Конспект лекций по сварке доцента каф. 104 Варухи н. А.

1 Введение 4

1.1 Краткие сведения из истории сварки. 6

1.2 Классификация сварки. 9

Термомеханический класс состоит из следующих видов сварки: 9

Определение сварки по ГОСТу. 9

Определение пайки по ГОСТу. 9

2 Процессы нагрева при сварке. 11

2.1 Общие сведения о нагреве при сварке и источниках нагрева. 11

2.2 Пламя газовой горелки. 13

Рис. 2.1. Схема ввода тепла в изделие от газовой горелки. 14

2.3 Электрическая дуга. 15

Рис. 2.2. Строение сварочной дуги (прямой полярности). 15

2.4 Струя плазменной горелки. 19

2.5 Электронный луч. 20

2.6 Луч лазера. 22

2.7 Трение как источник тепла при нагреве. 24

Рис. 2.11. Схема, иллюстрирующая выделение тепловой мощности при трении. 25

2.8 Джоулево тепло при сварке. 26

Рис. 2.12. Проводник с током. 26

Рис. 2.13. Характер распределения линий тока при наличии границы раздела. 28

2.9 Основные законы, используемые для определения температуры при сварке. 30

3 Виды сварки термического класса 35

3.1 Дуговая сварка (ДС). 35

3.1.1 Классификация дуговой сварки. 35

3.1.2 Дуга как источник нагрева при ДС. 36

U_g = U_k + U_a + E_g l_g, 38

Wk = I_g U_k - I_g U_в, 38

3.1.3 Вольтамперная характеристика дуги (ВАХД). 39

3.1.4 Источники питания (ИП) для дуговой сварки. 40

3.1.5 Требования к ИП 40

3.1.6 Источники питания переменного тока для РДС (сварочные трансформаторы). 41

Рис.4. ВХИ для ИП РДС. 42

Рис.2.5. Сварочный трансформатор с отдельным дросселем. 43

R_lдр=2 f L_др, 43

Сварочный трансформатор с магнитным шунтом. 43

Рис.3.6. Сварочный трансформатор с магнитным шунтом. 44

Сварочный трансформатор с подвижными вторичными обмотками. 44

Рис.7. Сварочный трансформатор с подвижными вторичными обмотками. 44

3.1.7 Источники постоянного тока для дуговой сварки. 45

Рис.8. Сварочный генератор с самовозбуждением. 46

3.2 Дуговая сварка в среде защитных газов 47

3.2.1 Виды газовой защиты 47

3.2.2 Электродные сварочные материалы 50

3.2.3 Cварка в инертных газах 50

3.2.4 Сварка в активных газах 58

3.2.5 Атомно-водородная сварка 60

3.3 Плазменная сварка 61

3.4 Электрошлаковая сварка 64

3.4.1 Параметры режима электрошлаковой сварки 67

3.4.2 Оборудование для электрошлаковой сварки 68

3.4.3 Достоинства электрошлаковой сварки 70

3.4.4 Недостатки электрошлаковой сварки 70

3.4.5 Область применения электрошлаковой сварки 71

3.5 Электронно-лучевая сварка 72

Рис. 8.2. Схема кинжального шва 75

3.5.1 Оборудование для электронно-лучевой сварки 75

3.5.2 Достоинства электронно-лучевой сварки 79

3.5.3 Недостатки электронно-лучевой сварки 79

3.6 Лазерная сварка 80

3.6.1 Свойства лазерного излучения 81

3.6.2 Сварочные установки с твердотельным лазером 83

Рис. 9.2. Схема энергетических уровней атома хрома в кристалле рубина 84

3.6.3 Сварочные установки с газовым лазером 86

3.6.4 Достоинства и недостатки лазерной сварки 88

3.6.5 Область применения лазерной сварки и резки 89

4 ермомеханический класс 90

4.1 Контактная сварка 90

4.2 Контактная точечная сварка 92

R_ээ=R_д+R_дд+2R_эд. 93

Рис. 12.3. Схема протекания тока через свариваемые детали 93

4.2.1 Основные параметры режима точечной сварки 95

4.2.2 Влияние основных параметров режима точечной сварки на прочность сварной точки 96

4.2.3 Шунтирование тока 97

Рис. 12.6. Шунтирование тока при точечной сварке 98

4.2.4 Разновидности точечной сварки 98

4.2.5 Оборудование для точечной сварки 100

Машины переменного тока 100

4.2.6 Низкочастотные машины 103

Машины постоянного тока 104

4.2.7 Конденсаторные машины для точечной сварки 105

7 6 105

6 7 105

5 5 105

4 3 105

3 2 105

2 1 105

1 P 105

4.2.8 Клеесварные соединения 107

4.3 Kонтактная шовная сварка 108

4.3.1 Требования к конструированию узлов и деталей под контактную точечную и шовную сварку 110

4.3.2 Особенности точечной и шовной сварки отдельных металлов и сплавов 111

4.4 Контактная стыковая сварка 114

4.4.1 Стыковая сварка сопротивлением 114

4.4.2 Стыковая сварка оплавлением 115

4.4.3 Машины для стыковой сварки 116

4.4.4 Проектирование узлов и деталей под стыковую сварку 117

4.4.5 Конструкция и проектирование оснастки 118

4.5 Диффузионная сварка 118

4.5.1 Технологические особенности диффузионной сварки. 119

4.5.2 Защитные среды при диффузионной сварке 120

4.5.3 Особенности диффузионной сварки различных материалов 121

4.5.4 Оборудование для диффузионной сварки 124

4.6 Индукционно-прессовая сварка 126

5 Механические виды сварки 129

5.1 Холодная сварка. 129

5.2 Сварка трением. 5

5.3 Ультразвуковая сварка. 12

5.4 Сварка взрывом. 16

5.5 Магнитоимпульсная сварка. 23

6 Пайка 27

6.1 Сущность процесса пайки металлов 27

6.2 Припои для пайки. 29

6.3 Способы пайки. 31

6.3.1 Способы по формированию паяного шва. 32

3ZnCl₂ + 2Al→ AlCl₃ ↑ + Zn 35

6.3.2 Способы пайки по устранению окисной пленки 37

Для большинства флюсов эти требования в полной мере не вы­полняются. 37

6.3.3 Способы пайки по нагреву 38

При пайке волной расплавленного припоя паяемые изделия, нап- 40

7 Контроль качества сварных соединений 46

7.1 Методы контроля и управления качеством сварных соединений. 46

7.1.1 Факторы качества сварных соединений. 46

7.1.2 Типы и виды дефектов. 47

7.1.3 Классификация методов контроля. 48

7.2 Физические методы неразрушающего контроля. 50

7.2.1 Радиационные методы контроля. 50

7.2.2 Радиографические методы контроля. 52

Рис.1.Схемы просвечивания сварных швов радиографическим методом. 53

7.2.3 Радиоскопические методы контроля. 54

Рис.3.Схемы установок для радиоскопических методов контроля. 55

7.2.4 Радиометрические методы контроля. 57

7.3 Ультразвуковые методы контроля. 58

7.3.1 Физические основы и классификация методов. 58

Рис.5. Схемы ультразвуковых методов контроля сварных швов прямым и призматическим искателями: 62

7.3.2 Особенности ультразвукового контроля сварных соединений. 63

7.4 Магнитные и электромагнитные методы контроля. 66

7.4.1 Физические основы и классификация методов. 66

7.4.2 Магнитные методы контроля. 68

7.5 Капиллярные методы контроля. 70

7.6 Методы контроля сварных соединений течеисканием. 71

7.7 Статистические методы управления качеством сварки. 72