3. Термомеханическая сварка
Изучите классификацию способов сварки по характеру термомеханического воздействия на заготовки и видам энергии.
Контактная сварка. Контактная сварка наиболее распространенный способ сварки давлением, где нагрев металла производят теплотой, выделяемой при контакте двух заготовок при протекании через них электрического тока. Теплота интенсивнее выделяется в зоне сварки, т.е. месте контакта между заготовками, так как эта зона имеет наибольшее электросопротивление. Главное требование к нагреву - обеспечение совместной пластической деформаций свариваемых заготовок.
Уясните, почему стыковую, точечную и роликовую сварку называют контактной и в чем различие этих процессов.
Стыковой сваркой сваривают заготовки компактных сечений (рельсы, прутки, трубы). Торцы заготовок нагревают, а затем сжимают для обеспечения совместной пластической деформации. Сварку ведут двумя способами: сопротивлением и оплавлением.
Сварку сопротивлением применяют при соединении небольших заготовок из однородных сплавов, с обработанными и очищенными торцами и подгонкой их по площади поперечного сечения в месте сварки.
Сварку оплавлением применяют при соединении крупных заготовок различных поперечных сечений из любых сплавов без предварительной обработки торцов. Нагрев ведут до полного оплавления торцов. При последующем сжатии жидкий металл с оксидами и загрязнениями выдавливается из зоны сварки, а в совместной пластической деформации участвуют нагретые слои свариваемых металлов.
Точечная и роликовая сварка предназначена для соединения листовых заготовок. Края заготовок, собранные внахлестку, сжимают электродами и нагревают проходящим электрическим током. Максимальный нагрев достигается в местах контакта между листами заготовок. Это приводит к частичному расплавлению заготовок по толщине и образованию литого ядра сварной точки. Вытеканию жидкого металла препятствует сжатие листов электродами. Давление способствует получению плотного металла в сварной точке, несмотря на усадку жидкого металла при кристаллизации.
Оборудование для роликовой сварки отличается от точечной формой электродов. Роликовая сварка обеспечивает получение герметичного непрерывного шва за счет последовательного образования, перекрещивающихся точечных соединений. Уясните, почему электроды не привариваются к заготовкам и из какого материала их изготавливают. Одной из причин брака является расплавление листов в месте, сварки на всю толщину. При этом происходит выброс лишнего металла из-под электродов. С этих позиций следует рассматривать трудности при сварке ультратонких заготовок, связанных с нестабильностью качества сварки, а также способ их преодоления за счет конденсаторной сварки.
Изучите устройство машин для контактной сварки (для односторонней и двусторонней точечной сварки, одноточечные и многоточечные), назначение узлов машин и возможности механизации процесса.
Рассмотрите подготовку заготовок под сварку и их сборку, технологические возможности процессов и характерные области применения (материалы, толщины, типы конструкций). Выбор типа машины для контактной сварки и ее мощность зависят от размеров и формы заготовок, а также от теплопроводности и электросопротивления материала.
Сварка трением и газопрессовая сварка. Эти способы относят к сварке давлением, но они различаются источниками теплоты. Надо выявить преимущества способов по сравнению с контактной стыковой сваркой, особенности процессов и рациональные области применения. Для сварки трением одна из заготовок должна иметь ось крашения.
Положительной стороной газопрессовой сварки является более плавный, чем при контактной сварке, режим нагрева и охлаждения и защита от окисления газовым пламенем. Поэтому она пригодна для сварки особо крупных заготовок. Важно, что при этом не требуется электроэнергии, что позволяет применять се при ремонтных и других работах в полевых условиях.
Диффузионная сварка в вакууме. Сущность процесса состоит в диффузии атомов соединяемых элементов, при которой на границе контакта двух деталей образуются новые зерна, принадлежащие одновременно каждой из соединяемых заготовок. Температура нагрева металла такова, что он остается в твердом состоянии, но скорость диффузионных процессов наибольшая; давление ниже предела текучести - для обеспечения физического контакта при сохранении форм заготовок; наличие вакуума - для зашиты от окисления. Этот способ позволяет получать соединения по большой контактной поверхности и без существенной пластической деформации; применяется для получения биметаллических, заготовок; соединения металлов с неметаллами.
4. Механическая сварка
Ультразвуковая сварка. Способ применяют при сварке металлов и пластмасс. Металлические листовые заготовки сжимают и сообщают одной из них возвратно-поступательное перемещение вдоль плоскости сварки с ультразвуковой частотой. Сварка осуществляется за счет разрушения оксидных пленок при скольжении и совместной деформации заготовок. Нагрев при этом не превышает 200... 300°С. Способ пригоден для тонколистовых заготовок, в том числе для сварки после окончательной упрочняющей обработки.
Пластмассы сваривают при колебаниях инструмента, направленного перпендикулярно свариваемым поверхностям. При этом заготовки размягчаются за счет нагревания при рассеивании упругих колебаний у поверхности контакта. Способ позволяет сваривать заготовки различных толщин: пленки и листы толщиной 5. .. 20 мм из термопластичных материалов.
- Введение
- Раздел I. Свойства и строение конструкционных материалов
- Раздел II. Основы металлургического производства
- Раздел III. Технология литейного производства
- Раздел IV. Технология обработки металлов давлением
- Раздел V. Технология сварочного производства
- Раздел VI. Технология обработки заготовок деталей машин
- Основная литература
- Технология конструкционных материалов: учебник для студентов машиностроительных вузов/ под общей редакцией а.М. Дальского – м.: Машиностроение, 2002. – 512с. (55 экз.)
- Дополнительная литература
- Периодические издания
- Раздел II. Основы металлургического производства
- 1. Физико-химические основы металлургического производства
- 2. Производство чугуна
- 3. Производство стали
- 4. Производство цветных металлов
- Раздел III. Технология литейного производства
- 3. Способы изготовления отливок
- 4. Изготовление отливок из различных сплавов
- 5. Технологичность конструкций литых деталей
- 6. Технический контроль в литейном производстве
- Раздел IV. Технология обработки металлов давлением
- 1. Общая характеристика обработки металлов давлением
- 2. Физические основы обработки металлов давлением
- 3. Получение машиностроительных профилей
- 5. Изготовление деталей холодной объемной штамповкой
- Раздел V. Технология сварочного производства
- 2. Технология сварки плавлением
- 3. Термомеханическая сварка
- 5. Нанесение износостойких и жаростойких покрытий
- 7. Контроль качества сварных и паяных соединений
- 8. Особенности технологии сварки различных сплавов
- 9. Технологичность сварных конструкций
- Раздел VI. Технология обработки заготовок деталей машин
- 2. Научные основы формообразования поверхностей деталей машин
- 3. Технологические методы формообразования поверхностей деталей машин резанием с использованием лезвийного инструмента
- 4. Технологические методы формообразования поверхностей деталей машин с использованием абразивного инструмента
- 5. Формообразование поверхностей методами упрочняющей обработки
- Методические рекомендации к выполнению и оформлению контрольных заданий