Бизнес-Климат: комплексные поставки климантической техники, инструментов и строительного оборудования
Главная Карта сайта Поиск
КаталогУслугиДокументацияСтроителямДилерамРегионыКомпания

Проектные работы

Монтажные работы

Сервис


Корзина Ваша корзина пуста

Сварка, полуавтоматы сварочное оборудование, Сварочная техника

Сварочная техника


Сварочная техникаСварочная техника и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Свариваются корпуса гигантских супертанкеров и сетчатка человеческого глаза, миниатюрные детали полупроводниковых приборов и кости человека при хирургических операциях. Многие конструкции современных машин и сооружений, например космические ракеты, подводные лодки, газо- и нефтепроводы, изготовить без помощи сварки невозможно. Развитие техники предъявляет все новые требования к способам производства и, в частности, к технологии сварки. Сегодня сваривают материалы, которые еще относительно недавно считались экзотическими. Это титановые, ниобиевые и бериллиевые сплавы, молибден, вольфрам, композиционные высокопрочные материалы, керамика, а также всевозможные сочетания разнородных материалов. Свариваются детали электроники толщиной в несколько микрон и детали тяжелого оборудования толщиной в несколько метров. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы: сваривать приходится под водой, при высоких температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, в невесомости. Недаром сварка стала вторым после сборки технологическим процессом, впервые в мире опробованным нашими космонавтами в космосе.
Сварочное оборудованиеНеобходимость повышения производительности труда ведет к увеличению уровня механизации и автоматизации сварочного производства, к его оснащению новыми сложными машинами и агрегатами, без которых сегодня немыслимо серийное производство многих видов продукции. В сварочное производство активно внедряются роботы, что позволяет полностью автоматизировать цикл сварки деталей без участия рабочего-сварщика.
В последние годы патентные ведомства промышленно развитых стран мира регистрируют более 200 изобретений в области сварочной техники и технологии – таковы темпы развития сварочного производства.
Все это предъявляет повышенные требования к квалификации специалистов в области сварки, в особенности рабочих-сварщиков, так как именно они непосредственно осваивают новые способы и приемы сварки, новые сварочные машины. Сегодня рабочему-сварщику недостаточно уметь выполнять несколько, пусть даже сложных, операций освоенного им способа сварки. Он должен понимать физическую сущность основных процессов, происходящих при сварке, знать особенности сварки различных конструкционных материалов, а также смысл и технологические возможности других, как традиционных, так и новых, перспективных способов сварки.

Общие сведения о сварке, сварных соединениях и швах.

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и/или пластическом деформировании. Такое определение понятия «сварка» содержит ГОСТ 2601-84.

Прочные связи между атомами двух металлических поверхностей легко образуются при соприкосновении этих поверхностей. Надо только сблизить эти поверхности до расстояния, на котором действуют электромагнитные силы межатомного взаимодействия. Это расстояние составляет 3 • 10 -7 - 5 • 10 -7 мкм. На соединяемых поверхностях не должно быть никаких окисных и жировых пленок, прилипших молекул газов и жидкостей. Такие условия реально могут быть только в глубоком вакууме. И, действительно, в открытом космосе детали механизмов даже при случайном соприкосновении могут схватываться друг с другом на отдельных участках поверхностей, нарушая работу космических аппаратов. В обычных условиях даже после тщательной зачистки пленки окислов, газов и жидкостей на металлических поверхностях восстанавливаются практически мгновенно (мономолекулярный слой газа, например, за 2,4 • 10-9с).

Кроме загрязнений поверхностей их соединению мешают неровности, выступы и впадины, которые образуются при любой чистоте обработки. Эти неровности могут быть не заметны невооруженным глазом, но по сравнению с расстояниями действия межатомных сил они огромны. Поэтому при сближении поверхностей контакт между ними возникает только в отдельных точках.

Устранить эти препятствия и обеспечить условия для возникновения прочных связей между атомами соединяемых поверхностей можно, если в зону соединения ввести энергию. Получив эту энергию, атомы поверхности активируются. Это облегчает межатомное взаимодействие поверхностей и способствует разрыву связей между атомами металла, молекулами окислов, жидкостных и газовых пленок. Вводимую в зону соединения энергию называют энергией активации. Под ее воздействием поверхности пластически деформируются или оплавляются. Это устраняет их неровности. Обеспечивается практически полный контакт между поверхностями, их сближение на расстояние, необходимое для взаимодействия межатомных сил. При этом пленки загрязнений разрушаются или вытесняются из зоны соединения, поверхности очищаются. При всех способах сварки используют тепловую (нагрев) или механическую (давление) энергию активации или их сочетание, поэтому все способы сварки делят на три класса: термический, механический и термомеханический. На этом и основано определение процесса сварки.

