Сварка — это процесс, в котором два или более видов одного или разных материалов соединяются вместе путем связывания и диффузии между атомами или молекулами.
Методом, способствующим связыванию и диффузии между атомами и молекулами, является нагревание или прессование, или одновременное нагревание и прессование.
Классификация сварки
Сварку металлов можно разделить на сварку плавлением, сварку давлением и пайку в зависимости от характеристик процесса.
В процессе сварки плавлением, если атмосфера находится в непосредственном контакте с высокотемпературной расплавленной ванной, кислород в атмосфере будет окислять металлы и различные легирующие элементы.Азот и водяной пар из атмосферы будут поступать в ванну расплава, а в процессе последующего охлаждения в сварном шве будут образовываться такие дефекты, как поры, шлаковые включения и трещины, что ухудшит качество и работоспособность сварного шва.
Для повышения качества сварки разработаны различные способы защиты.Например, дуговая сварка в среде защитного газа предназначена для изоляции атмосферы аргоном, двуокисью углерода и другими газами для защиты дуги и скорости сварочной ванны во время сварки;Например, при сварке стали добавление порошка ферротитана с высоким сродством к кислороду в покрытие электрода для раскисления позволяет защитить такие полезные элементы, как марганец и кремний в электроде, от окисления и попадания в ванну расплава, а также получить качественные сварные швы после охлаждения.
Станок для холодной сварки настольного типа
Общей чертой различных методов сварки давлением является приложение давления во время сварки без наполнителей.Большинство методов сварки давлением, таких как диффузионная сварка, высокочастотная сварка и холодная сварка давлением, не имеют процесса плавления, поэтому нет таких проблем, как сварка плавлением, таких как выгорание полезных элементов сплава и проникновение вредных элементов в сварной шов, которые упрощает процесс сварки и улучшает условия безопасности и гигиены труда при сварке.В то же время, поскольку температура нагрева ниже, чем при сварке плавлением, а время нагрева короче, зона термического влияния мала.Многие материалы, которые трудно сваривать сваркой плавлением, часто можно сваривать давлением в высококачественные соединения с той же прочностью, что и основной металл.
Стык, образующийся при сварке и соединяющий два соединяемых тела, называется сварным швом.Во время сварки обе стороны сварного шва будут подвергаться воздействию сварочного тепла, и структура и свойства изменятся.Эта область называется зоной термического влияния.Во время сварки материал заготовки, сварочный материал и сварочный ток различаются.Для ухудшения свариваемости необходимо корректировать режимы сварки.Предварительный подогрев, сохранение тепла во время сварки и послесварочная термообработка на границе раздела сварных швов перед сваркой могут улучшить качество сварки сварного соединения.
Кроме того, сварка представляет собой локальный процесс быстрого нагрева и охлаждения.Зона сварки не может свободно расширяться и сужаться из-за ограничения окружающего тела заготовки.После охлаждения в сварном соединении возникают сварочные напряжения и деформации.Важные продукты должны устранять сварочное напряжение и исправлять сварочную деформацию после сварки.
Современная технология сварки позволяет производить сварные швы без внутренних и внешних дефектов и механическими свойствами, равными или даже превосходящими свойства соединяемого тела.Взаимное положение свариваемого тела в пространстве называется сварным соединением.На прочность соединения влияет не только качество сварного шва, но и его геометрия, размер, напряжение и условия работы.Основные формы соединений включают стыковое соединение, соединение внахлестку, Т-образное соединение (положительное соединение) и угловое соединение.
Форма поперечного сечения стыкового шва зависит от толщины свариваемого тела перед сваркой и формы разделки двух соединительных кромок.При сварке более толстых стальных листов на кромках для провара должны быть вырезаны канавки различной формы, чтобы можно было легко подавать сварочные стержни или проволоку. Формы канавок включают одностороннюю канавку для сварки и двустороннюю канавку для сварки.При выборе формы разделки, помимо обеспечения полного проплавления, следует также учитывать такие факторы, как удобство сварки, меньшее количество присадочного металла, небольшая деформация при сварке и низкая стоимость обработки разделки.
Когда две стальные пластины разной толщины соединяются встык, во избежание сильной концентрации напряжений, вызванных резкими изменениями поперечного сечения, более толстая кромка пластины часто постепенно утончается для достижения одинаковой толщины на двух стыковых кромках.Статическая прочность и усталостная прочность стыковых соединений выше, чем у других соединений.Сварка встык часто предпочтительнее для соединения при знакопеременных и ударных нагрузках или в низкотемпературных и высоконапорных сосудах.
Соединение внахлестку легко подготавливается перед сваркой, легко монтируется, имеет малую деформацию при сварке и остаточное напряжение.Поэтому он часто используется в монтажных швах и неважных конструкциях.Вообще говоря, соединения внахлестку не подходят для работы в условиях переменной нагрузки, агрессивной среды, высокой или низкой температуры.
Использование Т-образных и угловых соединений обычно обусловлено конструкционными потребностями.Рабочие характеристики неполных угловых швов тавровых соединений аналогичны характеристикам соединений внахлестку.Когда сварной шов перпендикулярен направлению внешней силы, он становится передним угловым швом, а форма поверхности сварного шва вызывает концентрацию напряжений в разной степени;Напряжение углового шва с полным проплавлением аналогично напряжению стыкового соединения.
Несущая способность углового соединения низкая, и обычно он не используется в одиночку.Его можно улучшить только при полном проваре или при наличии угловых швов внутри и снаружи.Он в основном используется в углу закрытой конструкции.
Сварные изделия легче клепаных деталей, отливок и поковок, что позволяет уменьшить собственный вес и сэкономить энергию транспортных средств.Сварка обладает хорошей герметизирующей способностью и подходит для изготовления различных контейнеров.Разработка технологии совместной обработки, сочетающей сварку с ковкой и литьем, позволяет создавать крупномасштабные, экономичные и разумные литейные и сварочные конструкции, а также кузнечно-сварочные конструкции с большими экономическими выгодами.В процессе сварки можно эффективно использовать материалы, а в конструкции сварки можно использовать материалы с разными свойствами в разных частях, чтобы в полной мере использовать преимущества различных материалов и добиться экономичности и высокого качества.Сварка стала незаменимым и все более важным методом обработки в современной промышленности.
В современной металлообработке сварка возникла позже, чем литье и ковка, но развивалась быстро.Вес сварных конструкций составляет около 45% от выпуска стали, также увеличивается доля сварных конструкций из алюминия и алюминиевых сплавов.
Для будущего процесса сварки, с одной стороны, должны быть разработаны новые методы сварки, сварочное оборудование и сварочные материалы для дальнейшего повышения качества сварки, безопасности и надежности, например, улучшение существующих источников энергии сварки, таких как дуга, плазменная дуга, электроны. лучевые и лазерные;Используя электронные технологии и технологии управления, улучшите производительность дуги и разработайте надежный и легкий метод отслеживания дуги.
С другой стороны, мы должны повысить уровень механизации и автоматизации сварки, таких как реализация программного управления и цифрового управления сварочными аппаратами;Разработать специальный сварочный аппарат, который автоматизирует весь процесс от процесса подготовки, сварки до контроля качества;В производственной линии автоматической сварки продвижение и расширение сварочных роботов с числовым программным управлением и сварочных роботов может повысить уровень сварочного производства и улучшить условия здоровья и безопасности при сварке.
Время публикации: 02 сентября 2022 г.