А. К. Горлов, Е. П. Рогачев, С. Н. Лашко, А. В. Келеберда

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ

В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКЕ

Часть 2

2008

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Национальный аэрокосмический университет им. Н. Є. Жуковского

„Харьковский авиационный институт”

А. К. Горлов, Е. П. Рогачев, С. Н. Лашко

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ

В АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКЕ

Часть 2

Учебное пособие

Харьков „ХАИ” 2008

УДК 629.7.002:621.791(075.8)

Горлов А.К. Основы технологии сварки в аэрокосмической технике: учебноепособие / А.К. Горлов, Е. П. Рогачев, С.Н. Лашко. – Х.: Нац. аэрокосм. ун-т „Харьк. авиац. ин-т”, 2008. – Ч. 2. – 72 с.

Описаны разные способы контактной и холодной сварки, принципы работы и технические характеристики оборудования для точечной, стыковой и шовной видов сварки. Особенное внимание уделено термодеформационным, металлургическим, тепловым и другим процессам при образовании соединений. Рассмотрена специфика сварки авиационных металлов.

Для студентов механических специальностей при проведении практических занятий в лаборатории и самостоятельном изучении соответствующих разделов курсов „Сварка в авиации”, „Физико-химические основы технологических процессов”

Илл. 30. Табл. 9. Библиогр.: 8 назв.

Рецензенты канд. техн. наук, доц. В.Г. Чистяк, О.Ю. Шигимага

© Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского

„Харьковский авиационный институт”, 2008 г.

Вступление

Сварка – один из технологических процессов современного производства, от развития во многом зависит уровень технологии в машиностроении. Современная наука о сварке и оборудование разрешают надежно соединять детали разной толщины и конфигурации.

К сварным соединениям чаще всего, кроме требований прочности добавляются и специальные, которые регламентируют термическое и механическое действие сварочного тока на материал. В решении этих специальных заданий роль способов сварки термомеханического и механического классов очень значительна.

Масштабы применения контактной сварки очень велики – от крупногабаритных космических аппаратов до миниатюрных полупроводниковых приборов и пленочных микросхем. Около 30 % всех сварочных соединений изготовляют разными способами контактной сварки. В абсолютных цифрах объем сварочных работ на МИГ-25 характеризируется такими данными: точечная сварка – 1 400 000 точек (~15 000 м швов); шовная сварка - 1300 м.

Контактной сваркой можно успешно соединить практически все известные конструкционные материалы – низкоуглеродистые и легированные стали, жаростойкие и корозионностойкие сплавы, сплавы на основе алюминия, магния и титана и др.

Среди механизированных и автоматизированных способов сварки контактная сварка занимает первое место.

Точечная сварка – самый распространенный метод, на часть которого приходиться около 80 % всех соединений, изготовляемых контактной сваркой. Этот способ сварки широко используется в автомобиле- и вагоностроении, строительстве, радиоэлектронике и др. Например, в конструкциях современных лайнеров насчитывается несколько миллионов сварочных точек, легковых автомобилей - до 5000 точек. Диапазон толщин, что сваривают, - от нескольких микрометров до 10…30 мм.

Стыковую сварку сопротивлением используют достаточно ограничено, так как не удается обеспечить равномерный нагрев стыка и получить соединение по всей поверхности контакта из-за трудностей удаления оксидных пленок. Этот способ применяют в основном при соединении проволок, стержней и труб из низкоуглеродистой стали, относительно малых сечений.

Стыковую сварку оплавлением успешно используют при соединении трубопроводов, железнодорожных путей (безстыкового пути) в стационарных и полевых условиях, длинномерных заготовок, ободов автомобильных колес из разных конструкционных сталей и сплавов, латуни и цветных металлов и др. Стыковая сварка оплавлением обеспечивает экономию легированной стали при изготовлении режущего инструмента. Например, рабочая часть сверла из инструментальной стали сваривается с хвостовой частью из обыкновенной стали. Доля стыковой сварки, преимущественно сварка оплавлением, составляет около 10 % общего объема использования контактной сварки.

Шовная сварка по объему применения занимает третье место (около 7 %) и используется при изготовлении различных герметических емкостей, например, топливных баков автомобилей и летательных аппаратов, баков стиральных машин и шкафов холодильников, плоских обогревательных радиаторов и т.п. Скорость сварки швов может достичь на отдельных установках 10 м/с, а плотность соединений обеспечивает высокую надежность работы сварных конструкций в условиях очень низкого вакуума или достаточно больших давлений рабочей среды.

Рельефная сварка - наименее распространенный способ контактной сварки (объем применения около 3 %), используется для крепления кронштейнов к листовым деталям, например, скобы к капоту автомобиля, петли для навешивания дверей к кабине и т.д., для соединения крепежных деталей - болтов, гаек и шпилек, крепление проволоки к тонким деталям в радиоэлектронике и др. Рельефная сварка по беспрерывным рельефам тоже дает возможность получать герметические соединения, в частности крышки с основой для полупроводниковых элементов или интегральных схем.

Сварка в твердом состоянии значительно расширяет область применения сварных конструкций, позволяет соединять между собой разнородные металлы, сварка плавлением которых было бы невозможно. Образование металлических соединений в твердом состоянии металла происходит вследствие совместного пластического деформирования.

Методы сварки в твердом состоянии различаются способами, при помощи которых происходит пластическая деформация, величиной пластической деформации и температурным режимом.