Классификация способов сварки.


В зависимости от вида энергии активации и по состоянию металла в зоне соединения все способы сварки можно разделить на две группы: сварка давлением и сварка плавлением. Последняя делиться на сварку с плавлением основного металла и сварку без плавления основного металла (это пайка). Сварка давлением делиться на три группы: без нагрева, с нагревом, но без оплавления и с нагревом и оплавлением.

Сварка давлением

К сварке давлением относят способы, при которых применяют только механическую или тепловую и механическую энергию совместно. В последнем случае сварка может происходить с оплавлением металла или без него.

К сварке давлением без нагрева относится холодная сварка, сварка взрывом, магнитно-импульсная сварка и др. Для этих способов характерно высокое давление на детали в зоне соединения, в несколько раз превышающее предел текучести и даже предел прочности свариваемого металла при комнатной температуре, что обеспечивает совместное пластическое деформирование соединяемых поверхностей.

Сварка давлением с нагревом без оплавления происходит при высоких температурах, переводящих металл в пластическое состояние. Это снижает предел текучести металла и позволяет получить нужную для сварки деформацию при небольшом удельном осадочном давлении, в несколько раз меньшем предела текучести металла при комнатной температуре.

Примерами способов сварки с нагревом без оплавления могут служить кузнечная, диффузионная или ультразвуковая сварка, газопрессовая сварка, при которой нагрев производят пламенем от сжигания горючих газов в кислороде, сварка токами высокой частоты, нагревающими свариваемые кромки индуцируемыми в них вихревыми токами.

Сварка давлением с нагревом и оплавлением характеризуется высокой температурой нагрева зоны соединения, превышающей температуру плавления свариваемого материала. На поверхности соединяемых деталей тонкий слой металла оплавляется. Под действием прилагаемого давления жидкий металл при некоторых способах сварки может выдавливаться из зоны соединения, например при сварке трением, контактной стыковой сварке оплавлением. С жидким металлом выносятся за пределы зоны соединения загрязнения поверхности. Вокруг соединения образуется наплыв выдавленного металла – грат, который после сварки удаляется. Соединение образуется за счет деформации нагретых, но не расплавленных слоев металла, находившихся под оплавленным слоем. При контактной точечной и роликовой (шовной) сварке расплавленный металл остается в зоне соединения и после прекращения нагрева кристаллизуется между соединяемыми поверхностями под давлением, образуя сварное соединение.

Сварка давлением незначительно изменяет химический состав, структуру и свойства металла. С ее помощью могут быть получены сварные соединения с такими же свойствами, как у основного металла без дополнительной обработки после сварки. Это одно из основным преимуществ сварки давлением (за исключением контактной сварки) требует создания особых условий (например, вакуума при диффузионной сварке), либо они применимы только для небольшой группы конструкций деталей. Поэтому сварка плавлением применяется чаще.

Сварка плавлением

При сварке плавлением в зону соединения вводится только тепловая энергия. Металл в зоне сварки нагревается выше температуры его плавления. Здесь могут быть два способа: с плавлением основного материала и без плавления основного материала.

При нагреве может быть расплавлен только вспомогательный металл (припой) с температурой плавления ниже, чем у основного металла соединяемых деталей. Основной металл в этом случае не расплавляют. Жидкий припой растекается по поверхности соединения, смачивают ее и, кристаллизируясь при охлаждении, образует паяный шов. Этот процесс называют пайкой. 

В большинстве способов сварки плавлением с помощью различных источников тепла небольшой участок деталей нагревают выше температуры плавления основного металла. Образуется ограниченный твердым металлом объем жидкого металла, который называют сварочной ванной. По мере перемещения источника тепла вдоль свариваемого стыка в головной части сварочной ванны основной металл расплавляется, а в хвостовой части ванны металл затвердевает, образуя сварной шов. Для усиления сварного шва в сварочную ванну может подаваться расплавляемый материал электрода или присадочный материал.

Способы сварки плавлением отличаются друг от друга источниками тепла и защитой зоны сварки от окружающей атмосферы.

При газопламенной сварке источник тепла – это пламя от сжигания горючего газа или пара в кислороде. Шов защищают продукты сгорания этого газа.

Наиболее распространена дуговая сварка, при которой нагрев производят электрической сварочной дугой. В зависимости от способа защиты металла в зоне нагрева различают несколько способов дуговой сварки.

При дуговой сварке штучными электродами при плавлении обмазки образуется шлак, который покрывает металл шва. Зона сварки защищается при этом также парами металла и компонентов покрытия. Защиту осуществляют инертными (аргон, гелий) или активными (углекислый газ, водяной пар) газами или их смесями. Эти способы дуговой сварки называют сваркой в защитных газах, или газоэлектрической сваркой. Она может выполняться плавящимся или неплавящимся электродом.

С помощью защитного газа можно сжать электрическую дугу в узком канале горелки так, что дуга станет высококонцентрированным источником тепла. В таком случае говорят о сварке сжатой дугой, или о плазменной сварке.

Хорошее качество шва и высокую производительность обеспечивает дуговая сварка под флюсом. На стык деталей заранее или в процессе сварки насыпают слой порошка флюса толщиной больше длины дуги. Дуга расплавляет флюс и горит под пленкой жидкого шлака и слоем порошка флюса в атмосфере паров металла и компонентов флюса. Шлак надежно закрывает шов, образуя шлаковую корку.

Для соединения деталей большой толщины применяют электрошлаковую сварку, при которой для расплавления основного и электродного металлов используют теплоту, выделяющуюся при прохождении электрического тока через жидкий шлак, защищающий сварочную ванну от воздуха.

При сварке плавлением используют также высококонцентрированные источники тепла электронный луч и световой луч, излучаемый оптическим квантовым генератором-лазером. Электронно-лучевая сварка основана на использовании теплоты, выделяющейся при торможении остросфокусированного потока ускоренных электрическим полем электронов в результате их столкновений со свариваемой поверхностью. Сварку производят в вакууме, который защищает нагретую зону. Лазерная сварка происходит в результате передачи свариваемой поверхности энергии светового луча, сфокусированного на этой поверхности оптической системой. Защиту зоны сварки производят инертными либо активными газами.

Выделение теплоты в результате химических реакций между окислом металла и другим металлом, более активным по отношению к кислороду, используют при термитной сварке. Термит – это смесь порошков окиси-закиси железа Fe3O4 алюминия или магния. Если подогреть до температуры воспламенения (800º С), произойдет реакция:

3Fe3O4 + 8Al2O3 + 9Fe + 850 ккал (3559 кДж) на 1 кг смеси.

В результате реакции образуется железо и окись алюминия, которая всплывает на поверхность, образуя шлак. Продукты реакции нагреваются до температуры 3000º С. Термитная сварка может осуществляться методом промежуточного литья, когда расплавом железа заливают стык стальных и чугунных деталей, заключенный в литейную форму. Это сварка плавлением. Но термитную сварку выполняют еще и впритык, когда жидким  металлом и шлаком только нагревают торцы соединяемых деталей, а соединение получают, сдавливая разогретые торцы и деформируя их. Это сварка давлением с нагревом без оплавления. Термитная сварка применяется в основном для соединения рельсов. Она малопроизводительная, ее трудно автоматизировать. Поэтому ее применяют редко.

Таким образом, при всех способах сварки под действием энергии активации металл  в зоне соединения изменяется, происходит его деформация и/или плавление с последующим затвердеванием. Металл может взаимодействовать с окружающей средой, компонентами шлаков, происходит изменение его структуры. Поэтому сварные соединения, как правило, отличаются от основного металла структурой, химическим составом металла и механическими свойствами. Особенно велики эти отличия при сварке плавлением.

Основные типы сварных соединений и сварных швов


Все, что сопутствует или способствует сварке, называют сварочным, а все, что получается в результате сварки, называют сварным. Так, например, ванна – сварочная, электрод – сварочный, но изделие – сварное, шов – сварной, соединение – сварной. Сварное соединение – неразъемное соединение деталей, полученное в результате их сварки. Сварной шов – часть сварного соединения, образовавшаяся в результате кристаллизации металла сварочной ванны.,/div>

    Классификация сварных соединений

Сварные соединения могут быть стыковыми, угловыми, тавровыми и нахлесточными.

  • Стыковым называют соединение деталей, расположенных в одной плоскости или на одной поверхности. Форму сварного шва стыкового соединения оценивают отношением ширины шва e к глубине проплавления h, которое называют коэффициентом формы шва ψ = e/ h.
  • Угловым называют соединение двух деталей, расположенных под углом друг к другу и сваренных вместе примыкания их кромок.
  • Тавровым называют соединение, в котором к поверхности одной детали примыкает под углом другая деталь, торец которой прилегает к сопрягаемой поверхности и приварен к ней.
  • Нахлесточным называют соединение, в котором кромки свариваемых деталей расположены параллельно одна над другой и наложены друг на друга.
   
Каждый вид сварного соединения имеет свои преимущества и недостатки.

Стыковые соединенияНаиболее распространено стыковое соединение. Его применяют в широком диапазоне толщины свариваемых деталей от десятых долей миллиметра до сотен миллиметров почти при всех способах сварки. Не применяют его при контактной точечной сварке. При стыковом соединении на образование шва расходуется меньше присадочного материала, легко и удобно контролировать качество. Однако стыковое соединение требует более точной сборки деталей под сварку плавлением – нужно выдержать равномерный зазор между кромками по всей длине стыка. Особенно сложно обрабатывать и подгонять кромки длинных (до нескольких метров) стыков и кромки профильного проката (уголков, швеллеров и т.п.).

Угловые соединенияУгловые и тавровые соединения обычно задаются особенностями конструкции свариваемого изделия, их трудно сравнивать со стыковым и нахлесточным соединениями. При большой толщине соединяемых деталей в стыковых, угловых и тавровых соединениях на соединяемых кромках выполняют разделку , которая обеспечивает возможность полного проплавления кромок. При электрошлаковой сварке, а в некоторых случаях при дуговой сварке, роль разделки может выполнять увеличенный зазор между кромками.


Формы разделки кромокНахлесточные соединения в разделе не нуждаются – это одно из их преимуществ. Они отличаются простотой сборки: за счет величины нахлестки можно подгонять размеры собираемой детали, увеличивать допуск на непараллельность кромок деталей. Но нахлестка требует увеличения расхода основного материала – величина нахлестки должна быть не менее трех толщин наиболее тонкой детали. В щель между деталями на длине нахлестки может попасть влага, что приведет к коррозии соединения. В нахлесточном соединении сложно контролировать деталь, некоторые дефекты (например, непровар) не выявляются. Сварные швы в нахлесточном соединении, расположены в разных плоскостях, при эксплуатации в них будет сложное напряженное состояние, поэтому нахлесточные соединения хуже работают при переменной или динамической нагрузке. Для повышения прочности применяют нахлесточные соединения с накладками в комбинации со стыковым соединением.
Устраняет недостатки стыкового и нахлесточного соединений, сохраняя их преимущества, соединение с малой расправляемой нахлесткой. Под действием усилия, прилагаемого к верхней кромке в процессе сварки, нагретый металл деформируется, верхняя кромка осаживается, шов формируется так же, как при стыковом соединении. Расплавившаяся нахлестка служит присадочным материалом. Особенно хорошо применимо соединение с малой расправляемой нахлесткой при дуговой сварке деталей из алюминиевых сплавов с толщиной кромки меньше 5 мм.

Классификация сварных швов.

Сварные швы в зависимости от типа соединения подразделяют на стыковые (в стыковых соединениях) и угловые (в угловых, тавровых и нахлесточных соединениях). Стыковые швы характеризуются шириной шва и проплава, глубиной проплавления, величиной усиления (или глубиной вогнутости). Угловые швы – величиной катета.

Виды сварочных швовПо форме наружной поверхности как угловые, так и стыковые швы могут быть плоскими (нормальными), выпуклыми и вогнутыми. Угловые швы могут также отличаться соотношением их катетов. Сварные соединения с выпуклыми швами лучше работают при статической нагрузке, с плоскими и вогнутыми – при динамической, так как у них плавный переход к основному металлу, нет концентраторов напряжения.

По конфигурации в пространстве различают швы прямолинейные, криволинейные (фасонные), круговые и кольцевые. Пример кругового шва – варка круглого фланца в плоское или овальное днище сосуда, пример кольцевого шва – сварка плавлением двух труб встык.

По назначению швы делят на рабочие, которые воспринимают эксплуатационные нагрузки; связующие, которые нужны лишь для фиксации деталей в нужном положении; и подварочные, которые накладывают с обратной стороны разделки перед ее заполнением основным швом. Сварные швы могут быть одно- и многослойными, одно- и двухслойными.

Виды сварочных швовПо протяженности швы могут быть непрерывными и прерывистыми. Двусторонние прерывистые швы называют цепными, если заваренные участки с обеих сторон расположены друг против друга, и шахматными, если заваренные участки с одной стороны расположены против промежутков между заваренными участками с другой стороны. Короткие прерывистые швы, накладываемые при сборке деталей или фиксации из перед сваркой, называют прихваточными. Листовые детали внахлестку сваривают иногда отдельными точками по высверленным в верхнем листе отверстиями или со сквозным проплавлением верхнего листа. Эти швы называют точечными, или электрозаклепочными.

Виды сварных швовПо отношению к направлению усилий, действующих на сварное соединение при его эксплуатации, швы подразделяют на фланговые, оси которых параллельны направлению усилий, лобовые (перпендикулярные этому направлению), косые (расположенные под углом к нему) и комбинированные.

По положению в пространстве при сварке выделяют нижние, полувертикальные, вертикальные, полупотолочные, потолочные швы, а также горизонтальные швы на вертикальной плоскости и угловые швы «в лодочку». Отличаются они друг от друга углами, под которыми располагается поверхность свариваемой детали относительно горизонтали.

Наиболее труден для исполнения потолочный шов, лучше всего шов формируется в нижнем положении. Потолочные, вертикальные и горизонтальные швы приходится обычно выполнять при изготовлении и особенно при монтаже крупногабаритных конструкций. При сварке угловых швов тавровых, нахлесточных и угловых соединений лучшее формирование шва обеспечивается при его положении «в лодочку».

Виды сварных соединений и швов, их размеры и обозначения на чертежах регламентированы государственными стандартами.

В планах и боковых видах чертежей место видимого шва изображают сплошной линией, а невидимого – пунктиром. В поперечным сечениях границы шва показывают сплошными полужирными линиями, а кромки свариваемых деталей – сплошными тонкими линиями. Шов обозначается наклонной линией с односторонней стрелкой на изображении шва и с полкой на другом конце для записи условного обозначения шва. Если указан видимый шов, обозначение записывается над полкой, если невидимый – под полкой. Состоит оно из следующих элементов:

-   условное обозначение шва, выполненного по замкнутому контуру;

- обозначение стандарта, которым данный шов при данном способе сварки регламентирован;

-   буквенно-цифровое обозначение шва;

-   условное обозначение способа сварки;

-   катет углового шва (знак и размер катета, мм);

-   для прерывистого шва размер длины провариваемого участка и знак, обозначающий цепной или шахматный шов;

- вспомогательные знаки.

Элементы отделяются друг от друга дефисом, за исключением вспомогательных знаков.

Буквенно-цифровые обозначения шва показывают вид соединения и его порядковый номер по стандарту. Например, С8 – шов стыкового, У4 – углового, Т3 – таврового, Н2- нахлесточного соединения. По положению в пространстве швы обозначают: Нл – нижнее положение «в лодочку», Ну – нижнее угловое, Нс – нижнее стыковое, Гр – горизонтальное, Вр – вертикальное, ППТ – полупотолочное, Пт – потолочное. Буквенное обозначение способа сварки указывают, если в изделии применяют несколько способов сварки: Ф – дуговая сварка под флюсом, У – в углекислом газе, И – в инертном газе, Ш – электрошлаковая, К – контактная сварка. Степень механизации процесса сварки указывают буквами перед обозначением способа: Р – ручная, А – автоматизированная, П – механизированная, то есть полуавтоматическая. Существуют также условные обозначения технологических приемов, используемых при сварке. Например, для автоматической сварке под флюсом индекс А означает, что сварка ведется на весу, Апш – по подварочному шву, Ам – на флюсомедной подкладке.

Дополнительными буквенными обозначениями может конкретизироваться способ сварки и используемое сварочное оборудование: Кт – контактная точеная, Кс – контактная стыковая, Ксс – контактная стыковая сопротивлением, Ксо – контактная стыковая оплавлением, Кр – контактная шовная (роликовая). Если все швы выполняются по одному стандарту, то его обозначение на полке линии выноски не указывается, а приводится на чертеже в технических требованиях или примечаниях. Если в изделии несколько групп одинаковых швов, то условное обозначение шва указывается только для одного шва из группы, он нумеруется, а для остальных швов на полке указывается только номер группы. Если все швы одинаковы, то на них ставиться только односторонняя стрелка без полки. Если же в изделии имеется сварной шов, не предусмотренный стандартами, то его конструктивные особенности должны быть показаны на чертеже с указанием характерных размеров.
Новости компании

10.03.2011

Доступны для скачивания рекламные каталоги по кондиционерам Panasonic, Hitachi, LG, Samsung, Toshiba, General Climate.

31.01.2011

Доступен для скачивания рекламный каталог по кондиционерам Mitsubishi Electric

30.12.2010

Уважаемые клиенты! Поздравляем Вас с Новым 2011 годом.

Подбор оборудования
Кондиционер
Тепловая завеса
Тепловая пушка
Полезная информация о кондиционерах
Производители кондиционеров

Типы сплит-систем

Монтаж кондиционеров

Ремонт систем кондиционирования

Сервис кондиционеров
Полезная информация о тепловом оборудовании
Тепловая техника

Авторизация

Логин: 
Пароль: 
Регистрация

(c) Инжиниринговый центр "Бизнес-Климат".
Тел./ф.: 8 (495) 789-96-23 , e-mail: