загрузка...
загрузка...
На головну

Методи з'єднання складальних елементів. Сутність процесів зварювання і їх порівняльна оцінка

  1. D. Наступні дії і оцінка
  2. I. 2.4. Принципи та методи дослідження сучасної психології
  3. I. Методи перехоплення.
  4. I. Суб'єктивні методи дослідження ендокринної системи.
  5. I. Суб'єктивні методи дослідження кровотворної системи.
  6. I. Суб'єктивні методи дослідження органів жовчовиділення і підшлункової залози.
  7. I. Суб'єктивні методи дослідження органів сечовиділення.

Всі з'єднання деталей і вузлів у виробах залежно від їх конструкції можуть бути поділені на дві групи: рухомі і нерухомі. Нерухомі з'єднання з точки зору можливості розбирання ділять на роз'ємні (розбираються) і нероз'ємні (неразбіраемие).

Розумні з'єднання можуть бути розібрані без пошкоджень пов'язаних і кріпильних деталей. Ці сполуки виконуються глухий, тугий, напруженої або щільною посадками, гвинтовими з'єднаннями (гвинтами, болтами, шпильками і т.п.), штифтовими сполуками тощо.

До нерознімним сполук відносяться такі, розбирання яких при експлуатації не передбачена і супроводжується пошкодженням пов'язаних елементів. ці
 з'єднання отримують методами зварювання, пайки, клепки, склеюванням, посадкою з натягом. Зварювання є одним з прогресивних способів отримання нероз'ємних з'єднання, що забезпечує значну економію металу, зниження маси виробу і трудомісткості в порівнянні з пайкою, клепкою і т.п.

зварюванням називається технологічний, процес отримання нероз'ємних з'єднань металів; сплавів та інших матеріалів, що здійснюється на основі сил міжатомної зчеплення зварюються. Зварювання широко застосовується в машинобудуванні, приладобудуванні, суднобудуванні, мостобудуванні, авіації, при створенні трубопроводів у будівництві та інших галузях народного господарства. Зварюванням з'єднують як однорідні, так і неоднорідні метали і сплави, метали з неметалами (керамікою, склом, графітом і ін.), А також пластмаси.

Зварювання можна проводити в холодному стані і з нагрівом зварювальних деталей. При зварюванні в холодному стані необхідною умовою отримання якісного зварного з'єднання є тиск, яка перевищувала дозволені межа плинності матеріалу деталей, що зварюються. При зварюванні в гарячому стані тиск не є обов'язковою умовою.

Всі методи зварювання можна класифікувати за багатьма ознаками: фізичним, по виду використовуваної енергії, способу утворення зварного з'єднання, ступеня автоматизації.

По виду енергії, використовуваної для нагрівання матеріалу в зоні зварювання, всі методи зварювання можна розділити на шість груп: 1) електрична, 2) хімічна, 3} механічна, 4) променева, 5) електромеханічна, 6) хіміко-механічна зварювання.

Залежно від ступеня автоматизації процесу розрізняють ручну напівавтоматичну і автоматичне зварювання. За способом утворення зварного з'єднання всі види зварювання діляться на дві групи: плавлення і тиску.

Зварюванні плавленням можна піддавати все метали і сплави, в тому числі і такі, які мають низьку пластичність (чавун, ливарні алюмінієві сплави, сплави магнію і ін.). Зварений шов (нероз'ємне з'єднання) утворюється в результаті взаємного розчинення розплавленого металу деталей, що зварюються в зоні зварювання без додатка зовнішніх сил.

Зварювання тиском підрозділяється на холодну і гарячу. Холодної зварюванні піддають тільки дуже пластичні метали (алюміній, мідь, свинець і сплави на їх основі); гарячої зварюванні тиском - метали і сплави, що володіють хорошою пластичністю при підвищених температурах. Освіта нероз'ємного з'єднання в даному випадку грунтується на процесах дифузії і обміну атомами кристалічних решіток, які підлягають зварюванню.

Здатність матеріалу утворювати надійне і міцне зварне з'єднання називається зварюваністю. Гарну зварюваність мають низьковуглецеві і низьколегованісталі, технічно чистий алюміній. Низьку свариваемость мають чавуни, високохромисті стали алюмінієві сплави, латуні, тугоплавкі метали.

Найбільше застосування серед різних методів зварювання плавленням має електродугове зварювання, при якій для розплавлення кромок зварювальних деталей використовується електрична дуга. Електрична дуга має потужний світловим і тепловим випромінюванням (температура в зоні зварювання становить 5000-6004 ° С). Дуга горить між двома електродами, одним з яких, як правило, є зварювана деталь, іншим - металевий пруток або графітовий стрижень (вугільний).

При використанні не плавиться в дугу для заповнення шва вводять присадні дріт.

Плавляться електроди в залежності від призначення можуть бути наготую з алюмінію, сталі, титану, міді та інших металів і сплавів. Для забезпечення стійкого горіння дуги, захисту зварного шва і підвищення його міцності властивостей на стрижень електрода наносять покриття (глину). Поліпшення якості зварного шва досягається також створенням захисної атмосфери, яка виключає взаємодія розплавленого металу при зварюванні з навколишнім середовищем. Захист забезпечується шляхом застосування флюсу, розплавленого шлаку, інертних газів (аргону, гелію), активних газів (азоту, вуглекислого газу).

електродугове зварювання підрозділяється на ручну і автоматичну. При автоматичної електроду-г про виття зварюванні під шаром флюсу основні операції - подача електрода в дугу і переміщення дуги по напрямку зварювання - механізовані. Зварювання здійснюється на зварювальному автоматі. Одночасно в зону зварювання подається флюс, який володіє не тільки захисними, але і легуючими властивостями. Крім того, флюс усуває розбризкування металу і дозволяє підвищити зварювальний струм, отримати більшу глибину проплавлення матеріалу.

До переваг автоматичної зварки під шаром флюсу відносяться: висока якість зварного шва, - більш плавне і висока швидкість зварювання (автоматичне зварювання в 20 разів продуктивніше ручний); менше шар наплавленого металу; можливість зварювати шви великого перерізу за один прохід, а отже, економити електроенергію; зварювання можна вести непокритою електродної дротом.

Різновидом автоматичного зварювання під шаром флюсу є електрошлакове зварювання. Процес зварювання починається е збудження дуги під шаром флюсу. Після розплавлення флюсу і освіти достатньої кількості рідкого шлаку дугового процес припиняється і починається електрошлаковий.

Метал електродів, опущених в рідкий шлак, плавиться і краплями стікає в зварений шов. Проходячи через шлак, метал очищається від шкідливих домішок, тобто рафинируется. Таким чином, отриманий зварний шов має високі механічні властивості і майже не відрізняється по міцності і пластичності, від основного металу. Зварений шов формується між двома мідними повзунами. Цей метод дозволяє зварювати заготовки практично необмеженої товщини і застосовується для виготовлення великогабаритних конструкцій, таких як станини пресів, деталі прокатних станів і ін. Електрошлакове зварювання забезпечує високу якість зварного з'єднання, високу продуктивність процесу і є одним з прогресивних методів зварювання.

Для отримання щільних і міцних зварних з'єднань деталей, виготовлених з міді, нержавіючих сталей, алюмінієвих сплавів, що володіють поганий зварюваністю, застосовується атомноводородной зварювання.

Цю зварювання, як правило, здійснюють дугою незалежного дії, що горить між двома вольфрамовими електродами. У зону зварювання по спеціальних каналах електротримачі подається водень, який надає захисну дію і переносить теплоту від палаючої дуги до зварюваного металу. Завдяки цьому дуга незалежного дії забезпечує високі температури (до 4000 ° С). Для усунення можливості вибуху при атомно-водневої зварювання застосовують не чистий водень, а азотоводородной суміш.

До зварювання плавленням відноситься також і газове зварювання, заснована на використанні енергії газового полум'я, яке отримують при згорянні газу (ацетилену водню, пропану, природного газу і ін.). У кисні, найчастіше при газовому зварюванні, використовують ацетилен, що володіє високою теплотою згоряння і забезпечує найбільшу температуру полум'я (3150 ° С). Для змішування кисню і ацетилену в заданому співвідношенні і отримання стійкого газового полум'я застосовують газові пальники.

Різні співвідношення горючого газу і кисню в суміші змінюють і умови зварювання. Так, нормальним, або відновним, полум'я (співвідношення
 обсягів кисню і ацетилену 1,1: 1,2) зварюють більшість
 сталей, окислювальним полум'ям (з надлишком кисню) - латуні.

При зварюванні алюмінієвих сплавів застосовують захисні флюси. Газове зварювання застосовують, як правило, для стикових з'єднань деталей товщиною до 5 мм. Для заповнення зварного шва використовують присадні дріт.

До спеціальних методів зварювання плавленням відносяться: електронно-променева, лазерна і плазмова. Електронно-променеве зварювання застосовують для з'єднань тугоплавких металів і сплавів. Вона ведеться в вакуумі вузьким електронним променем, який отримують в установці, званої електронної гарматою.

Електронний промінь має високу проникаючу здатність, є, керований джерелом теплоти, що дозволяє точно і в досить широких межах регулювати температуру в зоні зварювання. Електронно-променевої зварюванням можна зварювати як однорідні, так і різнорідні метали і сплави, а також метали з неметалами.

Для зварювання деталей, виготовлених з різнорідних металів і сплавів і значно розрізняються по товщині або діаметру, а також по температурі плавлення застосовують лазерну зварювання. Джерелом тепла при лазерної зварюванні служить лазерний промінь. Лазерний промінь - це світловий промінь високої щільності і концентрації енергії. Він може бути сфокусований до плями діаметром 1 мКм.

Така концентрація енергії дозволяє досягати на поверхні матеріалу температури в кілька тисяч градусів. Ломлячи світловий промінь лазера за допомогою оптичних систем (лінз), можна проводити зварювання у важкодоступних місцях деталей, отримувати зварні з'єднання у вигляді мікрокрапок. Лазерне зварювання знайшла широке застосування в радіоелектронній промисловості.

Плазмі інша зварювання застосовується для з'єднання тугоплавких металів і сплавів, нержавіючих сталей і багатьох неметалічних матеріалів. Джерелом тепла для розплавлення кромок зварювальних деталей служить плазмовий струмінь, що отримується в спеціальних пристроях - плазмотронах.

До зварювання тиском відноситься електрична контактне зварювання, газопрессовая зварювання, дифузійна зварювання в вакуумі, холодне зварювання та ін. Електрична контактне зварювання поділяється на три види: точкове, шовний і стикове. Суть зварювання полягає в тому, що зварюються деталі доводять до контакту один з одним, потім пропускають через них електричний струм, теплота якого нагріває місце контакту до пластичного стану. Потім на деталі, що зварюються подається тиск, яке формує зварний шов, після чого струм відключається і тиск знімається.

Надійність і висока якість зварного з'єднання, високий рівень механізації і автоматизації процесу, висока продуктивність праці дозволяють широко використовувати електроконтактні зварювання в промисловості; Цим методом отримують більше 30% зварних з'єднань, він поступається лише зварці.

При газопрессовая зварюванні заготовки з'єднуються встик. Цей метод зварювання аналогічний електроконтактні стиковому зварюванні, але відрізняється джерелом тепла: заготонкі нагріваються многопламенная газовими пальниками. Газопрессовая зварювання поступається електроконтактні по продуктивності і якості зварного з'єднання, проте незамінна в польових умовах, коли відсутній джерело електричного струму. Цей спосіб широко застосовується для зварювання трубопроводів, рейок, арматури залізобетону, труб.

Дифузійну зварювання застосовують для тих матеріалів, які іншими методами зварити важко йди неможливо (сталь з чавуном, титаном, ніобієм, вольфрамом, склом, графітом, керамікою), для жароміцних, тугоплавких і хімічно активних металів, а також для отримання багатошарових (біметалевих, три металевих) виробі.

Зварювання здійснюється у вакуумній камері під невеликим тиском при підвищеній температурі. При цьому методі метала знаходиться в твердому стані, але температура нагріву близька до температури плавлення, які підлягають зварюванню. Зварене з'єднання утворюється в результаті взаємної дифузії атомів в поверхневі шари контактируемих матеріалів.

При холодної зварюванні нероз'ємне з'єднання утворюється в результаті пластичної деформації і виникнення міжатомних зв'язків між зварюються поверхнями при стиснень деталей, що зварюються. Питомий тиск вибирається залежно від хімічного складу і товщини зварювальних заготовок.

Процес зварювання супроводжується зміцненням поверхонь в місці прикладання сили. Цим методом зварюють внахлестку листовий матеріал товщиною 0,2 -15 мм, а також встик тонкий дріт і по контуру - порожнисті заготовки. Перевагами цього виду зварювання є висока продуктивність, мала витрата енергії, висока якість зварного з'єднання, широкі можливості автоматизації. Однак холодне зварювання можна застосовувати тільки для пластичних матеріалів.



Попередня   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   Наступна

Структура, властивості та техніко-економічний рівень технологічної системи | Закономірності розвитку технологічних систем | Глава 3. АНАЛІЗ І ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА БАЗОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ У ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ | Глава 4. АНАЛІЗ І ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА БАЗОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ У КОЛЬОРОВИЙ МЕТАЛУРГІЇ | Технологічні процеси виготовлення заготовок методами пластичної деформації | Технологічні процеси отримання заготовок методами лиття | Аналіз і економічна оцінка традиційних методів обробки різанням | Техніко-економічний аналіз технологічного процесу механообробки | Залежність собівартості заданої партії деталей від річного випуску | Електрофізичні та електрохімічні методи обробки металів |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати