Свариваемых материалов

Для получения неразъемного соединения при сварке плавлением кромки металла свариваемых элементов (основной металл)и дополнительный металл (сварочная проволока и др.) в месте соединения расплавляются, самопроизвольно сливаются в общую, так называемую сварочную ванну, в которой происходят многие физико-химические процессы и устанавливаются металлические связи.

По форме сопряжения свариваемых элементов .можно выделить следующие основные типы сварных соединений: стыковые (рис. 1,а), тавровые (рис. 1, б те), угловые (рис. 1, г), нахлесточные (рис. 1,5).

Подобные же приемы применяют и при сварке наклонным электродом при зазоре в стыке свыше 2,5 мм. Для обеспечения полного провара стыка кромок сварку можно выполнять в несимметричную «лодочку» (рис. 32, а), когда угол между электродом и полкой тавра уменьшается до 30°. Этот же прием используют при различной толщине свариваемых элементов, когда уменьшается yro;i между электродом, и более тонким элементом. При сварке тавровых соединений наклонным электродом трудно избежать подреза на вертикальной стенке соединения. Для предупреждения этого электрод смещают на полку (рис. 32, б, в). Последовательность сварки многопроходных швов указана на рис. 32, г. Нахлесточпые соединения при толщине верхнего листа до 8 мм сваривают вертикальным электродом с оплавлением верхней кромки (рис. 32, д).

При сварке углопых швов держатель упирается в угол стыка свариваемых элементов копирующей насадкой (рис. 33, а, б). Сварку стыковых швов ведут па себя (рис. 33, в) или сбоку (рис. 33, г). Сочетание перемещения держателя вдоль оси шва с поперечными колебаниями позволяет получить уширенные швы, что важно при сварке стыковых швов с повышенными зазорами. Точность сборки кромок под сварку и приемы удержания расплавленного металла от вытекания в зазор между кромками те же, что при

Технологичность обеспечивается выбором металла, формы свариваемых элементов и типа соединения, видов сварки и мероприятий по уменьшению сварочных деформаций и напряжений.

Тип сварного соединения определяют взаимным расположением свариваемых элементов и формой подготовки (разделки) их кромок под сварку (рис. 5.57). По первому признаку различают четыре основных типа сварных соединений: стыковые, тавровые, на-хлесточные и угловые..Кромки разделывают в целях полного провара заготовок по сечению, что является одним из условий равнопрочности сварного соединения с основным металлом. Форму и размеры элементов разделки (угол, притупление и зазоры) назначают, исходя из условий проплавления, обеспечения формирования корня шва (без непроваров и прожогов) и минимального объема наплавленного металла.

Нахлесточные соединения часто применяют для сварки листовых заготовок при необходимости простой подготовки и сборки под сварку. Эти соединения, выполненные термической сваркой, менее прочны по сравнению со стыковыми соединениями. Они не экономичны вследствие перерасхода основного металла, обусловленного наличием перекрытия свариваемых элементов и наплавленного металла в связи с выполнением двух угловых швов. В то же время

Сварные заготовки изготовляют из проката: листа, труб, профилей, а также из литых, кованых и штампованных элементов. При конструировании размеры и форму свариваемых элементов сточки зрения их технологичности следует выбирать, исходя из применения высокопроизводительных автоматических способов сварки; выполнения сварки в нижнем положении; свободного доступа к лицевой и корневой частям шва; проведения при необходимости подогрева (или охлаждения) и последующей термической или механической обработки; сведения к минимуму длины сварных швов и массы основного и наплавленного металлов и т. д.

Сварочные деформации и напряжения возникают вследствие локальной пластической деформации отдельных зон сварного соединения из-за неравномерного разогрева при сварке. Металл в зоне максимального нагрева (шов и зона термического влияния), претерпевший пластическую деформацию сжатия при нагреве, после полного охлаждения получает остаточное укорочение. Это укорочение приводит к изменению формы и размеров всей сварной заготовки. Абсолютное укорочение (ДДВ и ACD) линейных элементов (ЛВ и CD) пропорционально их длине в зоне пластической деформации (ABCD) (рис. 5.58, а, б). В соответствии с этим основные закономерности процесса развития внешних сварочных деформаций сводятся к следующему: 1) абсолютное укорочение возрастает с увеличением зоны пластической деформации, т. е. с увеличением объема наплавленного металла и зоны разогрева заготовки; 2) при симметричном размещении наплавленного металла относительно центра тяжести сечения (ц. т.) свариваемых элементов изменяются только размеры последних, т. е. происходит деформация поперечной Ап и продольной Д„р усадок (рис. 5.58, в; 5.59, а); 3) при несимметричном расположении наплавленного металла относительно центра тяжести сечения также изменяется форма сварных заготовок, т. е. пронсхо-

Мероприятия, уменьшающие внешние сварочные деформации, направлены на снижение остаточного укорочения и устранение несимметричности его распределения, а также на повышение сопротивления свариваемых элементов деформированию. Они могут быть реализованы на этапе конструирования или изготовления сварного узла. Часто полностью устранить сварочные деформации не удается. Поэтому при необходимости возможно применение правки уже готовых сварных заготовок.

перед сваркой (рис. 5.59, г); уменьшением сечения шва заменой V-образной разделки на U-образную (рис. 5.59, д, е); симметричным размещением наплавленного металла относительно центра тяжести сечения шва заменой V-образной разделки на Х-образную (рис. 5.59, ж); жестким закреплением свариваемых элементов при сварке (рис. 5.59, з) или применением ребер жесткости (рис. 5.59, к).

тромапштных линз 4 фокусируется на поверхности свариваемых материалов (рис. 5.15).

В угловых соединениях с одинаковой толщиной стенок по рис. 181, г размер катета задан толщиной кромок. В угловых и тавровых соединениях (виды д, е), где размеры шва могут быть произвольными, катет шва делают равным толщине s свариваемых материалов [но не более приведенных в соотношении .(5) величин]

• При толщине одного из свариваемых материалов менее 6 — 8 мм сварку прорезными швами заменяют простой и производительной операцией точечного проплав л ения (вид в) более тонкого из соединяемых материалов или шовного проплавлен и я (вид г).

Кроме перечисленных основных показателей свариваемости имеются еще показатели, от которых зависит качество сварных соединений. К. ним относят качество формирования сварного шва, величину собственных напряжений, величину деформаций и коробления свариваемых материалов и изделий.

В зависимости от свариваемых материалов и применяемых электродов для ручной дуговой сварки применяют источники переменного или постоянного тока с крутопадающей характеристикой. Основным рабочим инструментом сварщика при ручной сварке служит электрододержатель, который предназначен для зажима электрода и подвода сварочного тока. Применяют Электрододержатели пружинного и пластинчатого типов (рис. 37).

Давление в контакте соединяемых деталей в зависимости от температуры и рода свариваемых материалов может меняться от 3—5 до 100 МПа. Осадку деталей осуществляют главным образом пневматическими системами. Время сварки составляет от нескольких до десятков минут. Сварку выполняют в условиях безокислительного нагрева, для этого в сварочной камере поддерживается разрежение Ю"1—10~3 Па.

Удельные показатели можно подсчитывать отдельно по каждой группе соединений, свариваемых материалов и т. д. Затраты следует относить к так называемой рабочей площади соединения S, которая в случае сварки встык соответствует продольному сечению шва без выпуклости. Для нахлесточных соединений площадь S соответствует сечению меньшего из соединяемых элементов (см. рис. 1.7). Для дуговой сварки в один проход материала толщиной б при токе, напряжении и скорости сварки соответственно /, U, ус8 удельная энергия

Механические сварочные процессы обычно протекают без введения тепловой энергии извне, хотя при механическом воздействии в ряде случаев возможно частичное преобразование механической энергии в зоне соединения в тепловую. Нагрев зоны сварки в данном случае снижает предел текучести свариваемых материалов, улучшает условия их деформирования, но иногда может оказать вредное воздействие на соединяемые детали (например, в случае герметизации сваркой собранных полупроводниковых приборов).

В первом случае, как правило, существует макронеоднородность химического состава по длине шва или в отдельных его объемах, вызванная колебаниями в составе свариваемых материалов — покрытии, флюсе, а также нестабильностью режима и технологическими нарушениями.

главные из которых — химический состав свариваемых материалов и применяемых присадочных проволок, покрытия электродов, флюсы, режим сварки, определяющий форму шва, схему кристаллизации, и процессы структурообразования в шве и околошовной зоне, размер зерна, характер и интенсивность протекания лик-вационных и сегрегационных процессов и др.

пилы, схему выборки-хранения и импульсный анализатор, включенный в цепь обратной связи. Периодическое свипировиние (качание) частоты сканирующего пучка производится выходным напряжением геыратора пилы. По первому ходу пилы в анализаторе определяется временной интервал, соответствующий моменту появления импульса Ii минимальной амплитуды, а по второму ходу пилы производится преобразование временного интервала в управляющее напряжение. Таким образом не всем протяжении сварного шва поддерживается ~ Ij •" ~ I, jnjn для свариваемых материалов как постоянного так .и переменного сечения.