Термомеханический класс сварки: Глава 3 Термомеханический класс сварки. Сварка

Глава 1 Термический класс сварки. Сварка

Классификация видов сварки плавлением

Термический класс сварки включает все виды сварки с использованием тепловой энергии.

Сварку плавлением в зависимости от различных способов, характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок деталей можно разделить на следующие основные виды:

• газовая сварка;

• электрическая дуговая сварка;

• электрошлаковая сварка;

• электронно-лучевая сварка;

• плазменная сварка;

• лазерная сварка;

• термитная сварка.

Этот класс характеризуется тем, что сварка осуществляется плавлением кромок соединяемых частей. При этом образуется ванна расплавленного металла. После отвода источника нагрева металл сварочной ванны кристаллизуется и образуется сварной шов, соединяющий свариваемые части. Сварка – сложный и быстропротекающий физико-химический процесс образования соединения материалов.

Подготовка заготовок и продуманная технология делают сварку легкой, быстрой.

Из курса физики нам известно, что состояние любого вещества характеризуется взаимосвязью молекул и атомов. Различают четыре основные состояния материи:

• твердое;

• жидкое;

• газообразное;

• плазму.

Твердое тело представляет собой «агрегат» атомов, находящихся во взаимодействии, а его физические характеристики определяются их взаимным расположением (кристаллической решеткой) и химическими связями, действующими между ними.

Соединение сваркой твердых тел можно представить как образование прочных и устойчивых химических связей между атомами соединяемых элементов. Для получения прочного соединения твердых тел необходимо их сблизить до возникновения

межатомных связей.

В твердом и жидком состоянии расстояние между молекулами и атомами очень мало. Этим объясняется малая сжимаемость этих веществ и их общее название – «конденсированное состояние».

В газах расстояние между молекулами значительно больше, поэтому газы сравнительно легко сжимать под воздействием внешнего давления.

Различие в электропроводности твердых, жидких и газообразных веществ также объясняется различием расстояний между атомами и молекулами. В твердых и жидких веществах крайние электроны, далеко отстоящие от ядер своих атомов, легко теряют связь с ядром. Благодаря этому появляются

свободные электроны, легко перемещающиеся по объему вещества. Такие свободные электроны называются электронами проводимости и являются носителями тока в проводниках. В газах электроны притягиваются только к своим ядрам, поэтому при нормальных условиях газы электрический ток не проводят.

Вся история человечества связана с освоением энергии, в частности тепловой энергии. От древнего пламени костра до управления потоками света в лазерном луче – вот история технологии. В таблице 1 приведены данные о плотности потоков тепловой энергии и минимально достижимых площадях нагрева материалов, т.

 е. фокусировке потоков энергии в пятно нагрева.

Таблица 1

Энергетические свойства источников тепла

Классификацию сварки можно провести по степени механизации процессов. Тогда выделяют сварку: ручную, механизированную (полуавтоматическую), автоматическую.

Ручная сварка производится оператором (сварщиком) с помощью инструмента вручную, без применения механизмов.

Механизированная сварка выполняется оператором при помощи устройства (машины или механизма), подающего электродную проволоку в зону сварки.

Автоматическая сварка осуществляется без участия человека. При этом механизируются операции по получению сварного шва по заданной программе.

По способу защиты металла различают: сварку в воздухе, в вакууме, в среде защитных газов, под слоем флюса, в пене и т. п.

Общая схема методов сварки плавления (рис. 1) может быть представлена рядом последовательных стадий состояния металла в зоне сварки:

1 – элементы собраны под сварку и закреплены в необходимом положении относительно друг друга. Между элементами остается зазор. В зоне стыка полностью отсутствуют химические связи;

2 – на поверхность металла в зоне стыка воздействуют мощным концентрированным потоком тепловой энергии Q. Подведенный тепловой поток нагревает кромки материала выше температуры плавления. Расплавленный металл обеих кромок сливается, образуется общая ванночка из жидкого металла (сварочная ванна). Ванночка удерживается на частично оплавленных кромках. Зазор между заготовками исчезает. Химические связи в жидком металле близки к химическим связям твердого тела, поэтому эту стадию принято называть образованием физического контакта;

3 – при прекращении теплового воздействия на кромки свариваемых элементов (выключение источника тепла или перемещение его вдоль кромок) зона сварки охлаждается за счет передачи теплоты вглубь свариваемых элементов и в окружающую среду. Происходит

кристаллизация сварочной ванны с образованием литой структуры шва, т. е. создание химических связей по сечению свариваемого соединения. Частично оплавленные зерна основного металла на границе сварочной ванны являются основанием для «пристройки» атомов из жидкости для кристаллизации шва.

Рис. 1. Схема стадий образования соединения сваркой плавлением:

1 – сборка под сварку;

2 – образование сварочной ванны под воздействием теплоты;

3 – кристаллизация ванны с образованием сварного соединения;

4 – макроструктура зерен на границе шва.

Рассмотрим основные виды сварки плавлением.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Виды сварки | Строительный справочник | материалы — конструкции

 

Термический класс сварки

К термическому классу сварки относятся соединения, получаемые местным плавлением поверхностей при помощи тепловой энергии. Тепло для сварки можно получить при помощи электрической дуги (дуговая сварка), от сгорания газовой смеси (газовая сварка), электронным или фотонным лучом (электронно-лучевая или лазерная сварка), сжиганием термитной смеси (термитная сварка), при прохождении электрического тока через расплавленный металл (электрошлаковая сварка) и т.д.

Дуговая сварка

При этом способе тепло для плавления получают от электрической дуги, возникающей в узком разрыве электрической цепи между сварочным электродом и изделием. Электрическое сопротивление этого зазора поднимает температуру до 4500 — 6000°С, в результате чего расплавляется конец электрода и участок детали, подлежащий соединению посредством сварки. После остывания металла получается сварочный шов, по прочности не уступающий основному металлу изделия. Яркий голубой свет и эффектный фонтан искр являются отличительной чертой дуговой сварки. Особым видом дуговой сварки является плазменная сварка, при которой нагрев осуществляется сжатой дугой.

Газовая сварка

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

Лучевая сварка

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

Термитная сварка

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

Электрошлаковая сварка

При электрошлаковой сварке плавление кромок свариваемых деталей получают теплом, возникающим при прохождении электрического тока через расплавленный электропроводный шлак.

Термическая разделительная резка

Под термической разделительной резкой понимают процесс обратный сварке, то есть, когда атомы металла сгорают в струе технически чистого кислорода, а полученные при этом продукты сгорания удаляются из зоны резания.
 

Термомеханический класс сварки

К термомеханическому классу относят кузнечную, контактную, диффузионную и прессовую сварку, использующую одновременно энергию механического и термического воздействия.

Кузнечная сварка

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

Контактная сварка

Соединяемые детали сдавливают между собой, а тепло для сварки получают при прохождении электрического тока через контактную часть деталей. В зависимости от размеров контактной части свариваемых деталей различают точечную, стыковую, шовную и рельефную контактную сварку. Этот вид получил одно из ведущих мест в машиностроении, так как является наиболее экономичным и производительным. Контактная сварка легче всего поддается механизации и автоматизации, где механические роботы заменяют человека со сварочным электрододержателем.

Диффузионная сварка

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

Механический класс сварки

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

Сварка трением

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

Холодная сварка

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

Сварка взрывом

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

Ультразвуковая сварка

Силы взаимодействия между атомами при ультразвуковой сварке возникают в результате колебаний кристаллической решетки металла под действием ультразвуковых колебаний. 

Термомеханическая сварка

К термомеханической сварке относятся такие виды данного процесса, в которых давление используется вместе с тепловой энергией. Термомеханическая сварка позволяет установить между двумя металлами прочную межатомную связь, при местном нагреве, позволяющую достаточно надежно соединить детали.

Термомеханическая сварка, способы и типы

Термомеханическая сварка имеет несколько способов соединения металла:

1. Кузнечная сварка является самым древним способом соединения металлов. Его суть в сильном разогреве металла и соединение с другим, за счет возникновения межатомных связей при пластической деформации кузнечным молотом.

2. Контактная сварка включает последовательные процессы: нагрев свариваемых изделий до гибкого состояния и обоюдное пластическое деформирование. Такая сварка может быть:

• точечной;
• стыковой;
• рельефной;
• шовной.

Точечная. Для удобства деталь зажимают в специальных клещах или электродах сварочной машины. Затем между электродами пропускают большой ток, с целью разогрева металла в месте сваривания до температуры плавления. Ток отключается и применяется «ковка» за счет увеличения силы сжатия электродов. Происходит очень прочное соединение, металл кристаллизуется, соединение произошло.

Стыковая. Для надежности и прочности производят сваривание по всей плоскости их касания. Термомеханическая сварка таким способом можно выполнять:

• сваркой непрерывным оплавлением;
• сваркой сопротивлением.

В первом случае процесс состоит из стадии оплавления и осадки. Заготовки закрепляют в зажимах машины, после чего включают ток и медленно сближают их. В стадии оплавления торцы заготовок касаются в одной или нескольких точках и в местах касания образуются перемычки, которые сразу же испаряются и взрываются. При взрыве происходит выброс мелких капель металла из места стыка и пары. Эти пары служат защитной атмосферой для уменьшения процесса окисления металла. При дальнейшем сближении также происходит процесс таких взрывов, прогревающие заготовку в глубину и постепенно соединяющую ее. При таком способе укорачивается. При осадке необходимо увеличить скорость сближения заготовок. Происходит пластическая деформация на заданный припуск. Этот процесс мгновенный. Термомеханическая сварка сопротивлением подразумевает пропускание электрического тока через плотно прижатые детали, после чего детали нагреваются в зоне сварки до пластического состояния и происходит осадка. Ток выключают до окончания осадки.

Рельефная. Предварительно на детали создают рельеф, возвышения, которые после прохождения тока, расплавляются и происходит пластическая деформация, детали вдавливаются друг в друга. После подачи сварочного тока соединение кристаллизуется.

Шовная. Еще ее называют роликовой сваркой, при которой детали соединяются швом, состоящий из ряда сварочных точек, образующих герметичный шов.

3. Диффузионная сварка. Термомеханическая сварка осуществляется диффузией, т.е. проникновением атомов соединяемых металлов друг в друга при повышенной температуре (800⁰С). Для этого необходима вакуумная установка с заменой на защитный газ. Этим способом можно варить разнородные металлы.

Термомеханическая сварка металлов

Термомеханическая сварка металлов применяется еще и другими способами, которые позволяют прочно соединять изделия металлов. Достоинства термомеханической сварки металлов определяются видом такой сварки. Например, диффузионная:

• варятся разные виды металлов;
• разная толщина;
• ровные швы;
• низкий расход энергии.

Контактная сварка:

• быстрота сварки;
• прочность;
• экологически чистая.

Термомеханическая сварка металлов очень широко используется в самых разных областях машиностроения, автомобильной промышленности, приборостроения и других.

Термомеханическая сварка

Вступление

 

Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы.

Сварка – экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения.

Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на растояния, сопостовимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.

В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, все виды сварки разделяют на три класса: термический, термомеханический и механический.

К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно –лучевая, лазерная, газовая и др.).

К термомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная и др.).

К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая, взрывом, трением, холодная и др.).

Свариваемость – свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.

 

 

Термическая сварка

Газовая термическая сварка подразумевает нагрев металла в зоне соединения при помощи газового пламени. Такая газовая горелка может использовать различный газ, который эффективно нагревает металл до его жидкого состояния, а после кристаллизации и затвердевания обеспечивается максимально прочное соединение. Газовые горелки позволяют оптимальным образом регулировать температуру пламени, что в свою очередь дает возможность работать с различными по тугоплавкости материалами. Газовая сварка может выполняться как по классической технологии термической обработки металлов, так и с использованием дополнительного присадочного материала. Такие электроды расправляются одновременно с соединяемыми металлами, кристаллизуются и на молекулярном уровне соединяют материалы. Следует учитывать свойства конкретных металлов, сплавы которых входят во взаимодействие друг с другом.

Из преимуществ данной технологии можем отметить простоту данной работы и отличное качество соединения. В то же время необходимо отметить, что данная технология подразумевает использование специального оборудования, в том числе баллонов со сжатым газом, поэтому к проведению такой работы с газом допускаются только сертифицированные специалисты, имеющие большой опыт работы с такими горелками на газу. Также должное внимание необходимо уделить качеству используемого оборудования.

Преимущества термической сварки перед другими видами сварки:

§ Отличные показатели прочности соединения.

§ Низкая трудоемкость работ.

§ Невысокая себестоимость.

§ Минимальный расход металла.

 

 

Термомеханическая сварка

Термомеханическая сварка подразделяется на:

§ контактная сварка

§ сварка трением

§ высокочастотная сварка

Контактная сварка. Под действием тока высокой плотности металл в месте контакта свариваемых частей быстро разогревается и размягчается, а под действием приложенного давления пластически деформируется. В процессе пластической деформации сминаются неровности на поверхности, выдавливаются из стыка оксидные пленки и свариваемые части сближаются до межатомных расстояний. Метод требует меньших затрат электроэнергии, чем дуговая сварка, прост в реализации и не требует присадочного материала. Им можно сваривать как однородные, так и разнородные металлы, и сплавы, например, сталь с никелем, латунью и др.

По типу сварочного соединения различают три вида контактной сварки: стыковую, точечную и шовную.

Стыковая сварка позволяет сваривать изделия из углеродистых и легированных сталей, чугунов, сплавов Аl и Ti сечением до 5·10⁴ мм² и более.

Шовная сварка дает плотный, непрерывный, герметичный шов; позволяет сваривать внахлестку листы металла (стали, сплавов Аl, Сu, Ti и др.) толщиной 0,3–3 мм.

Точечная сварка применяется взамен клепки для соединения внахлестку листового металла (стали, сплавов Аl, Сu, Ti и др.) толщиной 0,5–5 мм; широко используется в автомобилестроении.

Сварка трением – это способ сварки давлением, при котором в результате трения сопрягаемых поверхностей детали нагреваются в тонких поверхностных слоях и одновременно очищаются от пленок загрязнений и окислов. Сварка трением обеспечивает высокую производительность (до 600 сварок в час), высокое и стабильное качество соединения, возможность сварки однородных и разнородных материалов, потребляет мало энергии, имеет высокий КПД (до 85%), легко поддается механизации и автоматизации. Это наиболее экологически чистый процесс, т.к. здесь не происходит выделение газов и излучений.

Высокочастотная сварка(индукционная, радиочастотная) – это способ сварки давлением, при котором прижатые друг к другу кромки деталей нагреваются с помощью индуктора токами высокой частоты до температуры плавления. Высокочастотной сваркой изготавливают прямошовные трубы из неочищенной горячекатаной низкоуглеродистой стали; применение радиочастот (более 400 кГц) позволяет сваривать продольные швы труб из алюминия, жаропрочных сплавов и легко окисляющихся металлов.

 

 

Механическая сварка

Механическая сварка делится на:

§ сварка трением;

§ взрывом;

Ультразвуковая сварка.

Сварка трением. Нагрев кромок осуществляется трением. При трении убираются оксидные пленки металла, возникает контакт между двумя деталями, затем — сварное соединение. Особенностью этого вида сварки является то, что механическая энергия переходит в тепло, а разогревается именно зона будущего шва. Теплота выделяется, если одна деталь вращается относительно другой, при поступательных движениях в плоскости стыка.

При давлении, по мере того, как увеличивается скорость вращения, притираются кромки друг к другу, увеличивается площадь контакта, возникают и рушатся связи между атомами металла, температура в стыке увеличивается, трение распространяется на всю площадь контакта, появляется тонкий пластифицированный слой металла, свариваемые поверхности тесно сближаются. Употребляется этот способ для сварки разнородных материалов, которых другими способами приварить трудно.

Сварка взрывом. Соединение устанавливается под действием энергии взрыва. Производят на специальных полигонах, вдали от жилых помещений. Перед сваркой нужно очистить соединяемые поверхности от загрязнений. Применяется для плакирования труб и стержней.

Ультразвуковая сварка.Соединение устанавливается с помощью ультразвуковых колебаний и сжимающих давлений. От ультразвукового генератора ток подается на обмотку вибратора, состоящего из тонких пластин. Вибратор соединяется с концентратором, усиливающим амплитуду колебаний. Колебательные ультразвуковые движения разрушают слой окиси и неровности на поверхности при этом виде сварки. Эти колебания и давление сварочного инструмента вызывают течение металла по свариваемым кромкам.

Интернет-ресурсы:

§ http://svarkagid.com/termicheskaja-svarka/

§ http://poznayka.org/s64939t1.html

§ http://metalloved.com/spravochnik/svarochnye_raboty/mekhanicheskiy_klass/

§ https://www.autowelding.ru/blog/mekhanicheskie_sposoby_svarki/2011-10-26-145

§ http://www. newreferat.com/ref-25809-1.html

 

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

Виды сварки металла, обозначения ГОСТ и общая классификация

На чтение 23 мин. Просмотров 16.5k. Опубликовано 16.03.2018 Обновлено 26.05.2020

Если вы занимаетесь сварочными работами и считаете, что хорошо знаете все и ориентируетесь в новых технологиях, то вы, наверное, ошибаетесь. Сварочных способов очень много. В каждом плюсы, минусы, нюансы, которые нужно знать и понимать.

Для чего? – спросите вы. Для грамотного выбора самого оптимального способа «здесь и сейчас» – ответим мы. Читаем, разбираемся, принимаем решения. Поехали.

Физика, химия, немного лирики

Сварка – процесс неразрывного соединения разных конструкций нагреванием, деформированием или использованием того и другого.

Если коротко с точки зрения физики, в сварке используется либо тепло, либо давление, либо тепло с давлением вместе. Если коротко с химической точки зрения, в сварочном деле используется огромное количество разного рода порошковых лент, флюсов, газов и других комплектующих. Это зависит от материалов и условий. Благодаря химии мы имеем огромное число технических вариантов.

Важно! Мы не будет грузить вас полными списками видов сварки или всеми классификациями, какие существуют. Нам не хватит бумаги писать, вам не хватит терпения читать. Разобраться в логике группировки сварочных способов, чтобы потом легко находить информацию по каждому конкретному виду. В сети много сайтов, посвященных сварке: есть где найти все, что нужно.

Принципы классификаций, обзор

Классификация способов дуговой сварки.

Классификация видов сварки проводится по самым разным критериям, они аккуратно укладываются в смысловые рамки. Какие критерии самые важные? Пройдемся по некоторым, для начала лучше увидеть общую картинку.

Сколько видов сварки существует на сегодняшний день? Можно назвать цифру 150 со словом «около». Можно 250. Но цифры называть не советуем. Пока вы читаете эту статью, число видов может измениться – технологии на месте не стоят. А вот какая бывает сварка по материалам, физическим процессам, популярности, способам управления – говорить нужно, это как раз те самые принципы классификации, которые нам нужно понимать.

Пример простой понятной классификации по источнику энергии в сварке:

• электрический ток;
• электрическая дуга;
• трение;
• газовое пламя;
• лазерное излучение;
• электронный луч;
• ультразвук.

Еще один пример списка по типу сварочных швов. Их много, целые гроздья разных видов:

• стыковые, угловые швы – по соединению краев;
• по форме, длине – швы горизонтальные, вертикальные, кольцевые, прямолинейные, прерывистые, сплошные, длинные, короткие, средние;
• по виду используемого материала – швы для стали, цветных металлов, биметаллов, полиэтилена и др. ;
• по объему наплавливаемого металла – усиленные, ослабленные, нормальные швы;
• по форме – продольные, поперечные швы;
• по количеству наложения слоев – сплошные, прерывистые, прихваточные, многослойные.

«Швейный» список можно продолжить, но нам важно понять общие принципы, поэтому заканчиваем с лирикой, двигаемся к главным способам.

_{Основные понятие процесса сварки}

Сварка – это технологический процесс создания надежных соединений путем нагревания, либо пластической деформации с установлением межатомных связей в последствии. Структура изделий получается не прерывной. К электроду и сварочному материалу через инвертор подводится энергия. Сначала плавится металл электрода, так получается сварочная ванна, в этой ванне происходит смешивание электрода с основным материалом, а шлаки, всплывающие на поверхность служат защитной пленкой. Процесс сварки – это ничто иной, как затвердевание металла после всех вышеперечисленных воздействий. Электроды бывают нескольких видов – плавящиеся (плавится прут электрода) и неплавящиеся (при неплавящемся электроде применяют присадочную проволоку, которая плавится в ванной отдельно).

_{Технологические свойства сварочных работ}

Существует множество технологических разновидностей видов сварочных работ в зависимости от материала и оборудования, наиболее распространенные из них: дуговые, электрошлаковые, газовые, световые, плазменные и электронно-лучевые.

Виды сварки по видам механизации и бесперебойности технологических свойств: воздушные, вакуумные, пенные, по флюсные и под флюсные виды.

По степени расплавления металла сварка подразделяется на атмосферную и струйную. Для струйной сварки характерно расплавленное вещество на шве.

_{Процесс сварки}

Вне зависимости от количества видов сварки существуют 3 основных этапа процесса сварки, присущей всем технологическим разновидностям, это:

1. Формирование контакта;
2. Образование связи;
3. Создание шва.

Формирование контакта

Формирование контакта происходит в результате доведения металла до температуры плавления или кипения, главное не перепутать сварочную ванну с плавкой железа.

Образование химической и металлической связи

Второй, наиболее важный шаг – образование сварочной ванны, она всегда выглядит одинаково вне зависимости от вида сварки. Ванна возникает в результате сплавления металла и вспомогательного материала, к примеру электрода под воздействием, температуры, на вид как белое пятно. От ширины и длины этого пятна зависит качество шва.

Создание и типы прочного соединения

Основными качественными характеристиками швов являются их ширина и высота.

По типу соединения выделяют (самые распространенные):

• стыковые – детали в одной плоскости (сваривают трубы, листы и тд).
• нахлесточные – детали располагаются параллельно, только одна идет внахлест к другой (сваривают листы, толщина которых не более 12 мм).
• торцовые – сваривают 2 торца элементов.
• угловые – элементы располагаются под углом друг к другу.

Приварим намертво, недорого, звоните

Прихватка конструкций перед сваркой.

Основные способы сварки – частое, но неверное определение классификации в данном контексте. Правильнее будет «самые популярные».

Перед вами тройка заслуженных призеров:

1. Ручная дуговая – золото.
2. Газовая – серебро.
3. – бронза.

Каждый призер относится к разным сварочным семействам, по идее их лучше описывать на своих законных местах вместе с близкими «родственниками». Но мы поступим неправильно – представим сварочных чемпионов в начале обзора.

Ручная дуговая сварка РД

Народная любимица №1, самый распространенный вид в быту и в промышленности. Три главных слова в РД – простота, дешевизна, транспортабельность. Физика процесса заключается в плавке специального покрытого электрода, который оставляет за собой след в виде варочного шва. Электроды применяются разные, в зависимости от металла. Дуга – это расстояние между электродом и поверхностью металла, который играет роль второго электрода.

[box type=”fact”]По сути дуга представляет собой сильнейший разряд в газовом пространстве (воздухе). При РД плавятся три предмета: края двух соединяемых поверхностей с электродом. Чем лучше смешиваются продукты тройной плавки (для этого электрод двигают влево и вправо), тем качественнее шов. [/box]

Сварка РД имеет серьезные преимущества перед другими видами:

• способу РД легко научиться;
• варить можно в любых положениях в пространстве;
• варить можно самые разные металлы, в продаже есть электроды на любой вкус;
• доступное транспортабельное оборудование

Газовая сварка

Народная чемпионка №2, заслуженная серебряная медаль. Вот когда сварщики возят с собой газовые баллоны: им нужна смесь кислорода с каким-нибудь горючим газом – ацетиленом, пропаном или бутаном. Физика процесса – тоже плавление, но тепло подается не электродом, а газовой горелкой. Металл поверхностей плавится факелом горелки, процесс происходит плавно и довольно медленно. Чем толще слой металла, тем медленнее он плавится.

В чем газовая сварка лучше других способов:

• отлично варятся цветные металлы;
• оборудование проще, чем электрических методов;
• возможность контролировать смесь и пламя;
• не нужен мощный источник энергии, метод автономен.

Без минусов не обойтись, «газовые» недостатки следующие:

• очень медленный нагрев поверхностей;
• низкая концентрация тепла из-за рассеивания;
• высокая стоимость электричества.

По стоимости электричества дуговые способы могут поспорить с газовыми: при РД электричество тоже тратится нещадно. Но в итоге газовый метод из-за своей «тихоходности» обходится значительно дороже.

[box type=”info”]Важно! Там, где есть пара слов «горючий газ», обязательно присутствует вторая пара «техника безопасности». Правила по безопасности хорошо регламентированы, но выполнение требований несет дополнительные затраты денег и времени. Кстати, газовой сварке больше 100 лет – вот она, нержавеющая классика, аплодисменты.[/box]

Полуавтоматическая сварка

Классификация сварочной дуги.

Бронзовый чемпион, замыкает популярную тройку, но по своим перспективам легко обойдет первых призеров. По сути это вид знакомого нам дугового вида, прогрессивная эволюция РД. Отличается большим количеством технологических нюансов, вариантов, инструкций. Нам достаточно знать то, что «автоматическая часть» метода – это подача сварочной проволоки.

Ручная часть – сам процесс сварки с контролем подачи проволоки. Варить можно с газом (углекислым газом для новичков, аргоном для профессионалов), можно без газа, с подачей прямого тока. Вариант без газа любят в гаражах и на дачных участках, в этом случае нужна специальная порошковая или флюсовая проволока. Когда она горит, образуется газ с парами, которые защищают область горения.

Полуавтомат – безальтернативный метод на СТО: кузовные работы проводятся только с его помощью. В полуавтомате используются газ и специальная проволока вместо привычного электрода. Газ из горелки с проволокой подаются в сварочный рукав. В итоге процесс защищен от воздействия внешней среды. Режимы процесса определяет сварщик в зависимости от толщины металла.

У полуавтоматического метода серьезные преимущества перед другими видами:

• отличное качество шва;
• высокая скорость работы;
• удобство в работе;
• варятся как цветные и черные металлы;
• можно варить заржавевшие или оцинкованные металлы;
• широкий выбор материалов, скромные финансовые затраты.

С народными любимцами разобрались, приступаем к «правильным» классификациям.

Начнем с настоящих тяжеловесов – типов сварки металлов, которые подразделяются на три группы по:

1. Физическим признакам.
2. Техническим признакам (механизация, непрерывность процесса, защита металла).
3. Технологическим признакам (отдельные классификации для каждого способа – например, виды электродов).

По физическим признакам мы имеем три главных класса для всех видов сварки металлов:

Термический класс – сварочный процесс заключается в плавлении тепловой энергией:

• газовой;
• дуговой;
• лазерной;
• лучевой, термитной и т. д.

[box type=”info”]Важно! Основные виды сварки плавлением – самые распространенные в быту и в промышленности. Это самый густонаселенный класс, подавляющее большинство сварочных методов относится к нему.[/box]

Механический класс с использованием механической энергии:

• ;
• холодной;
• трением;
• взрывом и т.д.

Таблица сварки металлов.

Термомеханический класс, способы совместного действия тепловой энергии и давления:

• кузнечные;
• диффузионные;
• контактные и т.д.

В качестве примера варки металлов представляем МАДП – механизированную аргонодуговую сварку плавящимся электродом. Настоящий гибрид для электро-газового соединения металлов. Без него невозможная сварка цветных металлов или сложных сплавов.

Преимущества МАДП:

• соединение любых сплавов;
• устойчивость формы изделия из-за слабого нагрева;
• электроды нужно менять редко;
• широчайшая сфера использования;

Недостатки:

• сложно для новичков;
• невысокая скорость выполнения.

Варим полиэтилен

Области применения сварки пластмасс.

Что можно варить кроме металлов? Керамику. Стекло. Но на втором почетном месте стоят пластмассы или полимеры, прежде всего это полиэтиленовые трубы. С полиэтиленом можно работать терморезисторным, электромуфтовым методами, можно электросопротивлением: эти термины перечисляются в технической литературе. Не пугайтесь, все варианты можно называть коротко – сварка НЗ. НЗ – закладные нагреватели.

Суть процесса – расплавление полиэтилена в местах соединения с помощью металлических спиралей электрического нагревателя, который заложен в деталь. Способ чрезвычайно популярен, у него большие перспективы в промышленности: применяется в различных трубопроводах, замене старых металлических труб новыми полиэтиленовыми, установке и ремонте, развитии новых полимерных технологий.

В работе с пластмассами применяется еще один способ НИ или сварка нагретым инструментом. Самый простой вариант подвода тепла для нагрева полимерных поверхностей. Для работ с НИ существует множество вариантов сварочных инструментов – от простого электропаяльника для маленьких деталей до специальных сварочных аппаратов различной величины. Уважающие себя сантехники держат в своих рабочих чемоданах такого рода аппараты в обязательном порядке.

[box type=”fact”]Кстати, способы сварки НЗ и НИ входят в том числе в список владения обязательными методами профессионального сварщика с подтвержденной квалификацией, например, аттестацией от НАКС – Национального Агентства Контроля Сварки.[/box]

Теперь классификация по типу механизации процесса:

2. Автоматизированная
3. Механизированная
4. Ручная, начнем с нее.

Ручная сварка

Примеры сварных соединений.

Несмотря на быстрый рост новых автоматизированных способов, ручные методы незаменимы во многих случаях, этот вид сварки давно занимает законное важное место в современных технологиях.

Преимущества ручных способов:

• можно варить в труднодоступных местах;
• в разных положениях в пространстве;
• можно быстро переходить от одного материала, которые плавим, к другому;
• выбор электродов на любой вкус для любых видов стали;
• оборудование легко перевозить, просто обслуживать.

Кроме знакомого нам электрического дугового способа к этой группе относится ручной вариант аргонодуговой сварки с теми же принципами действия, как и механизированный вариант, о котором писалось выше.

К ручным видам относится точечная сварка своими руками, контактная метод, который возможен в домашних условиях в отличие от других контактных способов, применяемых только в промышленности.

Классическая газовая сварка также относится к ручным способам.

Автоматические способы

Классификация способов сварки с помощью автоматизации:

1. Электродуговая технология.
2. Газоэлектрическая, электрическая дуга защищена газом, чаще всего – инертным типа аргона или гелия.
3. Электрошлаковая технология.

Сварка вольфрамом – схемы применения.

Электродуговой способ: близкая родственница ручной дуговой – автоматическая сварка под флюсом или АФ – разновидность дугового способа с великолепными показателями производительности. Здесь тоже используется плавящийся электрод, вся работа проводится под специальным защитным слоем флюса. В ручном дуговом способе серьезный риск горения в воздухе самой дуги, поэтому сила подаваемого тока ограничена.

При АФ защищена слоем флюса, риска горения нет. Сила сварочного тока никак не ограничена. Это делает возможным глубокое проплавление металла, в результате чего получается шов отличного качества. Слой флюса предотвращает разбрызгивание металла, его потери в процессе. Полная механизация метода позволяет допускать к АФ менее квалифицированных сварщиков. В итоге производительность способа АФ выше ручного дугового в 5 – 10 раз. Будем честными и представим недостатки АФ, их немного:

• флюсы стоят недешево;
• имеется вредное воздействие на оператора;
• работать можно только в ограниченном пространстве.

Электрошлаковая технология, «тяжелая артиллерия» на современном промышленном фронте. Это принципиально новый бездуговой способ плавления. Источником тепловой энергии выступает не дуга, а переменный ток, который проходит сквозь расплавленный шлак. Поверхности металла покрываются шлаком, который нагревается. Таким образом можно варить металлы практически любой толщины.

Преимущества бездуговой технологии:

• качественные плотные швы;
• швы сложной формы;
• отсутствие деформаций, особенно угловых;
• не нужно обрабатывать кромки;
• простота выполнения
• автоматизация труда, минимальное участие человека

Метод применяется в основном для крупногабаритных конструкций.

Дуговые способы

Выше мы разбирались с основными понятиями и физикой дуги (знаменитая РДС – ручная дуговая, абсолютный чемпион по популярности).

Но классификация способов сварки – дело строгое, поэтому представляем виды дуговой сварки отдельно взятым семейством:

Строение и свойства электрической дуги.

Ручные дуговые:

• РАД – ручная аргонодуговая неплавящимся электродом;
• РАДН – ручная аргонодуговая наплавка.

Автоматические способы дуговых:

• ААД, ААДН, АЛСН, АППГН и т.д. – обширная семья способов с применением либо электродов (плавящихся и неплавящихся), либо проволок, либо порошковых проволок. Варить можно с газом и без.

Дуговые под флюсом:

• знакомая нам АФ, автоматическая дуговая под флюсом;
• различные приварки, наплавки с ленточными или проволочными электродами;
• механизированная дуговая.

Дуговые с покрытыми электродами:

• вот где правильное место для народной чемпионки РДС;
• ручная дуговая наплавка;

Механизированные дуговые:

• МАДП, МПГН, МСОД и т.д. – многочисленная «механическая» семья.

Механический класс

Все виды, о которых говорилось выше, относятся к первому термическому классу. Главным героем в нем выступает тепловая энергия с плавлением. Следующий класс – механический. Главные «механические» слова в данном контексте – давление и пластическая деформация.

В нем также есть стройная классификация сварки:

1. Холодная сварка (ковка)
2. Сварка трением
3. Ультразвуковая

Иногда механические методы объединяют под названием «сварка давлением», здесь есть логика, но речь идет об одном и том же.

[box type=”info”]Одна из перспективных механических технологий – сварка трением. Тепло в ней тоже присутствует, но образуется оно от силы трения. Поверхности, которые нужно сварить, вращаются, с силой сжимаются. Технология сварки трением особенно эффективна при работе с деталями круглого сечения – сверл, резцов, разверток.[/box] Таблица видов сварки.

Виды сварки трением:

1. Сварка трением с перемешиванием.
2. Радиальная сварка трением.
3. Штифтовая сварка трением.
4. Линейная.
5. Инерционная.

Рассмотрим эти типы сварки подробнее:

1. Сварка трением с перемешиванием – довольно новый способ, в нем необходимо специальное оборудование для сварки трением – инструмент для вращения с двумя элементами – основанием (буртом) и наконечником (пином). Шов формируется с помощью двух процессов выдавливания и перемешивания.
2. Радиальная сварка трением применяется в работах с трубами: в ней вращается кольцо между стыками, которое создает трение.
3. Штифтовая сварка трением: просверливается отверстие, вводится штифт из того же металла, что детали. Штифт вращается, выделяет тепло, формирует соединение в виде металлических нитей. Великолепная технология сварки трением, когда «нужно заделать дырку».
4. Линейный способ. Здесь вращения нет. Детали просто трут друг об друга до выделения тепла, повышения пластичности, затем увеличивают давление, вплоть до необратимого соединения. При этом способе образуется идеальная ровная поверхность, ни в каких других методах такой нет.
5. Инерционная сварка. Движение поверхностей происходит за счет массивного вращающегося маховика, который разгоняется специальным двигателем.

Механический класс подразумевает применение давления и механического воздействия, энергии.

_{Сварка трением (фрикционная)}

Этот способ отличается от остальных – основа его метода состоит в получении повышенных температур при помощи трения металлических заготовок. Одна из деталей вращается, затем заготовки прижимаются друг к другу с постепенным усилением прижима.

Сварка трением

_{Холодная сварка}

Холодная сварка выполняется на пластической деформации, которая разрушает окисную пленку на поверхностях и сближает металлические элементы до образования связи между ними без применения повышенных температур. Этот метод применим к тем металлам, которые обладают хорошими пластическими свойствами: алюминий, серебро, холосто, цинк, никель и тд.

_{Сварка взрывом}

Этот метод не сильно распространен из-за отсутствия точности технологического процесса. Подвижную деталь располагают под углом к основной детали, параллельно, при помощи контролируемого детали соединяются путем совместной пластической деформации.

_{Ультразвуковая сварка}

Соединение и скрепление деталей происходит за счет их сдавливания между собой и воздействия ультразвуковых колебаний. Этот метод применим для точечной и контурной сварки. Ультразвук нагревает изделия и активирует диффузию, затем образуются молекулярные связи и в конце шов кристаллизуется, таким образом возникает прочное соединение.

Термомеханический класс

Третий класс с точки зрения физики: здесь используются оба вида воздействия на поверхности: тепло и давление. Представляем виды и способы сварки термомеханическим способом:

• Диффузионная. Поверхности сдавливают, затем нагревают в высоком вакууме, добиваясь взаимной диффузии атомов. Эффективен, когда металлы для сварки плохо совмещаются друг с другом или материалы разные по своей природе, например, металл с керамикой. Способ недешевый, применяется в основном в аэрокосмической сфере, других высокотехнологических отраслях.

Разновидности сварки давлением.

Все следующие пункты – виды контактной сварки

• электрическая. Здесь все просто: перед тем, как надавить, нужно хорошенько разогреть. Поверхности разогревают током в местах соединения, затем сдавливают или осаживают. Отличный высокопроизводительный способ, хорошо поддается автоматизации. Широко применяется в строительстве, машиностроении.
• Шовная контактная – разновидность контактной сварки: шов формируется электродами внахлестку.
• Точечная контактная. Между двумя электродами размещают поверхности. Ток включается после плотного сжимания, в результате чего образуется сварная точка с диаметром, равным диаметру поверхности электрода. Чрезвычайно интересна разновидность – рельефная сварка. Контакт электродов проводят по определенным заранее выступам – рельефам, которые в итоге деформируются, поверхность выравнивается.
• Точечная конденсаторная – «сварка с запасенной энергией в конденсаторах». Отличается малым потреблением мощности, применяется в работе с мелкими деталями и при использовании оптических приборов – часовых механизмов, авиационных приборов и т.д.

Для термомеханического класса характерно комбинирование применения повышенных температур и механических изделий.

_{Кузнечная сварка}

Сварка ковкой, ручная ковка –  это одни из самых старинных способов сварки. Металл разогревается до необходимой температуры и дальнейшее его соединение происходит под действие кузнечного молота, либо гидравлическим прессом.

_{Контактная сварка}

При контактной сварке применяется электрический ток, который соединяет металлы. Данный метод предусматривает формирование электрической дуги, которая расплавляет металл. Регулирование мощности тока позволяет обрабатывать более толстые металлы.

_{Точечная сварка}

Самый распространённый вид – это точечная контактная сварка, так как данный метод может применяться и в домашних условиях. Детали зажимаются в электродах или специальных клещах, затем между электродами пускают ток, происходит разогрев металла, электроды сжимают сильнее и происходит «проковка», металл кристаллизуется под давлением.

_{Рельефная сварка}

На металлических заготовка имеются специально подготовленные выпуклости – рельефы, и сварочные поверхности контактируют только в зонах данных рельефов, происходит пластическая деформация этих самых рельефов во всем остальном принцип метода тот же – через детали пропускают ток под усилием сжатия металлов.

_{Диффузионная сварка}

Основа метода – физический процесс диффузии. Как известно, металлы, плотно прижатые друг к другу могут сливаться на молекулярном уровне.

Сварка происходит к защитной среде – вакууме, либо специальных защитных газах. Детали обрабатывают от шероховатостей, промывают ацетоном для обезжиривания, далее происходит нагрев металлов и их сжатие.

_{Сварка высокочастотными токами}

При нагреве высокочастотными токами, металл помещается в магнитное поле, в процессе этого в металле индуцируется электродвижущая сила, которая вызывает в нем ток, происходит поверхностный эффект (ток распределяется неравномерно, у поверхности он больше, благодаря этому металл греется быстрее) и эффект близости (энергия более усиленно концентрируется у поверхности за счет распространения влияния собственного переменного магнитного поля и поля других источников).

_{Термический класс сварки}

При помощи тепловой энергии, поверхности заготовок, деталей плавят локально. Тепло получают при помощи различных методов, ниже они рассмотрены подробно.

_{Дуговая сварка}

Этот вид наиболее популярен. Для сварочной дуги применятся постоянный, переменный или пульсирующий ток. Дуга производится за счет мощного разряда. Электрод соприкасается с металлом, производится короткое замыкание, при этом инструмент отводится не более чем на 5 мм, за счет такого непрерывного воздействия и происходит нагрев металла. Устойчивость дугового заряда происходит за счет ускорения электродов в электромагнитном поле, затем возникает ионизация газового соединения между анода с катодом.

_{Газовая сварка}

Газовая сварка – это вид сварки плавлением с дополнительным применением газов – кислорода, ацетилена. Тепло, выделяемое в процессе горения газов плавит поверхности вместе с присадочным материалом, тем самым формируя сварочную ванну. Подача газа регулируется с помощью редуктора на баллоне.

_{Электродуговая сварка}

Принцип работы электрической дуговой сварки основан на расплавлении металлов под воздействием электрической дуги. Электрическая дуга образуется за счет увеличения напряжения между двумя электродами, в результате которого происходит электрический пробой. Основа технологического метода электродуговой сварки состоит в коротком замыкании, а если быть точнее, то в насыщении межатомного пространства электрически заряженными частицами. В момент соприкосновения между электродом и изделием протекает ток, возникающая электрическая дуга, температура которой достигает 7000°С, расплавляет металл и образует сварочную ванну.

_{Ручная дуговая сварка}

Аппараты для ручной дуговой сварки широко распространены в быту из-за относительной недороговизмы аппаратов. Так же для этого метода не требуется газ или флюс, так как их функции выполняет электрод. Принцип дуговой сварки сохранен: плавление поверхностей происходит за счет касание электрода к металлическому изделию, которое образует короткое замыкание и происходит зажигание дуги.

_{Сварка неплавящимся электродом (TIG)}

Данная технология схода с газовой сваркой, суть ее заключается в следующем: электрическая дуга зажигается в атмосфере инертного газа между электродом и материалом, таким образом расплавляя металл и присадочный материал. Электрод изготавливают из тугоплавких металлов – вольфрама, циркония, гафния. Данная технология требует высокой квалификации от специалиста.

Сварка в защитных газах

Данный вид сварки может выполняться как плавящимся электродом, так и неплавящимся. Для неплавящихся электродов нужна присадка, а плавящийся электрод сам участвует в процессе создания шва. Инертные газы применяются для обеспечения устойчивости работы дуги. Выбор газа определяет состав свариваемого изделия. Газ подается либо центрально, либо сбоку при повышенных мощностях.

_{Сварка под флюсом}

Применения флюса необходимо для поддержания ровного горения дуги и при формировании сварного шва влияет на его химический состав. Разные составы флюса имеют разные стабилизирующие свойства. Варьируя содержание углерода, серы, марганца и других можно регулировать прочность и устойчивость к холоду.

_{Гипербарическая сварка}

Гипербарическая сварка – это сварка в условиях повышенного давления, например, в воде, либо специально созданной сухой среде. При подводной сварке используется водонепроницаемый электрод который расплавляется и попадает на металл с помощью газового пузыря. Подводная сварка – это один из самых сложных видов работ, которая помимо всего прочего обладает повышенной опасностью поражения электрическим током.

И на десерт

Особые виды сварки – понятие размытое, учитывая огромное число технических вариантов, групп, видов, подвидов. Каждый видит этот список по-своему.

В нашем списке классификация сварки определена по технологичности. Это уникальные способы, которые по праву относятся к технологиям высшего пилотажа.

Электронно-лучевая и плазменная сварка:

• Электронно-лучевая сварка. Здесь применяется электронная пушка и пучок ускоренных электронов из этой пушки. Работы проводятся в больших вакуумных камерах. Концентрация энергии и тепловая мощность – фантастические. получаются узкими, глубокими. Применяется для производства высокоточных деталей из специальных сплавов – удовольствие недешевое.
• Плазменная сварка. Один из самых высокотехнологичных видов – название говорит само за себя. Плазма – струя ионизированного газа (аргона, гелия, водорода) высочайшей температуры. Такая струя варит все – от самых тугоплавких металлов до неметаллических поверхностей. Великолепная производительность с фантастическим качеством швов и поверхностей.

Обобщаем и закольцовываем

Сваркой называется процесс формирования неразъединимых соединений поверхностей разных конструкций.

Сначала все виды и способы сварки делятся на три мощных класса с точки зрения физики:

• Термический (греем и плавим)
• Механический (трем, давим, толкаем и пр.)
• Термомеханический (греем и давим одновременно)

Аргонодуговая сварка алюминия.

Внутри этих классов методы можно группировать как угодно:

• с дугой или без дуги;
• с газом или без него, можно с дугой и газом вместе;
• ручные или автоматические. Или полуавтоматические;
• какие виды сварочных электродов используешь;
• все виды контактной сварки;
• виды сварок металла или наоборот, полимеров;
• и так далее, список вариантов длиннейший.

Главное – узнавать, пробовать, учиться и двигаться вперед к профессиональным вершинам. Не забывать читать обзоры, нужно быть в курсе. Нам на месте стоять нельзя. Желаем чистого металла, хороших заказов и рабочего настроения.

https://www.youtube.com/watch?v=ocJFw1HwOpw

какой выбрать для дома, классификация и характеристики

На чтение 22 мин. Просмотров 13.1k. Опубликовано 15.05.2018 Обновлено 27.07.2019

В мире сварки произошла настоящая техническая революция. И это отличный факт, потому что эта революция заключается в появлении на рынке огромного числа новых, удобных и самого разного вида. Они позволяют эффективно работать даже новичкам: снизился порог вхождения в профессию. Это весьма позитивное явление.

Но всякая революция несет новые требования: нужно быть в курсе. Нужно знать и разбираться в новом оборудовании и гаджетах, понимать суть новых технологий, уметь выбирать лучшие модели аппаратов по важным для себя параметрам. Предлагаем разобраться со всеми сварочными аппаратами, существующими на сегодняшний день.

Классификация и главные виды сварочных аппаратов

Классификация сварочных аппаратов.

Для начала уточним все известные аббревиатуры, связанные со сварочным делом, нам без них не обойтись в дальнейшем.

• AC и DC: это английская аббревиатура, обозначающая переменный и постоянный ток соответственно.
• TIG – сварка ручного типа с аргоном и вольфрамовым электродом.
• MIG и MAG – дуговая сварка полуавтоматического типа с плавящейся электродной проволокой с подачей инертного или активного газа.
• ПВ – русская аббревиатура «продолжительность включения», показывающая время, в течение которого аппарат будет работать не перегреваясь.
• MMA – дуговая сварка ручного типа со штучными электродами.

Виды сварочных аппаратов следующие:

• ;
• ;
• ;
• ;
• генераторы, работающие на дизельном топливе или бензине.

Трансформатор – ветеран пенсионного возраста

Многие мастера считают трансформаторы устаревшими аппаратами, место которым на заводах утилизации. Есть и другие точки зрения. Попробуем разобраться.

Это действительно самый старый профессиональный сварочный аппарат, применяемый в сварке. Одновременно и самый простой по своему устройству. Главная задача трансформатора – преобразование электрического тока, а если точнее – снижение напряжения до приемлемого уровня для сварки.

[box type=”info”]Конструкция трансформатора предельно проста: один из самых главных элементов – сердечник. На нем расположены две обмотки – первичная и вторичная. Одна из них работает как статичная, вторая двигается относительно первой, происходит движение одной обмотки на фоне неподвижности другой.[/box]

Этот процесс обеспечивает изменение тока в сторону понижения. На этом участке могут быть разные варианты механизма действия, но главное остается одним: снижение напряжения тока для того, чтобы подача тока на дугу была устойчивой.

Сварочный трансформатор.

Особенность трансформаторов – только переменный ток на выходе. Этот факт говорит не в пользу качества сварочного шва. Дело в том, что при переменном токе металл имеет свойство разбрызгиваться в разные стороны. Варить нужно с использованием рутиловых или фтористо-кальциевых электродов, диаметр самых оптимальных сечений – около 1,5 – 2,5 мм.

Электроды нужно выбирать, исходя из максимальной силы тока и напряжения в устройстве.

Как у любого другого технического устройства, у трансформаторов есть свои преимущества и недостатки.

Положительные свойства сварочного трансформатора следующие:

• Они просты в конструкции, и, следовательно, удобны в обслуживании.
• Чрезвычайно высокая надежность.
• Недорогие по стоимости.
• У них довольно высокая производительность – до 90% коэффициента полезного действия.

Теперь сравним их с недостатками трансформатора:

• Массивность: большой вес и крупные габариты.
• Высокий расход электроэнергии, так как много нужно на предварительный разогрев самого аппарата. Охлаждение вентилятором тоже требует немалой энергии.
• Высокая зависимость от сетевого напряжения: при его понижении качество выходного сварочного тока снижается в значительной степени.

И еще один важный фактор. Для того, чтобы варить с использованием трансформаторов, нужны довольно серьезные навыки. Для новичков это непросто, у них часто возникают трудности с удержанием качественной дуги.

Итак, что у нас вышло по трансформаторам: серьезные габариты, высокий расход энергии, нужны предварительные навыки сварки. Стабильность дуги и качество швов не всегда идеальные. Зато дешевые по стоимости. Имеют перспективы? Да, конечно, эти перспективы со временем тают.

Самым подходящим определением будет «уходящие аппараты». Трансформаторы подходят тем, для кого больше всего важны критерии низкой цены, долговечности и надежности.

Выпрямитель – настоящий компромисс

Выпрямитель для сварки.

Этот вид аппаратов является чистой воды техническим компромиссом. Они бывают двух типов – кремниевые и селеновые. По своей конструкции и принципу работы он находится ровно посередине между ветераном сварочного движения трансформатором и устройством нового поколения в виде инвертора.

В основе конструкции все тот же трансформатор. Но он сопровождается дополнительными элементами: выпрямительным блоком, который может быть или тиристорным, или диодным. Главное то, что выпрямитель помогает получить постоянный ток, в отличие от трансформатора.

Постоянный ток проходит по вторичной обмотке в направлении к выпрямительному блоку. Если агрегат оснащен еще и дросселем, сварочный ток и другие показатели могут регулироваться.

Все дополнительные причиндалы, которые оснащают выпрямитель, направлены лишь на одно: повышение стабильности и непрерывности электрической дуги. Ведь хорошая дуга в качестве конечного результата дает качественный шов.

И еще одно весьма немаловажное преимущество выпрямителя из-за простоты в эксплуатации: на нем могут работать новички без особого опыта.

Теперь преимущества выпрямителя по пунктам:

• Возможность работать на аппарате новичкам.
• Высокое качество сварочного шва в итоге.
• Возможность варить чугун и цветные металлы, если использовать подходящие электроды.
• Можно варить нержавейку и низколегированные стали со специальными электродами.
• Стабильная и непрерывная дуга.
• Широкие функциональные возможности, которые позволяют использовать выпрямители в том числе и для домашней сварки в хозяйстве.
• Относительная дешевизна.

[box type=”fact”]Недостатки выпрямителей почти такие же, как у трансформаторов: большие габариты, просадка сетевого напряжения и высокая зависимость от него. Следует заметить, что многие производители бытового электрооборудования потихоньку сокращают производство выпрямителей. Так что можно говорить о тихом уходе и этих аппаратов в дальнейшей перспективе.[/box]

Там, где полуавтомат, там и аргон

Полуавтомат для сварки.

Полуавтоматы – это специализированные типы сварочных аппаратов для электродуговой сварки под защитой инертных газов. В основном это аргон, конечно. Дополнительная опция использования полуавтоматов – это сварка с проволокой: такая технология не нуждается в газовой защите.

Суть процесса – выход проволоки из шланга в держателе с одновременным выходом газовой смеси. Во время сварки проволока находится в среде защитного газа, она плавится под действием электрической дуги. Ток и скорость подачи проволоки регулируются.

По своему сложнее трансформаторов или выпрямителей. Зато они удобнее в пользовании. Это любимые аппараты мастеров в автомастерских, особенно в ремонте кузовов. Среди самодеятельных и кустарных сварщиков полуавтоматы также весьма популярны.

Вот какие части составляют конструкцию полуавтомата:

• Наш старый знакомый трансформатор.
• Еще один старый знакомый – выпрямитель.
• Специальный привод для подачи проволоки.
• Баллон с инертным газом.
• Газовая горелка с рукавом.

Мы уже писали выше, что полуавтомат способен к сварке без защиты газа. В этом случае защитную роль выполняет флюсовая проволока. В принципе это та же проволока для плавления, но благодаря флюсовому компоненту она горит с выделением облака защитного газа. Это облако защищает сварную ванну от окисления воздухом ничуть не хуже, чем внешний аргон или другой инертный газ.

[box type=”info”]На этом функции флюсового компонента сварочной проволоки не заканчиваются. В нем имеются элементы, добавляющие стабильность электрической дуге. С этой чудесной «флюсовостью» не нужен газовый баллон. Но стоит флюсовая проволока значительно дороже обычной.[/box]

Выбор газа зависит от природы свариваемого металла. Железо хорошо вариться с углекислым газом. Сталь предпочитает газовую смесь аргона с углекислотой. Ну а с алюминием лучше всего работать под защитой чистого аргона.

Важным фактором является «легитимность» газовых баллонов: приобретать нужно только проверенные и надежные экземпляры. Даже речи быть не может об экономии денег на качестве газа и газовых смесей для сварки. На чем угодно, только не на газе.

Полуавтомат с газовым баллоном.

Преимуществе полуавтоматов:

• Металл во время сварки практически не разбрызгивается.
• Как следствие – высокое качества сварочного шва.
• Аппарат довольно эффективен – у него высокий КПД.
• Возможность варить тонколистовой металл.

Ну а недостатков намного меньше:

• Высокий расход материалов: проволоки, газовых смесей.
• Немалая стоимость, особенно флюсовой проволоки.

И другие «мелкие» группы

В большом массиве самых популярных видов и типов сварочных агрегатов встречаются узко специализированные и поэтому достаточно малочисленные виды аппаратов, которые обязательно нужно упомянуть, иначе наш обзор не сможет считаться полным и всеобъемлющим.

Устройства для точечной сварки

– это очень специальный процесс, который относится к контактным технологиям термомеханического класса. Он состоит из нескольких этапов. Первым делом металлические заготовки складывают между электродами, чтобы начать одновременный нагрев с деформацией через давление.

В чем точечность? В мгновенности, ответим мы. Разогрев происходит мгновенным импульсом тока, который нагревает металл до точки плавления. Таким образом формируется жидкая зона металла – общая для обеих заготовок. Подача тока прекращается, а эта зона начинает остывать и отвердевать при продолжающемся давлении. Это давление длится вплоть до полной кристаллизации металла заготовок.

Сварка электродом.

Преимущества точечной сварки заключаются в прочности шва, экономичности и простоте исполнения. Есть только одно отличающее свойство точечного шва: он никак не обладает герметичностью. Поэтому применение точечной технологии ограничено.

Аппараты для газовой резки и сварки

Ацетилен, водород, природный газ – вот главные горючие герои этого метода. Они отлично горят в воздухе. С их помощью металлические заготовки разогреваются до температуры плавления. Если вы почувствуете запах карбида рядом со сварщиком, значит перед вами метод работы с ацетиленом: его получают из карбида кальция и воды. Это газ самый популярный в использовании.

несложный для исполнения, не требует дорогого оборудования и, самое главное, обходится без сетевого электричества. Но и недостатки тоже есть: о точности нет речи, производительность работы тоже оставляет желать лучшего: этот способ исключительно ручной.

Устройства для плазменной сварки

[box type=”fact”], чем сварка. Но принцип процесса – расплавление металла с помощью потока плазмы. Дело в том, что плазма по своей сути – это газ из заряженных частиц, которые работают отличными проводниками тока. Плазма нагревается дугой, что приводит к повышению ее ионизации.[/box]

Температура в итоге достигает сумасшедших значений – это десятки тысяч градусов. Резка металла происходит и за счет плавления металла, и за счет вымывания металла из рабочего участка ионизированным потоком высочайшей скорости.

Инвертор со своими фишками

Самая продвинутая и популярная модель аппаратов, в основном благодаря которой произошла революция в сварке. Еще несколько лет назад они расценивались как техническая дорогая и не очень удобная экзотика. Совсем не то сегодня: доступность и простота в использовании – вот главные качества многочисленной группы современных инверторов.

[box type=”info”]Остальные характеристики также значительно улучшены: уменьшение размеров, отличная дуга, оптимизация энергоемкости и скорости процесса, минимальное разбрызгивание металла и т.д.[/box]

Весьма немаловажный «энергетический» нюанс: в сравнении со своими сварочными предшественниками трансформатором и выпрямителем инверторный аппарат потребляет электроэнергии на порядок меньше. Благодаря компактности и легкому весу нет необходимости тратить энергию на нагревание массивных металлических деталей.

Дополнительная экономия происходит за счет быстрого поджигания и ровного стабильного горения электрической дуги.

называют импульсным устройством. Он состоит из силового трансформатора для снижения сетевого напряжения, стабилизатора для преобразования тока и комплекта электрических схем. Сетевое напряжение подается на выпрямитель, после которого постоянный ток преобразуется в переменный с высокой частотой.

В дальнейшем этот высокочастотный переменный ток идет на трансформатор, где он снова превращается и идет на дугу с теми характеристиками, которые идеально подходят для сварки здесь и сейчас.

Принципиальная новизна инверторной технологии заключается в достаточно сложной конструкции самого аппарата, которая дает возможность для последовательных процессов преобразования тока следующим образом:

• Из обычной электрической сети поступает переменный ток, который сразу же трансформируется в переменный в выпрямителе. Выпрямитель работает на основе диодного моста.
• Полученный в выпрямителе постоянный ток направляется к инверторной части, играющей роль генератора электрических импульсов высокой частоты. На этом участке силовые транзисторы превращают постоянный ток снова в переменный, но уже с совсем другой частотой – намного выше, чем в первоначальном сетевом варианте.
• Теперь уже высокочастотный переменный ток идет к трансформатору для того, чтобы понизить напряжение и одновременно повысить силу тока. В итоге получается высокочастотный ток с силой, которая отлично регулируется.
• Финишным пунктом для переменного тока является выпрямитель, который в конце концов превращает высокочастотный переменный ток в постоянный. Именно он используется для сварки.

Классификация инверторов

Инверторы подразделяются на виды в зависимости от разных критериев.

Если первой характеристикой сварочных аппаратов является технология сварочного процесса, то классификация следующая:

• для работы в ручном режиме;
• для полуавтоматической сварки MIG/MAG;
• в среде с защитным инертным газом TIG;
• для плазменной сварки CUT.

Инверторы MMA

MMA сварка.

Предназначены для ручной сварки с помощью покрытых электродов. На эти устройства любо-дорого смотреть, а работать еще приятнее: компактные, небольшого веса, надежные и простые в сервисном обслуживании. Швы в результате получаются аккуратными и самого высокого качества во всех отношениях.

Возможности аппаратов MMA самые широкие, во всяком случае их вполне достаточно для кустарных и домашних нужд – все несложные работы такому аппарату по полечу. Поэтому инверторные устройства типа MMA – самые любимые и популярные для работ дома или на небольшом производственном участке. Это, безусловно, надежный сварочный инвертор и технологический выбор номер один «домашних» задач.

Инверторы – полуавтоматы

Устройство вида посложнее. Они намного мощнее и, соответственно, обладают большим габаритами, причем это касается как веса, так и размеров. Оно и понятно, полуавтоматы используются на производствах, это вовсе не домашние агрегаты – дома работать с ними будет довольно проблематично.

Главная фишка полуавтоматов инверторного типа такая же, как и обычный полуавтомат. Это сварка при помощи проволоки, которая подается на определенной скорости специальным приспособлением в зону формирования шва.

В инертном облаке

Что же касается сварки под защитой инертного газа, то она проводится с помощью инверторов – полуавтоматов еще более сложного типа. Они весьма недешевые по стоимости и также предназначены для промышленного производства, это профессиональные сварочные аппараты.

[box type=”info”]Как мы уже знаем, полуавтоматы требуют дополнительных материалов и оборудования. Электроды в данной технологии могут быть двух видов: плавящиеся и неплавящиеся из вольфрама.[/box]

Инверторы для плазменной сварки и резки

Несмотря на то, что этот находится по классификации на этом месте, он совершенно не предназначен для классических сварочных работ – им попросту варить нельзя. Эти инверторы используются на производствах. Главная особенность – это буквально аптекарская точность резки металлических деталей вне зависимости от толщины, они могут резать очень толстые заготовки.

Как инверторы разделяются по своим функциям

Схема сварки в среде аргона.

Классификация сварочного оборудования может проводиться по самым разным критериям. Это относится и к инверторам. Функциональность – самый, пожалуй, удобный критерий для разделения огромного числа моделей на понятные группы.

Для быта

Домашний сварочный аппарат должен обладать определенными характеристиками: компактный, недорогой, с широкими функциями. Среди инверторов таких – великое множество. В основном все они китайского производства, к которым нужно относиться осторожно и грамотно. В чем заключается такой подход: покупать в приличных торговых сетях, внимательно читать спецификации.

Даже если вы купите китайский инвертор приличного, как вам кажется, качества, будьте готовы к тому, что дешевизна любого устройства ведет к его недолговечности. Это классическое правило распространяется не только на китайские товары.

Профессиональные инверторы

И стоят дороже, и делают больше. Эти аппараты предназначены для операций разной сложности, они мощные, с регулированием характеристик сварочного тока, долговечные и надежные. Все они предназначены для работ в промышленных масштабах.

Специализированные инверторы

Само название говорит за себя. Мы уже упоминали устройства для точечной сварки или лазерной технологии. Их также отличают очень высокие качественные характеристики, и они также предназначены для производственных операций.

Главные характеристики инверторных аппаратов

В этих характеристиках нужно хорошо разбираться. Они помогут вам и , и в выборе аппарата при его покупке с учетом вашего опыта, рабочих планов и толщины вашего кошелька.

Характеристики инвертора.

Параметры для сварочного аппарата инверторного типа следующие:

• Сетевое напряжение от стандартной электрической сети, на котором может функционировать инвертор. Обычно это два значения: 380В и 220В. Для дома выбирают аппараты, работающие с напряжением в 220В.
• Тип тока, получаемый на выходе инвертора.
• Параметры тока на старте. От этих величин зависит качество и спецификации электродов. Если точнее, то диаметр электродов.
• Мощность аппарата, от которой будет зависеть сила сварочного тока на выходе для сварочной дуги.
• Легкость розжига сварочной дуги, которая зависит от показателя напряжения холостого хода.
• Диаметры электродов, которые должны использоваться на конкретном инверторе.
• Нижний и верхний уровень силы тока, получаемого на выходе устройства.
• Габариты аппарата – размеры и вес. Помним правило: чем меньше габариты, тем меньше мощность устройства, тем ниже будет сила тока на выходе. Если вас интересует инвертор с широкими функциональными возможностями, уберите критерий «компактность» из числа самых первых.

Инверторы – очень современные устройства. Они обладают целым рядом специальных опций, которые предназначены для облегчения работы сварщика. А удобство в работе всегда ведет к повышению качества конечного продукта, чем в нашем случае является сварочный шов.

Именно такие новые функции делают возможной сварку высокой сложности людьми без особого профессионального опыта.

• «Горячий старт» – это подача дополнительного электрического заряда на электрод, что в значительной степени облегчает поджиг сварочной дуги.
• «Антизалипание» – важнейшая функция в особенности для новичков в сварочном деле. При малейших признаках залипания электрода подача тока на него автоматически понижается.
• «Форсаж дуги» – автоматическая подача тока большей силы, если электродный конец находится в нежелательной близости с поверхностями свариваемых металлических заготовок.

Особенности работы инверторов

[box type=”warning”]Высокая надежность в использовании не исключает технических нюансов или сбоев, о которых нужно знать и помнить.[/box] Сварочный аппарат.

Неисправности, встречающиеся , следующие:

• электрическая дуга может потерять стабильность горения;
• электрическая дуга может попросту исчезнуть;
• может начаться сильное разбрызгивание металла во время сварки;
• электрод может прилипнуть к поверхности соединяемых металлических заготовок;
• электропитание прибора может самопроизвольно отключиться;
• аппарат может внезапно сильно нагреться.

Причинами таких сварочных неприятностей могут быть разные факторы. Чаще всего встречаются следующие:

• Вы выбрали «неправильный» электрод: его диаметр не подходит силе получаемого сварочного тока. В результате страдает стабильность дуги.
• Если вы неверно рассчитали силу сварочного тока, металл начнет разбрызгиваться со страшной силой. Уменьшить силу тока, взять электроды с меньшим диаметром – вот что надо сделать для решения проблемы, все просто.
• Распространенная беда – низкое сетевое напряжение, в результате чего даже у опытных мастеров может возникнуть очень нежелательное явление в виде прилипания электродов. Эту же картину дадут слишком длинные электрические провода, которые в силу протяженности обязательно начнут перегреваться. Старайтесь контролировать и длину проводов, и диаметр их сечения – он должен составлять не меньше 2,5 мм².
• Обрыв кабеля – примитивная ошибка, тем не менее встречается довольно часто. Неполный контакт между поверхностями электрода и зажимного устройства относится к этой же группе причин исчезновения сварочной дуги.
• Избыточный перегрев аппарата может возникнуть из-за долгого использования инвертора без перерыва. Такая ситуация закономерна. Если же перегрев происходит после короткого периода работы, нужно проверить и заменить обмотку – скорее всего, она износилась.

Как выбрать сварочный аппарат для дома

[box type=”fact”]Универсальность, компактность, легкий вес, простота в использовании, недорогая цена – вот какой сварочный аппарат хочется иметь дома в качестве собственного агрегата. Большинство покупателей сварочных аппаратов в дом останавливают свой выбор на инверторных моделях.[/box]

Это факт вовсе не означает, что или выпрямители перестали покупать. И тому есть причины. Давайте разбираться, какой сварочный аппарат лучше для вас «здесь и сейчас». Виды сварочного оборудования чрезвычайно разнообразные, поэтому делаем выбор с учетом всех персональных потребностей.

Выбираем домой трансформатор:

• Самое главное, на что нужно обращать внимание при выборе сварочного трансформатора для домашней работы, это рабочее напряжение понижающего трансформатора. Они в состоянии работать от сети с двумя характеристиками: или трехфазной, или однофазной со значениями 380/220В. Есть модели универсального пользования, которые могут подключаться к любому виду сети: на 220В, на трехфазную сеть, на фазное напряжение между двумя фазами.
• Следующий по важности параметр – это мощность трансформатора. В этом отношении оптимальными являются аппараты, работающие от сети с напряжением в 380В, они значительно мощнее и почти не вызывают перекосов напряжения в сети. Но далеко не у всех потребителей домашних сварочных аппаратов имеется возможность подключения к трехфазной сети. Следует помнить, что мощность трансформатора не может быть выше предельно допустимой мощности в вашей домашней сети.
• Третий критерий выбора трансформатора – параметры рабочих токов и диаметр требуемых электродов. Если вы собираетесь варить углеродистую сталь, вам вполне будет достаточно диапазона от 80А до 160А, выбирайте электроды от 1 до 6 мм. Конечный выбор электрода зависит от толщины краев металлических заготовок.
• Ну и габариты агрегата. Они, как мы знаем, у трансформаторов весьма внушительные. Но эта внушительность должна вас волновать только в случае, если вы собираетесь перемещаться для проведения сварочных работ. Вы уверены, что будете это делать дома?

Если нужен выпрямитель:

• Для сварочных выпрямителей нужен импульсный выпрямленный ток, тогда они дают возможность варить при устойчивой дуги и без разбрызгивания металла. Помимо этого, при правильном использовании они экономят расходование дорогих электродов. Выпрямленный ток способствует формированию ровного и тонкого сварочного шва.
• Требования и пожелания по сетевому току и напряжению практически такие же, как и с трансформаторами. Они могут работать при обоих вариантах переменного тока, их включают хоть по однофазной мостовой схеме, хоть по трехфазной. Трехфазная схема при использовании выпрямителя предпочтительнее: при ней дуга устойчивее и мощность выше. Поэтому следует ориентироваться на подключение к трехфазной сети в 380В.
• Проверяем и оцениваем принцип регулировки режимов сварки, диаметр требуемых электродов, верхний и нижний уровни сварочных токов.

Или все-таки инвертор?

Конечно, в нем собраны все пожелания домашнего мастера по сварке: широчайшие функциональные возможности, разнообразные режимы сварки – все для счастья человека. Популярности среди широких масс населения этому типу сварочного оборудования не занимать. Цена, правда, высоковата. Но по мнению многих, эта овчинка по-настоящему стоит выделки.

На что обращаем внимание при его выборе домой?

• Главный критерий – также напряжение электрической сети, это те же 220В и 380В. И так же, как в предыдущих случаях, трехфазные модели инверторов являются более мощными. А от мощности устройства зависит его долговечность и срок использования. Ведь чем больше мощность, тем меньше перегревается аппарат.
• Следующий критерий – характеристики токов и режимы сварки. Их выбор будет зависеть только от одного – толщины свариваемых металлических заготовок. В интернете вы сможете найти множество данных о зависимости диаметра сварочных электродов в миллиметрах от значения сварочного тока в амперах. Обычно для домашнего инвертора вполне хватает силы тока от 60А до 160А. К тому же имеющаяся возможность плавно регулировать величину тока позволит вам еще больше повысить качество сварочного шва.
• Еще один важнейший фактор, который нужно учитывать при выборе инвертора в обязательном порядке. Это продолжительность включения ПВ, которая показывает время работы аппарат без перерыва при максимальных значениях тока. Иногда этот показатель называют ПН – продолжительностью нагрузки. Чем выше продолжительность включения, тем дольше инвертор сможет функционировать без перегрева. Вообще-то ПВ можно рассчитать, исходя из чистого времени сварки по отношению к паузам для смены электрода или подготовки материалов. Если, к примеру, в спецификации инвертора указана ПВ в 80%, то чистое время сварочного процесса будет длиться ровно 4 минуты. Затем вам придется сделать паузу длительностью в 1 минуту.
• Следующий критерий всегда указан в паспорте устройства – мощность инвертора. В этой строчке называется уровень номинального сварочного тока, при использовании которого инвертор не будет самопроизвольно выключаться из-за перегрева. Мощность лучше выбирать с запасом: если потребность в номинальном токе составляет 120А, выбирайте аппарат с показателем в 180А. Такой запас позволит вам использовать длинные электрические кабели и, самое главное, вы сможете работать при скачках напряжения с общей сети.
• ДПН расшифровывается как «диапазон питающего напряжения». Этот параметр делает безболезненными перепады напряжения в 20 – 30%, которые встречаются сплошь и рядом в сельской местности.
• Лучшие сварочные инверторы снабжены фирменными дополнительными опциями, которые облегчают работу сварщика – новичка, должны быть особенно важны для вас, если вы – тот самый новичок в сварочном деле. Речь о АП – антиприлипании, ГС – горячем старте, ФД – форсаже дуги. Значимы ли они для вас с вашим текущим опытом – решать вам и только вам.

В качестве резюме пройдемся по главным идеям нашего обзора. – стройная и понятная система, которая отлично поможет принять решение, какой сварочный аппарат будет самым оптимальным для ваших работ в домашних условиях.

Критериев, определяющих выбор, немного. Если вы учтете их, у вас все получится: вы найдете устройство, которое будет устраивать вас и по сложности конструкции, и по широте функций, и по стоимости.

Желаем дельного похода в магазин, грамотного продавца и хороших помощников рядом.

ЗАПИСКА ЛЕКЦИИ ESDEP [WG2]

ЗАПИСКА ЛЕКЦИИ ESDEP [WG2]

Предыдущая | Далее | Содержание

ESDEP WG 2

ПРИКЛАДНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ

ЦЕЛЬ / ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Презентация современных классов конструкционных сталей.

ЛЕКЦИИ ПО ТЕМЕ

Лекция 2.1: Характеристики железоуглеродистых сплавов

Лекция 2.3.1: Введение в технические свойства стали

СВОДКА

В лекции рассматривается классификация материалов по химическому составу, механическим и технологическим свойствам, а также определяются основные характеристики, применимые к различным классам конструкционных сталей.

Благодаря своей высокой прочности, хорошей обрабатываемости и высокой экономической эффективности сталь является одним из важнейших строительных материалов. Изменяя химический состав и условия производства, можно изменять свойства стали в широком диапазоне, и производитель стали может адаптировать свойства к конкретным требованиям пользователей (Приложение 1) [1].

Наряду с химическими и механическими свойствами, внутренняя прочность, качество поверхности, форма и геометрические размеры могут быть важными критериями для пользователей стальной продукции.

Стали, используемые для строительства, в основном горячекатаные в виде профилей, листов, полос, широких полос, прутков и полых профилей. Такие изделия могут подвергаться операциям холодной штамповки после горячей прокатки. Также иногда используется литой и кованый материал.

Для облегчения производства, заказа и использования стальных изделий в стандартах качества и спецификациях перечислены марки и качества стали с указанием химического состава, механических и технологических свойств.

Эта лекция посвящена классификации марок стали и дает обзор основных марок, используемых для изготовления стальных конструкций.

Согласно европейскому стандарту EN 10 020 [2], сталь представляет собой материал, который содержит по массе больше железа, чем любой другой отдельный элемент, имеет содержание углерода обычно менее 2% и содержит другие элементы (Рисунок 1). Ограниченное количество хромистых сталей может содержать более 2% углерода, но 2% — это обычная граница между сталью и чугуном.

Европейский стандарт EN 10020 [2] классифицирует марки стали на:

• Стали нелегированные и легированные по химическому составу
Классы качества
• , определяемые основными свойствами или характеристиками применения нелегированных и легированных сталей.

3.1 Классификация по химическому составу

Классификация основана на анализе ковша, указанном в стандарте или спецификации продукта, и определяется минимальными значениями, указанными для каждого элемента.

Нелегированные стали — это марки сталей, для которых не достигается ни одно из предельных значений, указанных в Приложении 2.

Легированные стали — это марки стали, для которых достигается по крайней мере одно из предельных значений, указанных в Приложении 2.

3.2 Классификация по основным классам качества

Марки стали

можно разделить на следующие классы качества:

• Классы нелегированных сталей

Нелегированные основные стали

Стали нелегированные качественные

Нелегированные специальные стали

Стали легированные качественные

Легированные специальные стали

Для этой классификации необходимо учитывать следующие моменты:

• Химический состав
• Механические свойства
• Термическая обработка
• Чистота по неметаллическим включениям
• Особые требования к качеству, e.грамм. пригодность для холодной штамповки, холодного волочения и т. д.
• Физические свойства
• Приложение

Подробности этой классификации приведены в стандарте EN 10020 [2].

4.1 Общие положения

В этом разделе описывается форма стандарта качества на конструкционные стали и анализируются основные положения.

Обычно содержание такого стандарта следующее:

• Объект и область применения.
• Классификация и обозначение качеств.
• Процесс производства стали.
• Условия поставки.
• Химический состав.
• Механические свойства.
• Технологические свойства.
• Обработка поверхности.
• Осмотр и испытания.
• Маркировка продукции.

4.2 Основные моменты

4.2.1 Процесс производства стали

Процесс производства стали (кислородная печь, электропечь и т. Д.)) — это обычно выбор производителя.

Для метода раскисления возможны следующие варианты:

• Дополнительно: метод по усмотрению производителя.
• Обрезная сталь (без добавок раскислителей). Этот тип стали используется только для сталей с низким пределом текучести и без особых требований к вязкости.
• Сталь для окантовки не разрешена: производитель может поставлять сталь с полубитой или закаленной кромкой.
• Полностью обезвреженная сталь, содержащая азотсвязывающие элементы в количествах, достаточных для связывания доступного азота, например.грамм. минимум 0,020% Al.

4.2.2 Условия поставки

Допускается несколько условий поставки:

• Поставка по выбору производителя.
• Горячекатаный, т.е.
• Термомеханическая обработка: Нормализация формовки (N),

Термомеханическая формовка (TM).

Следует отметить, что в этой лекции не рассматриваются закаленные и отпущенные стали.

Определения термомеханической обработки сталей приведены в Приложении 3.

Условия поставки продукта очень важны в отношении применения стали. Следовательно, это условие должно быть четко указано в заказе. Особое внимание следует уделять нормализованным (N) или нормализованным формованным (N) изделиям и сталям, полученным термомеханической формовкой (TM). Термомеханически сформированный материал, в отличие от N-материала, не подходит для последующей термообработки (кроме снятия напряжений) или горячей деформации (1100 ° C). Обработка ТМ-сталей при высоких температурах приводит к снижению прочности.

Следует отметить, что материал, обработанный TM, имеет следующие преимущества по сравнению с N-сталью той же марки:

• Более низкое содержание легирующих элементов.
• Лучшая свариваемость за счет более низкого углеродного эквивалента.
• Более низкая стоимость.
• Экономия времени за счет проточной обработки.
• Нет ограничений по длине продукта.

4.2.3 Химический состав

Требования основаны на анализе ковша, а не на анализе продукта.Если указан анализ продукта, необходимо учитывать допустимые отклонения анализа продукта от указанных пределов анализа ковша.

4.2.4 Механические свойства

Стандарты качества обычно определяют характеристики прочности на разрыв и ударную вязкость.

4.2.4.1 Свойства при растяжении

Предел текучести ReH	минимальное значение
Предел прочности на разрыв Rm	минимальные и максимальные значения
Удлинение	минимальное значение

Требуемые значения зависят от толщины материала.Предел текучести и предел прочности при растяжении снижаются с увеличением толщины, что можно объяснить тем, что для более толстого материала измельчение зерна при прокатке меньше.

4.2.4.2 Свойства ударной вязкости (испытание на удар)

Указаны температура испытания и минимальная поглощенная энергия.

4.2.4.3 Направление отбора проб

Механические свойства могут быть указаны для продольного и / или поперечного направления.»Продольный» означает параллельный направлению прокатки; поперечное перпендикулярно основному направлению прокатки. Во время горячей прокатки сортового проката деформация происходит в основном в одном направлении, создавая анизотропию, которая приводит к различным механическим свойствам в продольном и поперечном направлениях. Разница наиболее заметна в пластичности (удлинении, ударной вязкости).

4.2.5 Технологические свойства

Технологические свойства включают свариваемость и формуемость.

4.2.5.1 Свариваемость

Свариваемость, которая является очень важным свойством конструкционных сталей, оценивается на основе:

а. склонность к холодному растрескиванию

г. вязкость зоны термического влияния

Свариваемость зависит от химического состава и металлографической структуры стали. При увеличении содержания легирующих элементов свариваемость снижается. Улучшение свариваемости достигается за счет измельчения зерна.

Свариваемость обычно снижается с увеличением прочности на разрыв, что связано с более высоким содержанием легирующих элементов в более прочных сталях.

На рис. 2 показано влияние состава на свариваемость. Скорость охлаждения увеличивает восприимчивость к холодным трещинам и контролируется общей толщиной тепловых путей от сварного шва (вертикальная ось на графике). Энергия дуги (горизонтальная ось графика) также влияет на скорость охлаждения; чем выше тепловложение, тем больше времени потребуется для охлаждения.График показывает, как уменьшение углеродного эквивалента увеличивает диапазон условий, при которых можно производить сварку с определенным предварительным нагревом, в данном случае 100 ° C, и конкретным процессом сварки, в данном случае MAG с использованием обычных проволочных электродов.

4.2.5.2 Формуемость

Конструкционные стали подходят для горячей и холодной штамповки. Следует отметить, что стали, подвергнутые термомеханической обработке, не следует использовать для горячей штамповки (см. Также Условия поставки в Разделе 4.2.2).

Формование в холодном состоянии включает в себя отбортовку, профилирование и волочение стержней. Формование в холодном состоянии оценивается испытаниями на изгиб. Указанный внутренний радиус изгиба увеличивается с увеличением толщины материала и прочности на разрыв. Образцы для испытаний на изгиб можно брать в продольном или поперечном направлении.

4.2.6 Обработка поверхности

Стальное изделие не должно иметь таких дефектов, которые препятствовали бы его использованию по назначению.

4.2.7 Контроль и испытания

В стандартах качества указано:

• Тип испытания (растяжение, удар, изгиб, химический анализ и т. Д.).
• Дозирование: проверка механических свойств может выполняться партиями (например, одно испытание на каждые 20, 40 или 60 продуктов) или плавлением.
• Контрольные единицы: количество тестов на партию.
• Расположение тестовых образцов: согласно Euronorm 18 [3] (см. Рисунок 3).
• Выбор и подготовка образцов для испытаний.

4.2.8 Маркировка

Стальная продукция маркируется покраской, тиснением или прочными наклейками со следующей информацией:

• Марка стали.
• Номер плавки.
• Название или торговая марка производителя.

В этом разделе описаны следующие марки конструкционной стали:

• Горячекатаный прокат из нелегированных сталей общего назначения в соответствии с EN 10 025 [4].
• Горячекатаный прокат из свариваемых мелкозернистых конструкционных сталей в соответствии с EN10113 [5].
• Конструкционная сталь для морского применения.
• Погодостойкие стали по Евронорм 155 [6].
• Марки стали антипластинчатой.
• Марки стали для горячего цинкования.

5.1 Горячекатаный прокат из нелегированных сталей для общего применения в конструкциях согласно EN 10025 [4]

5.1.1 Общее описание

Этот стандарт устанавливает требования к сортовому прокату (например, профили и пруток) и плоскому прокату (например, лист, лист и полоса) из горячекатаной нелегированной стали общего назначения (основной) и качественной стали.Эти стали предназначены для использования в сварных, болтовых и клепаных конструкциях, работающих при температуре окружающей среды.

5.1.2 Обозначение сталей

Обозначение состоит из:

• Номер европейского стандарта (EN 10025).
• Обозначение FS.
• Указание минимального указанного предела текучести для толщины 16 мм, выраженное в Н / мм ² .
• Обозначение качества в отношении свариваемости и устойчивости к хрупкому разрушению JR, J0, J2 и K2.
• Если применимо, указание метода раскисления (G1 или G2).
• Если применимо, буква, обозначающая пригодность для холодной отбортовки кромок, холодной прокатки или холодного волочения.
• Если применимо, индикация + N, когда продукты имеют нормализационную прокатку.

Пример: Сталь с заданным минимальным пределом прочности на растяжение при температуре окружающей среды 510 Н / мм ² , класс качества J0, без требований к раскислению и пригодная для холодной отбортовки (обозначение C), определяется по:

Сталь EN 10 025	S355	JO	С
	Оценка	Удар при 0 C	Подходит для холодной штамповки

5.1.3 Стали марки

Конструкционная сталь бывает трех стандартных марок.

Они приведены в следующей таблице:

Марка стали	Предел текучести мин. [Н / мм 2 ] 1)	Качество	Температура испытания на удар (C)	Тип раскисления 2)
S235	235	JR	+20	опционально FU, FN
		Дж0	0	ФН
		J2	-20	ФФ
S275	275	JR	+20	ФН
		J0	0	ФН
		J2	-20	ФФ
S355	355	JR	+20	ФН
		Дж0	0	ФН
		J2	-20	ФФ
		К2	-20	ФФ

1) исходя из толщины материала 16 мм

2) FU = кромочная сталь

FN = кромочная сталь не допускается

FF = полностью убит

Все эти марки являются сталями C-Mn, которые могут поставляться в состоянии после прокатки, после термомеханической обработки или в нормализованном состоянии.Сталь марки S355 имеет самое высокое содержание марганца и также может быть микролегированной.

5.2 Горячекатаный прокат из свариваемых мелкозернистых конструкционных сталей согласно EN 10 113 [5]

5.2.1 Общее описание

Настоящий стандарт распространяется на горячекатаные свариваемые конструкционные стали особого качества, которые поставляются в виде плоского и сортового проката.

Стали используются в высоконагруженных частях сварных конструкций, таких как мосты, резервуары для хранения и т. Д.

Минимальный предел текучести этих марок стали составляет от 275 до 460 Н / мм ² , а химический состав выбран таким образом, чтобы гарантировать хорошую свариваемость. Стали полностью обезврежены и содержат элементы, связывающие азот, в количествах, достаточных для связывания доступного азота. Стали имеют мелкозернистую структуру.

5.2.2 Условия поставки

Условия поставки для всех продуктов являются нормализованными или нормализованными формованными (N) или термомеханически формованными (M), как определено в Приложении 3.

5.2.3 Классификация качеств

Все марки могут поставляться в следующих качествах:

кг: для качеств с указанными минимальными значениями энергии удара при температурах не ниже -20 ° C.

KT: сверхнизкая температура с указанными минимальными значениями энергии удара при сверхнизких температурах не ниже -50 ° C.

5.2.4 Обозначение

Обозначение сталей состоит из следующего:

• Номер стандарта EN 10113.
• Обозначение S.
• Указание минимального указанного предела текучести для толщины 16 мм, выраженное в Н / мм ² , перед которым стоит S.
• Состояние поставки N или М.
• Заглавная буква качества с указанием минимальных значений энергии удара при температуре не ниже -50С.

Пример: Сталь с указанным минимальным пределом текучести при температуре окружающей среды 355 Н / мм ² , термомеханически формованная, подходящая для применения при -50 ° C:

EN 10113-3	S355	м	л
Стандартный	Марка	Состояние поставки	Испытание на удар при -50C

5.2.5 Марки и сорта стали

Марки стали и качества, указанные в настоящем стандарте, кратко описаны следующим образом:

Марка стали	Качество	Минимальный предел текучести [Н / мм 2 ] 1)	Температура испытания на удар [C]
S275	М или №	275	-20
	ML или NL		-50
S355	М или №	355	-20
	ML или NL		-50
S420	М или №	420	-20
	ML или NL		-50
S460	М или №	460	-20
	ML или NL		-50

1) для толщины 16 мм

Следует отметить, что для испытания на удар значения указаны для продольного и поперечного направления, тогда как для EN 10 025 [4] требуются только значения в продольном направлении.Минимальные значения также указаны для более высоких температур испытаний, но, если они не указаны во время запроса и заказа, величина удара должна быть проверена с помощью образцов для продольных испытаний, испытанных при -20 ° C или -50 ° C в зависимости от качества.

5.3 Конструкционные стали для морского применения

За последние десять лет спецификации марок стали для морской индустрии были разработаны в основном для применения в Северном море, где спецификации стали в настоящее время являются самыми строгими в мире.Улучшения качества требовались при выполнении более сложных операций, например бурение и добыча на более глубоких водах и в арктических районах или в результате более строгих принципов безопасности.

Конструкционные стали должны были быть разработаны, чтобы гарантировать следующие свойства:

• Высокий предел текучести (355 Н / мм ² ).
• Хорошая стойкость к хрупкому разрушению как в продольном, так и в поперечном направлениях.
• Отличная свариваемость.
• Неизменные свойства после снятия напряжений и правки пламенем.
• Устойчивость к разрыву пластин
• Хорошая внутренняя прочность.

Чтобы получить сочетание всех этих свойств, необходимо было добиться значительного прогресса в сталеплавильном и прокатном производстве.

В настоящее время не существует европейского стандарта для марок стали для морских платформ. Эти марки указаны в спецификациях материалов, устанавливаемых в основном нефтяными компаниями.Поскольку каждая нефтяная компания имеет свои собственные спецификации, требования к конкретной марке стали на шельфе могут отличаться от одной компании к другой.

Требования к стали для морских платформ намного более жесткие, чем для всех других конструкций. Чтобы продемонстрировать этот момент, в Приложении 4 сравниваются требования к химическому составу и ударной вязкости следующих четырех марок конструкционной стали с минимальным пределом текучести 355 Н / мм ² в Приложении 4:

• S355 K2 G3 согласно EN 10 025 [4]
• S355 N согласно EN 10 113-2 [5]
• S355 M согласно EN 10 113-3 [5]
• Уровень содержания 355 для морских работ (типично для Северного моря).

В Приложении 4 можно увидеть, что с повышением требований к вязкости максимальное содержание углерода снижается и становится очень низким (максимум 0,12%) для марки стали для морских платформ. Обратите внимание, что потеря прочности из-за пониженного содержания углерода в основном компенсируется использованием микроплавов и / или термомеханической прокаткой.

Кроме того, технические требования к стали для морских платформ требуют очень низкого содержания фосфора и серы.

Поскольку свариваемость является одним из наиболее важных свойств марки стали для морских платформ, для этих сталей установлен максимальный углеродный эквивалент (как и для большинства конструкционных сталей).

Чтобы гарантировать высокую стойкость к хрупкому разрушению, требования к вязкости для марок стали для шельфовых месторождений чрезвычайно высоки. Для этого типа стали требования к поперечному направлению даже выше, чем к продольному направлению для других марок конструкционной стали, см. Рисунок 4.

5.4 Антипластинчатая сталь марки

5.4.1 Общее описание

Марки стали

с антипластинчатым покрытием — это конструкционные стали, обладающие высокой стойкостью к пластинчатому разрыву, который представляет собой явление растрескивания, особенно возникающее под сварными соединениями, рис.

Три фактора способствуют возникновению разрывов пластинок:

(a) Плохая пластичность в направлении толщины, т.е. перпендикулярно поверхности.

(b) Структурное ограничение.

(c) Совместное проектирование.

Поскольку (b) и (c) не связаны с качеством стали, они не обсуждаются в этом разделе.

Как правило, прокатанные стали обладают пластичностью по толщине (в направлении Z), которая уступает свойствам в направлении прокатки.Основной причиной низкой пластичности по толщине являются неметаллические включения, в основном сульфида марганца и силиката марганца, которые имеют удлиненную форму в направлении прокатки.

Высокий уровень пластичности по всей толщине достигается за счет специальной обработки в ковше при выплавке стали, которая обеспечивает очень низкое содержание серы и контролируемую форму неметаллических включений.

5.4.2 Антипластинчатые свойства

Сопротивление пластинчатому разрыву выражается как уменьшение площади испытаний на растяжение через толщину.

Согласно EN 10 164 [7] можно заказать три уровня качества антипластинчатого материала:

Качество	Уменьшение площади в направлении толщины (%)
Z15	15 (минимум)
Z25	25 (минимум)
Z35	35 (минимум)

Рекомендации по применению:

Z15: для сварных соединений, подверженных умеренным напряжениям

Z25: для сварных соединений, подвергающихся сильным нагрузкам

Z35: для сварных швов, подвергающихся высоким нагрузкам, и значительных ограничений.

5.5 Атмосферостойкая сталь по EN 10 155 [6]

5.5.1 Общее описание

Недостатком нелегированных конструкционных сталей является их склонность к коррозии в атмосферных условиях. Обычно они должны быть покрыты или окрашены, чтобы защитить поверхность от влаги, кислорода и агрессивных химикатов. Чтобы уменьшить образование ржавчины и, таким образом, избежать окрашивания, были разработаны погодоустойчивые стали.

Погодоустойчивые стали

относятся к семейству низколегированных сталей, устойчивых к атмосферной коррозии, предназначенных для применений, требующих длительного срока службы и низких затрат на техническое обслуживание.

Эти стали производятся путем добавления небольших количеств легирующих элементов, особенно меди, к обычной стали. Содержание меди 0,2 — 0,3% улучшает коррозионную стойкость до 50% по сравнению со сталью, не содержащей меди. Фосфор усиливает действие меди. Дальнейшее улучшение коррозионной стойкости медьсодержащих сталей может быть достигнуто за счет небольших добавок хрома и никеля. Эти два элемента очень эффективны в промышленной атмосфере, загрязненной диоксидом серы.

Погодостойкая сталь

может использоваться в неокрашенном состоянии. Из-за естественных погодных условий стальная поверхность постепенно покрывается защитным слоем красно-коричневого цвета, что приводит к снижению скорости коррозии.

Погодостойкая сталь

используется для архитектурных, декоративных и промышленных применений. Основное промышленное использование — в приложениях, требующих минимального обслуживания, таких как залы, мосты и опоры электропередач.

5.5.2 Коррозионная стойкость

В ранний период атмосферного воздействия на стали, устойчивой к атмосферным воздействиям, образуется ржавчина, как и на обычной стали. По мере роста слоя ржавчины он становится плотной защитной оксидной пленкой или патиной, которая плотно прилегает к основному металлу. Эта патина образует защитный барьер между сталью и атмосферой, предотвращая дальнейшую коррозию.

Образование патины сильно зависит от местных экологических и климатических условий.Чтобы получить плотное защитное оксидное покрытие, стальная поверхность должна быть попеременно сухой и влажной. Стальная поверхность ни в коем случае не должна быть постоянно влажной.

В морской атмосфере защита, обеспечиваемая патиной, менее эффективна. Однако потеря веса атмосферостойкой стали остается на более низком уровне, чем у обычной стали, рис. 6. В таких условиях дополнительную защиту можно получить путем окраски. Это лакокрасочное покрытие будет намного более долговечным на погодостойких сталях, чем на обычных сталях.

В промышленных условиях, содержащих значительное количество диоксида серы, быстро образуется патина и скорость коррозии стали снижается, рис. 6.

Места, где погодное покрытие неэффективно:

• теплые и влажные участки
• железнодорожный путь
• в воде
• мест, регулярно подверженных проточной воде
• места, где защитный слой снимается при физическом контакте.

5.5.3 Марки стали

Основные марки стали EN 10 155 [6]:

Марка стали 2)	Легирование	Минимальный предел текучести Н / мм 2 1)	Температура испытания на удар (C)
S 235J0W	Cu-Cr	235	0
S 235J2W			-20
S 355J0WP	Cu-Cr-P- (Ni)	355	0
S 355J2WP			-20
S 355J0W	Cu-Cr- (Ni) — (Mo) — (Zr)	355	0
S 355J2W			-20

1) для толщины 16 мм

2) W — обозначение погодостойкой стали

3) P — для класса с повышенным содержанием фосфора (только для марки S355)

Химический состав, механические и технологические свойства приведены в приложениях 7 и 8.

Погодоустойчивые стали

могут поставляться в виде профилей, прутков и полос в состоянии прокатки. Возможны другие условия доставки.

5.5.4 Сварка

Атмосферостойкую сталь

можно сваривать как вручную, так и автоматически, при соблюдении общих правил сварки.

Металл сварного шва должен соответствовать механическим свойствам основного металла. Стойкость металла сварного шва к атмосферной коррозии должна быть равна или лучше, чем у стали.

Окраска поверхности шва при атмосферной коррозии зависит от химического состава металла шва. Однако хорошее соответствие цветов может быть достигнуто при использовании металла сварного шва примерно того же состава, что и сталь.

5.6 Марки стали для горячего цинкования

Для определенных структурных применений необходима защита от коррозии путем горячего цинкования, что требует использования стали соответствующей марки.

В общем, все обычные конструкционные стали могут быть оцинкованы погружением при условии, что содержание кремния в стали находится на нужном уровне.Кремний оказывает сильное влияние на реакцию железа и цинка во время цинкования, Рис. 7. Стали с низким содержанием кремния (0,03%) или с содержанием кремния от 0,13 до 0,30% могут быть хорошо оцинкованы. Для сталей с содержанием кремния от 0,04 до 0,13% или выше 0,30% слой цинка может быть чрезмерно толстым и представлять риск хрупкости или отсутствия сцепления.

Недавние исследования показали, что действию кремния способствует фосфор.

Эти аспекты должны приниматься во внимание пользователями стали и гальванизаторами при выборе химического состава материала, заказанного для цинкования.

• Для применения в строительстве доступен широкий ассортимент сталей. Этот ассортимент позволяет проектировщикам и строителям оптимизировать стальные конструкции в отношении экономии затрат, снижения веса, безопасности, обрабатываемости и, следовательно, общей экономической эффективности.
• Жесткая конкуренция между производителями стали и производителями альтернативных материалов ускорила разработку передовых технологий для дальнейшего общего улучшения как качества, так и экономики стали.
• За последнее десятилетие в сталеплавильном производстве и особенно в термомеханической прокатке произошел значительный технический прогресс.
• Эти разработки привели к экономичному производству нового поколения высокопрочных низколегированных сталей, сочетающих свойства, которые ранее считались несовместимыми, то есть высокую прочность, отличную свариваемость и хорошее сопротивление хрупкому разрушению.
• Для пользователей эти разработки предоставили новые возможности для экономии средств и упрощения производства, и, таким образом, способствовали значительному повышению конкурентоспособности стальных конструкций.

[1] Stahlsorten und ihre Eigenschaften J. Degenkolbe

Stähle für den Stahlbau, Eigenschaften, Verarbeitung und Anwendung

Berichtsband Stahl Eisen

Herausgeber: Verein Deutscher Eisenhüttenleute (VDEh)

[2] EN 10 020 Определение и классификация марок стали, ноябрь 1988 г.

[3] Euronorm 18-79 Отбор и подготовка проб стальной продукции.

[4] EN 10 025 Горячекатаный прокат из нелегированных сталей общего назначения, март 1990 г. (+ A1, август 1993 г.).

[5] EN 10 113 Горячекатаный прокат из свариваемых мелкозернистых конструкционных сталей, март 1993 г.

[6] EN 10 155 Погодостойкие стали, июнь 1993 г.

[7] EN 10 164 Стальные изделия с улучшенными деформационными свойствами перпендикулярно поверхности изделия, июнь 1993 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1: ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ

Прочность

• Сопротивление деформации
• Сопротивление усталости

Прочность

• Пластичность
• Стойкость к хрупкому разрушению

Свариваемость

• Стойкость к холодному растрескиванию
• Хорошая вязкость в зоне термического влияния (HAZ)

Коррозионная стойкость

• Минимальное образование ржавчины
• Стойкость к водородному растрескиванию

Однородность

ПРИЛОЖЕНИЕ 2: ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ МАРК СТАЛИ ПО EN 10 020

Граница между нелегированными и легированными сталями

Указанный элемент		Предельное значение (% по весу)
Al	Алюминий	0,10
B	Бор	0,0008
Би	Висмут	0,10
Co	Кобальт	0,10
Cr	Хром (1)	0,30
Cu	Медь (1)	0,40
La	Лантаноиды (каждый)	0,05
Mn	Марганец	1,65 (3)
Пн	Молибден	0,08
Nb	Ниобий (2)	0,06
Ni	Никель (1)	0,30
Pb	Свинец	0,40
Se	Селен	0,10
Si	Кремний	0,50
Te	Теллур	0,10
Ti	Титан (2)	0,05
V	Ванадий (2)	0,10
W	Вольфрам	0,10
Zr	Цирконий (2)	0,05
	Прочие (кроме углерода, фосфора, серы, азота) (каждый)	0,05
(1) Если элементы указаны в комбинации из двух, трех или четырех и имеют индивидуальное содержание сплава меньше, чем указано в таблице, предельное значение, применяемое для классификации, состоит в том, что сумма их общего содержания должна быть меньше 70 % от суммы индивидуальных предельных значений. (2) Правило в (1) выше применяется к этой группе элементов. (3) Если марганец указан только как максимум, предельное значение составляет 1,80%, а правило 70% не применяется.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3: ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

Термомеханическая обработка — это процедура горячей штамповки, при которой контролируется изменение во времени как температуры, так и деформации для достижения определенного состояния материала и, следовательно, определенных свойств материала.

Термомеханическая обработка подразделяется на следующие процедуры:

Нормализация формовка

Нормализационное формование ⁽¹⁾ — это термомеханическая обработка, при которой окончательная деформация выполняется в таком температурном диапазоне, чтобы аустенит полностью рекристаллизовался, приводя к состоянию материала, эквивалентному состоянию, полученному после нормализации.

Обозначение данного условия поставки — N.

Термомеханическое формование

Термомеханическое формование ⁽¹⁾ — это термомеханическая обработка, при которой окончательная деформация осуществляется в температурном диапазоне, который позволяет небольшую рекристаллизацию аустенита, если она вообще существует.Окончательное формование происходит при температуре выше A _r3 или между A _r1 и A _r3 . Термомеханическое формование приводит к состоянию материала с определенными свойствами. Это состояние материала невозможно достичь или повторить с помощью одной лишь термической обработки.

Обозначение этого условия поставки — TM.

ПРИМЕЧАНИЕ 1: Термомеханическое формование может сочетаться с ускоренным охлаждением — интенсивным охлаждением, прямой закалкой — и / или с отпуском после формовки.Опять же, конечное состояние материала не может быть достигнуто или воспроизведено только с помощью термической обработки.

ПРИМЕЧАНИЕ 2: Нормализационное формование может также сопровождаться ускоренным охлаждением с закалкой или без нее, или с закалкой и автоматическим отпуском, или с закалкой и отпуском. Хотя эта процедура ближе к контролируемому нормализующему формованию, чем к термомеханическому формованию, она приводит к состоянию материала, которое невозможно воспроизвести с помощью одной лишь термической обработки. Поэтому обозначение этого условия поставки также: TM.

(1)

Для обоих терминов, «Нормализация формовки» и «Термомеханическая формовка» общий термин «контролируемая прокатка». В связи с использованием различных марок стали необходимо различать условия поставки по специальным условиям.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4: СРАВНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА (АНАЛИЗ ЛОШАДЕЙ) КОНСТРУКЦИОННЫХ МАРК СТАЛИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ МИНИМАЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ ПРОДОЛЖНОСТИ 355 Н / мм ²

Элемент (%)	S 355K2G3 согласно EN10025 [4]	S 355N согласно EN 10113-2 [5]	S 355M согласно EN 10113-3 [5]	Offshore Grade 355
C макс. Mn макс. Si макс P макс. S макс. Cu макс Ni макс. Cr макс. Пн макс. В макс. Nb макс. Ti макс. Al Н макс. Сб макс Пб макс Sn макс B макс. Ca макс. CEV 1) макс.	0,20 1,60 0,55 0,035 0,035	0,20 1,65 0,50 0,035 0,030 0,35 0,50 0,30 0,10 0,12 0,060 0,03 0,20 мин. 0,020 0,43	0,14 1,60 0,50 0,030 0,025 0,30 0,20 0,10 0,050 0,050 0,020 мин. 0,020 0,39	0,12 1,60 0,50 0,015 0,008 0,30 0,40 0,20 0,08 0,08 0,04 0,05 0,06 макс. 0,009 0,010 0,003 0,020 0,002 0,39

1) Углеродный эквивалент =

Предыдущая | Далее | Содержание

Теория термомеханических процессов в сварке / Najlacnejšie knihy

Theory термомеханических процессов в сварке / Najlacnejšie knihy

Код: 01415968

Эта книга представляет современную точку зрения на термомеханику сварки и обеспечивает единый и систематический непрерывный подход для инженеров и физиков-прикладников, работающих над моделированием сварочных процессов.Представленная теория включает … celý popis

Mohlo, автор: sa vám tiež páčiť

Darčekový poukaz: Radosť zaručená

1. Darujte poukaz v ubovoľnej hodnote , a my sa postaráme o zvyšok.
2. Poukaz sa vzťahuje na všetky produkty v našej ponuke.
3. Elektronický poukaz si vytlačíte z e-mailu a môžete ho ihneď darovať .
4. Platnosť poukazu je 12 mesiacov od dátumu vystavenia.

Objednať darčekový poukaz Viac informácií

Важная информация о книге Теория термомеханических процессов в сварке

Nákupom získate 642 bodov

Anotácia knihy

Эта книга представляет современную точку зрения на термомеханику сварки и обеспечивает единый и систематический непрерывный подход для инженеров и физиков-прикладников, работающих над моделированием сварочных процессов.Представленная теория включает разработки в области термодинамики сварки, термопластичности и численных методов. В книге описывается расчет термических напряжений в сварных конструкциях, теория теплопроводности при сварке и основные уравнения термопластичности, а затем эти концепции применяются к решениям задач термопластичности и термическим напряжениям при дуговой сварке, лазерной сварке, точечной сварке, электрошлаковая сварка и сварка трением.

Параметр книги

Зарадение книги Книги по английски Технологии, машиностроение, сельское хозяйство Машиностроение и материалы Инженерные навыки и профессии

• Celý názov : Теория термомеханических процессов в сварке
• Автор : Анджей Слузалек
• Jazyk : Angličtina
• Väzba : Pevná
• Počet strán : 174
EAN : 9781402029905
• ISBN : 140202990X
ID : 01415968
Nakladateľ : Springer, Нидерланды
• Hmotnosť : 460 г
• Розмеры : 234 × 156 × 12 мм
Рок выдания : 2004

Obúbené z iného súdka

ВЛИЯНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА УСТАЛОСТНЫЕ СВОЙСТВА СТАЛИ C45

Термическая обработка стали

Термическая обработка стали. Стали могут подвергаться термообработке для получения самых разных микроструктур и свойств.Обычно при термообработке используется фазовое превращение во время нагрева и охлаждения для изменения

Подробнее

ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ

ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ Термическая обработка стали Большинство операций термообработки начинаются с нагрева сплава до состояния аустенитной фазы для растворения карбида в чугуне.Практика термической обработки стали

Подробнее

Улучшенная технология протяжки стали

Усовершенствованная технология протяжки стали Майкл Э. Бернетт TimkenSteel Corporation 1835 Dueber Ave. SW, Canton Ohio 44706 Телефон: (330) 471-3273 Электронная почта: [email protected] Ключевые слова: Легированная сталь,

Подробнее

Решение для домашнего задания №1

Решение домашнего задания # 1 Глава 2: Вопросы с несколькими вариантами ответа (2.5, 2.6, 2.8, 2.11) 2.5 Какие из следующих типов облигаций классифицируются как первичные (более одной)? (а) ковалентная связь, (б) водород

Подробнее

Высокопрочные низколегированные стали

Высокопрочные низколегированные стали Введение и обзор Высокопрочные низколегированные (HSLA) стали или микролегированные стали предназначены для обеспечения лучших механических свойств и / или большей устойчивости к

Подробнее

8.Техническая термообработка

8. Техническая термообработка 8. Техническая термообработка 95 6 см 4 2 0-2 -4 C 400 CC -6-14 -12-10-8-6-4-2 0 2 см 6 723 C температура C 1750 750 250 При сварке заготовки не только сам шов,

Подробнее

UDDEHOLM VANADIS 30 SUPERCLEAN

UDDEHOLM VANADIS 30 SUPERCLEAN UDDEHOLMS AB Никакая часть данной публикации не может быть воспроизведена или передана в коммерческих целях без разрешения правообладателя.Эта информация основана на

Подробнее

Сплавы и их фазовые диаграммы

Сплавы и их фазовые диаграммы Цели класса Правило Гиббса Введение в фазовую диаграмму Практическая фазовая диаграмма Правило рычага Важное замечание: один вопрос в среднесрочной перспективе Рассмотрим Землю

Подробнее

Инструментальная сталь для холодных работ AISI O1

ФАКТЫ О СТАЛИ AISI O1 Инструментальная сталь для холодных работ Здесь начинается отличное оснащение! Эта информация основана на нашем текущем уровне знаний и предназначена для предоставления общих сведений о наших продуктах и ​​их

Подробнее

Североамериканский нержавеющий

Лист 430 (S43000) / EN 1 из нержавеющей стали для Северной Америки.4016 Введение: SS430 — это низкоуглеродистая хромовая ферритная нержавеющая сталь без какой-либо стабилизации углерода

Подробнее

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

1 СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ 1.1 СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ Различные материалы обладают разными свойствами в разной степени и, следовательно, ведут себя по-разному в данных условиях. Эти объекты

Подробнее

Североамериканский нержавеющий

Лист 2205 UNS S2205 EN 1.4462 2304 UNS S2304 EN 1.4362 ВВЕДЕНИЕ Типы 2205 и 2304 представляют собой дуплексные марки нержавеющей стали с микроструктурой

Подробнее

Раздел 4: NiResist Iron

Раздел 4: Железо NiResist Раздел 4 Описание марок Ni-резиста … 4-2 201 (Тип 1) Ni-Resist … 4-3 202 (Тип 2) Ni-Resist … 4-6 Списки акций. ..4-8 4-1 Ni-Resist Описание марок Ni-Resist Dura-Bar

Подробнее

Метрическая система и спецификации

Метрическая система и спецификации На протяжении всей истории люди пытались ограничить количество систем измерения.Сегодня в большинстве промышленных

преобладают только две системы: дюйм-фунт и метрическая система. Подробнее

курсов по сварке [2020] | Учиться онлайн бесплатно

Демистификация стратегии SEO-контента: Coursera, MasterClass и edX

Посмотреть близко Класс Центральный Предметы

Субъекты

• Информационные технологии

• Здоровье и медицина

• Математика

• Бизнес

• Гуманитарные науки

• Инженерное дело

• Наука

• Образование и обучение

• Социальные науки

• Художественный дизайн

• Data Science

• Программирование

• Личное развитие

• Все предметы

Просмотреть все предметы

Ежемесячные отчеты о курсе

• Начиная с этого месяца
• Новые онлайн-курсы
• Самостоятельный темп
• Самый популярный

Курсы от 900+ университетов

Меню

• Информационные технологии

  Информационные технологии

  • Искусственный интеллект
  • Алгоритмы и структуры данных
  • Интернет вещей
  • Информационные технологии
  • Кибер-безопасности
  • Компьютерная сеть
  • Машинное обучение
  • DevOps
  • Глубокое обучение
  • Блокчейн и криптовалюта
  • Квантовые вычисления
  • Посмотреть все компьютерные науки

• Здоровье и медицина

  Здоровье и медицина

  • Питание и благополучие
  • Болезни и расстройства
  • Здравоохранение
  • Здравоохранение
  • Уход
  • Анатомия
  • Ветеринарная наука
  • Посмотреть все Здоровье и медицина

• Математика

  Математика

  • Статистика и вероятность
  • Основы математики
  • Исчисление
  • Алгебра и геометрия
  • Посмотреть всю математику

• Бизнес

  Бизнес

  • Менеджмент и лидерство
  • Финансы
  • Предпринимательство
  • Развитие бизнеса
  • Маркетинг
  • Стратегическое управление
  • Специфическая отрасль
  • Бизнес-аналитика
  • Бухгалтерский учет
  • Отдел кадров
  • Управление проектом
  • Продажи
  • Дизайн-мышление
  • Реклама
  • Программное обеспечение для бизнеса
  • Посмотреть все Бизнес

• Гуманитарные науки

  Гуманитарные науки

  • История
  • Литература
  • Иностранный язык
  • Грамматика и письмо
  • Философия
  • Религия
  • ESL
  • Культура
  • Виды спорта
  • Журналистика
  • Этика
  • Лингвистика
  • Просмотреть все гуманитарные науки

• Инженерное дело

  Инженерное дело

  • Электротехника
  • Инженерное дело
  • Гражданское строительство
  • Робототехника
  • Нанотехнологии
  • ГИС
  • Текстиль
  • Производство
  • BIM
  • CAD
  • Химическая инженерия
  • Посмотреть все разработки

• Наука

  Наука

  • Химия
  • Физика
  • Наука об окружающей среде
  • Астрономия
  • Биология
  • Квантовая механика
  • сельское хозяйство
  • Термодинамика
  • Материаловедение
  • Просмотреть все науки

• Образование и обучение

  Образование и обучение

  • K12
  • Высшее образование
  • STEM
  • Профессиональное развитие учителей
  • Развитие курса
  • Онлайн-образование
  • Подготовка к тесту
  • Просмотреть все Образование и обучение

Сварка и производство

WELD 104 — Основы сварки и изготовления — 5.0 Кредиты

Студенты изучают базовые концепции сварки и изготовления.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 113 — Сварочная математика — 1.0-3.0 Кредиты

Этот курс знакомит с теорией и практическим применением формул с использованием формул для решения проблем, возникающих в обрабатывающей промышленности. Этот курс можно повторить до трех раз, всего три кредита. Предварительное условие: одновременное участие в WELD 114, 115, 116, 117 или разрешение инструктора.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 114 — Введение в чтение чертежей — 2.0 Кредиты

Этот курс знакомит студентов с чтением чертежей. Особое внимание уделяется конструкционным формам, условным и вспомогательным видам, сечениям и сварным соединениям. Предварительное условие: одновременная запись в WELD 113, 115, 116, 117 или разрешение преподавателя.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 115 — Введение в производство — 3.0 Кредиты

Этот курс знакомит с инструментами, оборудованием и материалами, используемыми при планировании и изготовлении различных сварочных проектов, с упором на их функции и правильное использование.Особое внимание уделяется правилам техники безопасности в сварочном цехе. Предварительное условие: одновременная запись в WELD 113, 114, 116, 117 или разрешение преподавателя.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 116 — Теория дуговой сварки защищенного металла — 3.0 Кредиты

Этот курс знакомит с теорией дуговой сварки в защитном металлическом корпусе. Особое внимание уделяется безопасности сварки и позициям, настройке оборудования, зажиганию дуги и операциям резки. Предварительное условие: одновременная запись в WELD 113, 114, 115, 117 или разрешение преподавателя.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 117 — Применение дуговой сварки экранированных металлов — 1.0-7.0 Кредиты

Этот курс предлагает практический лабораторный опыт с использованием концепций, представленных в WELD 116. Особое внимание уделяется выбору и применению сварочных электродов для конкретных сварных соединений. Предварительное условие: одновременное участие в WELD 113, 114, 115, 116 или разрешение преподавателя.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 121 — Математика промежуточной сварки — 1.0 Кредиты

Этот промежуточный курс продолжается с теорией и практическим применением формул с использованием формул для решения проблем, возникающих в обрабатывающей промышленности. Параллельная запись в WELD 114, 115, 116, 117 или разрешение инструктора.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 123 — Intermediate Blueprint Reading — 2.0 Кредиты

Этот курс продолжает концепции, представленные в WELD 114. Особое внимание уделяется интерпретации чертежей и соответствующих символов сварки.Предварительное условие: одновременная запись в WELD 124, 125, 126 или разрешение инструктора.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 124 — Продвинутая теория дуговой сварки экранированных металлов — 3.0 Кредиты

Этот курс продолжает концепции, представленные в WELD 116. Вводятся сведения о металлургии сварки, классификации электродов и использовании углеродистых и легированных сталей. Предварительное условие: одновременное участие в WELD 123, 125, 126 или разрешение инструктора.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 125 — Расширенные возможности дуговой сварки экранированных металлов — 1.0-7.0 Кредиты

Этот курс обеспечивает передовой лабораторный опыт теории, представленной в WELD 124. Особое внимание уделяется методам сварки, используемым при работе с углеродистыми и легированными сталями. 1-7 кредитов могут применяться кредиты для предварительного обучения, всего не более семи кредитов. Предварительное условие: одновременная запись в WELD 123, 124, 126 или разрешение преподавателя.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 126 — Промежуточное производство — 3.0 Кредиты

Этот курс предлагает практический лабораторный опыт с использованием навыков, приобретенных в первом квартале теоретических и лабораторных курсов.Особое внимание уделяется планированию и изготовлению различных сварочных проектов. Предварительное условие: одновременное участие в WELD 123, 124, 125 или разрешение инструктора.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 127 — Работа технологической машины — 2.0 Кредиты

Студенты изучают безопасный и правильный способ установки и использования различных производственных машин, обычно используемых в производственных условиях. Используемые станки могут включать в себя: ножницы и пробойники, горизонтальная ленточная пила, отрезная пила, сверлильный станок, шлифовальные станки, трубогиб, кольцевой каток.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 131 — Advanced Welding Math — 1.0 Кредиты

Этот продвинутый курс продолжается с теорией и практическим применением формул для решения проблем, возникающих в обрабатывающей промышленности. Предварительное условие: одновременная запись в WELD 114, 115, 116, 117 или разрешение инструктора.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 133 — Расширенное чтение чертежей — 2.0 Кредиты

Этот курс продолжает концепции, представленные в WELD 114 и 123, с акцентом на интерпретацию сложных рабочих чертежей, применяя дизайн, компоновку и последовательность факторов производства.Предварительное условие: одновременное участие в WELD 134, 135, 136 или разрешение инструктора.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 134 — Теория специальной сварки — 3,0 Кредиты

Этот курс знакомит с металлургией и другими сварочными процессами, такими как газовая дуговая сварка вольфрамом, газовая дуговая сварка металлическим электродом и дуговая сварка флюсовым сердечником. Предварительное условие: одновременное участие в WELD 133, 135, 136 или разрешение инструктора.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 135 — Применение в специальной сварке — 7.0 Кредиты

Этот курс предлагает практические применения в настройке оборудования и рабочих процедур, используемых в различных сварочных процессах. Особое внимание уделяется соображениям безопасности и качественной сварке с использованием рентгеновских лучей. Предварительное условие: одновременное участие в WELD 133, 134, 136 или разрешение инструктора.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 136 — Расширенное производство — 3.0 Кредиты

Этот курс предлагает практические применения в проектировании и изготовлении металлических проектов с использованием соответствующих сварочных процессов и производственного оборудования.Предварительное условие: одновременная запись в WELD 133, 134, 135 или разрешение инструктора.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 143 — Специализированный чертеж — 2.0 Кредиты

Студенты будут работать с более сложными чертежами и строить из них детали.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 144 — Специализированная теория — 3,0 Кредиты

Углубленное изучение теории специальных процессов, таких как GMAW с импульсным распылением и GMAW с алюминием.Предпосылка: Завершение 2-го и 3-го кварталов программы «Сварка и производство».
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 145 — Специализированное производство — 3.0 Кредиты

Студенты изготовят по чертежам готовые балки и небольшие колонны. Предпосылка: Завершение 2-го и / или 3-го квартала программы «Сварка и производство».
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 146 — Специализированная сварка — 1.0-7.0 Кредиты

Студенты будут сваривать структурные формы и детали, как в магазине.Предпосылка: Завершение 2-го и / или 3-го квартала программы «Сварка и производство».
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 151 — HEQ Welding I — 3.0 Кредиты

В рамках этого курса студенты изучают надлежащую безопасность и основы газокислородной резки и дуговой сварки в среде защитного металла, относящиеся к области ремонта тяжелого оборудования.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 152 — HEQ Welding II — 3.0 Кредиты

В рамках этого курса студенты изучат надлежащую безопасность и основы дуговой сварки металлическим газом, дуговой сварки порошковой проволокой и воздушно-угольной дуговой резки применительно к области ремонта тяжелого оборудования.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 153 — Сварка HPAT — 3.0 Кредиты

В рамках этого курса студенты изучают надлежащую безопасность и основы газокислородной резки и дуговой сварки в среде защитного металла в гидравлической и пневматической областях.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 154 — Сварка с ЧПУ — 1.0 Кредиты

В этом курсе студенты изучают безопасность и основы дуговой сварки в защитном металлическом корпусе, газовой дуговой сварки металлическим электродом и газовой дуговой сварки вольфрамом в том, что касается обработки.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

WELD 155 — Автоматическая сварка — 1.0 Кредиты

В этом курсе студенты изучают надлежащую безопасность и основы газокислородной резки, газовой дуговой сварки металлическим электродом и газовой вольфрамовой дуговой сварки в области ремонта автомобилей.
Посмотреть результаты обучения по курсу SCC

Термомеханический анализ для сварки стяжек

E. FilEDiAN Westinghouse Electric Corp.,

Bettis Atomic Power Laboratory, West Miff l in, Pa.

Термомеханический анализ сварочного процесса с использованием метода конечных элементов. Аналитические модели разработаны для расчета температур, напряжений и деформаций, возникающих в процессе сварки. Модели реализованы в виде конечных элементов и применяются к продольному стыковому шву. Показано, что неоднородные температурные переходные процессы приводят к характерным поперечным деформациям изгиба. Остаточные напряжения максимальны в металле шва и зонах термического влияния, в то время как накопленная пластическая деформация максимальна на границе этих двух зон на нижней стороне сварного шва.

Введение Сварка металлических конструкций предназначена для обеспечения средства

соединения нескольких компонентов таким образом, чтобы минимизировать ухудшение свойств этих компонентов. Значительные усилия были затрачены на разработку эффективных методов сварки большого количества металлов и сплавов. Одновременно с этими разработками были предприняты усилия, направленные на выявление различных проблем, возникающих в результате сварочных процессов, определение прочности сварных соединений и конструкций при определенных условиях нагрузки, а также установление руководящих принципов и критериев для наиболее эффективного проектирования соединений.Информация, накопленная в этих областях на протяжении многих лет, носит преимущественно экспериментальный характер. Хотя были предприняты попытки установить эмпирические подходы к пониманию сложного поведения материалов при сварке, сравнительно мало усилий было затрачено на разработку и применение аналитических моделей для объяснения и прогнозирования переходного теплового отклика, переходного и остаточного механического отклика. Исследовательский совет по сварке опубликовал обзорные статьи, посвященные многим из существующих методов анализа, по тепловому потоку, вызванному сваркой [1] 1, а также напряжениям и деформациям, вызванным сваркой [2].

Аналитическая обработка температурных переходных процессов во время сварки чаще всего рассматривалась, предполагая, что эффективная тепловая энергия, подаваемая источником тепла, выделяется в такой узкой полосе материала, что ее можно идеализировать как точечный или линейный источник, в зависимости от по геометрии сварного шва. Ранние работы, выполненные в этой области, были связаны с решением квазистационарной переходной температуры (установившееся по отношению к движущейся системе координат), возникающее в результате линейного источника тепла, движущегося по прямой траектории с постоянной скоростью

Числа в скобках Обозначьте ссылки в конце статьи.

Предоставлено отделом сосудов высокого давления и трубопроводов и представлено на Втором Национальном конгрессе по сосудам и трубопроводам высокого давления, Сан-Франциско, Калифорния, 23-27 июня 1975 года АМЕРИКАНСКОГО ОБЩЕСТВА МЕХАНИЧЕСКИХ ИНЖЕНЕРОВ. Рукопись появилась в штаб-квартире ASME 28 марта 1975 года. Бумага № 75-PVP 27.

сквозь бесконечную тарелку. Классическое решение для линейного источника, которое было независимо определено Бултоном и Ланс-Мартин [3] и Розенталем и Шмербером [4], было использовано Таллпом] при разработке численной модели для расчета продольных напряжений (напряжений в направлении линии сварки) на участке пластины перпендикулярно линии сварки.Пластический поток вблизи линии сварного шва был включен в расчет, и механические свойства, хотя и не тепловые, были приняты как зависящие от температуры. Масубучи, Симмонс и Монро [6] использовали метод анализа Тейла для написания цифровой компьютерной программы для расчета температур и напряжений в сварных пластинах.

Из-за вычислительных трудностей, возникающих при попытке включить неупругие деформации в анализ, в котором происходят быстрые изменения температуры, было выполнено мало аналитических работ, которые значительно выходят за рамки одномерного анализа продольных напряжений Tail.Сложность выполнения аналитических исследований сварочных напряжений и деформаций для различных конфигураций сварных деталей с учетом таких факторов, как переходное многомерное распределение температуры, влияние закрепления сварного шва и окружающей структуры на теплоотвод и характеристики ограничений, а также реалистичные модели неупругого материала. поведение в непосредственной близости от линии сварного шва, среди прочего, предполагает использование численных методов анализа, в частности широко адаптируемого метода конечных элементов для прогнозирования переходных и остаточных напряжений и деформаций.

Хотя определение полного термомеханического отклика на сварку потребует полного трехмерного неупругого анализа механического поведения, сопровождаемого расчетом трехмерного распределения переходной температуры, время работы компьютера будет очень большим. и связанные с этим затраты, возможно, непомерно высоки. Поэтому в настоящее время разумно сначала разработать для сварных деталей в квазистационарных тепловых условиях численные методы планарного анализа в сечениях, перпендикулярных направлению сварки.Применение этих методов дает ценные данные, которые до сих пор были недоступны как в зонах плавления и термического влияния, так и в самом сварном соединении.

Недавняя статья Хиббита и Маркала [7] представляет собой начальный шаг в развитии методов численного анализа.

206 / АВГУСТ 1975 г. Транзакции ASME Авторские права 1975 г. ASME

Загружено с: http: //pressurevesseltech.asmedigitalcollection. asme.org/ от 10.05.2014 Условия использования: http: // asme.org / terms

, который одновременно учитывает многие параметры сварки, а также факторы, которые ранее считались частичными или не полностью. В этой работе тепловая нагрузка для анализа напряжений методом конечных элементов разработана с использованием анализа переходных режимов конечных элементов. Тепловая модель, сформулированная Хиббиттом и Маркалом, предназначена для моделирования процесса дуговой сварки газом и металлом, в котором плавящиеся электроды Численный термический анализ необходим для учета таких явлений, как свойства материала, зависящие от температуры, фазовый переход, колебания температуры по толщине, нерегулярная геометрия сварного шва, неравномерное распределение энергии от источника тепла и осаждение присадочного металла. , среди прочего.Решение линейного источника [3-6] явно не может использоваться для моделирования любого из этих явлений.

Термомеханическая модель сварного шва, описанная в настоящей работе, была разработана в основном в соответствии с принципами Хиббита и Маркала [7]; то есть метод конечных элементов используется для моделирования как теплового, так и механического поведения. Однако упор делается на применение метода анализа к дуговой сварке газовым электродом, хотя соответствующая модификация тепловой модели позволит применить этот метод и к другим сварочным процессам.Хотя цель здесь состоит в том, чтобы развить способность прогнозирования переходных и остаточных напряжений и деформаций, вызванных сваркой, природа и характеристики тепловой модели сами по себе, очевидно, имеют большое значение, поскольку модель может использоваться, например, для прогнозирования скорости охлаждения, распределения пиковых температур, изменения металлургической структуры и эффекты размещения охлаждающих блоков и других креплений, а также для обеспечения исходных данных для механической модели. Поскольку ожидается, что скорости деформации, вызванные сваркой, будут того же порядка величины, что и скорости свободного теплового расширения, и поскольку (коэффициент герметичности [8]] мал, термомеханической связью пренебрегают.На этой основе дается описание сначала тепловой модели, а затем процедуры расчета напряжений и деформаций. Затем дается применение метода анализа термомеханической сварки для простого стыкового шва.

Тепловая модель Расчет переходного температурного распределения основан на

достижении квазистационарных условий, которые возникают, когда источник сварочного тепла движется с постоянной скоростью по регулярному пути (т. Е. Прямая линия в плоский сварной шов или окружность в осесимметричном шве), а торцевые эффекты, возникающие в результате инициирования или прекращения действия источника тепла, не учитываются.Тогда распределение температуры будет стационарным относительно движущейся системы координат, начало которой совпадает с точкой приложения источника тепла. Рассмотрим плоский сварной шов, показанный на рис. 1. Температура в любой точке сварного шва функционально выражается как:

T (xs, x%, Xz, t) = T (xi, xi, x3 vt), (1)

где v — скорость сварки. Таким образом, учитывая распределение переходной температуры на любом участке сварного шва, определяемое, скажем, x3 = 0, температура на любом другом участке определяется соответствующим сдвигом временной шкалы следующим образом:

T (xu xt , x3, t) = T (xu xi, 0, t — x3 / i>).