Тепловой износ

Тепловой износ возникает обычно в поверхностных слоях металла, где образуется и концентрируется большое количество тепла от трения, которое не успевает отводиться вглубь металла. Теплота трения при тепловом износе приводит к плавлению, размазыванию и налипанию поверхностного слоя на поверхности трения.

Чередование циклов нагрева-охлаждения также вызывает тепловой износ, усиливая концентрацию напряжений, образования трещин и т.п.

Лекция 6 Сварка при ремонте оборудования (4 часа)

Тематический план:

6.1 История развития сварки

6.2 Сущность процесса сварки

6.3 Свариваемость металлов и сплавов

Сварка, как высокопроизводительный технологический процесс изготовления неразъемных соединений металлов или металлов с не металлическими материалами, находит широкое применение в различных областях промышленности и строительства.

Сварка используется в процессе создания новых машин и аппаратов, зданий и сооружений, а также при выполнении монтажных и ремонтных работ на соответствующих этапах эксплуатации различного технического оборудования.

В настоящее время сварку используют как для получения различных сварных конструкций в нормальных земных условиях, так и для выполнения сварочных работ под водой и в космосе.

Доставшиеся нам в наследство от наших предков и хранящиеся в музеях планеты в качестве экспонатов различные предметы неопровержимо утверждают, что сварку металлов человек применял уже предположительно в VIII-VII в. до н.э.

В начале, как технологическая операция в процессе изготовления орудий для повседневной деятельности человека была освоена кузнечная сварка меди и её сплавов. Позднее, когда человек реализовал решение задачи о расплавлении металлов, настал черед освоения литейной сварки, т.е. технологического процесса, когда в комбинированном виде находит применение использование умения и навыков получения литья и путём расплавления и выполнения сварки (сваривание отдельных элементов в одно целое) получение монолитного изделия из целого ряда его составных частей

Кардинальным образом изменились темпы освоения новых прогрессивных технологий сварки в конце XIХ века в связи с изобретением новых мощных компактных источников тепловой энергии – устройств получения электрического тока, горючих газов с высокой теплопроводной способностью, в необходимых в промышленном масштабе объемах получаемый кислород.

Благодаря наличию таких источников энергии технологический процесс сварки, включая уже обязательную локальную концентрацию тепловой энергии в зоне сварки, приводящий к расплавлению кромок соединяемых заготовок, а также и присадочного материала, в конечном счете, позволял получать всевозможные качественные сварные соединения.

Замена кузнечной сварки на сварку плавлением была в своё время революцией в области освоения человечеством новых технологий. Это способствовало увеличению производительности процесса сварки на несколько порядков, улучшило условия труда работников, выполняющих подобные операции, а также придавало необходимое ускорение техническому процессу в области машиностроения, обеспечивая выполнение сваркой неразъёмных соединений, прочность которых почти не отличалась от прочности основного материала.

С началом XX века неизмеримо возросло производство стали, а следовательно, и промышленных изделий из нее, что привело к буйному росту общего количества способов сварки, кстати в настоящее время, к концу XX века, их насчитывается около сотни.

Главенствующее положение среди многочисленных способов сварки занимает электрическая дуговая сварка. Это подтверждается высоким техническим уровнем технологического процесса дуговой электрической сварки, большим количеством отраслей материального производства, где она успешно применяется, значительными объёмами перерабатываемых материалов, а также относительно низкой стоимостью получения сварных соединений.

Ещё в 1802 году академик Петербургской Академии наук В.В. Петров открыл явление дугового разряда и спустя некоторое время в своих научных трудах прозорливо указал на возможность использования электрической дуги для плавления металлов.

Своё название "электрическая дуга" получила за форму, которая имела место в восходящих потоках воздуха при тлеющем разряде электрического тока.

И только почти в конце XIX века, в 1881 г. русский инженер Н.Н. Бенардос изобрел первый практически пригодный способ сварки, основанный на открытии академика В.В. Петрова. Спустя десять лет инженер с пермских пушечных заводов Н Г. Славянов усовершенствовал предложенный ранее способ сварки (рис 6.1а.), что, несомненно, способствовало ускорению практики его применения в промышленности (рис 6.1б), наряду с существенным расширением области использования. За это усовершенствование (совмещение в одном электроде функций угольного электрода и присадочного материала – плавящийся электрод) электрической дуговой сварки благодарные потомки установили на пермских военных заводах памятник Н Г. Славянову.

1 – держатель; 2 – электрод; 3 – электрическая дуга; 4–присадочный металл;

5 – свариваемая деталь; 6 – гибкий провод

Рисунок 6.1 - Схемы электродуговой сварки

Надо отдать должное инженерно-техническим работникам и рабочим молодого советского государства в огромном их желании удивлять своими достижениями весь мир. Так, уже к 1932 году в Ленинграде был запущен в эксплуатацию самый мощный в Европе завод электросварочного оборудования "Электрик".

Этот завод осуществляя выпуск электросварочной аппаратуры для дуговой электросварки на постоянном токе посредством изготовления преобразователей тока, включающих 3^х фазный двигатель переменного тока и специальный сварочный генератор постоянного тока.

Данная аппаратура представляла собой промышленное тиражирование германских и американских образцов с некоторыми видоизменениями, претендующими в какой-то степени, на техническую оригинальность.

Необычность, наряду с другими, создания такого оборудования состояла в том, что в качестве источника энергии для электродуговой сварки использовались трансформаторы на переменном токе, что в корне противоречило давно установившемуся стереотипу – сварка с требуемым качеством получаемых сварных соединений возможна только на постоянном токе.

Производство 300000 сварочных трансформаторов на переменном токе в СССР уже к 1940 году, в конце концов, убедило мир, что своё место в числе лидеров промышленно развитых стран, надежно и надолго занимает СССР.

Значительный вклад во второй половине нашего века в развитие методов сварки, а также механизации и автоматизации электросварочных процессов, внесли сотрудники института электросварки имени Е.О. Патона АН Украины.

Благодаря научным разработкам этого института различные отрасли промышленности, и в первую очередь, машиностроение, получили целое семейство автоматов и полуавтоматов, использующих сварку как плавящимся стальным, так и неплавящимся вольфрамовым электродами.

Дуговые автоматы и полуавтоматы позволили значительно повысить производительность труда, решить достаточно сложные технические вопросы сварки небольших, менее одного миллиметра, и заготовок толщиной 2000-3000 мм, существенно повысить качество выполняемых сварных соединений для оборудования и изделий особо ответственного назначения в атомной, ракетной, авиационной, химической и др. видах техники.

Современная техника выполнения сварки располагает многочисленными способами и методами сварки, но для решения все новых и новых технических задач, возникающих в процессе создания различных видов машин и аппаратов, непрерывно ведется поиск новых прогрессивных оригинальных технологий сварки различных материалов.

Дата добавления: 2015-09-04