курлаев лекции

Материал: легкие сплавы, стали, = 0.5...10 мм.

+ простота оборудования и независимость от источников тока. - низкое качество шва, прожоги, коробление.

II.Дуговая электросварка (ДЭС).

1.Ручная (плавящимся и неплавящимся вольфрамовым (W) электродом).

tдуги = 6000 С

J = 50...400 А, U = 15...40 В.

Скорость сварки V =10 см/мин.

Область применения: мелкие кронштейны, прихватка, ремонт.

Материал: стали, = 2...10 мм + простота оборудования и удобство подхода. - низкое качество шва.

2. Аргонодуговая.

а) ручная (ДЭСАр)

PАr = 1,1 ... 1,2 aтм; J = 10...600 A;

U = 10...80 B.

Область применения: баллоны, емкости, патрубки, мелкие узлы, прихватка.

Материал: стали, Alсплавы, Tiсплавы, = 0.8...10 мм. Оборудование:

горелки АР-9, камеры с контролируемой средой (УСКС-17).

+1) отсутствие флюсов;

2)высокое качество шва;

3)коррозионная стойкость шва;

Область применения: узлы шасси, баллоны.

+1) высокое качество шва: отсутствие пор, чистая поверхность, плавные переходы;

2)глубокий провар из-за более глубокой температуры и избыточного

давления дуги, что позволяет сваривать материалы с = 15...20 мм за один проход без разделки кромок;

3)высокая производительность: V = 300 см/мин.

-1) невозможность наблюдения за процессом сварки;

2)необходимость очистки швов от флюсов, вызывающих коррозию;

3)плохая свариваемость Al- и Ti-сплавов.

Основные операции ДЭС

1. Разделка кромок

Применяют кромкострогальные станки или фрезерные. Контроль шаблонами.

2. Подготовка поверхностей кромок.

На ширине 50...60 мм от шва - очистка от ржавчины, окислов, масла, влаги механическим способом: металлическими щетками или на пескоструйных аппаратах с последующим обезжириванием и промывкой в воде или химическим способом: травлением в щелочах или кислотах.

3. Сборка-прихватка.

Выдерживается зазор по ГОСТу. Используются универсальные СП:

столы, стяжки, манипуляторы; и специальные СП. Контроль.

4.Доработка после прихватки: устранение прожогов, правка.

5.Сварка в свободном состоянии или в СП.

Здесь важно подобрать режимы сварки и оборудование.

6. Правка после сварки.

Перед правкой - промежуточная термообработка (низкий или неполный обжиг). Рихтовка осуществляется на специальных станках.

7.Контроль сварки: визуальный осмотр; магнитопорошковый, УЗ, Re или гаммаграфический контроль; металлографический анализ; испытания на герметичность и прочность.

8.Термообработка.

Для ответственных узлов из материалов с пределом прочности не менее 120 кгс/см - закалка с отпуском.

9. Нанесение антикоррозионных покрытий.

Подготовка поверхности и оксидирование или покрытие эмалями и др.

III. Плазменная сварка.

Бывает двух видов:

-сварка плазменной струей, выделенной из дуги

-сварка плазменной струей, совмещенной с дугой

tструи > 10000 С … 40000 С Газ: Ar, He, H, N, ацетилен

Материал: стали, сплавы тугоплавких металлов: Ti, Mo, W, стекло, керамика, =

0,1...25 мм.

Применение пока ограничено. Например, на ДС-10 - трубопроводы из нержавеющей стали.

Оборудование:

плазматроны ГЗД – стационарные и переносные пистолеты.

+1) возможность сварки тугоплавких материалов,

2) высокая производительность Vсв = 40...130 см/мин.

IV. Электронно-лучевая сварка.

Установка представляет собой электронную пушку. Ускоряющее напряжение между катодом и анодом Uк-а = 10...15 В, J = 50...500 mА, sпятна = 0,1

кв. мм, tпятна = 6000 С.

Область применения: узлы шасси, сотовые блоки, трубопроводы.

Материалы: сплавы Al, Fe, Ti, Mg, Cu, Mo, Ni, W, разнородные материалы (Cu-

сплав + Al-сплав, сталь + Al-сплав и др.). = 0,01...200 мм. Оборудование: ЭЛУ-22 (сварка шасси), У-101, У-68 (трубы).

+1) возможность сварки разнородных материалов, для этого пятно располагают так, чтобы большая часть приходилась на более тугоплавкий материал,

2)возможность сварки тугоплавких материалов,

3)большая глубина проплавления,

4)малое коробление из-за малой площади пятна,

5)высокая производительность Vсв = 40...150 см/мин.

-1) высокая стоимость оборудования,

2)большой цикл создания вакуума,

3)высокая точность подгонки деталей по кромкам,

4)высокая точность ведения луча по шву.

V. Лазерная сварка

1 – защитный газ;

2 – луч лазера;

3 – объектив;

4– защитный кожух (сопло);

5– деталь.

Используются твердотельные лазеры, работающие в непрерывном и импульсном режимах.

Мощность импульса Wимп = 10 ... 15 МВт, время tимп = 10 нсек, sпятна =

2, для сварки используется sпятна = 0,05 ... 0,2 мм, tпятна = 20 х 106 К. Применяются, в основном в приборостроении. В СС - в стадии

промышленного опробования.

Материалы - все, и разнородные.

Оборудование: установки СУ-1, Искра-8, Свет-30 и др.

+1) сварка любых и разнородных материалов

2) малое коробление из-за малой площади пятна и малого времени импульса

3) высокая производительность.

Сравнение мощности различных видов сварки плавлением

контакта проходящим через них током при одновременном обжатии их электродами.

Количество выделяемого тепла Q = 0.24 х J2 х R х t – закон Джоуля-Ленца.

1. Точечная электросварка (ТЭС).

iстали = 500...1000 А/мм2; iАl-сплав = 1000...2000 А/мм2;

U = 0,5 ... 10 В, P = 50 ... 1500 кгс; tимп = 0,04 ... 2 с.

Область применения: панели, нервюры, шпангоуты, сотовые блоки, лонжероны.

Материал: стали, сплавы Al, Mg, Ti, = 0,1 … 6 мм. Оборудование:

машины точечной сварки: МПТ-300 (сталь) и др., установка УТС с ЧПУ, "клещи".

+1) высокая производительность: 250...6000 точек/час,

2)малый расход энергии,

3)малое коробление,

4)возможность сварки тонких листов,

-1) трудность осуществления антикоррозийной защиты,

2)снижение прочности на срез сварной точкой по сравнению с основным материалом на 10...40%,

3)плохая работа на отрыв (в 2...3 раза хуже, чем на срез),

4)вмятины поверхности (0.15...0.25)

5)пониженная выносливость из-за концентрации напряжений.

2. Роликовая электросварка (РЭС).

J = 10 ... 50 кА, U и P тоже;

Vсв = 50 ... 200 см/мин.

Область применения та же, еще баллоны.

Материалы – те же, = 0.2...3.5 мм.

Требования к чистоте поверхности изделий из легких сплавов выше, чем для сталей. Поэтому детали устанавливают в СП, размечают, обрезают припуски и разбирают.

2) Подготовка поверхности Механическим путем: зачистка металлической щеткой, обезжиривание бензином, ацетоном.

Химическим путем - травление в растворе ортофосфорной кислоты, с последующей промывкой в горячей и холодной воде.

3) Контроль электросопротивления.

Пакет зажимают между двумя электродами на прессе и с помощью микрометра измеряется электросопротивление, которое должно быть не более 40...200 мкОм.

4) Окончательная сборка в СП.

При этом для улучшения коррозионной защиты кромки деталей окрашивают грунтом АЛГ-1.

5)Прихватка, контроль. Необходимо измерить зазор между деталями

(0,2...0,3 мм).

6)Сварка с обязательной проковкой шва.

Циклограмма сварки

7)Правка.

8)Контроль сварки.

9)Грунтовка и окраска: анодирование.