряжением от 15 до 40 В. Стоит отметить, что значение тока в 10 А минимальное, максимальное может достигать 1000 А. Распределение напряжения по участкам неравномерно и больше всего оно в анодном и катодном. Падение напряжение также происходит в дуговом разряде. После проведения определенных экспериментов было установлено, что, если проводить сварку плавящимся электродом, то наибольшее падение будет в катодной зоне.
В таком случае распределение температуры в сварочной дуге также меняется, и наибольший градиент приходится на этот же участок. Зная эти особенности, становится понятно, почему важно правильно выбирать полярность при сварке. Если соединить электрод с катодом, то можно достичь наибольшего значения температуры сварочной дуги.
Температурная зона
Несмотря на то, каким именно электродом проводится сварка, плавящимся или же неплавящимся, максимальный показатель температуры будет именно у столба сварочной дуги, от 5000 до 7000 градусов по Цельсию. Область с наименее низкой температурой сварочной дуги смещается в одну из его зон, анодную или же катодную. На этих участках наблюдается от 60 до 70 % от максимального значения температуры.
Сварка переменным током
Все описанное выше касалось процедуры проведения сварки с постоянным током. Однако для этих целей можно использовать и переменный ток. Что касается отрицательных сторон, то здесь заметно ухудшение устойчивости, а также частые скачки температуры горения сварочной дуги. Из преимуществ выделяется то, что можно использовать более простое, а значит более дешевое оборудование. Кроме того, при наличии переменной составляющей практически пропадает такой эффект, как магнитное дутье. Последнее отличие — это отсутствие необходимости в выборе полярности, так как при переменном токе смена происходит автоматически с частотой около 50 раз за секунду.
Можно добавить, что при использовании ручного оборудования, кроме высокой температуры сварочной дуги при ручном дуговом методе, будет происходить излучение инфракрасных и ультрафиолетовых волн. В данном случае их испускает разряд. Это требует максимальных средств защиты для работника.
Среда горения дуги
На сегодняшний день существует несколько разных технологий, которые можно использовать во время сварки. Все они отличаются своими свойствами, параметрами и температурой сварочной дуги. Какие существуют методы? Открытый способ.
В данном случае горение разряда осуществляется в атмосфере. Закрытый способ. Во время горения образуется достаточно высокая температура, вызывая сильное выделение газов, из-за сгорания флюса. Этот флюс содержится в обмазке, которая используется для обработки сварочных деталей. Способ с применением защитных летучих веществ. В данном случае к зоне сварки подается газ, который представлен обычно в виде аргона, гелия или же углекислого газа. Наличие такого способа оправдано тем, что он помогает избежать активного окисления материала, которое может возникать во время сварки, когда на металл воздействует кислород. Стоит добавить, что в некоторой мере распределение температуры в сварочной дуге идет таким образом, что в центральной части создается максимальное значение, создающее небольшой собственный микроклимат. В данном случае образуется небольшая область с повышенным значением давления. Такая область способна в некотором роде препятствовать поступлению воздуха. Использование флюса позволяет избавляться от кислорода в области действия сварки еще эффективнее. Если использовать при защите газы, то данный дефект удается устранить практически полностью.
Классификация по продолжительности
Существует классификация сварочных дуговых разрядов по их продолжительности. Некоторые процессы осуществляются, когда дуга находится в таком режиме, как импульсный. Такие устройства проводят сварку короткими вспышками. На короткий промежуток времени, пока происходит вспыхивание, температура сварочной дуги успевает возрасти до такого значения, которого хватит, чтобы произвести локальную плавку металла. Сварка происходит очень точечно и только в том месте, где происходит касание устройства заготовки. Однако подавляющее большинство сварочных приборов использует сварочную дугу продолжительного действия. В течение такого процесса осуществляется непрерывное перемещение электрода вдоль тех кромок, которые нужно соединить. Есть области, которые называются сварочными ваннами. В таких участках температура дуги значительно повышена, и он следует за электродом.
После того как электрод проходит участок, сварочная ванна уходит вслед за ним, из-за чего участок начинает довольно быстро охлаждаться. При охлаждении происходит процесс, который называют кристаллизацией. Вследствие этого и возникает сварочный шов.
Температура столба
Чуть более детально стоит разобрать столб дуги и его температуру. Дело в том, что этот параметр значительно зависит от нескольких параметров. Во-первых, сильно влияет материал, из которого создан электрод. Состав газа в дуге также играет важную роль. Во-вторых, существенное влияние оказывает и величина тока, так как при ее увеличении, к примеру, будет расти и температура дуги, и наоборот. В-третьих, тип электродного покрытия, а также полярность довольно важны.
Эластичность дуги
Во время сварки необходимо очень пристально следить за длиной дуги еще и потому, что от нее зависит такой параметр, как эластичность. Чтобы в результате получить качественный и прочный сварной шов, необходимо чтобы дуга горела стабильно и бесперебойно. Эластичность сварной дуги и является характеристикой, описывающей бесперебойность горения. Достаточная эластичность просматривается в том случае, если удается сохранить устойчивость процесса сварки при увеличении длины самой дуги. Эластичность сварочной дуги прямо пропорционально зависит от такой характеристики, как сила тока, использующаяся для проведения сварки.
Улучшенный присадочный металл для сварки разнородных металлов при более высоких температурах
Сварка соединений разнородных металлов в новых и модернизированных трубах котлов электростанций уже давно является сложной задачей. Для новых установок, предназначенных для работы при более высоких температурах и давлениях, требуются современные сплавы и присадочный металл, обеспечивающий надежные сварные швы. EPRI недавно разработал и спонсировал коммерциализацию нового присадочного металла. Его первое применение — изготовление котельных труб для сверхсверхкритического оборудования John J.
Терк-младший Электростанция.
Трубы котла изготавливаются из различных марок стали. Для секций пароперегревателя и пароперегревателя, которые работают при более высоких температурах, компоненты изготавливаются из аустенитной нержавеющей стали из-за ее свойств высокой прочности на ползучесть и хорошей коррозионной стойкости. Однако, поскольку аустенитная нержавеющая сталь является дорогой, трубы на более ранних ступенях котла, где расчетные температуры ниже, могут быть изготовлены из менее дорогостоящих ферритных сплавов, таких как сталь марки 22, которая содержит хром и молибден и обычно известна как Cr -Мо стали.К сожалению, в какой-то момент аустенитная сталь и ферритный сплав должны быть сварены вместе, в результате чего среди тысяч соединений труб в типичном котле многие являются переходными соединениями, где два металла должны быть соединены разными металлические сварные швы (ДМС).
Исторически DMW оказались слабым местом, где могут произойти преждевременные отказы. При неправильном изготовлении эти сварные швы могут привести к ухудшению свойств и значительному сокращению срока службы компонентов.Тщательный выбор сварочного присадочного материала, температуры предварительного нагрева и температуры термообработки после сварки имеют первостепенное значение для разнородных сварных швов, чтобы избежать низкой надежности.
Почему не работают сварные швы из разнородных металлов
В 1980-х годах исследования, проведенные Исследовательским институтом электроэнергетики (EPRI) и другими организациями, показали, что ряд проблем, связанных с отказами DMW, связан с составом присадочного металла сварных швов — металла, добавляемого при изготовлении соединения. в процессе сварки (рисунок 1).Исследования также показали, что обычный присадочный металл из нержавеющей стали 309 обеспечивает самый короткий срок службы, а присадочные материалы на основе никеля — в три-четыре раза дольше.
1. Присадочный металл. Поперечное сечение сварного шва присадочного металла.
Предоставлено: EPRI
Исследования также показали, что отказы DMW вызваны двумя ключевыми механизмами. Один механизм является результатом разницы в скорости теплового расширения различных сплавов и присадочных металлов.Термическое расширение сплава — это величина, на которую материал расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении, и это свойство уникально для данного материала. Когда соединяются два сплава с разными степенями теплового расширения, на линии плавления между сплавами возникает напряжение при изменении температуры. Это несоответствие дифференциального расширения может способствовать усталостному повреждению при ползучести.
Исследования также показали, что преждевременные отказы DMW вызваны механизмом, называемым миграцией углерода. Одним из факторов, придающих сплавам Cr-Mo их сопротивление ползучести, является то, что они образуют карбиды за счет комбинации углерода и других элементов, включая хром.Когда два материала с разным содержанием хрома соединяются вместе, углерод мигрирует во время эксплуатации при повышенных температурах из сплава с низким содержанием хрома в сплав с высоким содержанием хрома. С повышением температуры скорость миграции углерода увеличивается. Эта миграция приводит к образованию области обедненного углерода, называемой «зоной без углерода» в низколегированном материале, и приводит к более низкому сопротивлению ползучести из-за меньшего количества углерода, доступного для образования карбидов (рис. 2).
2.Миграция углерода. В сварных швах из разнородных металлов с использованием обычных присадочных металлов углерод может при повышенной температуре мигрировать из низколегированного основного металла в высоколегированный присадочный металл, создавая слабую зону без углерода в основном металле рядом с линией плавления. . Предоставлено: EPRI
В 1990-х годах на основе этого исследования EPRI разработала новый присадочный металл, названный HFS6, который должен был решить эти проблемы.
Высокое содержание никеля в присадочном металле привело к тепловому расширению, аналогичному таковому у низколегированных ферритных трубных материалов.HFS6 также содержал низкое содержание хрома, что привело бы к уменьшению зоны денудированного углерода, чем это было возможно с доступными наполнителями на основе никеля и аустенитными наполнителями, тем самым исключив миграцию углерода. Однако HFS6 никогда не продавался из-за его тенденции к образованию микроскопических трещин, называемых микротрещинами, что привело к сокращению срока службы.
Новый присадочный металл для стыков класса 91 и 92
За последние 10 лет потребность в новом присадочном металле для DMW стала еще более острой, поскольку новые заводы были спроектированы для более высокой эффективности и в качестве усовершенствованных сплавов, таких как более высокопрочные ферритно-мартенситные сплавы марок 91 и 92, были разработаны для работы при более высоких температурах / давлении.(См. « Почему в новых сверхкритических установках США следует рассматривать трубопроводы T / P92 » в документе POWER , апрель 2006 г.) Марка 91 — это специально модифицированная и термообработанная сталь с 9% хрома, 1% молибдена и улучшенным ванадием. Марка 92 аналогична марке 91, за исключением того, что часть молибдена была заменена вольфрамом, что привело к еще более высокому сопротивлению ползучести. Эти сплавы были предпочтительными материалами для модернизации трубопроводов, насосно-компрессорных труб и коллектора, а также для новых установок для многих видов когенерационной деятельности.Они обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными хромо-молибденовыми сталями в том, что они часто дешевле в установке, поскольку их более высокая прочность позволяет снизить тоннаж материала и снизить общие требования к сварке из-за более тонких поперечных сечений.
С ростом использования стали класса 91/92 EPRI еще раз взглянул на HFS6, чтобы увидеть, можно ли его восстановить, чтобы избежать микротрещин и предоставить новый присадочный металл для сварных швов между трубами и трубками класса 91/92 и низколегированным ферритом.
или аустенитные трубы и трубки.
Учитывая многообещающий характер исходного присадочного металла, исследовательская группа использовала состав этого металла в качестве отправной точки. Было произведено более 55 различных химических составов присадочных металлов, которые были оценены на предмет тенденции к микротрещинам. Присадочные металлы производились путем контролируемого добавления 16 различных элементов: углерода, кремния, марганца, фосфора, серы, хрома, молибдена, железа, ванадия, вольфрама, меди, алюминия, кобальта, ниобия, олова и никеля.
Изменения в составе базового сплава в конечном итоге привели к сплаву, который практически не имеет микротрещин в области нанесения сварного шва.Как и его предшественник, HFS6, новый присадочный металл, названный EPRI P87 (P87), избегает механизмов повреждения, которые приводят к отказам в обычных присадочных металлах. Тепловое расширение P87 ближе к таковому у низколегированных ферритных основных металлов, таких как марки 22, 91 и 92, чем у традиционных присадочных металлов из нержавеющей стали Inconel 625 и 309. Это означает, что при нагревании и расширении трубы разница в расширении между присадочным металлом и основным металлом на ферритной стороне соединения уменьшается, и, следовательно, меньше нагрузка на сварные швы.Поскольку он содержит меньше хрома, P87 также исключает образование карбидов и миграцию углерода, которые, как исторически было доказано, вредны для традиционных DMW.
Кроме того, P87 предлагает несколько преимуществ, связанных с процессом сварки. Сварка требует послесварочной термообработки (PWHT), которая представляет собой стандартную процедуру отпуска, заключающуюся в применении тепла после процесса сварки для упрочнения металла шва и основного металла, подвергшегося сварке. Текущие строительные нормы и правила требуют PWHT при различных температурах для закаливаемых ферритных материалов, сталей марок 22 и 91/92.Однако, когда соединяются две разные стали, термообработка должна выполняться с использованием более высокой температуры из двух материалов.
Если низколегированные материалы нагреваются до слишком высокой температуры, это может ослабить основной металл, затронутый сваркой, и могут произойти отказы.
Многие исследования также показали, что при низких уровнях напряжения (где обычно работают трубопроводы и НКТ) сварные детали классов 91 и 92 не выдерживают испытания в так называемом месте типа IV, которое представляет собой область основного металла, подверженную воздействию тепла сварка.Исследования, проведенные EPRI, показывают, что P87 можно использовать перед окончательным соединением для «смазки основных металлов» или для добавления металла в конец трубы или трубы и, таким образом, создания защитного буфера, позволяющего проводить отдельную PWHT каждого из них. сплав при оптимальной температуре. После выполнения этого шага окончательная сварка может быть выполнена без PWHT.
Наплавленный металл EPRI также позволяет проводить эту отдельную PWHT на заводе, на многих компонентах одновременно, а не на заводской площадке, соединение за соединением.Эта возможность позволяет избежать необходимости в дополнительных распорках, которые могут потребоваться во время полевой PWHT для предотвращения деформации трубопроводов, и может значительно сократить время, отведенное на PWHT, тем самым сокращая график строительства.
Коммерциализация и применение
Metrode Products Ltd., английский производитель сварочных материалов, выпустил на рынок EPRI P87 (рис. 3). Хотя P87 можно использовать для модернизации, одна из первых продаж присадочного металла Metrode была для нового завода.Компания продала около 1500 фунтов присадочного металла для дуговой сварки защищенным металлом компаниям Babcock and Wilcox (B&W) для строительства энергоблока 1 электростанции John W. Turk, Jr., мощностью 600 МВт компании American Electric Power (AEP). завод около Тексарканы, штат Арканзас, и первая сверхсверхкритическая (USC) пылеугольная электростанция в США (см. стр. 34, где художник изображает завершенную станцию и подробное описание конструкции паровой турбины Турка).
3. Наполнитель EPRI P87. металл. Это коммерческая версия P87, произведенная Metrode Products Ltd. Предоставлено: EPRI.
B&W получила контракт на проектирование, проектирование, поставку и установку универсального спирально-навивного котла под давлением на угольной пыли мощностью 600 МВт. Установки USC спроектированы для работы с общей эффективностью преобразования тепла в электричество, которая выше, чем у сверхкритических установок. Для достижения такой эффективности заводы USC работают при более высоких температурах; в случае завода в Турке проект предусматривает температуру основного пара 1110F при 3675 фунт / кв.дюйм и температуру перегрева пара 1125F при 775 фунт / кв.дюйм.
Эти более высокие температуры создают проблемы для DMW в трубах котла USC. Для этого случая использовался присадочный металл P87, потому что он позволяет увеличить допустимые температурные пределы использования DMW между сплавами Grade 91 и 92 и аустенитными нержавеющими сталями над линией крыши котла. При использовании присадочного металла P87 рабочая температура DMW может быть увеличена, в то время как внутренние напряжения в стыках могут поддерживаться на уровне, аналогичном значениям традиционных DMW Inco Weld A / 182, используемых при более низких рабочих температурах.
Завершено изготовление напорных деталей котла для завода в Турке, детали доставляются на строительную площадку для монтажа. Завод строится, закладываются основные фундаменты. На рисунке 4 показаны образцы сварных швов с использованием P87. Эти DMW также использовали модифицированный EPRI угол подготовки сварного шва 60 градусов на стороне соединения класса 91.
4. Образцы сварных швов. Образцы сварных швов, выполненных присадочным металлом P87 с использованием модифицированной подготовки сварного шва EPRI. Предоставлено: B&W
Работа будущего
Присадочный металл P87, используемый для завода в Турке, поставлялся в качестве экранированных металлических дуговых электродов.
Между EPRI и B&W продолжается работа по разработке формы P87 из сплошной проволоки; опытный образец был испытан на пробных сварных швах, но этот материал не поступил в продажу. Сплошная проволока P87 позволит использовать присадочный металл при дуговой сварке металла в газовой среде (также называемой сваркой в среде инертного газа) и дуговой сварке вольфрамовым электродом (также называемой сваркой вольфрамовым электродом в инертном газе). Использование в этих других сварочных процессах увеличило бы область применения присадочного металла.
—— Кент Коулман (kcoleman @ epri.com) управляет программой EPRI по увеличению срока службы и доступности котлов. Джон Хейнсворт ([email protected]) — технический консультант компании Babcock & Wilcox по материалам и технологиям производства.
Изменение микроструктуры и твердости при работе при высоких температурах в зависимости от содержания Mo в металлах сварных швов стали 2.25Cr-1Mo
А. Аль-Мазруи, Т. К. Сингх Раман и Р. Н. Ибрагим, J. Mater. Pro. Tech. 164–165 , 964 (2005).
Артикул Google ученый
А. К. Рэй, Ю. Н. Тивари, С. Чаудхури, Eng. Провал. Анальный. 7 , 393 (2000).
Артикул CAS Google ученый
Д. Дэн и Х. Муракава, Comp. Матер. Sci. 43 , 681 (2008).
Артикул CAS Google ученый
J. Tan и Y. J. Chao, Mater. Sci.
Англ. А. 405 , 214 (2005).
Артикул Google ученый
Р. К. Сингх Раман, Б. К. Маддл, Int. J. Press. Весс. Пип. 79 , 585 (2002).
Артикул Google ученый
H.-S. Ли, Дж .-С. Юнг, К.-Б. Ю и Э.-Х. Ким, Кор.J. Met. Матер. 48 , 277 (2010).
Артикул Google ученый
G. S. Kim and G. S. Rho, J. Kws. 18 , 30 (2000).
Google ученый
Справочник по металлам, т. 1: свойства и выбор: чугуны и стали, 9 изд., С. 109–143, международное агентство ASM, Огайо, США (2001).
G. Manna, P. Castello, F. Harskamp, R. Hurst, and B. Wilshire, Eng. Фракция. Мех. 74 , 956 (2007).
Артикул Google ученый
H.-O. Андрен, Г. Цай и Л.-Э. Свенссон, , заявл. Прибой. Sci. 87–88 , 200 (1995).
Артикул Google ученый
С. Натараджан и С.П. Кумареш, Babu Mater.
Sci. Англ. А. 432 , 47 (2006).
Артикул Google ученый
J. Wang, J. Mater. Sci. 35 , 4393 (2000).
Артикул CAS Google ученый
A. Barbacki, J. Mater. Pro. Tech. 53 , 57 (1995).
Артикул Google ученый
A. Lambert-Perlade, A. F. Gourgues, A. Pineau, Acta Mater. 52 , 2337 (2004).
Артикул CAS Google ученый
Ю.-К. Lee, J. Mater. Sci. Lett. 21 , 1253 (2002).
Артикул CAS Google ученый
Линь Ф., Старке Э. А., Металл. Пер. А. , 1984, с. 1873.
П. Парамесваран, С. Сароджа, М. Виджаялакшми и В. С. Рагхунатан, J. Nucl. Матер. 232 , 226 (1996).
Артикул CAS Google ученый
Дж. Б. Ли, Н. Х. Канг, Дж. Т. Парк, С. Т. Ан, Ю. Д. Парк, И. Д. Чой, Д. Г. Нам и К. М. Чо, Kor. J. Met. Матер. 48 , 974 (2010).
Артикул CAS Google ученый
Сварка
Сварка
Применение сварки широко распространено в современном мире. В
новые газопроводы протяженностью 6000 км, используемые для транспортировки природного газа с другой стороны
Уральских гор в Западную Европу, гигантские военные корабли, великие
мосты и большие алюминиевые резервуары для хранения сжиженного газа — это лишь некоторые из
более впечатляющие примеры.Сварка не менее важна при
изготовление деталей меньшего размера, например гипордемических игл,
электрические выключатели, части компьютеров
Для изготовления этих сварных швов используется широкий спектр материалов. детали и конструкции. Эта шкала охватывает не только металлы из алюминий в цирконий, но также и значительное количество пластика.
По материалам и размерам очень разные сварные детали требуют широкого выбора сварочных процессов.В настоящее время больше более ста сварочных процессов или технологических переменных используются в упражняться.
В несмотря на это, сварка — самый эффективный метод соединения материалы. У него есть некоторые ограничения, так как в процессе создания В сварном шве происходят практически все виды металлургических явлений. Обычно сварка связана с плавлением, затвердеванием, газометаллический и реакции шлак-металл, поверхностные явления и другие твердые тела реакции.Не только большое разнообразие металлургических реакций очень сложно, но эти реакции происходят очень быстро при сварке, в в отличие от других областей металлургии, таких как производство стали, литье или нагрев лечение.
Все на сварку процессы требуют приложения тепла и / или давления для получения подходящая связка. Тепловые, механические и электрические процессы связаны с сварочные процедуры.
Металлический соединительный элемент методы обычно группируются по механизму связывания:
прилипание,
пайка и пайка,
сварка.
В приклеенное соединение, силы притяжения, которые существуют между клеем и основной материал имеют физический характер. Два основных взаимодействия, которые способствуют адгезии: связь Ван-дер-Уоллса и постоянные дипольные связи — как они хорошо известны — относительно слабы.
Во время пайки и пайки коалесценция материалов осуществляется с помощью присадочного металла, находящегося в температура ликвидуса ниже солидуса основного материала.Наполнитель металл в жидком состоянии распределяется между плотно подогнанными фаями. поверхности стыка за счет капиллярного действия. Связь между наполнителем металла и основного металла обычно происходит из-за некоторой диффузии присадить металл в горячий основной металл в горячий основной металл и решить поверхностное легирование металлов. В связи с этим пайка и пайка находятся между прилипанием и сваркой. Разница между пайкой а пайка — только при температуре плавления нанесенного присадочного металла.Когда температура плавления присадочного металла выше 450 o ° C, температура процесс называется пайкой.
Прочность сварного шва составляет на основе металлической связки. Напротив ван дер Валлса или постоянного диполя облигации, металлическая связь является первичной связью. Структура кристаллической линии построены хорошо расположенными металлическими положительными ионами. Каждый ион окружен не менее двенадцати соседей.Считается, что валентные электроны обладают полной подвижностью и могут свободно перемещаться между ионами. Каждый атом вносит свой валентный электрон в это «электронное облако» и там Невозможно отнести данный электрон к определенному иону. Держатель облигаций структура вместе вызвана притяжением отрицательно заряженные электроны к положительно заряженным ионам. Эта металлическая связь очень сильный.
Условие союза двух ранее разделенные металлические части таковы, что расстояние между поверхностными ионами из двух частей не должно быть больше некоторого таймера их решетки параметры.Это желаемое расстояние составляет не более половины нанометра.
В нормальных условиях Вся поверхность металлических частей покрыта адсорбированными молекулами газа. Этот молекулярный слой имеет толщину несколько манометров и затрудняет соединения между ионами металлов. Есть возможность уменьшить количество адсорбированных газов уменьшением давления газа или повышением температуры. Должен быть упомянул, что при более высокой температуре оксидные пленки образование выше.Оксидные пленки или другие подобные загрязнения на поверхности мешают контакту металл-металл и должны быть удалены, чтобы получить металлическую связь.
В полном вакууме, где слой газа не препятствует ионному соединению двух металлических частей, размещаемых на каждой другие сваривать не буду. Шероховатость поверхности объясняет это явление, так как при обычных условиях только каждая стотысячная — миллионная ионная пара пиков и впадин поверхности находятся в подходящей близости.Сжатие металлические детали на относительно небольшой площади соприкосновения, давление достигает предела текучести при сжатии и часть поверхности металла течет пластически. При пластическом течении металла количество адсорбированного газов уменьшается, при этом образуется все больше и больше металлических связей.
Те сварочные процессы, в которых давление используется при комнатной температуре для коалесценции металлов с значительная деформация сварного шва создает первый основной класс сварка и классифицируются как сварка холодным давлением .
Основное условие для удовлетворительная сварка холодным давлением состоит в том, что хотя бы один из металлов быть соединенным очень пластично и не проявляет чрезмерного деформационного упрочнения сила. Металлы, успешно прошедшие холодную сварку давлением, имеют гранецентрированная кубическая структура решетки, такая как алюминий, медь, свинец, никель, золото, серебро и платиновый металл.
Чрезвычайно высокая мощность, которая требуется для пластических течений металла ограничивает применение холода сварка давлением.Необходимая мощность определяется площадью сустава и пределом текучести металла при сжатии.
Есть возможность уменьшить предел текучести при сжатии и, таким образом, требуемая мощность давления сварка повышением температуры. Когда температура сварки выше температура рекристаллизации, падение предела текучести и деформационное охрупчивание не происходит. Коалесценция в зоне сварного шва достигается путем нагревания и приложения давления.Эти сварочные процессы которые объединяют давление и тепло, сгруппированы во второй основной класс называется процессы сварки горячим давлением . В большинстве из них процессы сварные швы выполняются без расплавления заготовки, или, по крайней мере, с очень небольшим плавлением. Горячая деформация, результаты ковки в более мелкозернистой структуре сварного шва разрушает и диспергирует поверхность газовая или оксидная пленка. Сварка горячим давлением имеет высокую эффективность. и процесс сварки очень быстрый.В этих процессах особенно Сопротивление и сварка трением, тепло обычно получается в площадь сварного шва от электрического сопротивления заготовки до прохождения электрический ток или от теплового сигнала до трения.
Нагреваемые поверхности — в горячем состоянии. процессы сварки давлением — связаны друг с другом и являются исключены из атмосферы, поэтому они защищены от окисления.
Третий основной класс сварки Процессы сварки плавлением. В процессах сварки плавлением основные металлы плавятся, и во многих случаях добавляется присадочный металл. В расплавленный металл, выходящий из основного и присадочного металлов, образует общий сварной шов бассейн. Сварочная ванна зарождается твердыми основными металлами. Жидкий металл окруженный кристаллами основного металла начинает затвердевать, растущие дендритные зерна в области контакта с более холодным основным металлом.Это общие зерна обеих частей сварного шва. Общее затвердевание приводит к металлической связи между исходными металлами.
Все сварочные процессы требуют приложение энергии для создания подходящей связи. Сварочные процессы сгруппированы по этим четырем категориям источников энергии: механические, химические, излучающие и электрические источники.
Наиболее распространенные прикладные процессы сгруппированы по источнику энергии.
Энергия сварки | Сварочные процессы |
Механический | Трение Ультразвуковой Взрыв |
Химическая | Газ Термит |
Сияющий | Лазерный луч Электронный пучок |
Сопротивление | Электрошлак Место сопротивления Сопротивление приклада |
Электрическая дуга | Газовая вольфрамовая дуга Плазменная дуга Газовая металлическая дуга Экранированная металлическая дуга Подводная дуга |
Механическая энергия используется для изготовления металлической связки при трении, ультразвуке и взрыве. сварка.
В сварка трением a связь создается между неподвижным и вращающимся элементом с помощью тепло трения, возникающее между ними, при воздействии высоких нормальных силы на интерфейсе. На рис.2 показаны основные стадии трения. сварка.
Трение сварные швы выполняются удерживанием неподвижной детали в контакте с вращение заготовки под постоянным или постепенно увеличивающимся давлением до тех пор, пока поверхность раздела достигает температуры сварки, а затем вращение останавливается на формирование сварного шва.Теплота трения быстро развивалась на границе раздела. повышает температуру заготовок на очень коротком осевом расстоянии до значений приближающихся, но ниже температуры солидуса. Сварка происходит под воздействием давления, которое прикладывается, пока нагретая зона находится в металлургически достигается за счет диффузии, а не плавления.
Из-за этого процесс превосходно подходит для соединения разнородных металлов, особенно тех, которые претерпевают нежелательные фазы при объединении в процессе плавления.Заявление этого процесса требует, чтобы вращающийся элемент был по существу симметричный относительно оси вращения, а другой может быть любого геометрия.
Ультразвуковая сварка с производятся путем введения высокочастотных (15-75 кГц) вибрационных энергия в зону сварки соединяемых металлов. Заготовки прижаты друг к другу между двумя наконечниками, и энергия вибрации передается через один или оба наконечника, которые колеблются в плоскости, параллельной сварному шву интерфейс.Это колебательное движение нарушает оксидную пленку на поверхностях. металлических поверхностей, удаляет слой адсорбированного газа и позволяет контакт металл-металл. Осциллирующее напряжение сдвига, возникающее во время движение приводит к электрическому гистерезису, локальному скольжению и пластичности деформация соприкасающихся поверхностей. Упругие и пластические деформации вызывают очень локализованное и кратковременное повышение температуры в сварном шве интерфейс. При надлежащих условиях зажимного усилия и вибрационной мощности, достигнутая температура обычно составляет половину абсолютной точки плавления металлы соединились.По этой причине ультразвуковая сварка считается как процесс холодной или твердотельной сварки под давлением.
Потому что нет слияния, это Метод дал хорошие результаты с разнородными металлами. Обычно используется для выполнения точечных, прямых и кольцевых швов между деталями толщиной листа или фольги не более 2 мм.
В сварка взрывом , деформация взрывчатого вещества используется для ускорения одного из детали до высокой скорости, прежде чем они столкнутся с неподвижным компонент.В момент удара кинетическая энергия летчика равна высвобождается как волна сжимающего напряжения на поверхности. Уровень давления этих волн напряжения значительно превышает предел текучести пластины материал. Существенной особенностью этого процесса, по-видимому, является то, что два соединяемые поверхности встречаются под небольшим углом, так что «склеиваемый фронт» установлен, который перемещается по интерфейсу. Поверхность пленки вырывается наружу. границы раздела за счет деформирующего воздействия фронта склеивания на идеально чистая, без окислов и газов поверхность.Межатомная сила создает металлическая связь.
Результат этого процесса — насморк. прессованный шов без зоны термического влияния. Сварка взрывом обычно используется для изготовления облицовочной плиты, но подходит для сварки стержней. Удовлетворительные сварные швы могут быть выполнены между медью и сталью, а также между различными металлы, такие как золото, серебро, никель и титан.
Химическая энергия хранящиеся в самых разных формах, могут быть преобразованы в полезное тепло.В температура и скорость реакции окисления являются двумя основными характеристики, которые определяют применение различной энергии источники для сварки.
Вовлеченное тепло химического реакция используется для плавления исходных материалов в газе и термите сварка. По этой причине эти процессы считаются термоядерными. сварка.
В газовой сварке отработанные топливные газы обладают двумя важными характеристиками.Первый важный Характерной чертой пламени является его химическая активность. Вариация пламени характеристики — окислительные, нейтральные или восстанавливающие — достигаются за счет изменение пропорций топливного газа и кислорода или воздуха. Нейтральный пламя является одним из наиболее часто используемых, поскольку нейтральная атмосфера, окружающая расплавленный металл предотвращает загрязнение сварного шва до затвердевания.
С точки зрения сварки, второй важной характеристикой пламени является его температура, так как это в значительной степени определяет скорость горения, с которой можно продолжать сварку.Пламя горячее, если топливный газ сжигается в чистом кислороде, чем на воздухе. В наличие в пламени азота, который тоже нагревается, но не принимает участия при горении снижает температуру пламени. Максимум температуры, пламя имеет окислительный характер и обычно не подходит для сварки из-за образования оксидов в металле шва.
Ацетилен и кислород ниже умеренное давление при смешивании и сжигании в ручной сварочной горелке.В пламя направляется на рабочую поверхность и обеспечивает сплавление деталей за счет плавление соприкасающихся металлов.
Газовая сварка может применяться к широкий спектр металлов и используется не только для сварки, но и для пайка тоже.
Сварка термитом использует тепло экзотермической реакции. Ряд оксидов металлов может быть восстанавливается реакцией с мелкодисперсным алюминием с высвобождением значительного тепла, так что продукты реакции расплавляются.В реакция с оксидом железа дает 2450 o C температура. Из загрузки 1000 г оксида и алюминия получается 476 г шлак 524 г железа и 0,76 МДж энергии.
Расплавленное перегретое железо, произведенное в таким образом можно заливать в полость, образованную между двумя частями стыка произвести сварной шов. Шлак всплывает на поверхность, а расплавленный материал нагревается для плавления обеих сторон основного металла.Когда присадочный металл Охлажденный, можно удалить весь нежелательный излишек материала. Термитная сварка — это также используется для сварки меди, никеля и их сплавов.
Наиболее широко используемое использование Термитная сварка предназначена для соединения рельсов, арматурных стержней, для ремонт и сварка тяжелых конструкций с зарядами до 3 тн.
Лазерная и электронно-лучевая сварка использовать энергию в виде лучистой энергии .
Методы сварки лучистым излучением уникальный, потому что энергия для сварки должна быть сосредоточена на объекте, который будет сварены, и тепло выделяется только там, где сфокусированный луч попадает на заготовка. В отличие от других источников энергии, работа не приводится в контакт с любой нагретой средой, газом или парами металла, и процессы обычно могут проводиться в системах низкого давления, где максимальная чистота может быть достигнут.
Лазерный луч фокусируется различные конфигурации линз, а также электронный луч за счет электростатического или магнитным путем. Сфокусированный луч дает высокую плотность мощности до 100 кВт / мм 2 , что в несколько тысяч раз превышает удельную мощность газовой сварки. Сварка лучистой энергией может производиться обычным способом с ограниченной проводимостью и методом замочной скважины. В При сварке с ограниченной проводимостью луч падает и поглощается металлическая поверхность.Внутренняя часть материала полностью нагревается за счет проводимость с поверхности.
В этом режиме сварки интенсивный Концентрация энергии на поверхности детали вызывает локальное испарение. Паровая полость, окруженная расплавленным металлом, образуется, когда луч начинает двигаться. двигаться по суставу. Полость поддерживается против гидродинамики. силы окружающего его жидкого металла давлением испаренного металл.Металл постепенно плавится на передней кромке подвижного расплавленной ванны и обтекает глубокую полость проникновения к задней части бассейн, где он застывает. В режиме замочной скважины проникновение не ограничивается температуропроводностью материала, поскольку энергия пучка проникает прямо в полость.
Многие металлы могут быть удовлетворительно сварены методами сварки лучистым излучением. Медь, никель, железо, цирконий, алюминий, титан, магний, вольфрам, молибден и их сплавы свариваются с помощью этого процесса.
Поскольку оборудование для лучистой сварки стоит дороже, чем обычные системы эквивалентной мощности, выбор приложения должны основываться на уникальных технологических возможностях. Что-нибудь из этого Возможности, которые можно использовать в качестве ориентира для выбора, следующие:
в удельная энергия, подводимая к заготовке, очень мала
в высокая удельная мощность может использоваться для сварки или разнородных металлов с очень разные физические свойства или большие различия в массе и размеры
точность сварка может выполняться с четко определенной сфокусированной точкой
в окружение сварки очень чистое
Oни идеально подходят для автоматизации.
Электронно-лучевая сварка это процесс, который вызывает коалесценцию металлов за счет тепла, полученного от концентрированный пучок высокоскоростных электронов, падающих на поверхности быть присоединенным. Пучок электронов создается и ускоряется электронно-лучевая пушка.
Электроны генерируются при нагревании отрицательно заряженный излучающий материал до температуры его тепловыделения классифицировать.Электроны выкипают из этого эмиттера и ускоряются и направляются их притяжением к положительно заряженному аноду. Точно настроенный электрод, окружающий эмиттер, электростатически формирует выбрасываемый электрод в пучок.
Система электронно-лучевой сварки способна получения мощности пучка до 100 кВт и сверхнормативной мощности 100 кВт / мм построено 2 .
В лазерная сварка источник энергии — лазер.С инженерной точки зрения лазер может рассматриваться как устройство преобразования энергии, в котором энергия от первичная форма (электрическая, химическая, тепловая, оптическая, ядерная) — это превращается в пучок когерентного электромагнитного излучения на ультрафиолетовая, видимая или инфракрасная частота. Лазерный «свет» монохроматический (одна длина волны) и когерентный (все волны синфазны). Поскольку лазерные лучи когерентны, они могут сильно концентрироваться с передающая или отражающая оптика для обеспечения высокой плотности энергии требуется для сварки и резки.
Наиболее часто применяемая сварка процессы используют электроэнергию . Электроэнергия может преобразовываться в тепло при сопротивлении или в электрической дуге. Способ преобразования энергии дают классификацию или электросварку процессов, а именно контактной и дуговой сварки.
Сварка сопротивлением процессы — кроме электрошлаковой сварки — используют комбинацию силы и тепла для создания сварного шва между деталями. Сопротивление Нагревание происходит при прохождении электрического тока через детали.
В электрошлаковой сварке , электрод, такой как проволока, пропускается через электропроводящую ванну жидкого шлака.Тепло генерируется сопротивлением, оказываемым на ток при его прохождении из электродной проволоки через шлак в сварочные бассейны. Это тепло плавит не только проволоку, но и основные металлы. Металл сварного шва осаждается через расплавленный шлак, который очищает некоторые загрязнений и защищает сварочную ванну от воздействия атмосферы.
Металл сварного шва затвердевает вверх как тепло отводится окружающим сварным узлом и вмещающей обувью.Электрошлаковая сварка — это, прежде всего, метод сварки больших толщин металла. сталь в вертикальном или почти вертикальном положении.
В точечная контактная сварка две детали для точечной сварки помещаются между медные сварочные электроды с водяным охлаждением. Однако тепло для сварки требуется только на границе раздела основного металла, а тепло, выделяемое при любом другие места должны быть сведены к минимуму.На практике с момента величайшего сопротивление находится на границе раздела, при этом наиболее быстро выделяется тепло место расположения. Тепло на границе раздела основного металла рассеивается намного медленнее. в основной металл. Следовательно, поскольку сварочный ток продолжает течь, скорость повышения температуры будет быстрее, чем в других точках. В хорошо контролируемый сварной шов, температура сварки сначала будет достигнута при многочисленные точки соприкосновения в интерфейсе, которые быстро превратились в самородок со временем.
Во время точечной сварки заготовки сжимаются электродами. На интерфейсе контакт сопротивление между деталями уменьшается, и, таким образом, генерируемые тепло увеличивается при увеличении сжатия. Сварочный ток имеет большее влияние на выделение тепла, чем сопротивление или время.Следовательно, это важная переменная, которую необходимо контролировать. Это типично для точечная сварка с высоким сварочным током до 100 кА и сварка время очень короткое, несколько сотых секунд.
Сварка контактным швом это особый вид точечной контактной сварки. В этом процессе используется вращение колесные электроды, которые зажимают два металлических предмета и управляют Импульсы тока сваривают непрерывную точечную серию, шов внахлест точечная сварка.Точечная сварка сопротивлением и сварка швом используются для сварки тонкие кусочки до 3 мм.
Стыковая сварка сопротивлением это процесс, который производит коалесценцию одновременно по всей площадь двух стыкуемых поверхностей. Этот процесс сварки в основном выполняется твердое состояние. Металл в месте стыка нагревается до температуры, при которой рекристаллизация может происходить быстро по соприкасающимся поверхностям.А сила приложена к сварке, чтобы привести поверхности в близкое контакта и во время нагрева, чтобы осесть, материал имеет тенденцию очищать соединение окисленного металла.
Этот процесс сварки используется для изготовление довольно широкого ассортимента изделий из прутка, прутка, проволоки, ленты и труба.
Особенно привлекательная особенность точечный шов и процесс стыковой сварки: высокая скорость эксплуатации, высокая производительность, простота механизации, устранение окисление за счет закрытия нагретых поверхностей и отсутствия кромки заготовка или присадочный металл.
Второй основной способ изменить электрическая энергия в тепло является применение электрической дуги . Дуга — это непрерывный электрический разряд между двумя твердыми или жидкими электроды, проходящие через частично или полностью ионизированный газ, который известен как «плазма». Дуга как источник тепла используется во многих важные сварочные процессы, потому что он производит высокую интенсивность тепла и его легко контролировать с помощью электрических средств.
В нормальных условиях газы изоляторы. Ионы и свободные электроны, являющиеся носителями тока, являются производится тепловыми средствами и автоэмиссией для газовой среды. В установление состояния плазмы происходит за счет столкновительных процессов высокой энергии частицы. Частицы сварочной плазмы, ионы, электроны, нейтральные или возбужденные газовые атомы и молекулы получают свою высокую энергию при нагревании или электрическое поле.
Когда газ нагревается, индивидуум молекулы или атомы получают больше энергии. При низких температурах эта энергия равна в основном поступательный, связанный со скоростью движения. На более высоком температуры двухатомные молекулы, такие как азот (N 2 ), поглощают энергия, во-первых, вращением, а во-вторых, вибрацией ( движение двух атомов относительно друг друга).
Когда энергия вибрации достигает на достаточно высоком уровне, это может привести к разрыву валентных связей, удерживающих два атомы вместе, заставляя их диссоциировать в одноатомное состояние.
При более высоких температурах часть энергия поглощается внешней электронной связью отдельных атомов, и в конечном итоге вызывает отрыв одного из внешних электронов. Во время этого В процессе атом ионизируется на один электрон и положительно заряженный ион.
Уровни энергии для ионизации: существенно выше, чем для диссоциации. Таким образом, ионизация становится важно, когда газ по существу одноатомный и две реакции могут рассматривать отдельно.
Нагретый газ сварочной дуги достигает максимального интервала температур от 5000 до 30000 К, в зависимости от типа газа и силы проводимого им тока. Газ, который находится между электродами, состоит из защитного газа или воздуха и пары недрагоценных металлов и шлаков.
Только часть самого высокого уровня энергии катода излучает электрон.Эта часть называется катодным пятном.
Самый большой и самый важный область в сварочной дуге — столб дуги. В большинстве дуговых колонн передача энергии в газе происходит в результате взаимодействия частиц из которых он состоит. Эти отдельные частицы находятся в состоянии или непрерывное случайное движение, и энергия передается от одной частицы к другой при столкновениях. Такие столкновения называются упругими, если суммарное кинетическая энергия участвующих частиц остается неизменной, и только движение изменяются параметры столкнувшихся частиц.Если энергия столкновения детали поглощается внутренне — например, возбуждением, диссоциацией или ионизация — тогда столкновение называется неупругим. Увеличивая При температуре газа неупругие столкновения будут преобладать.
При рекомбинации возбужденных диссоциированные или ионизированные частицы, они излучают дискретный квант энергии в природе ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные волны. Этот сияющий энергия поддерживает высокую температуру дуги и состояние плазмы.
На практике плазма сварки дуга считается сильно ионизированной. В высокоионизированной плазме далеко встречи между электронами, ионами и атомами являются основным способом взаимодействие между частицами.
Хотя анод играет жизненно важную роль в играть в сохранение непрерывности тока, получая поток электронов, он имеет меньшее влияние на дугу во многих отношениях, чем катод.Проникая в анод пучком электронов и отрицательных ионов, они переносят ему их кинетическая энергия и энергия конденсации. Инцидент частицы создают давление на поверхности на анодное пятно, создавая проникновение в сварочную ванну.
С точки зрения приложения, сварочные процессы подразделяются на два основных типа в зависимости от того, электрод расплавляется. Если электрод тугоплавкий — значит, если он сделан из углерода или вольфрама — он не плавится в процессе искрящийся и не расходуемый.Когда электрод — например, присадочный материал расплавы и капли расплава могут отделяться и перемещаться по дуге зазор с заготовками быстро движущейся плазменной струей, электрод расходный материал. Любой процесс дуговой сварки, при котором электрод оплавляется. чтобы стать частью сварного шва, описывается как «металлическая дуга ».
С неплавящимся электродом, тепло попадает в работу электронными или ионными процессами, которые происходят на границе столба дуги с работой — это самый большой источник тепла — а также за счет подключения горячей плазмы струи и рекомбинации любых частиц, диссоциировавших в дуге столбец.
Тепло теряется из-за присутствующих флюсов в дуге, а также в ограниченной степени. Только несколько процентов теряется излучения и газов, покидающих дуговое пространство. Дополнительно тепло генерируется теряется из-за проводимости электрода.
Если электрод расходный и передается в сварочную ванну, это тепло снова доступно в ванне. Поскольку электрод является частью электрического сопротивления, прохождение ток по электроду до дуги может вызвать резистивный нагрев в заметная степень.
Во время дуговой сварки сварной шов бассейн нагревается значительно выше температуры плавления исходных материалов а температура капель близка к температуре кипения. На это температура окисления и другие подобные химические реакции очень быстро. Следовательно, тогда должен быть какой-то способ исключить воздушную атмосферу. пока идет процесс. Шлак или защитный газ используется для защиты горячий металл.Шлак может образоваться при плавлении электродного покрытия или сварочный флюс. Те сварочные процессы, в которых используется защита шлак, имеют обозначение « дуговая сварка в защитном флюсе »
Если флюс не используется, экранирование может обеспечиваться за счет газовой подушки или газа, не образующего огнеупор. соединения с основным металлом. Сварка неплавящимся электродом процессы в каждом случае применяют инертный газ для защиты металлической дуги. можно применять как активный газ, так и.
Защитный газ имеет четыре функции:
- ионизирует газ и действует как проводник для электронов.
- газовые щиты сварочная ванна от окружающего воздуха, предотвращает окисление
- г. на стабильность дуги влияет защитный газ при низком и высоком токи.
- жара дуга и, следовательно, проплавление также определяются газом.
Аргон, углекислый газ, гелий, кислород и их смесь используются наиболее часто.
Аргон — наиболее часто используемый защитный газ для сварка. Это относительно дешево и дает стабильную дугу, которую можно запустить. с легкостью. С чистым аргоном можно сваривать все металлы.
Гелий интересен высоким напряжением дуги. что обеспечивает более глубокое проникновение.Это положительно сказывается на скорость сварки. Поскольку газ очень легкий, требуется больше газа для сварка. Дуга менее устойчива, чем с аргоном. Газ относительно дорогой. Чистый гелий используется для сварки меди, алюминия и их сплавы.
Газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW) — это процесс, в котором коалесценция металлов производится путем нагревания их с дугой между дугой вольфрамового (неплавящегося) электрода защищен от атмосферы подачей инертного газа (Ar, He) через газовое сопло.Кроме того, имеется смесь Ar / H 2 . также сделано с аргоном и небольшим процентным содержанием водорода, потому что это уменьшение и дает более чистый результат.
Сварной шов выполняется дугой. так что стыкуемые детали расплавляются и соединяются вместе как сварной шов. металл затвердевает. Присадочный металл можно добавлять, а можно и не добавлять. Присадочный металл сварочный стержень держится вручную или проволока подается механически.
GTAW можно адаптировать как к ручному и автоматическая работа. Этот процесс используется при сварочных токах от 1 От А до 700 А и является одним из самых универсальных методов сварки в отношении материала. Хотя высокие сварочные токи позволяют сваривать возможны толстые металлы, GTAW — это в первую очередь процесс сварки листа металл или мелкие детали. Поскольку GTAW — это металлургически чистый процесс и обеспечивает высокое качество сварных швов, точность процесса значительно повышается сварка в авиастроении, атомной энергетике и приборостроении.
Плазменная сварка (PAW) — это процесс дуговой сварки, при котором нагрев происходит с сжатая дуга между вольфрамовым электродом и деталью (перенесенная дуга) или между электродом и сужающим соплом (неперенесенная дуга). Сужение дуги обычно достигается прохождение дуги через медное отверстие с водяным охлаждением. Цель сужение предназначено для контроля и увеличения плотности энергии дуги транслировать.Экранирование обычно обеспечивается выходящим горячим ионизированным газом. от отверстия сужающего сопла. Защитный газ может быть инертным. газ или смесь инертных газов. Газ через отверстие — это газ, который направляется через горелку вокруг электрода. Становится ионизированным в дуге для образования плазмы и выходит из отверстия в горелке сопло в качестве плазменной струи. Аргон, гелий и водород применяются в качестве диафрагменный газ.Присадочный металл можно добавлять, а можно и не добавлять.
Суженная дуга, используемая в плазменно-дуговая сварка имеет ряд преимуществ перед дугой без пережима. используется в GTAW:
- концентрация энергии больше,
- дуга повышена стабильность, особенно на низких уровнях тока,
- твердый подкладка не требуется для получения полного проплавления, потому что Можно использовать технику замочной скважины.
Применяются процессы плазменной дуги. не только при сварке, но и при резке и наплавке металлов. Заявление PAW похож на GTAW.
Газовая дуговая сварка металлом (GMAW) — это процесс электродуговой сварки, при котором происходит слияние металлов, нагревая их дугой между непрерывно подаваемыми присадочная металлическая (расходная) проволока и работа.Экранирование дуги и расплавленная сварочная ванна полностью получается из внешнего газа или газовая смесь. Аргон, углекислый газ, гелий, кислород и их смесь являются наиболее часто используется для GMAW. Хотя Ar и He используются для газового металла Дуговая сварка большинства металлов, CO 2 получила широкое распространение (наряду с смесью Ar-CO 2 ) для сварки мягких сталей.
GMAW — это эксплуатируется в полуавтоматическом и автоматическом режимах.Это используется особенно при высокопроизводительных сварочных операциях. Все коммерчески важные металлы, такие как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий и медь можно сваривать с помощью этого процесса во всех положениях, выбрав соответствующий защитный газ, проволока и условия сварки.
Экранированная металлическая дуга сварка — это процесс ручной сварки, при котором тепло для сварка производится дугой, возникающей между покрытыми флюсом расходный электрод и работа.Наконечник электрода, сварочная ванна, дуга и прилегающие участки заготовки защищены от атмосферных воздействий загрязнение газовой защитой, образовавшейся в результате сгорания и разложение флюсового покрытия. Дополнительное экранирование предусмотрено для расплавленный металл покрытием из расплавленного флюса, шлака.
Присадочный металл подается сердечником. расходуемого электрода и, в некоторых электродах, из металлического порошка смешивается с электродным покрытием.
SMAW — один из наиболее широко используемых сварочный процесс для соединения металлических деталей, в основном из-за универсальность. Кроме того, оборудование менее сложное, более портативное и менее сложное. дороже, чем другие процессы дуговой сварки.
Использование сварки не ограничивается процессом, но типом и размером электрода. Суставы практически в любом положении, доступном электродом, можно сварной.Углеродистые и низколегированные стали, нержавеющие стали, жаропрочные сплавы, медь и никель и их сплавы — металлы, легче свариваемые с помощью процесса SMAW. Чугун, высокопрочные и закаливаемые. из стали также можно сваривать с помощью этого процесса, но дополнительные процедуры которые включают предварительный или последующий нагрев, или и то, и другое. Низкий плавящиеся металлы, такие как свинец, олово, цинк и их сплавы, не свариваются с SMAW, потому что интенсивный нагрев дуги для них слишком высок.Также химически активные металлы, такие как титан, цирконий, магний и алюминиевые сплавы не сваривают покрытыми электродами. Эти металлы очень чувствителен к загрязнению кислородом, а экранирование достигается с помощью покрытый электрод для них не подходит.
Сварка под флюсом (SAW) — это процесс дуговой сварки, при котором тепло для сварки подводится дугой (или дугами), возникающей между непрерывно подаваемым и расходным материалом сварочная проволока (или проволока) и заготовка.Дуга экранирована слоем гранулированного и легкоплавкого флюса, который покрывает расплавленный металл шва и неблагородный металл от атмосферного загрязнения. Пока процесс выполняет присадочный материал, проволока продвигается в направлении сварки и механически подается в дугу при постоянном добавлении флюса.
Плавленая основа и присадочный металл. сливаются вместе, образуя поверхность сварочной ванны и защитную крышку плиты.Нерасплавленный флюс утилизируется для повторного использования. Флюсы для SAW легированных сталей могут содержат легирующие ингредиенты, которые изменяют состав сварного шва металл.
Есть три общих метода какой процесс может быть применен: полуавтоматический, автоматический и машинный. сварка.
Пила может использоваться в широком диапазоне или промышленное применение. Высокое качество сварных швов, высокая наплавка скорость, глубокое проникновение и приспособляемость к автоматическому режиму работы делают процесс особенно подходящим для изготовления больших и тяжелых сварные детали.Широко применяется в судостроении, вагоностроении. изготовление, изготовление труб и изготовление конструктивных элементов где требуются длинные сварные швы.
Процесс можно использовать для сварки материалы от листов толщиной 3 мм до очень толстых и тяжелых сварных деталей. SAW подходит не для всех металлов и сплавов. Он широко используется для сварка углеродистых сталей, низколегированных конструкционных сталей и нержавеющих сталей.Сварку под флюсом можно использовать только в горизонтальном положении.
При электродуговой сварке подаётся электричество. от сети. В сварочном аппарате электричество преобразуется в напряжение. и ток, пригодный для сварки. Машина подключена к электросети. питание, обычно 415 В и три фазы. С этой машиной возможно для сварки двумя видами тока: постоянным и переменным током.При сварке постоянным током сначала подается напряжение 415 В от сети. преобразуется в более низкое напряжение, а затем выпрямляется. Выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный с помощью диодов. Диоды — это полупроводники, пропускающие только положительный или отрицательный часть переменного тока. В результате получается постоянный ток с высокой силу тока и низкое напряжение менее 120 В. При сварке с переменный ток (AC), напряжение преобразуется в безопасное низкое значение менее 50 В.Напряжение сети преобразуется в безопасный низкий уровень. сварочное напряжение для сварки.
Наибольшее тепловыделение приходится на положительный полюс. Тепло дуги в первую очередь приводит к плавлению металла. В то же время тепло улучшает ионизацию газа; проводимость улучшенный.
При дуговой сварке металлическим газом и дуге под флюсом Сварка дуги начинается с простого короткого замыкания.Некоторые кратковременные короткое замыкание приводит к искрообразованию. Это приводит к ионизации газа. который становится проводящим, и может образовываться сварочная дуга.
При дуговой сварке в экранированном металле прикосновение зажигание дуги используется, когда кончик электрода опирается на заготовку. После этого электрод поднимается медленно (метод подъема) или быстро (метод царапины) из заготовки; при малейшем зазоре между электродом и деталью a передается искра и зажигается дуга.
Такое касание зажигания дуги — не лучший способ для газа. вольфрамовая дуговая сварка. Это может привести к загрязнению сварочной ванны или вольфрамовый электрод. Поэтому источники питания для газовой вольфрамовой дуговой сварки есть электронное устройство для зажигания дуги.
При зажигании используется высокочастотный генератор.Это выдает высокочастотные импульсы тока от 2000 до 10000 В при частота 150 кГц .. Результатом этого является избыток электронов на минусовой полюс и недостаток электронов на плюсовом полюсе, что приводит к искрение. Когда зажигается сварочная дуга, напряжение холостого хода меняется на более низкое напряжение, необходимое для поддержания сварочной дуги: это так называется сварочным напряжением, которое необходимо для преодоления сопротивления в полный сварочный контур, включая сварочную дугу.
Электродуговая сварка обычно выполняется прямым Текущий. Это хорошо подходит для сварки стали и ее сплавов. В течение сварка легких металлов, таких как алюминий или магний, явление происходит, что приводит к нарушению этого процесса. Оксидный слой формируется на поверхности заготовки и в сварочной ванне. Этот керамический слой препятствие для металлического соединения. Решение — профилактика или устранение оксидного слоя на легком сплаве.Алюминий может быть правильно сварены при использовании переменного тока.
При сварке переменным током (AC) дуга должна воспламеняться снова и снова. Дополнительной проблемой является так называемый выпрямитель. эффект. Когда поток электронов поворачивается, и они бегут от заготовки к электрод, оксидный слой разрушается под воздействием ионов, и условия сварного шва улучшают.
Сварщик GMAW не всегда использует присадочный металл, но дуговая сварка металла возможна без использования присадочного материала.это материал, который по каплям подается в сварочную ванну и заполняется сустав. Выбор присадочного металла должен быть таким, чтобы создается прочное плавление с основным материалом. Обычно наполнитель металл имеет тот же состав, что и основной материал. Неудивительно, что есть много видов. В спецификации процедуры сварки вы найдете указание правильного состава присадочного металла.
Есть несколько вещей, которые могут пойти не так во время сварка. Дефекты сварного шва классифицируются в стандарт EN 26520 в шести основных группах:
- трещины,
- пористость,
- твердый включения,
- отсутствие сварка / недостаточное проникновение,
- геометрический отклонения,
- другое отклонения.
Трещины может возникнуть из-за остывания или напряжения. Их можно рассматривать как продольные или поперечные трещины внутри сварного шва или внутри нагрева пораженная зона.
В сварном шве может возникнуть пористость например, из-за отсутствия или прерывания экранирования. Иногда это может видел это на поверхности.Пористость на рентгеновском снимке видна как темная, круглая пятна. Они газовые дыры. Пористость также существует в виде газовых каналов.
Цельный включения встречаются во многих вариациях. На На рентгеновских лучах можно увидеть частицы вольфрама в виде белых пятен неправильной формы. Они возникают при соприкосновении электрода со сварочной ванной.
Отсутствие сварка / недостаточное проникновение в основном вызвано недостаточной квалификацией сварщика.На рентгеновском снимке мы распознать местное недостаточное проникновение. Острые края V-образного шва не плавятся и хорошо видны в виде серой линии.
Известное геометрическое отклонение является нестандартное позиционирование деталей. Обычно это называется high-low. В отклонение обычно вызвано навыками сварщика. На рентгеновском снимке мы увидеть черно-белые различия между одной и другой стороной сварка.
Отклонения, которые не могли быть помещены в другой группы указаны в « другие отклонения ». В нашем примере мы показываем брызги.
При визуальном осмотре сварной шов проверены на отклонения, такие как правильное значение a, поднутрение, выпуклость, избыточный металл шва и т. д.Приведены допустимые отклонения для сталей. в стандарте EN 25817.
При исследовании дефектов поверхностного растрескивания a различают магнитный и краситель проникающий . При магнитном исследовании на поверхность распыляется жидкость, содержащая порошок железа. сварка. При приложении сильного магнитного поля становятся видны трещины. потому что магнитные силовые линии нарушаются трещиной и заставляют виден железным порошком.Таким образом, трещины под поверхностью также могут быть видимым. При исследовании пенетранта красителя применяется красная жидкость, которая проникает в трещину. Это становится видно разработчику.
Основной материал и сварной шов исследуются с помощью Рентгеновские лучи. Результат записывается на материале, чувствительном к этому радиация. Другими словами, это рентгенография : a фотографическое изображение выполнено на основе рентгеновских лучей.С некоторой практикой вы может распознать всевозможные дефекты, такие как пористость, включения, неровности. Это один из самых известных и полезных способов изучения сварка во всех аспектах качества (EN 1435).
В УЗИ сварной шов исследованы с помощью высокочастотных направленных звуковых волн. Работает с излучатель-приемник, в котором приемник регистрирует эхо, с которым он можно четко распознать шлаковые включения, неплавление.С этим технику можно очень точно определить дефект в сварном шве и определить его габариты. (EN 1714)
Для разрушающего контроля деталей заготовки и сварной шов необходимо подготовить. Образцы снимаются со сварного шва и обработано. В некоторых случаях эти образцы дополнительно готовятся путем изготовления местное уменьшенное сечение, насечка или полировка поверхности. Специальный Методика разрушающего контроля предполагает разрушение сварной детали на очень низкая температура.
Испытание на излом в основном применяется для угловые швы. Это быстрая проверка, которая показывает, имеет ли угловой сварной шов хорошее проникновение и нет ли проплавления. Приговор требует некоторого опыта. (EN 1320)
Для производства необходима тщательная подготовка. Макрос поперечного сечения сварного шва .После необходимой распиловки и На шов наносится полировка, травитель. Через некоторое время вы увидите что сварной шов становится видимым относительно основного материала. Со временем становятся видны неровности, такие как пористость, недостаточная проплавление, отсутствие проплавления углового шва и отсутствие плавления.
Это измерение должно дать некоторую информацию о пластичность сустава.На эту пластичность отрицательно влияет когда твердость сварного шва слишком высока. Максимум твердость сварного шва для определенного материала предписана и приведена в «HV», твердость по Виккерсу. Процедура измерения также указывается в точный способ измерения твердости в месте сварного шва. (EN 1043-1)
Для стыкового шва соединение сварного шва с основанием. материал может быть испытан и измерен с помощью испытания на поперечное растяжение .Размеры образца для испытаний точно снимаются перед испытанием. Наконец, нагрузка на разрушение и местоположение разрушения зарегистрирован. Это также критерий принятия или отклонения сварка. (EN 895)
испытание на изгиб выполняется на правильно подготовленном образце, взятом из стыкового шва. Это дает в основном информацию об удлинении сварного шва и наличие неплавких дефектов сварного шва.
Испытание на удар дает информацию о пластичности сварного соединение. Образец для испытаний может быть взят из разных частей образец; его можно снимать со сварного шва и зоны термического влияния. В на этом образце фрезеруется выемка, которая будет или не будет инициированием перелома. Этот тест можно проводить при разных температурах, потому что температура также влияет на пластичность.
Сварочные позиции шт. указано на основе розетки, в которой положение горелки, в отношение к заготовке. Прямо вниз, сбоку или восходящие называются соответственно PA, PC и PF.
Hobart Brothers Performance Сварочные изделия
Нередко при сварке разнородных металлов возникает неопределенность.Этот процесс создает проблемы, которые могут повлиять на качество и производительность — и вызвать у вас разочарование.
Тем не менее, необходимость сваривать металлы с различными химическими и механическими свойствами является реальностью в самых разных отраслях, от производства и изготовления до строительства и других. Обычно требования к стоимости и / или условиям эксплуатации диктуют использование разнородных металлов.
Что нужно знать о сварке различных основных металлов
Если присадочный металл металлургически несовместим с обоими основными металлами, это может привести к растрескиванию или снижению прочности сварного шва.Чтобы определить правильный присадочный металл и параметры сварки, ответьте на следующие вопросы:
1. Какие материалы вы свариваете?
Перед тем, как начать сварку, важно знать два разных металла, которые вы свариваете, поскольку это дает вам представление об их свойствах и характеристиках. В случае ремонта это может быть сложно, но возможно. Общие способы определения химического состава материала включают:
-Проведение искрового испытания
-Отправка образца материала для анализа
-Консультации с оригинальным производителем или с чертежами
2.Каковы ваши требования к готовому сварному шву?
Правильный выбор присадочного металла зависит от условий эксплуатации готового сварного шва. Например, если сварной шов во время эксплуатации будет испытывать высокие напряжения или высокие температуры, присадочный металл должен обеспечивать свойства, позволяющие выдерживать эти условия. Способность присадочного металла обеспечивать коррозионную стойкость сварного шва также может иметь значение.
3. Требуется ли предварительный нагрев?
Характеристики каждого основного металла помогают определить требования к температуре предварительного нагрева и промежуточного прохода, а для двух разных материалов могут быть разные требования к температуре предварительного нагрева.При сварке металлов с разными рекомендациями по предварительному нагреву обычно рекомендуется использовать более высокий рекомендуемый предварительный нагрев.
Сварка разнородных металлов может показаться сложной задачей, но это не должно быть сложно. Как и в случае с чем-либо новым, ключевым моментом является вооружение правильными знаниями.
Узнайте о сварке углеродистых и низколегированных сталей разной прочности.
Эта статья является первой из серии, состоящей из двух частей, в которой обсуждаются соображения и передовые методы сварки разнородных металлов.Прочтите статью два, Соединение стали A36 с разнородными металлами: знание химии материалов и многое другое.
Преимущества и методы предварительного нагрева металла
Есть много причин использовать предварительный нагрев при сварке. В некоторых случаях производители предварительно нагревают материалы перед сваркой. Иногда предварительный нагрев требуется спецификациями, иногда это выборная методика, соответствующая лучшим практикам. В любом случае очень важно работать с производителем, который понимает этот процесс и знает, как включить его в планирование.
3 причины предварительного нагрева
Производители обычно предварительно нагревают по одной из трех причин:
- 1. Требуется: Сварочные нормы или стандарты иногда требуют предварительного нагрева. Некоторые материалы, такие как высокоуглеродистые или легированные стали, склонны к растрескиванию во время сварки. При слишком быстром остывании металла может возникнуть наихудший вид сварочного дефекта — растрескивание. Предварительный нагрев замедляет охлаждение как жидкого металла шва, так и основного металла.
- 2.Это увеличивает производительность: Производители иногда предпочитают предварительный нагрев стали, потому что это увеличивает производительность тремя способами. Во-первых, это может уменьшить деформацию сварного шва. Во-вторых, это способствует более плавному смешиванию металлов сварного шва с окружающими областями, что может снизить объем требуемого шлифования. Наконец, он уменьшает пористость за счет замедления охлаждения, достаточного для предотвращения попадания пузырьков газа в ловушку при затвердевании металла.
- 3. Снижает напряжение: Предварительный нагрев может работать в сочетании с нагревом после сварки для поддержки усилий по снятию напряжения.Некоторые материалы особенно склонны к растрескиванию, и наилучшие результаты достигаются, когда нагреву для снятия напряжений после сварки предшествуют основные предварительные нагрева до 500-600 градусов по Фаренгейту.
Предварительный нагрев и процесс планирования
Поскольку для нагрева большого количества стали может потребоваться значительное время, при планировании необходимо учитывать требования к предварительному нагреву. Поскольку предварительный нагрев включает в себя несколько переменных и сложных соображений, планировщикам лучше заранее отметить это требование.
Разработчики должны учитывать, нужно ли остывать стали в течение ночи или командам придется поддерживать такую температуру, чтобы на следующее утро не требовалось меньше подогрева. В некоторых случаях им придется поддерживать высокую температуру, закончить сварку, а затем, при необходимости, сразу перейти к снятию напряжения после сварки, не давая сначала остыть.
Часто производители предварительно нагревают, потому что это требуется правилами сварки. Иногда предварительный нагрев проводится по выбору для повышения производительности или снятия стресса.В любом случае необходимость предварительного нагрева должна быть определена на раннем этапе процесса планирования, чтобы получить оптимальные результаты.
Сварка ослабляет сталь? Вот что вам нужно знать
Одна из самых важных вещей, о которых следует думать при сварке, — станет ли металл, который вы используете, слабее, когда вы соедините его с другим металлом.
Так что сварка ослабляет сталь? Сварка может ослабить сталь, особенно в зоне термического влияния (или HAZ) при сварке при высоких температурах.Ослабление сваркой наиболее характерно для холоднокатаной стали.
При соединении различных металлов используются три основных метода:
- Пайка
- Сварка
- Пайка
Каждый метод используется для соединения металлических предметов. Они также могут быть способом заполнить зазоры в металлических частях. При сварке два металла должны быть похожими. Например, нельзя приваривать медь к стали. Здесь мы рассмотрим некоторые факты о том, ослабляет ли сварка сталь.
Как применяется сварка при соединении двух металлических деталей?
Этот процесс требует использования высоких температур, которые расплавят металлические части и позволят им соединиться. Обычно вместе с ним используется присадочный металл. Когда процесс будет завершен, как и должно быть, конечный продукт будет таким же прочным, как и другой металл. Неопытный сварщик может использовать слишком мало тепла, и это может изменить свойства металла и вызвать его ослабление.
Могут применяться различные виды сварки, такие как электронно-лучевая сварка, MIG, представляющий собой инертный металлический газ, трение при перемешивании и лазер.Другой способ сварки можно использовать для разделения двух больших металлических конструкций с помощью сильного нагрева, чтобы разрезать их. Один из наиболее важных факторов в этом процессе, который влияет на то, ослабляет ли сталь сталь, — это правильное или неправильное использование тепла.
Сварочные эффекты и методы закалки
Единственная область стали, на которую сварка может положительно или отрицательно повлиять, известна как зона термического влияния или ЗТВ. Это единственная часть металла, которая будет иметь какое-либо влияние, если в качестве наполнителя используется правильный металл.Присадочный металл не будет подвергаться рекристаллизации и, следовательно, останется таким же прочным, как и первичный металл. Именно из-за этих факторов единственная вероятная область отказа будет в зоне термического влияния.
Это обычно случается с холоднокатаной сталью. Если кто-то работает с этим материалом, то конструкция соединений имеет решающее значение, и необходимо будет учитывать уровень нагрузки, которую деталь будет испытывать при эксплуатации. При сварке всегда важно помнить, что чем выше уровень нагрева, тем быстрее металл может ослабнуть.В некоторых случаях возможно, что последующая сварка с надлежащей термообработкой может исправить ошибку.
Какие преимущества термической обработки предотвращают ослабление стали?
Использование методов послесварочной сварки и термообработки является эффективным способом упрочнения сварного соединения. Это достигается за счет закаливания бейнита, который может образовываться в зоне термического влияния. Это освободит участки, которые в противном случае потенциально могут потрескаться со временем при приложении к ним напряжения.
Использование термической обработки, если все сделано правильно, может фактически изменить размер зерна, ударную вязкость, твердость и предел прочности.Он может улучшить эластичность, снять напряжение и улучшить электрические и магнитные свойства.
Чтобы получить максимальную пользу, необходимо понимать, как правильно проводить термическую обработку. Это больше, чем просто использовать горелку для обработки стали, а затем дать материалу остыть. Факторы, которые необходимо понять и правильно реализовать, включают температуру используемого тепла, время его подачи и скорость охлаждения. Также необходимо будет понять, какие окружающие материалы используются и как они повлияют на общую эффективность.
Важно понимать, что это можно сделать несколькими способами. Некоторые примеры включают индукционный нагрев, ванну с расплавленным металлом или электрически нагреваемую соль, топливно-воздушные или кислородно-топливные горелки и природный газ. Некоторые из контролируемых методов охлаждения могут включать вентилятор или водяное охлаждение, охлаждение металла в песке, использование неподвижного воздуха и даже охлаждение печи. Для получения желаемого результата очень важно контролировать процесс нагрева и охлаждения.
Эти факторы будут играть наиболее важную роль в определении того, ослабит ли сварка сталь или усилит ее.Если он нагревается или охлаждается слишком медленно, слишком быстро или при слишком высокой температуре, то желаемый результат не достигается. Когда сталь полностью насыщается теплом, а затем медленно охлаждается, это позволяет легко обрабатывать металл.
Что такое нормализация?
Это то, что называется процессом, когда человек хочет подготовить сталь к будущей термообработке. Это действительно помогает реструктурировать внутренние аспекты металла, поэтому помогает снизить влияние внутренних напряжений.Этот процесс может немного смягчить металл, но в конечном итоге не дает ему размягчиться настолько, насколько это было бы без процесса.
При использовании термических методов нагревается область, которая может подвергнуться нагрузке. Затем он медленно охладит его, чтобы сменить металл, чтобы уменьшить воздействие стрессовых факторов. При выполнении этого процесса для стали обычно используется температура около 1100 градусов по Фаренгейту. Иногда температура может достигать 1150 по Фаренгейту. Эксперты обнаружили, что температура может снизить ущерб, наносимый стрессом, на целых 80%.
Низкоуглеродистые стали и использование дуговой сварки металлов в газе
Этот метод используется в нескольких отраслях, в первую очередь в автомобильной. Промышленность использует эту технику с кузовами и шасси транспортных средств. Это то, что используется в течение десятилетий и даже больше, что-то, что используется для роботизированной сварки стальных соединений. Было проведено несколько исследований, чтобы понять влияние сварки на металл, такой как сталь.
Некоторые из этих исследований были выполнены при соединении роботизированных суставов.Основное внимание в этих исследованиях уделяется влиянию тепла, напряжения и тока, а также результатам, которые оно дает. В некоторых исследованиях изучается влияние атмосферы при дуговой сварке углеродистой стали.
В этой отрасли стальные листы толщиной 25 мм имели большое значение, и поэтому были исследованы. Исследователи хотели увидеть, что можно сделать для уменьшения дефектов в сварных зонах. Было обнаружено, что при увеличении напряжения дуги твердость металла снижалась.Это похоже на другие методы сварки, где более высокий нагрев приводит к более мягкому металлу.
Некоторые исследования показали, что увеличение скорости сварки этим методом может улучшить свариваемый металл. Когда напряжение дуги увеличивается или скорость сварки снижается, общее тепловложение увеличивается. Иногда это приводит к ослаблению стали. Эти факторы могут снизить твердость и прочность свариваемого металла. Это также может увеличить вероятность появления дефектов в металле.Это просто означает, что при увеличении скорости сварки уменьшается подвод тепла, и это снижает вероятность возникновения ошибок.
Сварочные эффекты высокопрочной низколегированной стали
HSLA — это сталь, хорошо приспособленная для сварки. Самый распространенный способ работы с этой сталью — сварка плавлением. Использование этого метода сварки иногда приводит к ослаблению этой стали. Использование технологии, известной как сварка трением с перемешиванием, позволяет избежать проблем, связанных с деформацией и остаточным напряжением, которые в противном случае могут возникнуть с этой сталью.
Высокопрочная низколегированная сталь была создана для замены низкоуглеродистой стали в основном в автомобильной промышленности. Это было сделано для снижения веса и повышения общей прочности металла. Эта сталь может образовывать более закаленную зону сварки в зоне термического влияния, чем ее предшественница. Эта недавно разработанная сталь обладает повышенной прочностью и свариваемостью. И будучи используемым в автомобильной промышленности, он также считается незаменимым при создании больших кораблей и морских нефтяных платформ.
Этот тип стали и используемые методы сварки считаются обязательными в первую очередь при использовании в автомобилях, круизных лайнерах и даже военных кораблях.Он используется в этих отраслях из-за его исключительной прочности и высокой прочности. Было установлено, что сварка плавлением лучше всего устраняет любую возможность ослабления конструкции.
Связанные вопросы
Почему рвутся сварные швы? Сварные швы ломаются из-за накопленного напряжения, которое накапливается при быстром охлаждении нагретого металла. Разрушение — это типичный дефект, который возникает в сварных швах, и представляет собой своего рода снятие напряжения, которое происходит за счет повторного нагрева сварного шва до меньшей температуры и последующего естественного охлаждения.
Как сварка влияет на предел текучести? При сварке скачки напряжения дуги и сварочного тока могут привести к повышению уровня прочности и снижению долговечности. Он также может повлиять на пластичность и ударную вязкость. Повышая скорость сварки, вы можете увидеть увеличение твердости сварных швов.
Подобные сообщения:
Соединение металлов: пайка против сварки
Соединение металлов: пайка против сварки
Существует несколько методов соединения металлов, включая сварку, пайку и пайку.В чем разница между сваркой и пайкой? В чем разница между пайкой и пайкой? Давайте рассмотрим различия и сравнительные преимущества, а также общие области применения. Это обсуждение углубит ваше понимание соединения металлов и поможет определить оптимальный подход для вашего приложения.
Как работает пайка
Паяное соединение выполняется совершенно иначе, чем сварное соединение. Первая большая разница заключается в температуре — пайка не плавит основные металлы.Это означает, что температуры пайки неизменно ниже, чем точки плавления основных металлов. Температуры пайки также значительно ниже, чем температуры сварки тех же основных металлов, при этом требуется меньше энергии.
Если пайка не расплавляет недрагоценные металлы, как она соединяется с ними? Он работает, создавая металлургическую связь между присадочным металлом и поверхностями двух соединяемых металлов. Принцип, по которому присадочный металл протягивается через соединение для создания этой связи, — это капиллярное действие.При пайке вы применяете тепло к основным металлам. Затем присадочный металл контактирует с нагретыми деталями. Он мгновенно плавится под действием тепла в основных металлах и полностью протягивается капиллярным действием через соединение. Так делается пайка.
Применения пайки включают электронику / электротехнику, аэрокосмическую промышленность, автомобилестроение, HVAC / R, строительство и многое другое. Примеры варьируются от систем кондиционирования воздуха для автомобилей до высокочувствительных лопастей реактивных турбин, вспомогательных компонентов и ювелирных изделий.Пайка дает значительное преимущество в областях, где требуется соединение разнородных основных металлов, включая медь и сталь, а также неметаллов, таких как карбид вольфрама, оксид алюминия, графит и алмаз.
Сравнительные преимущества. Во-первых, паяное соединение — это прочное соединение. Правильно выполненное паяное соединение (например, сварное соединение) во многих случаях будет таким же прочным или прочным, как соединяемые металлы. Во-вторых, соединение выполняется при относительно низких температурах, в диапазоне от примерно 1150 ° F до 1600 ° F (от 620 ° C до 870 ° C).
Что наиболее важно, неблагородные металлы никогда не плавятся. Поскольку основные металлы не плавятся, они обычно могут сохранять большую часть своих физических свойств. Такая целостность основного металла характерна для всех паяных соединений, включая соединения как тонкого, так и толстого сечения. Кроме того, более низкий нагрев сводит к минимуму опасность деформации или коробления металла. Учтите также, что более низкие температуры требуют меньше тепла — значительный фактор экономии.
Еще одним важным преимуществом пайки является легкость соединения разнородных металлов с использованием флюса или сплавов с порошковой сердцевиной / покрытием.Если вам не нужно плавить основные металлы, чтобы соединить их, не имеет значения, имеют ли они сильно различающиеся точки плавления. Вы можете паять сталь с медью так же легко, как сталь со сталью. Сварка — это другая история, потому что вы должны расплавить основные металлы, чтобы сплавить их. Это означает, что если вы пытаетесь сварить медь (точка плавления 1981 ° F / 1083 ° C) со сталью (точка плавления 2500 ° F / 1370 ° C), вы должны использовать довольно сложные и дорогие методы сварки. Полная простота соединения разнородных металлов с помощью обычных процедур пайки означает, что вы можете выбрать любые металлы, которые лучше всего подходят для функции сборки, зная, что у вас не возникнет проблем с их соединением, независимо от того, насколько сильно они различаются по температуре плавления.
Кроме того, паяное соединение имеет приятный внешний вид. Здесь проводится дневное и ночное сравнение крошечной аккуратной кромки паяного шва и толстого неровного валика сварного шва. Эта характеристика особенно важна для соединений на потребительских товарах, где внешний вид имеет решающее значение. Паяное соединение почти всегда можно использовать «как есть», без каких-либо чистовых операций — еще одна экономия средств.
Пайка предлагает еще одно существенное преимущество перед сваркой, так как операторы обычно приобретают навыки пайки быстрее, чем навыки сварки.Причина кроется во внутренней разнице между двумя процессами. Линейный сварной шов необходимо отслеживать с точной синхронизацией подачи тепла и наплавки присадочного металла. Паяное соединение, с другой стороны, имеет тенденцию «создавать себя» за счет капиллярного действия. Фактически, значительная часть навыков, связанных с пайкой, основана на проектировании и проектировании соединения. Сравнительная скорость обучения высококвалифицированных операторов является важным фактором затрат.
Наконец, пайку относительно легко автоматизировать.Характеристики процесса пайки — широкий диапазон нагрева и простота размещения присадочного металла — помогают устранить потенциальные проблемы. Существует множество способов автоматического нагрева стыка, множество форм припоя и множество способов их нанесения, так что операцию пайки можно легко автоматизировать практически для любого уровня производства.
Как работает сварка
Сварка соединяет металлы путем их плавления и сплавления, обычно с добавлением присадочного металла.Соединения получаются прочными — обычно такими же прочными, как соединяемые металлы, или даже прочнее. Чтобы сплавить металлы, вы прикладываете концентрированное тепло непосредственно к месту соединения. Это тепло должно иметь высокую температуру, чтобы расплавить основные металлы (соединяемые металлы) и присадочные металлы. Следовательно, температуры сварки начинаются с точки плавления основных металлов.
Сварка обычно подходит для соединения больших сборок, у которых обе металлические секции относительно толстые (0,5 дюйма / 12,7 мм) и соединены в одной точке.Поскольку валик сварного шва имеет неправильную форму, он обычно не используется в изделиях, требующих косметических швов. Области применения включают транспорт, строительство, производство и ремонтные мастерские. Примерами являются роботизированные сборки плюс изготовление сосудов под давлением, мостов, строительных конструкций, самолетов, железнодорожных вагонов и путей, трубопроводов и многого другого.
Сравнительные преимущества . Поскольку жар при сварке очень интенсивный, он обычно локализован и точечен; нецелесообразно наносить его равномерно на большой площади.Этот четко очерченный аспект имеет свои преимущества. Например, если вы хотите соединить две небольшие полосы металла в одной точке, практичным будет метод контактной сварки сопротивлением. Это быстрый и экономичный способ изготовления сотен и тысяч прочных неразъемных соединений.
Однако, если соединение является линейным, а не точечным, возникают проблемы. Местный нагрев при сварке может стать недостатком. Например, если вы хотите сварить встык два куска металла, вы начнете со снятия фаски с краев металлических деталей, чтобы оставить место для сварочного присадочного металла.Затем вы свариваете, сначала нагревая один конец области соединения до температуры плавления, затем медленно перемещая тепло вдоль линии соединения, нанося присадочный металл синхронно с теплом. Это типичная обычная сварочная операция. Правильно выполненный сварной шов не менее прочен, чем соединяемые металлы.
Однако у этого метода сварки с линейным соединением есть недостатки. Соединения выполняются при высоких температурах — достаточно высоких, чтобы плавить как основные металлы, так и присадочный металл.Эти высокие температуры могут вызвать проблемы, в том числе возможные деформации и коробление основных металлов или напряжения вокруг области сварного шва. Эти опасности минимальны, когда соединяемые металлы имеют большую толщину, но они могут стать проблемой, когда основные металлы представляют собой тонкие секции. Кроме того, высокие температуры обходятся дорого, поскольку тепло — это энергия, а энергия стоит денег. Чем больше тепла вам нужно, чтобы сделать стык, тем больше будет затрат на производство стыка.
Теперь рассмотрим автоматизированный процесс сварки.Что происходит, когда вы присоединяетесь не к одной сборке, а к сотням или тысячам сборок? Сварка по своей природе создает проблемы для автоматизации. Соединение контактной сваркой, выполненное в одной точке, относительно легко автоматизировать. Однако, как только точка становится линией — линейным соединением — снова необходимо провести линию. Эту операцию отслеживания можно автоматизировать, перемещая линию стыка, например, мимо нагревательной станции и автоматически подавая присадочную проволоку с больших катушек. Однако это сложная и требовательная установка, которая оправдана только в том случае, если у вас есть большие производственные партии идентичных деталей.
Имейте в виду, что методы сварки постоянно совершенствуются. Сварку на производстве можно производить электронным лучом, разрядом конденсатора, трением и другими методами. Эти сложные процессы обычно требуют специального и дорогостоящего оборудования, а также сложных и трудоемких настроек. Подумайте, подходят ли они для более коротких производственных циклов, изменения конфигурации сборки или типичных повседневных требований к соединению металлов.
Выбор правильного процесса соединения металлов
Если вам нужны долговечные и прочные соединения, вы, вероятно, сузите круг вопросов, касающихся соединения металлов, до сварки, а не пайки.При сварке и пайке используются термические и присадочные металлы. И то, и другое может быть выполнено на производственной основе. Однако на этом сходство заканчивается. Они работают по-разному, поэтому помните, что нужно учитывать при пайке и сварке:
- Размер в сборе
- Толщина профилей основного металла
- Точечные или линейные соединения
- Металлы присоединяются
- Необходимое количество окончательной сборки
Другие варианты? Механически скрепленные соединения (резьбовые, стержневые или заклепочные) обычно не сравнятся с паяными по прочности, устойчивости к ударам и вибрации или герметичности.Адгезионное соединение и пайка обеспечат прочное соединение, но, как правило, ни одно из них не может обеспечить прочность паяного соединения — такую же или большую, чем у самих основных металлов.
