2. Классификация видов и способов сварки

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ И СПОСОБОВ СВАРКИ

Для получения неразъёмного соединения при сварке плавлением

кромки металла свариваемых элементов (основной металл) и

дополнительный металл (сварочная проволока и др.) в месте

соединения расплавляются, самопроизвольно или принудительно

сливаются в общую сварочную ванну, в которой происходят многие

физико-химические процессы и устанавливаются металлические связи.

При удалении источника нагрева металл сварочной ванны

кристаллизуется, образуя сварной шов, который и соединяет

свариваемые элементы в одно целое. Металл сварного шва обычно

значительно отличается от основного свариваемого металла по

химическому составу и структуре, так как металл шва всегда имеет

структуру литого металла. Рядом со швом в основном металле под

действием термического цикла сварки образуется зона термического

влияния различной протяженности. ЗТВ это участок основного металла,

который нагревался в интервале температур плавления — температура

критических точек и подвергся действию напряжений во время сварки,

в результате чего в металле происходят структурные изменения.

Металл шва и основной металл зоны термического влияния, в

котором произошли какие-либо структурные изменения, называются

сварным соединением. Механические, коррозионные и другие свойства

сварного соединения могут существенно отличаться от свойств

основного металла. При равенстве показателей механических свойств

сварного соединения и исходного металла, сварное соединение должно

быть равнопрочно основному металлу.

В качестве источника теплоты при сварке плавлением можно

использовать различные источники нагрева: электрическую дугу

(электродуговая сварка), теплоту шлаковой ванны (электрошлаковая

сварка); энергию струи ионизированных газов «холодной» плазмы(плазменная сварка); теплоту, выделяемую в изделии в результате

преобразования кинетической энергии электронов (электронно-лучевая

сварка); когерентный световой луч лазера (лазерная сварка); энергию

при сжигании горючего газа в кислороде (газовая сварка) и другие.

Основной способ сварки плавлением — электродуговая сварка —

имеет много разновидностей, связанных со степенью механизации:

ручная, механизированная, автоматическая, с применением различных

защитных веществ — толстого покрытия на электродах (при ручной

сварке), флюсов, защитных газов или порошковой проволоки при

механизированной сварке, контролируемой атмосферы (защитных газов

или вакуума) при некоторых способах дуговой и электронно-лучевой

сварки. Сварка плавлением применяется для весьма широкого спектра

материалов: углеродистые, высокоуглеродистые, высоколегированные

стали, цветные металлы и сплавы, а также неметаллы — стекло,

керамика, графит.

Все указанные особенности значительно усложняют задачи,

которые стоят перед инженерами-технологами, разрабатывающими

технологический процесс сварки плавлением.

Разработанный технологический процесс сварки не только должен

обеспечивать получение надёжных сварных соединений и конструкций,

отвечающих всем эксплуатационным требованиям, но должен также

допускать максимальную степень комплексной механизации и

автоматизации всего производственного процесса изготовления

изделия, должен также быть экономически обоснованным по расходу

энергии, сварочных материалов, затрат человеческого труда.

Такие оптимизационные технологические задачи решаются на

основе использования расчётных, аналитических методов

проектирования технологического процесса сварки. При разработке

технологического процесса изготовления сложной сварной конструкциицелесообразен расчёт нескольких вариантов технологии на ЭВМ с

последующим отбором оптимального варианта технологом-сварщиком.

Большое внимание к сварке обусловлено универсальностью этого

технологического процесса получения неразъёмных соединений,

возможностью экономии до 20% металла, повышением прочности и

непроницаемости соединений, возможностью создания уникальных

конструкций, которые при других способах изготовления конструкций

создать не представляется возможным или экономически не выгодно.

Сварка классифицируется по: техническим, технологическим,

физическим признакам, ГОСТ 19521–74. Классификация по физическим

признакам представлена на рис. 2.1.

Термический класс сварки включает виды сварки,

осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии.

Термомеханический класс включает в себя виды сварки,

осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления на

свариваемые детали.

Механический класс включает виды сварки, осуществляемые с

использованием механической энергии и давления.

Дуговая сварка классифицируется по следующим технологическим

признакам.

1. По виду электрода:

● штучным,

● ленточным (сплошного сечения и порошковая),

● проволочным (сплошного сечения и порошковая),

● плавящимся,

● неплавящимся (с применением и без применения

присадочной сварочной проволоки)

2.По виду дуги:

● свободной,

● сжатой.

3. По роду и полярности тока:

● переменный ток (промышленной и повышенной частоты),

● постоянный ток прямой полярности,

● постоянный ток обратной полярности,

● пульсирующим током.

4. По характеру воздействия дуги на основной металл:

● прямого действия,

● косвенного действия,

● трехфазной дугой.

5. По степени погружения дуги:

● нормальной дугой,

● погружённой дугой.

6. По числу дуг с раздельным питанием:

● однодуговая,

● двухдуговая,

● многодуговая.

7. По числу электродов с общим подводом сварочного тока:

● одноэлектродная,

● двухэлектродная,

● многоэлектродная.

8. По наличию и направлению колебаний электрода относительно

шва:

● без колебаний,

● с продольными колебаниями,

● со сложными колебаниями,

● с поперечными колебаниями.

9. По наличию внешнего воздействия при формировании шва:

● со свободным формированием, ● с принудительным формированием.

Классификация сварки по техническим признакам представлена на

рис. 2.2.

В зависимости от условий проведения сварки её классифицируют по

способу защиты сварочной ванны от окружающей среды.

Комбинированная защита представляет использование нескольких

способов, например — газошлаковая.

Процесс сварки может быть непрерывным, подразумевается, что

параметры режима постоянны во времени. Использование прерывистых

(импульсных) процессов позволяет значительно расширить

технологические возможности сварки. При использовании импульсных

технологий можно уменьшить толщины свариваемых материалов,

получить более благоприятную структуру сварного шва вследствие

изменения термического цикла сварки, обеспечить управляемый

перенос электродного металла при сварке и т. д.

При ручных способах сварки, как правило, подача электродной или

присадочной проволоки, и перемещение источника нагрева

производятся сварщиком. Поэтому ручная сварка остаётся самым

сложным по технике исполнения способом. Изменение степени

механизации с ручной на механизированную сварку подразумеваетподачу электродного материала сварочным оборудованием (механизм

подачи электродной проволоки), а перемещение сварочной горелки или

головки осуществляется вручную. При автоматической сварке

механизируются все операции процесса, включая подачу проволоки и

перемещение автомата. При автоматизированной сварке дополнительно

производят подачу, перемещение, отвод изделий или оборудования в

автоматическом режиме, например автомобильный конвейер по сборке

кузова. При этом роль человека сводится к наблюдению за

протекающим технологическим процессом и контролю необходимых

параметров и показателей.

Дата добавления: 2015-08-29