Способы сварки и виды сварных соединений: виды сварных соединений и классификация способов сварки

их типы и чертежи согласно ГОСТ

Сваркой металлов пользуются в тех случаях, когда необходимо получить наиболее прочные, герметичные и надежные неразъемные соединения. Сварочные технологии послужили толчком для бурного развития технического прогресса.

Многие конструкции просто не могли быть созданы без их использования. Существуют различные сварочные технологии, основанные на применении процессов электрической или газовой сварки, а также типы сварочных соединений, классификация которых довольно проста.

Типы сварки

Практически все многообразие применяемых сварочных технологий можно отнести к одному из следующих типов:

Электродуговая сварка заключается в том, что между соединяемой заготовкой и сварочным электродом подается напряжение, вызывающее зажигание электрической дуги.

Высокая температура, возникающая при горении дуги, приводит к расплавлению участков соединяемых деталей, непосредственно прилегающих к месту будущего сопряжения.

В месте будущего шва образуется так называемая сварочная ванна, то есть, расплавленный металл, после кристаллизации которого, образуется надежный и прочный сварной шов.

По уровню использования автоматизации процесса, электродуговая сварка может быть ручной, с применением штучного сменяемого сварочного электрода, полуавтоматической, с бесконечным, непрерывно подаваемым проволочным электродом, и автоматической, осуществляемой без участия сварщика.

Кроме перечисленного, электродуговой сварочный процесс может быть атмосферным, либо в среде защитных газов, препятствующих окислению расплавленного металла и способствующих образованию более качественного сварного шва.

В случае электрической контактной сварки соединяемые элементы сжимаются с большим усилием, и через место контакта пропускается значительный электрический ток.

В результате, соединяемые металлические детали разогреваются до пластичного состояния, и под воздействием сжимающего усилия свариваются между собой.

Газовый сварочный процесс происходит благодаря плавлению соединяемых металлов, а также присадочного материала при горении газа с применением специального газопламенного оборудования.

Как соединяют детали

Технологию производства сварочных соединений, включая их виды, размеры основных элементов и их условные обозначения на чертежах, устанавливает ГОСТ 5264-80. Чтобы правильно прочитать чертеж, предназначенный для сварки конструкции, надо ознакомиться с данным стандартом.

В соответствии с ГОСТом, при выполнении сварочных работ, могут применяться следующие виды соединений:

• стыковые;
• угловые;
• тавровые;
• нахлесточные.

О каждом из них стоит поговорить отдельно, поскольку выбор сварочного соединения и подготовка кромок заготовок напрямую влияют на качества шва.

Стыковые

Такое сварочное соединение характеризуется примыканием боковых поверхностей свариваемых деталей, находящихся в одной плоскости.

Существуют разновидности выполнения данной сварочной операции. Работа может выполняться без подготовки соединяемых поверхностей. При сваривании сравнительно тонкого листового материала, его края могут быть предварительно отбортованы, то есть, загнуты под углом 90 °C.

У более толстых заготовок для осуществления полного провара материала по толщине применяется скашивание кромок с одной или с двух сторон. Форма скоса кромок может быть прямолинейной или криволинейной.

Для удержания сварочной ванны в зоне шва, под свариваемые листовые заготовки иногда помещается плоская подкладка, которая после выполнения работ удаляется.

Сам шов при выполнении стыкового соединения может быть односторонним или двухсторонним.

Угловые

Это соединение применяют к деталям, не находящимся в одной плоскости, кромки которых расположены под некоторым углом друг относительно друга. Такие соединения также выполняются с предварительной подготовкой поверхностей, или без нее.

Подготовка заключается в скашивании соединяемых кромок разными способами, одна из плоскостей может быть отбортована. Сварные швы, в зависимости от конструктивных требований, односторонние или двухсторонние.

Тавровые

При тавровом соединении, кромка одной из свариваемых деталей присоединяется к поверхности другой детали под углом 90 °. Таким образом, поперечный разрез соединения имеет форму буквы «Т».

Для улучшения качества соединения применяются односторонние или двухсторонние скосы кромок присоединяемого элемента. Обработке подвергаются те детали, торцы которых привариваются к плоскостям других деталей.

Для лучшей проварки металла обычно при закреплении деталей обеспечивают наличие небольшого зазора между ними. Величина зазора составляет 2 – 3 мм.

Вообще, для каждой конкретной процедуры должна быть составлена технологическая карта операции, учитывающая все требования проекта собираемой конструкции.

Внахлест

Детали, соединяемые внахлест, накладываются одна на другую, находясь при этом в параллельных плоскостях. Швы выполняются с одной или с обеих сторон.

Производить скос кромок в этом случае не имеет смысла, так как торцевые участки и плоскости соединяемых деталей образуют вогнутый угол, хорошо удерживающий сварочную ванну и позволяющий выполнить прочный шов.

Другие классификации

В зависимости от протяженности шва сварочные соединения могут быть прерывистыми (стежками) и непрерывными. Последние используют для получения герметичной конструкции (трубы, различные емкости).

Меняя длину дуги, скорость сварки, глубину разделки, можно получать выпуклые и вогнутые сварочные соединения. Существует также нормальный вариант, когда соединение практически ровное, и шов не выступает над поверхностью, но и не образуем выемки.

Сварочные швы получают при различных положениях заготовки. В зависимости от этого они могут быть нижними (самое простое соединение), горизонтальными, вертикальными и потолочными (самый сложный вариант сварочных работ).

Расчеты

При проектировании различных конструкций, все технические параметры, включая применение определенного вида сварки, а также выбор способа соединения деталей, осуществляется на основании предварительного расчета. В первую очередь, производится расчет конструкции на прочность

.

Исходными данными для этого служит моделирование нагрузок, которым будет подвергаться конструкция в процессе эксплуатации. Исходя из этого, выбирается материал и способ соединения отдельных элементов. Методы расчета каждого вида сварного соединения стандартизованы и унифицированы.

При проведении расчетов на прочность сварных швов определяют характер, направления и величины нагрузок на участки соединения. Полученные величины сравнивают с максимально допустимыми значениями для применяемых материалов.

На основании их сравнения делают заключение о запасе прочности конструкции. Такой расчет производится многократно, отдельно для каждого варианта соединения, вида применяемой сварки и конструкционного материала. Только в случае правильного расчета можно получить надежное соединение.

Основная классификация сварных швов для разных видов сварки

Сварочный шов – это участок соединения двух частей в единое целое, благодаря расплавлению металла под воздействием высокой температуры и дальнейшей его кристаллизации. На сегодняшний день различают более 100 типов соединений. Они все разделяются по особым параметрам и делятся на различные группы и подгруппы, в связи с чем и существует множество классификаций сварных швов.

Содержание статьи

По виду сварного соединения

Классификация сварных швов по виду сварного соединения делится на стыковые и угловые. Какое именно произвести соединение в той или иной ситуации, решает мастер, отталкиваясь от положения деталей в пространстве.

• Швы угловые производятся тогда, когда заготовки находятся по отношению друг к другу под углом.
• Сварка стыковых соединений образуется в результате прилегания двух частей или деталей торцами друг к другу, которые располагаются на одной плоскости. Сама дорожка при этом может быть трех видов – вогнутая, выпуклая или плоская. Последняя применяется чаше всего, так как она не имеет особо выраженного перехода на стыке деталей, что выглядит более естественно, в сравнении с остальными двумя типами. Такой метод чаще всего используется при электродуговой сварке на низких токах, чтобы не пропалить заготовку. Например, тонколистовая сталь – идеальный материал для применения сварки стыковых соединений.
• Прорезной (электрозаклепочный) производится в отверстии, которое имеется на детали и выполняется в виде точечных заклепок. То есть, при этом не образуется сварная ванна и шов результате, а детали спаиваются небольшими участками через пазы в заготовке.

По месту выполнения сварки

Классификация сварных соединений и швов данной категории зависит от положения свариваемых деталей в пространстве. Например, если нужно починить деталь какой-то конструкции, которую нельзя снять и положить, но она при этом находится на некотором расстоянии от пола, то работу мастер будет производить потолочным,нижним, горизонтальным или вертикальным соединением, отталкиваясь от размещения этой детали.

• Горизонтальные – это сварные швы, которые тянутся слева направо (или наоборот) на вертикальной детали. Чтобы при этом масса металла не стекала вниз, необходимо правильно подобрать скорость движения электродом или горелкой и силу тока (это подбирается для каждого случая в индивидуальном порядке, отталкиваясь от типа сварки, характеристик деталей и мастерства специалиста).
• Вертикальный метод производства стыковых швов ведется на вертикально расположенных заготовках, при этом швы ведутся сверху вниз (или наоборот). Сложность данного процесса заключается в том, что срабатывает сила притяжения Земли и расплавленная металлическая масса все время стекает вниз, что портит и качество и внешних вид детали. Такое соединения рекомендуется проводить в крайних случаях и только тем мастерам, у которых уже есть определенный теоретический и практических багаж знаний для работы такими дорожками. Подробнее с технологией вертикального шва можно ознакомиться тут.
• Потолочным называется положение, при котором деталь находится выше головы мастера, что намного усложняет процесс. При осуществлении потолочных сварочных швов нужно строго соблюдать правила безопасности и технологию выполнения сварки, потому что в данном случае опасность заключается в стекании массы расплавленного металла.
• Нижние способы сварки выполняются тогда, когда деталь располагается внизу по отношению к мастеру. Это самый удобный метод соединения, так как металл не растекается по сторонам или вниз, а стекает в кратер. Кроме этого, свободно выходят газы и шлаки на поверхность. Стыковое сварное соединение в нижнем положении выполняется формированием валиков на протяжении всего стыка деталей. При этом технология сварки простая – достаточно вести электрод или горелку прямо или зигзагом для создания надежной и эстетически привлекательной дорожки.

По конфигурации

Данная категория стыковых швов используется при ручной дуговой сварке электродом. Сюда относятся три типа сварочных швов – прямолинейные, криволинейные и кольцевые (спиральные).  Они производятся вне зависимости от положения рабочего изделия. Все типы швов данной классификации предполагают, как стыковое, так и нахлесточное сварное соединение.

По протяженности

Классификация сварных швов по протяженности бывает двух видов: сплошные или прерывистые.

 

• Прерывистый – это такой шов, который производится определенной длины с синхронным интервалом. Он, в свою очередь, делится на два типа – цепная дорожка и шов в шахматном порядке. Например, двусторонние прерывистые соединения на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой ее стороны. Такие типы сцепления могут быть как односторонними, так и двусторонними. То есть, деталь спаивается с двух сторон. Расстояние между этими сварными отрезками называется «сварочный шаг».
• Сплошные способы сварки также делятся на короткие и длинные дорожки, и совершаются вдоль всей заготовки.
• Точечный способ стыковых швов значительно отличается от других, за счет того, что здесь нет сварочной ванны и дорожки. В этом случае заготовки соединяются точками, за счет нахлесточного сварного соединения. Такой способ зачастую применяется для пайки тонкого металла или аккумуляторов.

Способы протяженных швов: а) сплошной б) прерывистый, в) точечный, г) прерывистый шахматный, д) прерывистый сплошной (цепной)

 

По технологии выполнения

В зависимости от технологии, по которой производится скрепление, выделяют основные четыре вида:

• Подварочный, где — меньшая часть двухстороннего шва, выполняется предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке;
• шов-прихватка позволяет фиксировать детали, которые уже расположены для сварки;
• временный шов необходим, чтобы скрепить заготовки на некоторое время, а по окончанию работ он удаляется.
• монтажный сварной шов, используется во время монтажа различных конструкций.

По отношению к направлению действующих усилий

Сварка стыковых соединений содержит еще одну важную классификацию, в зависимости от отношения к направлению усилий:

• Продольный способ создания стыка (фланговый), при котором усилие действует параллельно оси дорожки;
• Поперечный метод (лобовой) сварного шва, при котором его ось находится перпендикулярно (90 градусов) к оси усилия;
• Комбинированное соединение сваркой включает в себя одновременно и фланговый и поперечный тип;
• Косой, при котором ось шва располагается под углом к направлению действующих усилий.

 

По форме наружной поверхности

По форме поверхности сцепления делятся на три основных типа:

• Выпуклые (усиленные)- это многослойные швы, применяемый в сцеплениях при статических нагрузках, но усиленный наплыв приводит к чрезмерному расходу электродного металла и в связи с этим для его использования нужно экономическое обоснование.
• Вогнутые (ослабленные) способы используются для скрепления тонкого металла.
• Нормальные или плоские актуальны при динамических нагрузках, так как они не имеют особого перепада между дорожкой и основным металлом.

 

По виду сварки

Классификация сварных швов по виду сварки разделяется в зависимости от типа воздействия сварочного аппарата. Например, при работе в среде аргона или другого защитного газа, соединение будет не иначе, как «газовым», при работе с электродом – «электродуговым». Самыми основными видами являются следующие швы:

• ручной дуговой сварки – стыковое или нахлесточное соединение реализуется вручную с помощью электрода. Таким образом, можно скрепить практически любой металл, толщиной от 0,1 до 100 мм в любом положении;
• автоматической сварки, которые осуществляются при работе с аппаратом – трансформатором, выпрямителем или инвертором;
• сварки в инертном газе. Такие стыковые, угловые и нахлесточные соединения считаются самые прочные, так как сварка происходит в среде инертных газов, которые защищают его от окисления. Большим плюсом такого скрепления является эстетический вид и отсутствие отходов и шлаков;
• газовой сварки – дорожка формируется под воздействием температуры, которая создается за счет горения рабочего газа, исходящего из горелки;
• паяных соединений, которые совершаются с помощью паяльника.

Кроме описанных, существует еще множество способов для соединения деталей, как обычных, так и нестандартных, которые применяются для заваривания деталей в труднодоступных местах. Например, швы могут быть однослойными (а) или многослойными(б, в), при которых накладывается несколько валиков, располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва.

[Всего: 1   Средний:  1/5]

способы сварки и оборудование. Сварные соединения :: SYL.ru

Процесс сварки помогает продумано использовать материалы в процессе производства, а также значительно экономит затраченное время. При этом механизация и автоматизация шагают вперед большими шагами, повышается производительность, а условия труда работников становятся лучше.

Что такое сварка

Сварка является прогрессивным технологическим процессом, который позволяет получить неразъемные соединения деталей, а также создать конструкции высокого эксплуатационного качества. Плюсы сварных соединений дают возможность постоянно применять их для создания разного рода конструкций.

Научно-технический прогресс не стоит на месте, в нем участвует и сварка. Способы сварки все расширяются, применяются все новые виды. Например, в микроэлектронике сегодня имеется возможность сваривать детали толщиной в несколько микрометров, а в тяжелом машиностроении — детали с толщиной несколько метров. Учитывая то, что в производстве применяются углеродистые и низколегированные стали, все чаще стали применяться специальные способы сварки специализированных сплавов, легких сплавов, а также таких, в основе которых лежит титан, молибден, цирконий и другие металлы. Прогрессивность способов сварки и ее тип влияют на качество готовых изделий, а также на эффективность всего производства. При этом не забывают и про оборудование для сварки металла — его созданию и переоснащению уделяется огромное внимание.

Непрерывное усложнение конструкций и рост объемов сварки требует производить постоянную технологическую переподготовку производства, т. е. улучшать его трудоемкость, экономические показатели, механизацию и автоматизацию.

Что такое сварные соединения

Обычно, чтобы получить сложную конструкцию, нужно объединить между собой отдельные элементы: детали, агрегаты, узлы. В таких объединениях участвуют разъемные или неразъемные соединения.

Неразъемными соединениями, в получении которых использовалась ручная сварка, называют сварные соединения. Как правило, таким образом скрепляют металлические изделия. Но сварные соединения применяются и для неметаллических деталей — пластмассовых, керамических или из сочетания того и другого.

Чтобы получить сварное соединение, не нужны дополнительные соединительные элементы (заклепки, накладки). Соединение здесь образуют внутренние силы системы, т. е. атомы металла двух деталей образуют между собой связи. Ионы и электроны взаимодействуют между собой, образуя металлическую связь.

Для того чтобы получить сварное соединение, недостаточно просто скрепить детали — им нужна некоторая дополнительная энергия, с помощью которой атомы преодолеют энергетический барьер. Эту энергию они получают при сварке путем термической или механической активации. Таким образом, чтобы получить сварные соединения, нужно сблизить части и приложить энергию активации.

Виды сварки

От того, какая активация лежит в основе сварного соединения, выделяют основные способы сварки: плавление и давление.

При первом виде соединяемые кромки деталей оплавляют с помощью источника нагрева. На таких поверхностях появляется жидкий металл. Когда он сливается в массу, получается жидкая сварочная ванна. Затем сварочная ванна охлаждается, жидкий металл становится твердым, и получается сварной шов.

Сварка давлением — это непрерывное или прерывистое совместное пластическое деформирование кромок металлических деталей. С помощью пластической деформации межатомные связи в соединяемых частях устанавливаются легче и быстрее. Чтобы ускорить процесс, при сварке используют давление и нагрев.

Сварка под давлением, ее способы

Что собой представляет данный вид, мы описали выше, теперь рассмотрим способы сварки металлов под давлением:

Контактная сварка. Здесь детали нагреваются теплом, которое образуется в свариваемых деталях, когда через них пропускают ток. После того как детали нагрелись или немного расплавились, их сдавливают. Так происходит сама сварка. Способы сварки: стыковой, точечный, шовный.

При стыковой сварке детали зажимают токоподводящими зажимами, соединяют торцы и пускают сварочный ток. В местах зажимов детали нагреваются, затем их сжимают. Так получается сварное соединение. Такой способ в основном применяют при соединении труб и деталей с компактным сечением. Способы сварки труб могут быть и другими, но основным считается этот.

При точечной сварке детали соединяют с помощью отдельных точек. Таким методом скрепляются листовые детали. Листы, которые нужно сварить, складывают друг на друга и сжимают их с помощью медных цилиндрических электродов сварочного аппарата. После этого пускают ток. Так получается точечное сварное соединение. Такое соединение выполняется быстро и качественно.

Шовную сварку применяют также для того, чтобы соединить листовые детали. Данный вид сварки похож на предыдущий, только в данном случае электроды — это медные диски, которые перекатываются по свариваемым кромкам. Ток при таком соединении нужно пускать прерывисто. Само шовное соединение получается очень прочным и плотным.

Ультразвуковая сварка — еще один вид. В ее основе лежит совместное воздействие на свариваемые металлические детали ультразвуковых колебаний и сжимающего усилия. Специальные ультразвуковые генераторы преобразовывают электрическую энергию в механическую. Когда свариваемым деталям сообщают механические колебания, начинается вибрация с частотой ультразвука. Данная вибрация вызывает трение, с помощью которого поверхности разогреваются, после этого происходит сжатие — и соединение готово. Этот способ используют при скреплении тонких металлических деталей или при сваривании неметаллических изделий (из пластмассы).

Сварка с помощью трения. Данный метод предполагает трение свариваемых частей до их разогрева. После этого детали в пластичном состоянии сжимают, и образуется соединение. Такую сварку используют, когда изготавливают составной инструмент (сверла, резцы, развертки и др.), а также, когда необходимо соединить разнородные материалы.

Диффузионная сварка. Детали при такой сварке немного нагреваются и незначительно сжимаются, после чего их помещают в вакуумированную камеру и выдерживают там определенное время. Такие условия подталкивают атомы в поверхностях деталей к взаимной диффузии. Для нагрева обычно используется индукционный способ. Большой плюс этого метода — детали при этом не расплавляются и не деформируются. С его помощью можно соединять практически любые металлы и их сочетания, а также металлические детали с неметаллическими — из керамики, стекла, графита.

Высокочастотная сварка. Здесь кромки разогреваются с помощью токов высокой частоты и потом сдавливаются. Этим способом сваривают продольные швы труб из стали, латуни и др. материалов.

Холодная сварка. При этом способе сварка осуществляется сильным сдавливанием деталей. В этом случае происходит сильная деформация металла и выполняется соединение. Никакого нагрева при этом нет. Таким способом соединяют пластичные детали, например медь или алюминий. Используется в электротехнической промышленности.

Сварка с помощью взрыва. Здесь из-за взрыва быстродвижущиеся свариваемые детали соударяются, и образуется соединение. С помощью данного метода получают биметаллические заготовки, соединяют разнородные материалы. Рассмотрим, какая еще может быть сварка.

Способы сварки плавлением

Таких видов соединения не так уж и много.

Газовая сварка. Здесь основной присадочный материал расплавляется от теплоты газового огня, который возникает во время сжигания горючих газов и кислорода. Обычно для этой цели применяют ацетилен, который, соединяясь с кислородом, дает очень высокую температуру пламени. Данная сварка применяется для изделий из стали, цветных металлов, а также при разных видах ремонтных работ.

Электронно-лучевая сварка. Для данного вида нужна специальная камера, где высокое разрешение среды. Основной металл плавится за счет облучения его быстролетящими электронами. Вакуум в камере нужен для того, чтобы защитить свариваемый металл и предотвратить ионизацию среды электронами. При этом способе в месте нагрева образуется высокая концентрация теплоты. С помощью электронно-лучевой сварки соединяют тугоплавкие, химически высокоактивные металлы, а также их сплавы.

Лазерная. Здесь расплавление соединяемых деталей производят при использовании энергии светового луча, который выдает оптический квантовый генератор. При лазерной сварке в месте нагрева скапливается высокая концентрация энергии. С его помощью соединяют различные металлы, их сплавы и сочетания. Плюсы лазерной сварки: процесс быстрый, небольшая околошовная зона и небольшой размер сварного шва.

Это все основные виды и способы сварки плавлением.

Классификация

На сегодняшний день существуют различные способы сварки. ГОСТ классифицирует сварочные процессы более чем на 150 разновидностей. В основе классификации лежат следующие признаки: физические, технические и технологические. Классификация способов сварки по физическим признакам разделяет все виды на три класса: термический, термомеханический и механический. В основе этого разделения лежит форма энергии, которая используется при сварном соединении.

В термический класс входят те виды, где присутствует тепловая энергия:

• газовая;
• дуговая;
• электрошлаковая;
• электронно-лучевая;
• лазерная и т. п.

В термомеханический класс входят те виды сварки, где присутствуют тепловая энергия и давление:

• контактная;
• диффузионная;
• газопрессовая;
• дугопрессовая;
• кузнечная и др.

К механическому классу относится сварка давлением, т. е. где используется механическая энергия:

• холодная сварка;
• сварка трением;
• ультразвуковая и т. д.

Технические признаки классификации следующие:

• способ защиты металла в месте сварки;
• непрерывность процесса;
• механизация процесса сварки.

Технологические признаки у каждого способа свои, и устанавливаются индивидуально. Например, в основе классификации дуговой сварки может лежать: вид электрода, характер защиты, уровень автоматизации и т. п.

Технология контактной сварки и оборудование для нее

Контактная сварка является одним из самых распространенных видов. Возникла она в XVIII столетии, а в XIX веке появилось специальное оборудование для контактной сварки. Вплоть до 2000-х годов она развивалась и массово внедрялась на производстве, и к сегодняшнему дню это самая производительная сварка.

Способы сварки данным способом мы уже рассмотрели выше. Это точечная, шовная и стыковая.

Способ контактной сварки определяется по конструкторско-технологическим признакам процесса. К ним относятся:

• род сварочного тока;
• форма импульса;
• место подвода тока;
• число импульсов;
• число точек, которые нужно сварить одновременно;
• характер нагрева металла;
• характер сжатия сварочного места;
• степень деформации сварочного места;
• подготовка поверхности свариваемых частей;
• тип соединения деталей;
• дополнительные источники нагрева;
• интенсивность режима сварки.

Сочетая различные конструкторско-технологические признаки, можно получить около 200 способов контактной сварки.

Основными достоинствами являются:

• мгновенное создание высококонцентрированного направленного потока тепловой энергии;
• простой технологический процесс;
• минимальный расход электроэнергии, воздуха и воды;
• для образования соединения не нужна присадочная проволока, защитные среды и другие вспомогательные материалы;
• минимальная вынужденная деформация при сварном соединении;
• отсутствие коробления и зоны термовлияния;
• легкая механизация и автоматизация при загрузке и выгрузке деталей, из-за чего обеспечивается высокая производительность.

Контактная сварка применяется во многих областях: и космические аппараты, и микросхемы в электронике, и магистральные трубопроводы, и предметы бытового потребления.

Этим методом пользуются при соединении конструкционных, легированных, жаропрочных и коррозийно-стойких сталей, титановых, алюминиевых, магниевых сплавов, латуни, бронзы, тугоплавких сплавов и композиционных металлов.

С помощью контактной сварки массово производят автомобили, пассажирские вагоны, приборы электроники, прокладывают магистральные трубопроводы и рельсовые пути.

Газовая сварка

При газовой сварке металлические изделия соединяются при плавлении кромок деталей. Этот метод довольно простой, не требует сложного оборудования, а также при таких работах не нужна электроэнергия. Но этот способ имеет и свои недостатки: небольшая скорость и большая зона нагрева свариваемого изделия.

И все же газовую сварку активно применяют в различных отраслях. Она используется для ремонта, для изготовления тонких стальных листов, тонкостенных труб, а также совершенно различных деталей.

При осуществлении такой сварки используется газовая горелка, которая работает на горючем газе с кислородом. При горении вырабатывается тепловая мощность, ее можно регулировать с помощью наконечников.

Существуют следующие способы газовой сварки: правый и левый. При левом способе процесс проходит справа налево. Здесь мастер не направляет пламя прямо на изделие, а присадочную проволоку перемещает перед пламенем горелки.

Этот способ наиболее популярен, с помощью него сваривают довольно тонкие изделия и легкоплавкие металлы. Он подогревает кромки изделия, что позволяет хорошо перемещаться сварочной ванне. При этом мастер хорошо контролирует образование сварочного соединения, что обеспечивает хорошее качество и лучший внешний вид.

При правом способе направление другое — слева направо. Пламя здесь направляется прямо на сваренный шов, а присадочная проволока перемещается за пламенем. Данный способ лучше защищает сварочную ванну от воздуха, металл охлаждается медленно и тепло по изделию распространяется медленнее.

Правый способ считается более экономичным и высокопроизводительным. При этом левым способом лучше сваривать тонкие металлы, здесь производительность будет более оптимальной.

Соединение чугуна

Как известно, чугун сваривается плохо, поэтому такие конструкции из него не изготавливают. Сваривают чугун в двух случаях: исправляя пороки различных отливок и ремонтируя отдельные чугунные детали заводского оборудования.

Значительно осложняют процесс специфические свойства материала:

• чугун не переносит высокие скорости охлаждения, присущие сварке;
• отличается своими низкими пластическими свойствами и чувствительностью к перенапряжению;
• при охлаждении объем чугуна увеличивается, что создает напряженное состояние в зоне сварки;
• во время процесса выгорает углерод, который входит в состав чугуна, что делает металл пористым.

Несмотря на это, этот материал соединяют довольно часто. Существуют следующие способы сварки чугуна:

Горячая. Здесь чугун нагревается равномерно и затем медленно охлаждается. Это обеспечивает графитизацию материала и предотвращает выделение углерода.

Полугорячая. Здесь также достигают графитизации чугуна, но другим способом — вводя в зону сварки графитизирующие вещества. При этом изделие подогревают с помощью готового пламени.

Холодная. При таком типе сварке изделие не подогревают, а сам процесс происходит с помощью стальных электродов, электродов и специальных сплавов, с помощью чугунных электродов.

Дуговая

Дуговая сварка является наиболее распространенным методом. Сам процесс представляет собой сварку плавлением, при котором кромки нагреваются от тепла электрической дуги. Существуют следующие способы дуговой сварки:

Электрошлаковая. Заключается в плавлении обрабатываемых изделий и электрода с помощью теплоты, которую выделяет ток, проходя через расплавленный шлак.

Сварка в защитном газе. Она происходит с помощью неплавящегося или плавящегося электрода. В первом случае кромки формируют сварное соединение. Во втором случае шов образует расплавленная электродная проволока. Чтобы шов во время обработки не окислился, его защищают специальным газом.

Дуговая ручная сварка. Производится двумя способами: плавящимся и неплавящимся электродом.

Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом заключается в соприкосновении обрабатываемых кромок изделия. Такой тип соединений плавящимся электродом происходит с помощью штучного с покрытием-обмазкой.

Основные сведения по технологии сварочных работ. Типы сварочных швов и соединений. Виды сварки

Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений металлических изделий с применением местного нагрева. Металлические части в местах соединения плавятся и соединяются в одно целое. Cварку применяют для соединения однородных и разнородных металлов и сплавов, металлов с неметаллическими материалами (керамикой, стеклом, графитом), а также пластмасс. Физическая сущность процесса сварки заключается в установлении прочных межатомных связей поверхностных слоев соединяемых заготовок.

Для образования соединения необходимо выполнение следующих условий: очистка свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов, инородных атомов, активизация поверхностных и приповерхностных атомов, сближение соединяемых поверхностей на расстояние межатомного взаимодействия

Свариваемость металлов неодинакова и зависит от их физических свойств, методов и режимов, применяемых при сварке. В зависимости от состояния материалов в момент образования сварного соединения все многообразие способов сварки можно разделить на две группы: сварку в жидком и сварку в твердом состоянии, т.е. на сварку плавлением и сварку давлением.

Сварка плавлением. Образование сварного соединения плавлением протекает в 2 стадии:

— расплавление соединяемых поверхностей и образование общей ванны жидкого металла;

-затвердевание этого общего объема металла, образование сварного шва.

Сварка давлением. Для сварки давлением характерны 2 стадии:

-сближение соединяемых поверхностей до образования физического контакта;

— появление участков межатомного взаимодействия с установлением металлической связи под действием пластической деформации.

В результате всех видов сварки образуется сварное соединение. Существуют 4 типа сварных соединений (рис. 8): стыковое соединение 1 — 7 (соединение торцов свариваемых деталей), соединение внахлестку 8 – 9 (соединение боковых поверхностей свариваемых деталей), тавровое соединение 10 – 12 (соединение торца одной детали с боковой поверхностью другой детали), угловое соединение 13 – 15 углов свариваемых деталей.

Способы сварки плавлением. Наиболее распространена электродуговая сварка плавлением с применением металлического электрода.

Электродуговая сварка основана на использовании теплоты от электрической дуги, возникающей между двумя проводниками (электродами) при пропускании электрического тока.

При электродуговой сварке одним полюсом является свариваемая деталь, другим – угольный или металлический электрод. В случае применения угольного электрода необходим присадочный металл, для чего расплавляют специальный пруток, а при металлическом электроде расплавляется сам электрод. При сварке металлическим электродом его конец и свариваемое изделие расплавляются, капли металла электрода заполняют сварной шов и удерживаются на нем силами поверхностного натяжения.

При применении переменного тока расход энергии меньше, чем при применении постоянного тока, а оборудование проще и дешевле. Применение постоянного тока обеспечивает более стабильное горение дуги, чем при переменном токе.

Рисунок 8 — Типы сварных соединений.

Электроды. Электроды, применяемые при сварке изделий должны обеспечивать высокие механические свойства сварного соединения и высокую производительность процесса сварки. Они могут быть плавящимися (стальными, чугунными, алюминиевыми) и неплавящимися (угольными, вольфрамовыми). Качество электрода зависит от марки применяемого металла и вида обмазки.

Стальные электроды изготавливают из проволоки диаметрами от 2 до 12 мм. Электродами диаметром 2 мм сваривают металл толщиной до 2 мм, диаметром 3 мм – металл толщиной 2 мм и выше. Для сварки металла толщиной 5-10 мм применяют электроды диаметром 4-5 мм, а для толщин свыше 10 мм – электроды диаметром 5-8 мм.

Угольные электроды состоят из аморфного угля или графита. Он сгорает достаточно медленно. Угольный электрод не прилипает к металлу, а длина дуги может достигать 30-50 мм.

На электроды наносят различного вида обмазки для повышения устойчивости горения дуги путем ионизации воздушного промежутка, создания вокруг металла и дуги защитного слоя из газов и шлака, необходимого для защиты металла от окисления. В зависимости от толщины покрытия электроды подразделяются на тонкопокрытые с толщиной обмазки 0,1 — 0,3 мм и толстопокрытые с толщиной обмазки 0,25 — 0,35 d, где d – диаметр электрода в мм.

Тонкие предназначаются для увеличения устойчивости дуги, поэтому называются ионизирующими покрытиями. Наиболее распространенным является меловое покрытие, состоящее из 80 — 85% мелко просеянного мела и 15 — 20% жидкого стекла. К более сложным тонким покрытиям относится покрытие МВТУ, состоящее из 62 % титанового концентрата, 31 % полевого шпата и 7 % калия хромовокислого, которое позволяет с высоким качеством сваривать тонкий металл.

Для получения сварных швов с высокими показателями прочности и пластичности используют электроды с толстым покрытием. В состав толстого покрытия входят газообразующие, шлакообразующие и легирующие вещества и раскислители в виде ферросплавов (ферротитана, ферромарганца, ферросилиция и др.). Газообразующие добавки (мука, крахмал, целлюлоза и др.) предназначаются для создания в процессе плавления электрода газовой защитной среды, состоящей в основном из водорода и оксида углерода. Шлакообразующие вещества (полевой шпат, марганцевая или титановая руда, мел, каолин и др.) образуют при плавлении электрода шлаки, защищающие расплавленный металл от воздействия воздуха и улучшающие условия формирования металла шва. Легирующие элементы из покрытия, выгорая, переходят в шов, что повышает его механические свойства. Раскислители вводят для раскисления металла шва.

Сварочные машины и аппараты для дуговой сварки. Для получения равномерного процесса сварки необходимо, чтобы характеристика источника питания обеспечивала постоянство рабочего тока. Питание дуги постоянным током осуществляется сварочной машиной – генератором. Питание переменным током производится от сварочного трансформатора. Осцилляторы применяют для повышения устойчивости горения дуги при сварке переменным током и представляют собой искровый генератор токов высокой частоты.

Дуговую сварку используют для сваривания малоуглеродистых, конструкционных и легированных сталей.

Газовая сварка основана на получении необходимой теплоты для расплавления свариваемых деталей за счет химической реакции горения газа (ацетилена, водорода, бутана и др.). Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере технически чистого кислорода. Чаще всего в качестве горючего газа используют ацетилен, так как он обеспечивает получение пламени с более высокой температурой горения — 3200^о С. Совокупность ацетиленового и кислородного баллонов с горелкой или резаком составляют оборудование газосварочного поста. При газовой сварке для создания сварочного шва вводят присадочные прутки, имеющие химический состав, близкий к составу свариваемого металла.

Наибольшее значение этот вид сварки получил при изготовлении различных тонкостенных конструкций и деталей из жаропрочных и нержавеющих сплавов и сплавов из алюминия.

Плазменная сварка – процесс сваривания плавлением, при котором соединение деталей осуществляется при нагреве плазменной струей. Плазменная струя – это поток ионизированных частиц газа, имеющий температуру 10000 — 30000^о. Плазму получают, пропуская поток газа через столб электрической дуги. Дугу можно создавать как между электродом и деталью (горелка прямого действия), так и между электродом и водоохлаждаемой горелкой (горелка косвенного действия). В качестве плазмообразующего газа используют аргон, водород и азот.

Способы сварки давлением. Контактная сварка – это процесс сварки давлением, заключающийся в совместном термическом и деформационном воздействии на соединяемые детали. Она основана на нагревании места сварки электрическим током высокой плотности с одновременным сдавливанием деталей для облегчения взаимного проникновения атомов свариваемых металлов. Детали, зажатые в электродах сварочной машины, сжимают для обеспечения физического контакта свариваемых поверхностей. Затем включают ток, металл разогревается до пластического состояния, далее его деформируют до образования неразъемного соединения.

Существуют следующие виды контактной сварки: стыковая сварка сопротивлением, стыковая сварка оплавлением, точечная сварка, шовная сварка, сварка запасенной энергией, сварка по методу Игнатьева.

Стыковая сварка сопротивлением является видом контактной сварки, при которой детали соединяются по всей поверхности соприкосновения. Детали, зажатые в электродах сварочной машины, сжимают для обеспечения физического контакта свариваемых поверхностей. Затем включают ток, металл разогревается до пластического состояния, далее его деформируют до образования неразъемного соединения.

Стыковая сварка оплавлением заключается в сближении деталей одновременно с включением тока. В момент сближения торцов начинается процесс расплавления сначала отдельных контактов, затем число их непрерывно растет и заканчивается, когда обе торцовые поверхности будут покрыты тонким и равномерным слоем жидкого металла. Процесс протекает очень быстро и для оплавления всей торцевой поверхности детали в зависимости от сечения необходимо затратить от 0,5 до 3 с.

Точечная сварка – самый распространенный вид контактной сварки. Она применяется при соединении деталей в отдельных местах в виде небольших площадок (точек). Необходимая для разогревания теплота создается электрическим током, подводимым медными электродами, между которыми помещается и зажимается свариваемая деталь. Точечная сварка используется при сваривании пересечений арматуры для железобетонных конструкций, прокатных и штампованных профилей и др.

Шовная сварка – это модернизированный вид точечной сварки. Процесс такой же, только электроды выполняются в виде роликов. Ролику сообщают вращательное движение с одновременным пропусканием тока и получают перекрывающие друг друга сварные точки, образующие сплошной герметичный сварной шов.

Сварка запасенной энергией – это вид контактной сварки, при которой используется энергия, запасенная в соответствующем аккумулирующем устройстве. Наиболее широкое применение получила конденсаторная сварка, при которой энергия от питающей электрической сети накапливается в батарее конденсаторов, а затем расходуется на сварку металлов.

Сварка по методу Игнатьева— это вид контактной сварки, при которой электрический ток протекает параллельно плоскости соединения. Ток подводят к одной из деталей, от которой нагревается другая деталь. Когда достигается необходимая для сварки температура, детали сжимают. При этом образуется неразъемное соединение.

Диффузионная сварка – это процесс сварки давлением, при котором соединение образуется в результате взаимной диффузии атомов поверхностных слоев соединяемых деталей, находящихся в твердом состоянии. Свариваемые детали с тщательно зачищенными поверхностями загружают в специальную камеру, где для активизации процесса диффузии создают постоянную нагрузку на детали, разряжение атмосферы (вакуум) и нагрев.

Ультразвуковая сварка – это процесс сварки давлением, при котором соединение образуется в результате ультразвуковых колебаний одной детали относительно другой. В ультразвуковой сварке используют давления, нагрев и трение, возникающие при перемещение свариваемых поверхностей. Источником ультразвука является преобразователь, вызывающий возвратно-поступательные движения высокой частоты одной детали относительно другой. В результате сдвиговых деформаций контактные поверхности взаимно очищаются, нагреваются, с усилием сближаются и, пластически деформируясь, образуют сварное соединение.

Холодная сварка — это процесс сварки давлением, при котором соединение деталей проводится при значительной пластической деформации без применения внешнего нагрева. Металл деталей деформируется с помощью пуансонов. В процессе деформации пленка окислов выдавливается в периферийную область, а между соединяемыми поверхностями устанавливаются межатомные связи, т.е. происходит сварка деталей.

Способы сварки и виды сварных соединений при монтаже строительных конструкций: электродуговая и газовая сварка.

Нужна помощь в написании работы?

Виды сварных швов и сварных соединений.
Сварными соединениями называют две, и более деталей соединенных между собой сварными швами. При сварке изделий и конструкций применяют следующие виды сварных соединений: В нахлестку, стыковые, тавровые, угловые, прорезные, с электрозаклепками, торцевые.

а) Стыковое соединение. Один из самых распространенных видов сварных соединений. Такие соединения имеют наименьшие внутренние напряжения и меньше подвержены деформации при сварке. К тому же имеют более высокую прочность при статических и динамических нагрузках.
б) Внахлестку. Часто применяют при дуговой сварке строительных конструкций при толщине металла не более 10 – 12 мм. По сравнению с соединениями встык не требуют такой тщательной подгонки стыков. При сварке внахлестку рекомендуется по возможности сваривать листы с обеих сторон.
в) Угловые соединения. Применяют при сварке деталей по кромкам под определенным углом друг к другу.
г) Тавровые соединения. Наиболее часто применяют для сварки колонн, балок, различных стоек, ферм и прочих строительных конструкций.
д) Прорезные.  Такие соединения применяют, когда обычной длины шва внахлест не могут обеспечить нужной прочности.
е) Соединения электрозаклепками. Применяя такой метод, соединение получается достаточно прочное, но не плотное. В верхнем листе просверливаются или прорезаются отверстия и завариваются таким образом, чтобы металл нижнего листа сварился с верхним.
ж) Торцевые соединения. Когда листы  свариваются по совмещенным торцам.
Виды сварных швов.
1) По положению в пространстве: в нижнем (1), горизонтальном (3), вертикальном (2) и потолочном (4) исполнении.
2) По отношению к действующим нагрузкам: фланковые (1), лобовые (2), косые (4), комбинированные 3) По количеству наплавленного металла швы бывают: усиленные, нормальные, вогнутый (ослабленный).
Газовая сварка. Сущность газовой сварки состоит в том, что соединение частей осуществляется путем расплавления кромок свариваемых деталей пламенем сварочной горелки и заполнения промежутка между ними расплавом присадочной проволоки. После застывания образуется сварной шов, соединяющий детали в одно целое. Для получения газового пламени в горелку из двух баллонов по гибким резиновым шлангам подается ацетилен и кислород.  Газовой сваркой сваривают стали, чугун и цветные металлы.
Дуговая сварка. . При дуговой сварке металл плавится под действием тепла электрической дуги, образующейся при прохождении электрического тока через воздушный промежуток между свариваемым металлом и угольным или металлическим электродом. Для образования электрической дуги надо коснуться электродом свариваемого металла и тотчас отвести его на 2—4 мм. Тогда электрический ток, проходя через воздушный промежуток, образует дугу, температура которой доходит до 3500° С. При сварке металлический электрод плавится, и образующийся жидкий металл заполняет шов. Качество шва зависит от состава металла электрода.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость Поделись с друзьями

Контактная сварка: особенности и виды

Контактная сварка является востребованной технологией, которую активно используют в производственных и бытовых условиях. Во время нее производится соединение металлических изделий с использованием сильного нагревания и давления. В результате образуется прочное сварное соединение с ровной поверхностью.

Этот вид сваривания применяется для соединения однотипных изделий, тонких деталей. Несмотря на то, что данный метод уже длительное время применяется в разных областях производства, необходимо изучить его важные особенности и характеристики.

Общая информация

Что такое контактная сварка? А именно что лежит в основе данной технологии? Во время ее проведения производится соединение друг с другом металлических деталей. Этот процесс осуществляется за счет нагревания областей контакта деталей электрическим током с высокой величиной. Дополнительно для усиления сваривания применяется давление, которое осуществляет сжатие деталей с последующим расплавлением и охлаждением области сваривания.

Обычно контактную технологию применяют для однотипных изделий. Ее принцип основывается на преобразовании электрического напряжения в тепловую энергию в области соединения, именно она вместе с давлением образует прочное соединение. Применение электрического тока намного упрощает нагревание. Во время сварки должно создаваться необходимое давление, оно сможет обеспечить хороший контакт между поверхностями.

Обратите внимание! Давление, которое оказывается в процессе контактного сваривания, создают определенные механические части сварочного оборудования. Если технология будет осуществляться в соответствии со всеми правилами, то в итоге можно получить прочный, качественный и ровный шов.

Преимущества и недостатки

Сварка нержавейки и других металлов контактной сваркой является востребованной технологией. Она применяется в разных областях промышленности, и ее распространенность объясняется целым рядом преимуществ:

1. Использование этого метода сваривания обеспечивает высокую скорость. По сравнению с другими сварками контактная технология создает прочный шов достаточно быстро.
2. Одна сварочная точка может создаваться за 0,1 секунды. Если выполнить нехитрые расчеты, то можно будет узнать, что профессиональный сварщик за 1 минуту способен будет сделать до 600 соединений.
3. Для выполнения контактного сварочного процесса не нужно использовать электроды, присадочную проволоку, флюсы и другие расходные материалы. Это позволяет существенно сэкономить финансы.
4. Деформирование металла не большое. Оно наблюдается только в местах точек.
5. Процесс сваривания контактным способом достаточно простой, с ним смогут справиться даже новички и специалисты со средней квалификацией.
6. Контактные электроды изнашиваются длительное время, они имеют длительный срок службы.
7. При проведении сварочных работ риск возгорания совсем минимальный, по этой причине этот метод считается самым безопасным.
8. Контактная технология не оказывает вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду. Поэтому ее называют экологически чистой.

Но все же имеются некоторые недостатки, которые обязательно нужно учитывать при проведении контактного сваривания:

• для проведения сварочных работ требуется дорогостоящее оборудование, которое может себе позволить не каждый;
• стоит учитывать, действие тока при контактной сварке должно быть высоким — от 1000 Ампер. Это означает, что питание от электрических станций или других источников электроэнергии должно быть мощным;
• швы, выполненные при помощи контактного метода, обладают не такой герметичностью, как, к примеру, соединения сделанные технологиями с использованием электродов;
• сварщик при проведении контактной сварки обязательно должен тщательно следить за напряжением в области сваривания, оно не должно быть чрезмерным.

Принцип работы оборудования

Для проведения контактного сваривания могут применяться разные аппараты. В зависимости от условий оборудование может быть подвесным, стационарным или переносным. Часто приборы имеют узкую специализацию, но в продаже встречаются универсальные устройства.

Контактная сварка нержавеющей стали и других видов металла требует от сварщика определенной подготовки, специальных навыков, поэтому ее часто используют на производствах. Особой популярностью пользуется электросварка, а вот ручные методы применяются намного реже, данные аппараты обычно встречаются в автомастерских и на строительных площадках.

Стоит отметить! Каждый сварщик обязательно должен знать какое действие электрического тока используется при контактной сварке. Как было указано выше, оно не должно быть меньше 1000 Ампер, желательно больше. Этот показатель обеспечивает высокую скорость и производительность сварочного процесса.

Устройство контактной сварки состоит из следующих важных компонентов:

1. Механические элементы. Они помимо электродов включают компоненты для сжатия свариваемых частей, роликов. На стационарных приборах для создания требуемого давления, проката металлических заготовок применяется гидравлика.
2. В основе электрической части лежит трансформатор сварочного типа. Также в ее состав входят прерыватели цепи и другие необходимые компоненты, которые подают ток к сварной зоне, создают требуемое напряжение в режиме переменного или постоянного тока.
3. В сложном оборудовании предусмотрено много электроники, которая позволяет применять разные режимы контактной технологии. Также при помощи него можно регулировать ток контактной сварки и другие важные операции.

Виды контактной сварки

Виды контактной сварки имеют характерные отличительные особенности, которые обязательно нужно учитывать при проведении любого из методов. Они могут влиять на качество и вид сварного шва.

Точечная

Рассматривая способы контактной сварки, особое внимание стоит уделить точечному методу. Во время его проведения сваривание может производиться в одной или нескольких точках металлической поверхности.

Прочность и качество соединения зависит от нескольких факторов:

• форма и размер используемого электрода;
• показатель силы тока;
• сила давления;
• длительность рабочего процесса;
• степень очищения поверхности металлической детали.

Современное сварное оборудование обладает высокой мощностью и скоростью. Они способны за минуту производить в минуту до 600 сварных соединений. Именно по этой причине данная технология применяется для сваривания частей электроники, кузовных компонентов автомобилей, самолетов, сельскохозяйственной техники. Помимо этого этот метод нашел применение во множестве других областей промышленности.

Рельефная

Контактная рельефная сварка по принципу работы похожа на точечную технологию. Но все имеется характерное отличие — сварное соединение и электрод обладают схожей, рельефной формой. Рельефность придает естественная форма детали, также она может достигаться за счет применения специальных штамповок.

Данная технология используется практически во всех областях промышленности. Также она может применяться в качестве дополнения, для сваривания рельефных деталей. При помощи этого метода часто производиться прикрепление кронштейнов и опорных деталей к заготовкам с плоской формой.

Шовная

Шовная контактная сварка нержавейки или многоточечная технология создает несколько соединений, которые располагаются близко или с перекрытием, формирую единое монолитное соединение. Если между точками находится перекрытие, то шов получается прочным и герметичным. Если же точки находятся близко друг другу, то соединение выходит не герметичным.

В промышленности этот метод применяется редко. Обычно используется перекрывающийся, герметичный шов. При помощи него создают баки, бочки, баллоны и другие подобные емкости.

Стыковая

Во время данной технологии при соединении детали плотно прижимаются друг к другу. После выполняется оплавление всей плоскости контакта. Этот метод имеет подвиды, которые подбираются в зависимости от типа, толщины металла, а также от требуемого качества соединения.

Важно! Самым простым способом считается сварка оплавлением, она предназначена для изделий из легкоплавкого металла с небольшой площадью пятна контакта. Технология с оплавление и плавлением с подогревом подходит для более прочных металлических элементов с огромным сечением.

Процесс сварки

Контактное сваривание имеет важные особенности и нюансы, которые обязательно должны соблюдаться при проведении процесса. Но как показывает практика, чтобы выполнить этот метод не обязательно иметь большой метод, с технологией смогут справиться даже новички.

Но все же в этом деле потребуется знание алгоритма сварочной технологии:

1. На начальном этапе сварные поверхности требуется очистить, тщательно обработать. Это необходимо для получения прочного и качественного соединения.
2. При сваривании показатель электрического напряжения на поверхности деталей должен быть одинаковым. Для этого поверхности максимально выравнивают. Они обрабатываются механически, при помощи травления, зачистки, рихтования или обезжиривающих средств.
3. После детали следует плотно прижать. Это можно выполнить с помощью механизмов или вручную, но в данном случае качество соединения выйдет не таким хорошим из-за недостаточного давления.
4. Затем при помощи оборудования подается ток на поверхность деталей. Сварщик обязательно должен знать какое действие тока используется при контактной сварке, если он хочет получить прочный и качественный шов.
5. Выделяемая тепловая энергия от электрического тока производит расплавление требуемой области металла. Она образует жидкое ядро, в котором возникают связи между поверхностями.
6. Давление, которое подается на металл, предотвращение вытекание жидкого металла за пределы рабочей области.
7. После прекращения подачи тока жидкое ядро быстро остывает. Оно образует качественное сварное соединение. Шов выходит прочным, ровным и износостойким.

Обозначение на чертежах

Иногда для проведения технологии может потребоваться чертеж или схема контактной сварки. На ней должны быть правильные обозначения параметров и важных критериев этого метода. Ниже имеется фото со схемой данной технологии.

Сварщик должен взять на заметку несколько важных обозначений:

• на схеме видимый шов отмечается сплошной линией;
• невидимое соединение — штриховой линией;
• видимая сварная точка обозначается знаком плюс — «+». Оно выполняется основными сплошными линиями;
• невидимая точка никак не отмечается.

Сварка, при которой используется контакт в виде электрического тока и давления — востребованная технология, при помощи которой можно создавать прочные и качественные соединения. Она применяется во многих областях промышленности, включая машиностроение, сельское хозяйство.

Этот способ подходит для изделий из разных металлов, сталей, нержавейки, с ним легко работать, и он безопасен для человека и окружающей среды. Но все же перед тем как приступать, стоит заранее узнать, какое действие тока при контактной сварке должно применяться, именно от этого зависит качество работ.

Интересное видео

Сварные стыки

Сварные стыки образуются путем сварки двух или более деталей, изготовленных из металлов или пластмасс, в соответствии с определенной геометрией. Наиболее распространены стыковые и нахлесточные соединения; Существуют различные менее используемые сварные соединения, включая фланцевые и угловые.

Стыковые швы

Стыковые швы — это сварные швы, при которых две металлические части соединяются на поверхностях, которые находятся под углом 90 градусов к поверхности по крайней мере одной из других частей. ^[1] Эти типы сварных швов требуют лишь некоторой подготовки и используются с тонкими металлическими листами, которые можно сваривать за один проход ^[2] .Общие проблемы, которые могут ослабить стыковой сварной шов, — это улавливание шлака, чрезмерная пористость или растрескивание. Для прочных сварных швов цель состоит в том, чтобы использовать как можно меньше сварочного материала. Стыковые сварные швы широко используются в автоматизированных сварочных процессах, таких как сварка под флюсом, из-за их относительной простоты подготовки. ^[3] Когда сварка металлов выполняется без участия человека, нет оператора, который мог бы внести коррективы в неидеальную подготовку стыка. Из-за этой необходимости стыковые сварные швы могут быть использованы из-за их упрощенной конструкции для эффективной подачи через автоматические сварочные аппараты.

Типы

Геометрия стыкового соединения

Существует много типов стыковых швов, но все они попадают в одну из следующих категорий: стыковые стыковые соединения одинарными сварными швами, стыковые соединения двойными сварными швами, а также открытые или закрытые стыковые соединения. Одиночное сварное стыковое соединение — это название соединения, которое было сварено только с одной стороны. Двойной сварной стык образуется при сварке шва с обеих сторон. При двойной сварке глубина каждого сварного шва может незначительно отличаться. Закрытый сварной шов — это тип соединения, в котором две детали, которые будут соединяться, соприкасаются в процессе сварки.Открытый сварной шов — это тип соединения, при котором две детали имеют небольшой зазор между собой во время сварки.

Соединения стыковые квадратные

Квадратная канавка — это стыковое сварное соединение, при котором две детали плоские и параллельны друг другу. Этот шов прост в приготовлении, экономичен в использовании и обеспечивает удовлетворительную прочность, но его толщина ограничена. Закрытый квадратный стыковой сварной шов представляет собой тип соединения с квадратной канавкой без промежутков между деталями. Этот тип соединения распространен при газовой и дуговой сварке.

Для более толстых соединений край каждого элемента соединения должен быть подготовлен к определенной геометрии, чтобы обеспечить доступ для сварки и обеспечить желаемую прочность и прочность сварного шва. Отверстие или зазор в основании стыка и угол наклона канавки следует выбирать таким образом, чтобы для обеспечения необходимого доступа и соблюдения требований к прочности требовалось наименьшее количество сварочного металла.

Соединения стыковые конические

Стыковые швы с одинарной фаской — это сварные швы, в которых одна часть стыка имеет фаску, а другая поверхность перпендикулярна плоскости поверхности.Эти типы соединений используются там, где невозможно обеспечить адекватное проплавление с помощью квадратной канавки, и металлы должны свариваться в горизонтальном положении ^[4] . Стыковые швы с двойным скосом широко распространены в процессах дуговой и газовой сварки. В этом типе скошены обе стороны одного из краев в стыке.

Шарниры клиновые

Стыковые сварные швы с одной V-образной головкой похожи на соединение со скосом, но вместо того, чтобы иметь скошенную кромку только на одной стороне, скошены обе стороны сварного соединения. В толстых металлах и когда сварка может выполняться с обеих сторон детали, используется соединение с двойным V-образным вырезом.При сварке более толстых металлов двойное V-образное соединение требует меньше присадочного материала, поскольку есть два более узких V-образных соединения по сравнению с более широким одинарным V-образным соединением. Двойной V-образный шарнир также помогает компенсировать деформационные силы. В случае соединения с одним V-образным соединением напряжение имеет тенденцию к деформации детали в одном направлении, когда V-образный шов заполнен, но в случае соединения с двойным V-образным соединением с обеих сторон материала имеются сварные швы, имеющие противоположные напряжения, выпрямляющие материал. .

Соединения шарнирные

Одинарные стыковые сварные швы — это когда одна часть сварного шва имеет форму J , которая легко принимает присадочный материал, а другая часть имеет форму квадрата.J-образный паз формируется либо с помощью специального режущего оборудования, либо путем шлифования кромки соединения до формы J. Хотя J-образный паз сложнее и дороже подготовить, чем V-образный паз, одиночный J-образный паз на металле между Толщина в полдюйма и три четверти дюйма обеспечивает более прочный сварной шов, требующий меньше присадочного материала. Двойные J-образные стыковые сварные швы состоят из одной детали, имеющей форму J в обоих направлениях, а другую деталь — квадратной формы.

Шарниры

Стыковые швы с одинарной U-образной формой — это сварные швы, у которых обе кромки сварной поверхности имеют форму буквы J, но когда они соединяются, они образуют U.Соединения с двойной U-образной формой имеют U-образную форму как сверху, так и снизу подготовленного соединения. Карбоновые стыки — это самая дорогая кромка для подготовки и сварки. Они обычно используются на толстых основных металлах, где V-образная канавка будет находиться под таким большим углом, что ее заполнение будет стоить слишком дорого.

Прочие

Тонкие листы металла часто соединяются фланцами для выполнения сварных швов кромко-фланцевых или угловых. Эти сварные швы обычно выполняются без добавления присадочного металла, поскольку фланец плавится и обеспечивает весь необходимый присадочный материал.Трубы и трубки могут быть изготовлены из прокатки и сварки полос, листов или пластин материала. ^[5]

Соединения с развальцовкой и канавкой используются для сварки металлов, которые из-за своей формы образуют удобную канавку для сварки, например, трубы на плоской поверхности.

Тройник встык образуется, когда два стержня или листа соединяются перпендикулярно друг другу в форме T . Этот сварной шов выполняется методом контактной стыковой сварки.

Выбор правильного сварного шва зависит от толщины и используемого процесса.Квадратные сварные швы наиболее экономичны для деталей тоньше 3/8 дюйма, поскольку не требуют подготовки кромки. ^[6] Сварные швы с двойной канавкой являются наиболее экономичными для более толстых деталей, поскольку они требуют меньше сварочного материала и времени. Сварка плавлением обычно применяется для закрытых одинарных скосов, закрытых одинарных J, открытых одинарных J и закрытых двойных J стыковых соединений. Использование газовой и дуговой сварки идеально подходит для стыковых сварных швов с двойным скосом, закрытого двойного скоса, открытого двойного скоса, одинарного скоса и открытого одинарного скоса.

Ниже перечислены идеальные толщины швов для различных типов стыковых сварных швов. Когда толщина стыкового шва определена, она измеряется в более тонкой части и не компенсирует усиление сварного шва.

Пределы толщины заготовки для каждого типа соединения ^{[требуется ссылка ]}

Тип соединения	Толщина
Квадратное соединение	До 1 ⁄ 4 дюйма (0,64 см)
Соединение односкатное	3 ⁄ 16 — 3 ⁄ 8 дюймов (0.48–0,95 см)
Шарнир двойной конический	Более 3 ⁄ 8 дюймов (0,95 см)
Соединение одно-клиновое	До 3 ⁄ 4 дюймов (1,9 см)
Двойной V-образный шарнир	Более 3 ⁄ 4 дюймов (1,9 см)
Соединение одинарное	1 ⁄ 2 — 3 ⁄ 4 дюймов (1,3–1,9 см)
Двойной J-шарнир	Более 3 ⁄ 4 дюймов (1.9 см)
П-образный шарнир	До 3 ⁄ 4 дюймов (1,9 см)
Двойной U-образный шарнир	Более 3 ⁄ 4 дюймов (1,9 см)
Фланец (кромка угла)	Листовой металл менее 12 калибра [требуется уточнение ]
Канавка под развальцовку	Вся толщина

Крестообразная

Схема крестообразного соединения трех металлических пластин.

Крестообразное соединение — это особый стык, в котором четыре промежутка создаются путем сварки трех металлических пластин под прямым углом.В правилах Американского бюро судоходства для стальных судов крестообразные соединения могут считаться двойным барьером, если два вещества, требующие двойного барьера, находятся в противоположных углах по диагонали. Двойные барьеры часто требуются для разделения нефти и морской воды, химикатов, питьевой воды и т. Д. ^[7]

Подготовка кромки пластины

В обычных сварочных технологиях поверхность сварки должна быть подготовлена ​​для обеспечения максимально прочного сварного шва. Подготовка необходима для всех видов сварки и всех типов соединений.Как правило, стыковые сварные швы требуют очень небольшой подготовки, но для достижения наилучших результатов она все же необходима. Кромки листов могут быть подготовлены для стыковых соединений различными способами, но пять наиболее распространенных методов — это кислородно-ацетиленовая резка (газокислородная сварка и резка), механическая обработка, скалывание, шлифование и резка или строжка угольной дугой. У каждой техники есть уникальные преимущества.

Для стальных материалов кислородно-ацетиленовая резка является наиболее распространенной формой подготовки. Этот метод выгоден своей скоростью, низкой стоимостью и адаптируемостью.Механическая обработка является наиболее эффективной для воспроизводимости и массового производства деталей. Подготовка J- или U-образных соединений обычно выполняется механической обработкой из-за необходимости высокой точности. Метод скалывания используется для изготовления деталей, изготовленных методом литья. Использование измельчения для подготовки деталей предназначено для небольших участков, которые невозможно приготовить другими методами. Сварка углеродной дугой на воздухе широко используется в отраслях, где работают с нержавеющей сталью, чугуном или обычной углеродистой сталью. ^[8]

Перед сваркой разнородных материалов одну или обе стороны канавки можно смазать маслом. Джозеф Р. Дэвис, ASM International: [Специальное руководство ASM — Чугун. http://books.google.de/books?id=NbgtnLo7jhwC&lpg=PA235&ots=IiSbOi5J0K&dq=buffer%20butter%20weld&hl=en&pg=PA235#v=onepage&q=buffer%20butter%20weld — International Committee, AS, 1996, AS, Handbook, AS, 1996. Технологии и инженерия. Стр. 235.

• Henderson, J.G. (1953). Металлургический словарь . Нью-Йорк, Нью-Йорк: издательство Reinhold Publishing Corporation.
• Смит, Дэйв (1984). Сварочные навыки и технологии . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Книжная компания Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-000757-8.
• Фонд дуговой сварки Джеймса Ф. Линкольна (1978). Принципы промышленной сварки . Кливленд, Огайо: Фонд дуговой сварки Джеймса Ф. Линкольна.
• Функ, Эдвард (1985). Справочник по сварке . Бостон, Массачусетс: Бретонские издатели.
• ISO 9692: «Сварка и родственные процессы. Рекомендации по подготовке швов»
  • ISO 9692-1: «Сварка и родственные процессы.Рекомендации по совместной подготовке. Ручная дуговая сварка металлом, дуговая сварка в среде защитных газов, газовая сварка, сварка TIG и лучевая сварка сталей »(2003 г.)
  • ISO 9692-2: «Сварка и родственные процессы. Подготовка швов. Дуговая сварка сталей под флюсом» (1998)
  • ISO 9692-3: «Сварка и родственные процессы. Подготовка швов. Часть 3: Сварка TIG и MIG алюминия и его сплавов»

.

Сварное соединение | Статья о сварном соединении по The Free Dictionary

сегмент конструкции или изделия, в котором части соединяются сваркой; соединяемые части могут быть из одного или разных материалов.

Классификация соединений и сварных швов . Взаимное расположение соединяемых компонентов является основой для различных категорий соединений: стыковых соединений, тройников, соединений внахлест и угловых соединений. Каждый тип соединения имеет определенные характеристики, которые зависят от выбранного метода сварки, будь то дуговая сварка (Рисунок 1), электрошлаковая сварка (Рисунок 2), контактная сварка (Рисунок 3) или какой-либо другой метод.Отрезок сварного шва, непосредственно соединяющий свариваемые детали, называется сварным швом. Все типы сварных швов можно классифицировать в соответствии с техникой наплавки металла, как однопроходные сварные швы, сварные швы, сформированные от центра к концам, и сварные швы, сформированные обратной сваркой. Сварные швы также можно различить по пространственному расположению во время сварки: вертикальные, горизонтальные, нисходящие и потолочные швы. Сварные швы также можно классифицировать по способу формирования их поперечных сечений на однослойные и многослойные сварные швы.Государственные и отраслевые стандарты определяют основные типы сварных соединений, конструктивные элементы кромок и сварных швов, а также допуски и возможные диапазоны толщин соединяемых компонентов. Эти данные относятся ко всем типам сварных швов.

Характеристики сварных соединений . Сварное соединение содержит ряд зон, образованных в материале свариваемых деталей. Эти зоны отличаются от основного материала и между собой химическим составом, структурой, физико-механическими свойствами, микронапряжением и макронапряжением.Сварное соединение, выполненное сваркой плавлением (рис. 4, а), имеет зону, содержащую металл шва, зону плавления, зону термического влияния и зону, в которой свойства и структура основного металла остаются неизменными. Сварное соединение, образованное сваркой давлением (рис. 4, б), не имеет зоны, содержащей металл шва, или зоны сплавления. Он состоит из зоны соединения, в которой между соединяемыми компонентами образованы межатомные связи, зоны механического воздействия и зоны прилегающего основного металла.

Рисунок 2 . Типы сварных соединений и сварных швов, применяемых при электрошлаковой сварке: (а) стыковое соединение, (б) тройник, (в) угловое соединение; (1) стыковой шов, (2) угловой сварной шов, (3) сварной шов для углового соединения

Материал сварного шва может состоять из сплава, образованного расплавленным основным материалом, материалом электрода и / или присадочным материалом, или его может состоять исключительно из расплавленных неблагородных металлов. В зоне термического влияния основной металл не плавится; однако на отдельных участках этой зоны воздействие нагрева и охлаждения может по-разному изменять свойства и структуру основного металла.В общем случае сварки плавлением низкоуглеродистой стали зона термического влияния сварного соединения состоит из участков, показанных на рисунке 5. Перегретый участок (I) непосредственно примыкает к зоне плавления. Материал в этом разделе был нагрет до температуры выше 1100 ° C и приобрел крупнозернистую структуру; следовательно, прочность материала снизилась. В измельченной или нормализованной секции (II) материал был нагрет до температур в диапазоне 900-1100 ° C; этот нагрев вызывает уменьшение размера зерна и увеличение прочности.В секции с частичным измельчением зерна (III) металл был нагрет до температур в диапазоне 700-900 ° C. Металл в этом сечении характеризуется неоднородной структурой или частичным измельчением зерна. В рекристаллизованном участке (IV) металл был нагрет от 500 ° C до температуры, соответствующей критической точке A ₁ , что вызывает снижение прочности, а иногда и пластичности. В секции старения (V) металл был нагрет до температур от 100 ° до 500 ° C; он не проявляет видимых структурных изменений, но отличается от исходного основного металла меньшей прочностью, которая наиболее ярко проявляется в интервале температур 100–300 ° C.Ширина зоны термического влияния при сварке зависит от способа сварки, технологического процесса, теплового режима, а также теплофизических свойств основного металла.

Рисунок 3 . Типы сварных соединений и сварных швов, используемых при контактной сварке: (a) стыковое соединение, образованное контактной сваркой, (b) стыковое соединение, образованное сваркой плавлением, (c) соединение внахлест, образованное одним рядом точечных швов, (d) соединение внахлест образованный несколькими рядами точечных швов, (e) соединение внахлест, образованное одинарным швом

Свойства сварных соединений .Качество сварного соединения определяется его эксплуатационным состоянием и сопротивлением разрушению, вызванным хрупкостью или усталостью. Эксплуатационное состояние сварного соединения характеризуется сложным сочетанием свойств в чередующихся зонах — слоях, которые отличаются от основного металла и друг от друга по своим прочностным свойствам. Слои с более высокими прочностными характеристиками принято называть твердыми, а соседние слои с более низкими прочностными характеристиками — мягкими.Многие факторы определяют, какие слои

Рисунок 4 . Сварные соединения, образованные (а) сваркой плавлением и (б) сваркой давлением; (1) металл шва, (2) зона плавления, (3) зона соединения, (4) зона термического влияния, (5) прилегающий основной металл

квалифицируются как мягкие слои. Они включают свойства основного металла и сварочных материалов, методы и условия сварки и термообработки, а также температуру и скорость приложения нагрузок. Сам сварной шов, зона плавления, ослабленные участки зоны термического влияния и вкрапленные слои других нематериальных металлов могут быть мягкими слоями.Деформации локализуются в мягких слоях. Если слои очень тонкие, деформации не снижают несущую способность сварного соединения. Однако, если мягкие слои относительно толстые, несущая способность сварного соединения ограничивается свойствами мягких слоев.

При проектировании и изготовлении сварных конструкций необходимо учитывать влияние напряженно-деформированного состояния на эксплуатационное состояние сварных соединений, точность размеров и форм соединений, а также стабильность таких свойств в процессе эксплуатации.При анализе напряженно-деформированного состояния различают зону пластических деформаций, зону упругих деформаций и собственные остаточные напряжения, как растягивающие, так и сжимающие. Диаграммы временных и остаточных продольных деформаций и напряжений в стыковом соединении листа из углеродистой стали показаны на рисунке 6.

Устойчивость сварных соединений к повреждениям, вызванным хрупкостью или усталостью, зависит от свойств металла и от свойств металла. наличие в металле концентраторов напряжений и концентраторов деформации.Некоторые концентраторы являются частью конструкции соединения, например, участки, где поперечное сечение соединения резко изменяется, как при переходе от металла сварного шва к основному металлу в тройнике или соединении внахлест. Другие образуются в процессе производства, например, резкие переходы с углами повторного вхождения, когда сварной шов усилен, плохое проплавление, неполное слияние и разрезы. Еще другие концентраторы могут иметь физическое или химическое происхождение, такое как поры, включения шлака и трещины в сварных швах или зонах термического влияния.

Образование сварного шва сопровождается термопластическим процессом деформации основного металла. Наиболее ярко этот процесс проявляется в сварных стальных конструкциях; вызывает хрупкость в некоторых участках зоны термического влияния. Наибольшая степень хрупкости обусловлена ​​старением, которое происходит в процессе деформации металла при температурах 150–300 ° C. На участках старения сварные соединения демонстрируют ограниченное сопротивление разрушению, вызванное хрупкостью.

Рисунок 5. Схема зоны термического влияния: (I) участок перегрева, (II) участок измельченного (нормализованного) участка, (III) участок частично измельченного зерна, (IV) перекристаллизованный участок, (V) участок старения; (1) металл шва, (2) зона плавления

При формировании сварного шва размеры соединяемых компонентов уменьшаются как в продольном, так и в поперечном направлении. Эта усадка учитывается при проектировании и изготовлении сварных изделий.

Принципы проектирования сварных соединений . В СССР используются два метода расчета прочности сварных соединений при статических нагрузках: метод предельных состояний, применяемый в гражданском строительстве, и метод допустимых напряжений, применяемый в машиностроении.

Рисунок 6 . Временные и остаточные деформации и напряжения в стыковом соединении пластины из углеродистой стали: (а) пластина, (б) диаграмма временных деформаций для ∊ _max < 21 _т , (в) диаграмма временных деформаций для _max > ∊ _т , (г) диаграмма остаточных деформаций ∊ _res , (д) ​​диаграмма остаточных напряжений σ _т ; (1) зона пластических деформаций от сжатия, (2) зона упругих деформаций, (3) и (4) растягивающие и сжимающие напряжения и деформации

Промышленные стандарты и нормы проектирования конструкций определяют расчетные значения сварных соединений из стали. различной силы.Значения включают прочность на растяжение, прочность на сжатие, сопротивление сдвигу в стыковых швах и сопротивление сдвигу в угловых швах, а также допустимые растягивающие и сжимающие напряжения σ ^w и напряжение сдвига τ ^W . Расчет усталостного воздействия на сварные соединения металлоконструкций машин производится по общепринятым методикам расчета усталости деталей машин. Влияние низких температур на рабочее состояние сварных соединений может быть принято во внимание на этапах проектирования и изготовления путем выбора соответствующих основных металлов и сварочных материалов, правильного проектирования и выбора соответствующих процессов, а также методов контроля качества материалов.

При расчете прочности сварных соединений при статических нагрузках влияние концентраторов напряжений и температуры обычно незначительно для широко используемых углеродистых и низколегированных сталей. При расчете усталостной прочности сварных соединений влияние концентраторов напряжений и остаточных напряжений учитывается путем задания значений допустимых напряжений. Метод предельных состояний применяется для расчета сопротивления усталости сварных соединений пролетов мостов и промышленных стальных конструкций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Николаев, Г.А. Сварные конструкции , 3-е изд. М., 1962.
Окерблом Н. О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций . Москва-Ленинград, 1964.
Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций . М., 1971.
Труфяков В.И. Усталость сварных соединений . Киев, 1973.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979).© 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

.

Введение в испытания разрушающих сварных швов

Введение в методы разрушающего контроля сварных швов.

Разрушающий контроль сварного шва, как следует из названия, включает в себя физическое разрушение готового сварного шва для оценки его прочности и характеристик. Этот метод тестирования часто используется для следующих приложений:

• Квалификация технологии сварки
• Отбор проб
• Исследовательская инспекция
• Квалификационные испытания сварщика
• Анализ отказов

Методы разрушающего контроля сварных швов обычно включают разрезание или разрыв сварного элемента и оценку различных механических и физических характеристик.Ознакомьтесь с некоторыми из наиболее распространенных методов проведения испытаний на разрушающую сварку ниже.

Разрушающие методы контроля сварных швов.

Макротравление.

Этот метод требует удаления небольших образцов из сварного шва. Затем эти образцы полируются по их поперечному сечению и травятся с использованием смеси слабых кислот, в зависимости от используемого основного материала. Кислотное травление обеспечивает четкую визуализацию внутренней структуры сварного шва.

Осмотр протравленного образца выявляет глубину проплавления, а также доказательства (если таковые имеются) отсутствия плавления, недостаточного проникновения корня, внутренней пористости и трещин на линии сплавления (которая является переходом между сварным швом и основным материалом. ).

Этот тип контроля является моментальным снимком общего качества длины сварного шва при использовании для выборочного контроля производственных сварных швов. Макротравление также успешно используется при анализе отказов для выявления проблем сварки, таких как возникновение трещин.

Испытание на разрыв углового шва.

Этот тип испытаний включает разрыв образца углового сварного шва, сваренного только с одной стороны. К несваренной стороне образца прилагается нагрузка, обычно в прессе, и нагрузка увеличивается до тех пор, пока сварной шов не разрушится.Затем неисправный образец проверяется, чтобы установить наличие и степень нарушений сплошности сварки.

Испытания на разрыв углового сварного шва дают хорошее представление о несплошностях по всей длине проверяемого сварного шва (обычно от 6 до 12 дюймов), а не снимок поперечного сечения, как при испытании на макротравление. Этот тип контроля сварных швов позволяет выявить такие элементы, как отсутствие плавления, внутреннюю пористость и включения шлака.

Хотя испытание на разрыв углового сварного шва часто используется отдельно, его также можно использовать вместе с испытанием на макротравление, поскольку эти два метода дополняют друг друга, предоставляя информацию об аналогичных характеристиках, но с разными деталями.

Испытание на поперечное растяжение.

Поскольку большая часть конструкции основана на свойствах растяжения в сварном соединении, важно, чтобы свойства растяжения основного металла, металла сварного шва, связи между основанием и сварным швом и зоны термического влияния соответствовали требования к дизайну.

Испытание на поперечное растяжение проверяет все это путем вытягивания образцов до разрушения, а затем деление максимальной нагрузки, необходимой при испытании, на площадь поперечного сечения. Результат выражается в единицах натяжения на площадь поперечного сечения.

Управляемый тест на изгиб.

Это метод испытаний, при котором образец изгибается до заданного радиуса изгиба. Для оценки пластичности и прочности сварных соединений используются различные виды испытаний на изгиб. Испытания на управляемый изгиб обычно проводятся поперек оси сварного шва и могут проводиться в испытательных машинах плунжерного типа или в испытательных приспособлениях для испытания на изгиб с накруткой. Испытания на изгиб торцевого шва проводятся при растяжении поверхности шва, а испытания на изгиб корня шва — при растяжении корня шва. При испытании толстых листов на изгиб образцы для испытаний на боковой изгиб обычно вырезают из сварного соединения и сгибают с поперечным сечением шва при растяжении.

Испытание на управляемый изгиб наиболее часто используется при испытаниях процедуры сварки и аттестации сварщиков. Этот тип испытаний особенно хорош при обнаружении дефектов плавления гильзы, которые часто открываются на поверхности пластины во время испытаний.

Если вы хотите узнать больше о методах, инструментах и ​​приложениях для разрушающих испытаний сварных швов, или если у вас есть вопрос, на который здесь нет ответа, пожалуйста, Связаться с нами.

.Лазерная сварка

: типы, преимущества и применение

Лазерная сварка (усиление света за счет вынужденного излучения) — одна из наиболее технически совершенных форм сварки. Его приложения охватывают самые разные отрасли — от аэрокосмической до изготовления ювелирных украшений.

Однако есть несколько типов сварки, которые использовались задолго до лазерной сварки, поэтому возникает вопрос, зачем нам лазерная технология, когда у нас есть другие альтернативы?

Мы углубимся в это после краткого обзора создания технологии.Именно Эйнштейн предсказал вынужденное излучение, которое является основным принципом лазера.

СВЯЗАННЫЙ С: УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СВАРКА: ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ СВАРАНИЯ И ПЛАСТИКА И МЕТАЛЛА

Однако только в 1967 году мы впервые применили лазер для сварки и резки. В лазере, который использовался в экспериментах 1967 года, использовался газ с кислородом и концентрированный луч CO2-лазера.

Руководителем проекта был доктор Питер Хоулдкрофт. Эксперимент и его детали были объяснены в статье под названием «Газоструйная лазерная резка» А. Б. Дж. Салливана и П. Т. Хоулдкрофта.

Лазерная резка положила начало лазерной сварке, поскольку она включает плавление металла без пробивания отверстий.

Лазерная сварка использует высококонцентрированный луч света в очень крошечном пятне, так что область под лазерным лучом поглощает свет и становится высокоэнергетической. Поскольку используются мощные лазерные лучи, электроны в этой области возбуждаются до точки, в которой материал плавится в результате разрыва связей атомов друг с другом.

Лазерная сварка также может использоваться для соединения пластмасс.

Это плавление двух материалов в их швах соединяет их в единое целое. Удивительно, как свет может быть достаточно мощным, чтобы расплавить металл за миллисекунды. Чтобы получить такие мощные лазерные лучи, в аппарате для лазерной сварки используются несколько частей, которые направляют и усиливают лазер.

Газовые лазеры, твердотельные лазеры и волоконные лазеры — три наиболее распространенных лазера, используемых в аппаратах для лазерной сварки.

Обычно лазерный луч подводится к лазерному сварочному аппарату с помощью оптических волокон.Существуют машины для сварки одиночных волокон и машины для сварки нескольких волокон. В машинах для сварки нескольких волокон есть лазер, подключенный к каждому волокну, с каждым волокном сила лазера увеличивается.

Чтобы сконцентрировать луч в точке до того, как он покинет машину, часто используется коллиматорная линза в сочетании с фокусирующей линзой.

Четыре основных сварных шва подходят для лазерной сварки:

• Стыковая сварка
• Присадочная сварка внахлест
• Сварка внахлест
• Краевая сварка фланца

Если вы изучали лазерную сварку, вы могли заметил постоянный спутник лазерного сопла — еще одно сопло, которое подает газ, называемый технологическим газом или режущим газом.

В основном, это поток газа, который чаще всего представляет собой CO2, который также направляется к месту сварки с целью предотвращения контакта поверхности сварного шва с атмосферой.

Без использования режущего газа есть только два варианта сварочной атмосферы — нормальная атмосфера или вакуум. Лазерная сварка в вакууме, безусловно, возможна, но маловероятна из-за ее высокой стоимости и необходимости специальной настройки.

В нормальной атмосфере лазерная сварка без технологического газа может иметь неблагоприятные последствия.Поскольку азот в воздухе находится в очень высокой концентрации, он может смешиваться с расплавленным металлом и вызывать образование пустот или отверстий в сварном шве. Такие случаи могут привести к повреждению сварного шва.

Такие факторы, как влажность в воздухе, могут вызвать образование водорода при сварке. Диффузия водорода в металл также приводит к слабым сварным соединениям. Следовательно, лазерная сварка в нормальной атмосфере без защиты вообще не приемлема.

Сварочные аппараты поставляются с насадкой для режущего газа, которая подает газ на поверхность сварного шва, следя за тем, чтобы загрязнения не смешивались со сварным швом.

Лазерная сварка может выполняться двумя способами — теплопроводная сварка и сварка с отверстием.

Теплопроводная сварка: В этом процессе поверхность металла нагревается выше точки плавления металла, но не до такой степени, что он испаряется. Этот процесс используется для сварных швов, для которых не требуется высокая прочность шва.

Преимущество сварки горячей проводимостью состоит в том, что окончательный шов будет очень гладким и эстетичным. Для теплопроводной сварки используется маломощный лазер в диапазоне <500 Вт.

Сварка «замочная скважина»: В этом процессе лазерный луч нагревает металл таким образом, что контактная поверхность испаряется, углубляясь в металл. Это создает замочную скважину, в которой создаются условия, подобные плазме, когда температура поднимается намного выше 10 000 К.

Для этого процесса потребовались мощные лазеры с мощностью выше 105 Вт / мм2.

Лазерная сварка часто используется в сочетании с дуговой сваркой для создания так называемой гибридной лазерной дуговой сварки.При гибридной лазерной дуговой сварке любой из процессов дуговой сварки, например MIG, TIG или SAW, используется с лазерной сваркой с глубоким проплавлением.

В результате получается сварной шов, обладающий преимуществами как лазерной, так и дуговой сварки.

Полученный сварной шов будет иметь соединения с глубоким проваром благодаря лазерной сварке, а также будет иметь улучшенные допуски на стыковку. Также уменьшаются другие нежелательные эффекты, такие как растрескивание и внутренняя пористость.

Лазерная сварка дает несколько преимуществ, которые часто не встречаются в других методах сварки.Некоторые из определяющих характеристик лазерной сварки:

• Весь процесс сварки можно легко автоматизировать с помощью настройки CAD / CAM
• В процессе не используется электрод
• Нет формы износа инструмента
• Лазерная сварка очень высока конкретные цели
• Получены высококачественные сварные швы

СВЯЗАННЫЕ С: РУКОВОДСТВО ПО ЗАРАБОТКЕ ДЕНЕГ ОТ СВАРКИ: ВАРИАНТЫ И СОВЕТЫ ДЛЯ КАРЬЕРЫ

Лазерная сварка используется для высокоточных сварных швов.Поскольку в нем не используются электроды, окончательный сварной шов будет легким, но прочным. Первоначальные вложения, безусловно, дороги, но качество и характеристики лазерной сварки нелегко воспроизвести.

По мере того, как лазеры становятся все более мощными и энергоэффективными, будущее лазерной сварки, безусловно, радужно!

.