5.3 Особливі методи зварювання.

Вони дозволяють зварювати різноманітні композиції матеріалів при великій різниці по товщині, або отримувати зварні шви якість яких недосяжна для традиційних методів зварювання. Основні з них:

Контактне (електроконтактне)зварювання (Рис. 5.11)

Р

Р

Рисунок 5.11 Схема контактного зварювання

Полягає у короткостроковому нагріванні місця з`єднання електричним струмом (з оплавленням або без оплавлення) і наступному пластичному деформуванні яке формує саме з`єднання. Поверхні зварюваних деталей зближуються на відстань дії сил міжатомної взаємодії. Застосовують змінний струм, або імпульс постійного струму. За типом зварного з`єднання виділяють:

Точкове зварювання (Рис. 5.12).

Листові заготовки стискуються між електродами через які подається зварювальний струм. Поверхні, ще контактують з електродами нагріваються повільніше ніж у місці контакту деталей. Нагрів завершується утворенням ядра метал якого знаходиться у рідкопластичному стані.

Після цього виключають струм і припиняють стискування. Точкове зварювання застосовують для деталей з низько-і середньовуглецевих сталей, низьколегованих конструкційних, алюмінію, міді та їх сплавів товщиною 0,5…6,0мм.

Рисунок 5.12. Схема точкового зварювання

Шовне (роликове) зварювання (Рис. 5.13).

Електроди між якими пропускають листові заготовки виконані у вигляді роликів. Утворюється суцільний герметичний шов. Товщина зварюємих деталей 0,3…3,0мм. Найчастіше зварюють різні ємкості та виконують всі типи зварних з`єднань що і точковим, але герметичні.

Р

V

P

Мал 5.13 Схема шовного зварювання

Холодне зварювання (Рис. 5.14).

Виконується за рахунок сумісного пластичного деформування зварюваних поверхонь без нагрівання Місця зварювання старанно зачищають, а потім стискують питомим зусиллям 150…1000МПа (15…100кг/мм²). Виконують точкові, шовні та стикові з`єднання. Зварюють деталі товщиною 0,2…15,0мм з пластичних матеріалів (сплави алюмінію, кадмію, міді, золота, цинку) в одно- та різнорідних системах (оболонки кабелів, корпуси напівпровідникових приладів, дроти та шини тощо).

Рисунок 5.14 Схема холодного зварювання

Зварювання ультразвуком (Рис. 5.15).

Відбувається за рахунок одночасної дії ультразвукових коливань і невеличкого стискуючого зусилля. Ультразвукові коливання створюють на контактуючих поверхнях деформації які руйнують плівку окислів та забезпечують місцевий нагрів. Добре зварюються всі пластичні матеріали, одно- та різнорідні системи матеріалів з великою різницею у товщині, пластичні маси, біологічні тканини (при хірургічних операціях).

Рисунок 5.15 Схема ультразвукового зварювання

Дифузійне зварювання (Рис. 5.16).

В ідбувається за рахунок взаємної дифузії матеріалів. Зварювані поверхні

старанно зачищають, розміщують у камері де створюють вакуум 133•10^-3…133•10^-5Н/м² (10^-3… 10^-5мм.рт.ст.). Після цього нагрівачами підігрівають деталі для прискорення процесів дифузії. Після вирівнювання температури стискують з зусиллям 1..20Мпа і витримують 5…20 хвилин. Зварюють різні матеріали у будь-яких комбінаціях: сталь + алюміній, кераміка + титан, кераміка + мідь тощо.

Зварювання тертям (Рис.5.17).

В ідбувається за рахунок тепла, що утворюється при терті. Нерухома деталь притискується до тої що обертається. Стик нагрівається та оплавляється. Нерухому деталь відкріплюють і вони обертаються до повного охолодження. Таке зварювання широко використовують при виготовленні ріжучого інструмента (приварюють ріжучу частину з інструментальної сталі до хвостовика з конструкційної сталі), у машинобудуванні тощо.

Електронно-променеве зварювання.

Відбувається за рахунок енергії електронів створених у вакуумній камері. Пучок електронів розганяють до високої енергії, фокусують до діаметра 0,3мм і направляють у зону зварювання. Зварюють тугоплавкі та активні метали у різних композиціях товщиною понад 100мм.

Лазерне зварювання.

Відбувається за рахунок енергії фотонів створених оптичним квантовим генератором (лазером). Виконується у будь-якому світло-прозорому середовищі. Промінь світла фокусують до діаметра 0,001мм. Можливо створити у фокусі температуру вищу за 10000ºС та точно дозувати енергію. Використовують для зварювання мікроз`єднань з різних металів і сплавів, з`єднання живих тканин у медицині.