.
Производственная круппа СОЮЗ контакты гор.Хабаровск, ул. Муравьева-Амурского, 7-77
тел. +7-929-404-33-33, e-mail: 9294043333@mail.ru

Сварка металла давлением

Основными видами сварки металла давлением являются: газопрессовая сварка, сварка трением, холодная сварка, ультразвуковая сварка, контактная сварка, диффузионная сварка в вакууме, сварка токами высокой частоты, электронно-лучевая сварка.

Газопрессовая сварка металла

При газопрессовой сварке кромки свариваемых деталей нагреваются газовым ацетилено-кислородным пламенем посредством многопламенных горелок (фиг. 9, а и б) до оплавления или же до пластического состояния (температуры нагрева 1200— 1250° С), а затем свариваются под действием сдавливающих усилий Р.

Схема газопрессовой сварки

 Получение доброкачественных сварных соединений зависит от состава и свойства свариваемого металла, температуры нагрева, величины давления и качества подготовки под сварку. При правильном выполнении технологического процесса обеспечивается высокое качество сварных соединений.

Применяется при массовом выполнении однотипных сварных соединений, в частности: стыковых соединений различных трубопроводов, железнодорожных рельсов, стержней арматуры для железобетонных конструкций и т. п.

Для газопрессовой сварки металла используются специальные станки с комплектом многопламенных горелок.

Сварка металла трением

Это процесс, в котором нагрев свариваемых элементов, соединяемых встык, осуществляется трением прилегающих друг к другу поверхностей. Данный способ открыт в 1956 г. рабочим токарем-новатором А. И. Чудиковым и имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами сварки металла встык, а именно:
1) расход энергии примерно в 8—10 раз (а при сварке алюминия — в 30 раз) меньше, чем при контактной сварке;
2) возможность получения хороших сварных соединений из разнородных металлов и сплавов;
3) простота процесса и возможность его автоматизации.
Примерная схема процесса показана на фиг. 10.

Схема процесса сварки трением

Холодная сварка металла


Основана на совместном пластическом деформировании свариваемых металлов и осуществляется давлением без нагрева. Для создания давления используются различные устройства механических и гидравлических прессов. Этим способом свариваются многие металлы, обладающие пластическими свойствами: медь, алюминий и некоторые их сплавы, никель, цинк, серебро, титан и др. Можно сваривать разнородные металлы: медь с алюминием, медь с цинком, медь с железом и др. Сварка металлов осуществляется встык и в нахлестку с односторонним и двусторонним вдавливанием. Схема холодной сварки металла представлена на фиг. 11, а, б, в.
Схема процесса холодной сварки: односторонняя внахлестку, двусторонняя внахлестку, встык



Ультразвуковая сварка металла

Основана на превращении электрических колебаний при помощи специального преобразователя 2 (фиг. 12) в продольные механические колебания, сообщаемые волноводу 3. Продольные колебания выступа 4 волновода, выполняющего функцию одного из электродов, вызывают силы трения в свариваемых деталях 5.


Схема процесса ультразвуковой сварки: от высокочастотного генератора, преобразователь электрических колебаний в механические, волновод, свариваемые детали, сдавливающие усилия


В результате развиваются пластические деформации, приводящие к образованию общих кристаллов в пограничной зоне соединяемых деталей. Металл при сварке не расплавляется, но незначительно нагревается.
Способ применяется для соединения внахлестку точками или швом металлических деталей малого сечения, а также пластмасс.

Контактная сварка металла

Существует несколько способов контактной сварки металла, из которых основными являются стыковая, точечная и шовная.

При стыковой сварке ток, протекающий во вторичной обмотке сварочного трансформатора, проходит и через изделия, включенные во вторичную обмотку (фиг. 13), в результате чего в месте стыка детали разогреваются до пластического состояния, частичного расплавления или оплавления поверхностей и свариваются при обязательном условии действия сдавливающих усилий Р.

Схема контактной сварки встык

 Сварка металла встык может производиться методами сопротивления и оплавления. Наибольшее распространение получила сварка методом оплавления.

Стыковая сварка металла применяется для соединений стержней различного профиля и сечения, труб, полос, листов и т. п.

При точечной сварке металла элементы, подлежащие соединению устанавливаются внахлестку и зажимаются между электродами, являющимися частью витка вторичной обмотки сварочного трансформатора (фиг. 14). При прохождении электрического тока по вторичной обмотке, металл между листами под электродами разогревается и при сдавливании усилиями Р сваривается.


Схема точечной контактной сварки

При шовной сварке металла элементы устанавливаются внахлестку между токоподводящими роликами (фиг. 15) и, как при точечной сварке, соединяются отдельными точками, перекрывающими друг друга не менее чем на 1/5.


Схема шовной контактной сварки

Таким образом, шовная сварка металла может рассматриваться как разновидность точечной сварки с очень близким расположением сварных точек.
Шовная сварка металла применяется для плотных соединений (непроницаемых для жидкостей и газов) при толщине материала до 2,5 + 2,5 мм.

Во всех рассмотренных случаях контактная сварка металла осуществляется за счет переменного тока с применением понижающих трансформаторов.

Кроме основных находят применение и другие способы, являющиеся разновидностью контактной сварки, в частности продольностыковая сварка по методу Игнатьева, рельефная, шовно-стыковая, импульсная (запасенной энергией) и др.

Контактная сварка металла является наиболее высокопроизводительным процессом, при котором время выполнения сварного соединения измеряется секундами и долями секунды.

При помощи контактной сварки металла изготовляются мелкие изделия весом в несколько граммов (сверла, иглы трикотажных машин и др.) и крупные весом в несколько тонн (железнодорожные вагоны и др.).
Контактная сварка металла успешно применяется там, где имеется массовость однотипных сварочных операций. При этом возможно автоматизировать сварочные процессы и обеспечить равнопрочность сварного соединения с основным металлом.
Основными факторами, определяющими качество контактной сварки металлов, являются: плотность тока, время сварки, величина удельного давления и качество подготовки изделий под сварку.

Диффузионная сварка металла в вакууме

Относится к видам сварки под давлением и основана на взаимной диффузии соприкасающихся поверхностей металлов свариваемых элементов.

Для диффузионной сварки требуется специальная установка, представляющая собой камеру, откуда воздух откачивается до вакуума 10-3 — 10-5 мм рт. ст. Таким образом, сварка металла осуществляется в безокислительной среде. Свариваемое изделие нагревается токами высокой частоты посредством индуктора. Поверхности под сварку должны быть тщательно подготовлены и очищены от всякого рода загрязнений.

После нагрева контактирующих поверхностей к изделию прикладывается сжимающее усилие, величина которого зависит от температуры нагрева и рода свариваемых металлов и может изменяться от 0,3 до 10 кГ/мм2.
Для получения высококачественного сварного соединения необходимо обеспечить равномерный нагрев деталей по всему сечению. Температура нагрева контролируется термопарами.

Диффузионная сварка может быть применена для соединения однородных и разнородных цветных и черных металлов и сплавов, а также металло-керамических изделий с металлом.

Преимуществами способа являются: отсутствие необходимости в сварочных материалах, отсутствие заметных изменений физико-механических свойств свариваемых металлов и возможность обеспечения равнопрочности сварного соединения. Основным недостатком способа по сравнению с другими является значительная трудоемкость процесса.

Сварка токами высокой частоты (т. в. ч.)

применяется в основном при изготовлении труб и является высокопроизводительным процессом. Так, например, стыковой шов стальной трубы длиной 12 м заваривается в течение 25—30 сек, тогда как при других способах соединения требуется гораздо большее время.

Электронно-лучевая сварка в вакууме

и ее развитие определяется растущим применением в промышленности в качестве конструкционных материалов химически высокоактивных тугоплавких металлов (молибдена, вольфрама, тантала, ниобия, ванадия, циркония и др.) и их сплавов. Для сварки таких металлов необходимы источники тепла высокой концентрации и хорошая защита от азота, кислорода и водорода, отрицательно влияющих на понижение пластических свойств сварных соединений.

Электронно-лучевая сварка металла производится в специальных камерах с разрежением до 10-4—10-5 мм рт. ст. Электронный луч является высококонцентрированным источником тепла, а так как сварка происходит в вакууме при отсутствии потерь в окружающую среду, эффективный к. п. д. достигает 90%, и производительность — в 1,5—2 раза выше, чем при аргоно-дуговой сварке. Этот способ применяется для сварки изделий небольшого размера и обеспечивает высокое качество сварных соединений.