Реферат по сварке взрывом

Обновлено: 04.07.2024

Сварка взрывом относится к разновидности сварки давлением, и представляет собой процесс образования соединения соударяющихся металлических тел, разгоняемых продуктами детонации взрывчатого вещества. Сварка взрывом — сравнительно новый перспективный технологический процесс, позволяющий получать биметаллические заготовки и изделия практически неограниченных размеров из разнообразных металлов и сплавов, в том числе тех, сварка которых другими способами затруднена.
Сварка взрывом — процесс получения соединения под действием энергии, выделяющейся при взрыве заряда взрывчатого вещества.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Сварка взрывом изотова.docx

Сварка взрывом — процесс получения соединения под действием энергии, выделяющейся при взрыве заряда взрывчатого вещества (ВВ). Принципиальная схема сварки взрывом приведена на рис. 1. Неподвижную пластину (основание) 4 и метаемую пластину (облицовку) 3 располагают под углом α = 2–16° на заданном расстоянии h = 2–3 мм от вершины угла. На метаемую пластину укладывают заряд ВВ 2. В вершине угла устанавливают детонатор 1. Сварка производится на опоре 5.

Рис. 1. Угловая схема сварки взрывом до начала (а) и на стадии взрыва (б)

Достоинства сварки взрывом, которые характеризуют ее как конкурентоспособный способ соединения разнородных металлов, заключаются в следующем: Высокопроизводительный и экономичный процесс, позволяющий получать соединения разнородных металлов и сплавов с прочностью на уровне прочности основных металлов (сталь + титан, сталь + алюминий, алюминий + медь и т.д.).

Сварка взрывом может осуществляться на больших площадях, ограничиваемых только размерами используемых листов.

Толщина плакирующего слоя может изменяться в широких пределах (от 0,05 до 30 мм).

2.Схема сварки взрывом

На опоре 5 располагают основную пластину 4, над которой с определенным зазором h устанавливают метаемую пластину 3. На метаемый слой укладывают заряд взрывчатого вещества высотой Н - 2 и закрепляют детонатор 1.

При инициировании ВВ по заряду распространяется детонационная волна со скоростью детонации D. Под действием высокого давления расширяющихся продуктов взрыва 6 отдельные участки метаемой пластины последовательно приобретают скорость порядка нескольких сотен метров в секунду, поворачиваются относительно своего первоначального положения исоударяются со скоростью V_c с неподвижной пластиной. В результате косого соударения пластин при правильно выбранных параметрах процесса в зоне контакта происходят частичная очистка соединяемых поверхностей, их активация и образование соединения со скоростью V_к с характерной волнообразной границей раздела слоев.

Рисунок 2.Схема сварки взрывом.

Рулонный способ в сравнении с традиционной сваркой взрывом в десятки раз повышает производительность технологического процесса и может быть использован в автоматизированных производственных процессах с дальнейшей прокаткой, штамповкой и другими способами обработки. 2

Области применения Черная и цветная металлургия, машиностроение.

Использование биметалла сталь-медь в изготовлении деталей рудотермических печей позволяет существенно увеличить срок службы последних, повышает надежность оборудования. Применение биметаллов сталь-медь, сталь-цирконий и др. для изготовления изложниц повышает надежность и срок службы оборудования. Возможность соединения сваркой взрывом сталь-алюминиевые сплавы используют при производстве электродов в алюминиевой промышленности, а замена баббитов в тяжелонагруженных подшипниках скольжения дизельных двигателей на подшипники скольжения сталь – сплав АО20 позволяет увеличить срок службы и затраты на изготовлении.

4.Технология сварки взрывом

В современных процессах металлообработки взрывом применяют заряды ВВ массой от нескольких граммов до сотен килограммов. Большая часть энергии, выделяющейся при взрыве, излучается в окружающую среду в виде ударных волн, сейсмических возмущений, разлета осколков. Воздушная ударная волна — наиболее опасный поражающий фактор взрыва. Поэтому сварку взрывом производят на полигонах (открытых и подземных), удаленных на значительные расстояния от жилых и промышленных объектов, и во взрывных камерах (см. рис.3 ).

Рис.3 . Общий вид камеры для сварки взрывом

После инициирования взрыва детонация распространяется по заряду ВВ со скоростью D нескольких тысяч метров в секунду.

Под действием высокого давления расширяющихся продуктов взрыва метаемая пластина приобретает скорость ν_H порядка нескольких сотен метров в секунду и соударяется с неподвижной пластиной под углом у, который увеличивается с ростом отношения ν_н/D. В месте соударения возникает эффект кумуляции — из зоны соударения выбрасывается с очень высокой скоростью кумулятивная струя, состоящая из металла основания и облицовки. Эта струя обеспечивает очистку свариваемых поверхностей в момент, непосредственно предшествующий их соединению. Со свариваемых поверхностей при обычно применяемых режимах сварки удаляется слой металла суммарной толщиной 1–15 мкм.

Соударение метаемой пластины и основания сопровождается пластической деформацией, вызывающей местный нагрев поверхностных слоев металла. В результате деформации и нагрева развиваются физический контакт, активация свариваемых поверхностей и образуются соединения.

Соединяемые поверхности перед сваркой должны быть чистыми (в особенности по органическим загрязнениям), так как ни действие кумулятивной струи, ни вакуумная сдвиговая деформация при соударении полностью не исключают вредного влияния таких загрязнений.

Сварка взрывом дает возможность сваривать практически любые металлы. Однако последующий нагрев сваренных заготовок может вызвать интенсивную диффузию в зоне соединения и образование интерметаллидных фаз. Последнее приводит к снижению прочности соединения, которая при достаточно высоких температурах может снизиться практически до нуля. Для предотвращения этих явлений сварку взрывом проводят через промежуточные прослойки из металлов, не образующих химических соединений со свариваемыми материалами. Например, при сварке титана со сталью используют в качестве промежуточного материала ниобий, ванадий или тантал.

Сварка взрывом применяется для плакирования стержней и труб, внутренних поверхностей цилиндров и цилиндрических изделий (рис. 4). При плакировании стержней трубу 1 (рис. 5 а) устанавливают с зазором на стержень 2. Внутреннюю поверхность трубы и наружную поверхность стержня механически обрабатывают и обезжиривают.

Рис. 4. Плакированный взрывом подпятник пресса

На наружную поверхность трубы помещают заряд взрывчатого вещества 3, инициирование которого производят по всему сечению одновременно так, чтобы взрыв распределялся по заряду нормально его оси. Для создания такого фронта используют конус из ВВ с детонатором 4 в его вершине. Для изоляции зазора от продуктов детонации и центрирования трубы относительно стержня в верхней её части устанавливается металлический конус 5. В случае плакирования трубных заготовок 6 внутрь их устанавливается стержень 2. Толщина плакирующей трубы может быть от 0,5 до 15 мм, а диаметр теоретически не ограничивается.

При плакировании внутренних поверхностей используется схема, показанная на рис. 5, б. Она предусматривает размещение плакируемой трубы 1 в массивной матрице 2. Внутрь трубы 1 с зазором устанавливают плакирующую трубу 3 с зарядом ВВ 4, инициируемого детонатором 5. Для внутреннего плакирования крупногабаритных труб и цилиндрических изделий ответственного назначения применяют вместо массивной матрицы 2 дополнительный заряд, расположенный на наружной поверхности плакируемого цилиндра и взрываемый одновременно с внутренним зарядом.

Рис. 5. Схема плакирования взрывом стержня (а) и внутренней поверхности трубы (б)

Физические явления, сопутствующие сварке взрывом, зависят от величины основных параметров высокоскоростного соударения. К ним относятся:
1) кинематические параметры: скорость метаемой пластины V0, угол соударения γ, скорость точки контакта Vк;
2) физические параметры: давление, длительность соударения, температура и т.п.
Для получения соединения при сварке взрывом необходимо выполнение

двух условий:
-давление при соударении должно достичь определенной величины;
-скорость перемещения точки соударения должна быть меньше скорости звука.
Давление при соударении зависит от скорости движения пластины, а равновесная скорость движения пластины от соотношения с/m, где с — масса заряда, m — ускоряемая масса. Скорость перемещения точки соударения не должна превышать скорости звука в металле по следующим причинам. Когда две пластины первоначально параллельны, и детонация распространяется с одного конца, скорость перемещения точки соударения равна скорости детонации заряда. Скорость ударной волны приближается к скорости звука в материале пластины (например, в алюминии — 5240 м/с, в меди — 3580 м/с). Если скорость детонации больше скорости звука, то отраженная звуковая волна может разрушить только что созданное сварное соединение. Поэтому подбирают такое взрывчатое вещество (ВВ) (аммониты, гранулиты, зерногранулиты), чтобы скорость детонации была от 2500 до 3600 м/с, тогда отраженная звуковая волна ударяется о свариваемую плоскость раньше, чем давление взрыва ударом соединит верхнюю пластину с нижней. Большинство технологических схем сварки взрывом основано на использовании направленного (кумулятивного) взрыва. Кумулятивность осуществляется тем, что свариваемые детали располагаются под некоторым углом α = 2–16° с начальным расстоянием друг от друга в вершине угла h = 2–3 мм.
Следует учесть, что воздушная кумулятивная струя во всех случаях движется с большей скоростью, чем звуковая и детонационная. Эта струя, направленная из острия угла α в сторону его раствора, обладает давлением порядка 1011 Па (от нескольких сот до миллиона атмосфер). Благодаря такому огромному давлению и весьма большой скорости (6000–7000 м/с) высокотемпературная кумулятивная струя производит прежде всего идеальную очистку поверхности пластин от любого вида загрязнений.

Сварка взрывом — метод сварки на основе использования энергии взрыва; разновидность обработки металлов взрывом.

При сварке взрывом привариваемая (метаемая) деталь располагаетс я под углом к неподвижной детали-мишени (основанию) или параллельно ей (в большинстве случаев) и приводится в движение контролируемым взрывом, в результате чего с большой скоростью соударяется с ней; соединение образуется за счет совместной пластической деформации поверхностей.

Сварка взрывом применяется для соединения деталей из разнородных металлов, в частности для плакирования.

Сваркой называется процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.
В 1802 году впервые в мире профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В.В.Петров (1761-1834гг.) открыл электрическую дугу и описал явления, происходящие в ней, а также указал на возможность её практического применения. Сварку взрывом впервые наблюдал академик М.А.Лаврентьев в 1944 году. Тогда это явление не вызвало особого интереса - шла война. Вплотную сварку взрывом стали изучать лишь 20 лет спустя.

Содержание

Вложенные файлы: 1 файл

реферат на тему Сварка взрывом.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Кафедра: Сварка летательных аппаратов

Тема: Сварка взрывом

Выполнила: студентка группы БТС12-01

Проверил: профессор Козловский С.Н.

Технико-экономические преимущества………………………………………. .11

В 1802 году впервые в мире профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В.В.Петров (1761-1834гг.) открыл электрическую дугу и описал явления, происходящие в ней, а также указал на возможность её практического применения. Сварку взрывом впервые наблюдал академик М.А.Лаврентьев в 1944 году. Тогда это явление не вызвало особого интереса - шла война. Вплотную сварку взрывом стали изучать лишь 20 лет спустя. Долгие годы одной из мучительных проблем техники было соединение пар металлов: молибден - молибден, цирконий - латунь, вольфрам - стал. Возможность нетрадиционного использования энергии взрыва для соединения металлов в твердой фазе была открыта еще в начале 60 годов минувшего столетия практически одновременно в России и США. В Волгоградском техническом университете за сравнительно короткий срок была создана научная школа сварки взрывом.

На Алтае исследования процесса сварки взрывом были начаты в 1963 году. С самого начала исследования носили прикладной характер, то есть проводились применительно к разработке конкретных технологических процессов. Первая задача, которая была успешно решена, плакирование нержавеющей сталью поверхности литых лопастей рабочих колёс гидротурбин Красноярской ГЭС, имеющих переменное сечение и сложную криволинейную поверхность с площадью плакирования 3 м2. Эти колёса успешно эксплуатируются уже более 30 лет.

Количество решаемых задач непрерывно росло. Объём производимого сваркой взрывом биметалла достигал 15000 тонн в год. Приоритет в области сварки взрывом подтверждён более 100 авторскими свидетельствами и семью патентами в США, ФРГ, Франции, Швеции. Сотрудники коллектива "Уралхиммаш" участвовали в комплексе работ по плакированию взрывом уникальных крупногабаритных изделий (лопасти турбин Красноярской, Чарвакской, Саяно-Шушенской ГЭС, ГЭС Сайт 1 (Канада), трубные решётки весом до 40 т, барабаны сепараторы пара Билибинской и Чернобыльской АЭС и др.).

В настоящее время научный потенциал имеет возможность выполнения любого заказа по производству биметаллов и плакированию готовых изделий.

На сегодняшний день разработано и освоено свыше 20 технологий производства биметалла и плакирования изделий. Имеется практическая возможность производить сваркой взрывом листы биметалла неограниченной площади, объединяющие в себе любые пары металлов, плакировать готовые детали и заготовки. Возможна, например, сварка закалённой броневой стали с алюминием. Разработанные технологии основаны на использовании простейшего бинарного взрывчатого вещества (ВВ), составные части которого аммиачная селитра и дизельное топливо по отдельности не относятся к ВВ и только после смешивания на месте работ становятся взрывчатыми веществами.

В период с 1987 по 1990 годы были произведены работы по созданию производства коррозионно-стойких электросварных и бесшовных труб. Технология предусматривала получение сваркой взрывом двух или трёхслойной заготовки, прокатки её в штрипс и последующую сварку труб. Технология была успешно апробирована при выпуске опытных партий труб на Выксунском, Северском и Челябинском трубопрокатном заводах, Новосибирском металлургическом заводе.

В последующие годы в стране стали применяться: сварка ультразвуком, электронно-лучевая, плазменная, диффузионная, холодная сварка, сварка трением и др.

Сварка во многих случаях заменила такие трудоёмкие процессы изготовления конструкций, как клёпка и литьё, соединение на резьбе и ковка.

Было замечено, что при взрывах разлетающиеся куски металла, ударяясь об окружающие металлоконструкции, иногда прочно привариваются к ним. Проведенные исследования позволили создать промышленно пригодный способ сварки взрывом. Сущность же сварки взрывом сводится к тому, что ударяющаяся или привариваемая заготовка с большой скоростью бросается к детали, на которую определённым образом воздействует удар. При этом скорость движения ударяющей детали должна к моменту соударения обязательно достигать нескольких сотен метров в секунду, что практически равносильно скорости снаряда огнестрельного оружия.

Когда происходит соударение соединяемых между собой деталей, в этом месте металл расплавляется и течёт подобно обычной жидкости. Спустя какое-то время, свариваемые детали сливаются в единое целое, образуя в результате монолитную конструкцию. Следует отметить, что ударяющая заготовка бросается на другую деталь посредством взрывчатого вещества. В свою очередь, вес данного вещества должен составлять не менее десяти – двадцати процентов веса самой ударяющей заготовки. Ударяемая же деталь может иметь абсолютно любую массу.

В случаях, когда ударяемая деталь имеет недостаточную массу, способную выдержать сильный удар, её укладывают на специальное массивное основание. Подобным образом происходит увеличение ударяемой массы детали, что существенно увеличивает применении энергии, возникающей вследствие взрыва. Если в этом возникает необходимость, то ударяемую деталь не только укладывают на массивное основание, но и прикрепляют к нему посредством особых крепёжных элементов. В результате ударяемая деталь, наряду с увеличением веса, получает и дополнительную устойчивость.

Сварка взрывом — сварка, при которой соединение образуется за счет совместной пластической деформации в результате вызванного взрывом соударения быстродвижущихся деталей. Кинетическая энергия соударения соединяемых частей затрачивается на работу совместной пластической деформации контактирующих слоев металла, приводящей к образованию сварного соединения. При этом часть работы пластической деформации переходит в теплоту, которая может разогревать металл в зоне соединения до высоких температур, вплоть до плавления локальных объемов. Это сравнительно новый перспективный технологический процесс, позволяющий получать биметаллические заготовки и изделия практически неограниченных размеров из разнообразных металлов и сплавов, в том числе тех, сварка которых другими способами затруднена.

Рис. 1. Угловая схема сварки взрывом до начала (а) и на стадии взрыва (б)

Вторым примером использования сварки взрывом могут служить стыки соединяемых труб. Применяется телескопический или нахлесточный стык (см рис.2), где 1 и 2 - соединяемые трубы, 3 - взрывчатка, 4 - детонатор. Взрывчатка располагается по стыку кольцеобразной полосой. Для устранения смятия труб при взрыве может быть применен достаточно прочный сердечник (не показан на рисунке).

Рис.2. Соединение труб сваркой взрывом.

Рис. 3. Общий вид камеры для сварки взрывом

Сварка взрывом применяется для плакирования стержней и труб, внутренних поверхностей цилиндров и цилиндрических изделий При плакировании стержней трубу 1 (рис.4, а) устанавливают с зазором на стержень 2. Внутреннюю поверхность трубы и наружную поверхность стержня механически обрабатывают и обезжиривают. На наружную поверхность трубы помещают заряд взрывчатого вещества 3, инициирование которого производят по всему сечению одновременно так, чтобы взрыв распределялся по заряду нормально его оси. Для создания такого фронта используют конус из ВВ с детонатором 4 в его вершине. Для изоляции зазора от продуктов детонации и центрирования трубы относительно стержня в верхней ее части устанавливается металлический конус 5. В случае плакирования трубных заготовок 6 внутрь их устанавливается стержень 2. Толщина плакирующей трубы может быть от 0,5 до 15 мм, а диаметр теоретически не ограничивается.

При плакировании внутренних поверхностей используется схема, показанная на рис. 4, б. Она предусматривает размещение плакируемой трубы 1 в массивной матрице 2. Внутрь трубы 1 с зазором устанавливают плакирующую трубу 3 с зарядом ВВ 4, инициируемого детонатором 5. Для внутреннего плакирования крупногабаритных труб и цилиндрических изделий ответственного назначения применяют вместо массивной матрицы 2 дополнительный заряд, расположенный на наружной поверхности плакируемого цилиндра и взрываемый одновременно с внутренним зарядом.

Рис.4 Схема плакирования взрывом стержня(а) и внутренней поверхности трубы(б).

ЧМК, дисциплина "Биметаллы" 136 кб
Сварка взрывом — процесс получения соединения под действием энергии, выделяющейся при взрыве заряда взрывчатого вещества. Сварка прокаткой – метод соединения металлических материалов в твердой фазе при совместной горячей или холодной обработке с последующим отжигом пластической деформации свариваемых заготовок

Гельман А.С. Основы сварки давлением

формат djvu
размер 6.05 МБ
добавлен 30 марта 2010 г.

А. С. Гельман. - М. : Машиностроение, 1970. - 312 с. В книге рассмотрены физические и технологические основы сварки давлением металлов с образованием соединения в твердом состоянии. Проанализировано влияние на ход и результаты процесса главных параметров важнейших способов сварки давлением (холодной и прессовой, стыковой сопротивлением и оплавлением на воздухе или в защитной среде, взрывом, диффузионно-вакуумной, трением, ультразвуковой и др. ).

Курсовая работа Процессы сварки металлов плавлением

формат gif, htm, html
размер 202.3 КБ
добавлен 22 декабря 2010 г.

Сварка. Понятие, сущность процесса Сварка плавлением Классификация электрической дуговой сварки Ручная дуговая сварка и оборудование для неё Технология ручной дуговой сварки Технология газовой сварки Приложение Литератураrn

Лабораторная работа - Изучение операций основных приемов газовой и электросварки

формат doc
размер 356.68 КБ
добавлен 27 мая 2009 г.

Реферат - Виды сварки

формат docx
размер 51.41 КБ
добавлен 27 ноября 2010 г.

Реферат сдавался в ЮРГТУ в 2008 году. Введение. Основные вопросы сварки. Сварка. Понятие, сущность процесса Классификация электрической дуговой сварки Ручная дуговая сварка и оборудование для неё Технология ручной дуговой сварки. техника сварки. Сущность газовой сварки Техника газовой сварки Автоматическая дуговая сварка под флюсом Электрошлаковая сварка и приплав Сварка в среде защитных газов Контактная сварка Стыковая сварка Точечная сварка Шо.

Реферат - Основные способы сварки

формат doc
размер 266.5 КБ
добавлен 16 ноября 2010 г.

Введение Сварка в твердом состоянии Холодная сварка металлов Ультразвуковая сварка металлов Диффузионная сварка в вакууме Электроннолучевая сварка Газовая, или газоплавильная сварка Сварка взрывом Сварка трением Высокочастотная сварка Дуговая сварка покрытыми электродами Заключение Используемая литература

Реферат - Сварка

формат doc
размер 142.1 КБ
добавлен 05 декабря 2009 г.

Введение. Основные вопросы сварки. Сварка. Понятие, сущность процесса. Классификация электрической дуговой сварки. Ручная дуговая сварка и оборудование для неё. Технология ручной дуговой сварки. Техника сварки. Сущность газовой сварки. Техника газовой сварки. Автоматическая дуговая сварка под флюсом. Электрошлаковая сварка и приплав. Сварка в среде защитных газов. Контактная сварка. Стыковая сварка. Точечная сварка. Шовная сварка. Газовая сварка.

Реферат Виды сварки

формат htm, doc
размер 167.67 КБ
добавлен 21 октября 2010 г.

Основные вопросы сварки Сварка. Понятие, сущность процесса Классификация электрической дуговой сварки Ручная дуговая сварка и оборудование для неё Технология ручной дуговой сварки Техника сварки Сущность газовой сварки Техника газовой сварки Автоматическая дуговая сварка под флюсом Электрошлаковая сварка и приплав Сварка в среде защитных газов Контактная сварка Стыковая сварка Точечная сварка Шовная сварка Газовая сварка и резка металлов Дефект.

Реферат Сварка

формат pdf
размер 1.47 МБ
добавлен 24 ноября 2011 г.

Великий Новгород, МПК ПТК НовГУ им. Ярослава Мудрого Преподаватель: Ефимова Е.А.; год: 2011; 18 стр. Предмет: Материаловедение. Общие сведения о сварке. Сварка. Сварочные соединения. Контроль сварочных соединений. Электродуговая сварка. Электродуговая сварка Сварочное оборудование на постоянном и переменном токе. Сварка под флюсом. Электрошлаковая сварка. Газовая сварка. Сущность газовой сварки. Сварочное пламя. Технология газовой сварки.

Сварка металлов плавлением

формат rtf
размер 765.87 КБ
добавлен 28 июля 2010 г.

Содержание. Сварка. Понятие, сущность процесса. Сварка плавлением. Классификация электрической дуговой сварки. Ручная дуговая сварка и оборудование для неё. Технология ручной дуговой сварки. Технология газовой сварки. Приложение. Литература.

Шестель, Л.А. Специальные методы сварки и пайка

формат doc
размер 508.85 КБ
добавлен 29 января 2011 г.

Конспект лекций / Л. А. Шестель. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. – 68 с. Группа методов сварки в твердой фазе Физические основы сварки. Холодная сварка. Сварка трением. Сварка взрывом. Высокочастотная сварка. Диффузионная сварка в вакууме. Сварка прокаткой. Ультразвуковая сварка металлов. Магнитно-импульсная сварка. Группа специальных методов сварки плавлением. Электронно-лучевая сварка. Сварка лазерным лучом. Плазменная и микроплазменная сварка. Па.

 Введение
 История развития сварки
 Основные виды сварки
 Сварка взрывом
1. определение
технологический процесс
подготовка поверхности
контроль сварного соединения
области применения
технико-экономические приемущества
недостатки метода
возможности инноваций
 Заключение
 Список литературы

Файлы: 1 файл

тсп курсовая.Сварка взрывом.doc

Российский Государственный университет нефти и газа имени И.М.Губкина

Кафедра сварки и мониторинга нефтегазовых сооружений

Курсовой проект по Теории Сварочных Процессов на тему:

Выполнил: Меркулова А.О.

Проверил: Ефименко Л.А.

Москва

 История развития сварки

 Основные виды сварки

контроль сварного соединения

годах нашего столетия, повторялась в сварных конструкциях инструментов, изготовлявшихся сваркой по методу А. М. Игнатьева. Искусством кузнечно-горновой сварки до сих пор многие продолжают любоваться. Различные решетки садов, а также перилла мостов, изготовленны кузнечно-горновой сваркой из кричного железа. Кузнечно-горновая сварка является самым древним технологическим процессом горячей обработки металла. В настоящее время этот способ сварки практического интереса не представляет, так как заменен на более новые и совершенные способы сварки.

История развития сварки:

В 1881 году русский изобретатель Н.Н.Бенардос (1842-1905гг.) применил электрическую дугу для соединения и разъединения стали. Дуга Н.Н. Бенардоса горела между угольным электродом и свариваемым металлом. Присадочным прутком для образования шва служила стальная проволока. В качестве источника электрической энергии использовались аккумуляторные батареи. Сварка, предложенная Н.Н. Бенардосом, применялась в России в мастерских Риго-Орловской железной дороги при ремонте подвижного состава. Н.Н. Бенардосом были открыты и другие виды сварки: контактная точечная сварка, дуговая сварка несколькими электродами в защитном газе, а также механизированная подача электрода в дугу.

В 1888 году русский инженер Н.Г.Славянов (1854-1897гг.) предложил дуговую сварку плавящимся металлическим электродом. Он разработал научные основы дуговой сварки, применил флюс для защиты металла сварочной ванны от воздействия воздуха, предложил наплавку и сварку чугуна. Н.Г.Славянов изготовил сварочный генератор своей конструкции и организовал первый в мире электросварочный цех в Пермских пушечных мастерских, где работал с 1883 по 1897г.

Н.Н.Бенардос и Н.Г.Славянов положили начало автоматизации сварочных процессов. Однако в условиях царской России их изобретения не нашли большого применения. Только после Великой Октябрьской социалистической революции сварка получает распространение в нашей стране. Уже в начале 20-х гг. под руководством профессора В.П.Вологдина на Дальнем Востоке производили ремонт судов дуговой сваркой, а также изготовление сварных котлом, а несколько позже – сварку судов и ответственных конструкций.

Новый этап в развитии сварки относится к концу 30-ых годов, когда коллективом института электросварки АН УССР под руководством академика Е.О.Патона был разработан промышленный способ автоматической сварки под флюсом. Внедрение его в производство началось с 1940г. Сварка под флюсом сыграла огромную роль в годы войны при производстве танков, самоходных орудий и авиабомб.

В конце 40-ых годов получила промышленное применение сварка в защитном газе. Коллективами Центрального научно-исследовательского института технологий машиностроения и Института электросварки имени Е.О. Патонова разработана и в 1952 году внедрена полуавтоматическая сварка в углекислом газе.

Сварку взрывом впервые наблюдал академик М.А.Лаврентьев в 1944 году. Тогда это явление не вызвало особого интереса - шла война. Вплотную сварку взрывом стали изучать лишь 20 лет спустя. Долгие годы одной из мучительных проблем техники было соединение пар металлов: молибден - молибден, цирконий - латунь, вольфрам - стал. Возможность нетрадиционного использования энергии взрыва для соединения металлов в твердой фазе была открыта еще в начале 60 годов минувшего столетия практически одновременно в России и США. В Волгоградском техническом университете за сравнительно короткий срок была создана научная школа сварки взрывом.

Количество решаемых задач непрерывно росло. Объём производимого сваркой взрывом биметалла достигал 15000 тонн в год. Приоритет в области сварки взрывом подтверждён более 100 авторскими свидетельствами и семью патентами в США, ФРГ, Франции, Швеции. Сотрудники коллектива "Уралхиммаш" участвовали в комплексе работ по плакированию взрывом уникальных крупногабаритных изделий (лопасти турбин Красноярской, Чарвакской, Саяно-Шушенской ГЭС, ГЭС Сайт‑1 (Канада), трубные решётки весом до 40 т, барабаны сепараторы пара Билибинской и Чернобыльской АЭС и др.).

Преимущество сварки перед этими процессами следующие:

 экономия металла – 10. 30% и более в зависимости от сложности конструкции

 уменьшение трудоёмкости работ, сокращение сроков работ и уменьшение их стоимости

 возможность механизации и автоматизации сварочного процесса

 возможность использования наплавки для восстановления изношенных деталей

 герметичность сварных соединений выше, чем клепаных или резьбовых

 уменьшение производственного шума и улучшение условий труда рабочих

Процесс сварки делят на три класса : термический, термомеханический и механический. К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением, такие как дуговая, газовая, лезерная, электроннолучевая сварка.

К термомеханическому классу относятся все виды контактной сварки, высокочастотной, кузнечной сварки.

К механическому классу относят холодную, ультрозвуковую, сварку трением и взрывом, выполняемую давлением с дополнительной механической энергией.

Сварка плавлением осуществляется при нагреве сильным концентрированным источником тепла (электрической дугой, плазмой и др.) кромок свариваемых деталей, в результате чего кромки в месте соединения расплавляются, самопроизвольно сливаются, образуя общую сварочную ванну, в которой происходят некоторые физические и химические процессы.

Сварка давлением осуществляется пластическим деформированием металла в месте соединения под действием сжимающих усилий. В результате различные загрязнения и окислы на свариваемых поверхностях вытесняются наружу, а чистые поверхности сближаются по всему сечению на расстояние атомного сцепления.

Основные виды сварки:

Ручная дуговая сварка осуществляется покрытыми металлическими электродами. К электроду и свариваемому металлу подводится переменный или постоянный ток, в результате чего возникает дуга, постоянную длину которой необходимо поддерживать на протяжении всего процесса сварки.

Дуговая сварка под флюсом. Сущность сварки состоит в том, что дуга горит под слоем сварочного флюса между концом голой электродной проволоки. При горении дуги и плавлении флюса создаётся газошлаковая оболочка, препятствующая отрицательному воздействию атмосферного воздуха на качество сварного соединения.

Газовая сварка осуществляется путём нагрева до расплавления свариваемых кромок и сварочной проволоки высокотемпературным газокислородным пламенем от сварочной горелки. В качестве горючего газа применяется ацетилен и его заменители (пропан-бутан, природный газ, пары жидких горючих и др.)

Контактная сварка осуществляется при нагреве деталей электрическим током и их пластической деформации (сдавливании) в месте нагрева. Местный нагрев достигается за счёт сопротивления электрическому току свариваемых деталей в месте их контакта. Существует несколько видов контактной сварки, отличающихся формой сварного соединения, технологическими особенностями, способами подвода тока и питания электроэнергией.

Электронно-лучевая сварка. Сущность процесса сварки электронным лучом состоит в использовании кинетической энергии электронов, быстро движущихся в глубоком вакууме. При бомбардировке поверхности металла электронами подавляющая часть их кинетической энергии превращается в теплоту, которая используется для расплавления металла.

Плазменной сваркой можно сваривать как однородные, так и разнородные металлы, а также неметаллические материалы. Температура плазменной дуги, применяемой в сварочной технике, достигает 30 000 C. Для получения плазменной дуги применяются плазмотроны с дугой прямого или косвенного действия. В плазмотронах прямого действия плазменная дуга образуется между вольфрамовым электродом и основным металлом. Сопло в таком случае электрически нейтрально и служит для сжатия и стабилизации дуги. В плазмотронах косвенного действия плазменная дуга создаётся между вольфрамовым электродом и соплом, а струя плазмы выделяется из столба дуги в виде факела. Дугу плазменного действия называют плазменной струёй. Для образования сжатой дуги вдоль её столба через канал в сопле пропускается нейтральный одноатомный (аргон, гелий) или двухатомный газ (азот, водород и другие газы и их смеси). Газ сжимает столб дуги, повышая тем самым температуру столба.

Читайте также: