2.2.2.Сварные соединения (Вопрос 39)

В сварных соединениях детали связаны между собой межатомными силами, которые появляются за счет местного нагрева свариваемых частей либо до состояния расплавления, либо до полной пластичности. Эти соединения являются неразъемными.

Способы сварки можно классифицировать по различным признакам. Основными типами сварки являются: сварка плавлением, сварка без нагрева (холодная, взрывом), сварка комбинированная – нагревом с последующей пластической деформацией (контактная, газопрессовая).

В свою очередь, сварка плавлением по виду используемого источника нагрева делится на газовую, электродуговую, сварку трением. Газовая сварка наиболее часто используется для резки металла и сваривания пластмасс. Электродуговая сварка среди способов сварки плавлением является наиболее распространенной. Источником тепла здесь является электрическая дуга, образуемая между электродом и свариваемыми деталями. Существенно улучшить качество сварного соединения можно за счет использования защитной среды, такой как флюс, инертные газы (например, сварка в среде аргона).

Контактная сварка реализуется за счет нагрева металла при прохождении электрического тока через два электрода в форме ролика, цилиндра. По форме сварочного соединения она бывает точечная, роликовая, шовная, стыковая. При точечной сварке соединение образуется в отдельных точках стыка, в то время как результатом шовной сварки является непрерывный шов. Стыковая сварка осуществляется путем разогревания стыка электрическим током и последующим сдавливанием разогретых деталей при отключенном источнике тока.

В настоящее время сварные соединения являются наиболее распространенными по сравнению с другими типами неразъемных соединений вследствие их прочности, технологичности и экономичности. Применение сварных конструкций, например, взамен литейных, позволяет снизить массу последних на 50% и более процентов.

Разработана технология сварки конструкционных сталей, чугуна, медных, алюминиевых, титановых и других сплавов цветных металлов, а также некоторых пластмасс.

При использовании сварных соединений следует учитывать их недостатки:

1•Сварка приводит к изменению механических свойств основного металла в сторону ухудшения из-за нагрева места шва.

2•Из-за неоднородного нагрева возникают остаточные напряжения и, как следствие этого, остаточные деформации.

3•Сварные соединения могут иметь существенную анизотропию свойств в сварном шве.

4•В сварных соединениях возникают местные напряжения, которые существенно влияют на прочность, особенно в условиях переменного нагружения.

5•Высокая концентрация напряжений и другие неблагоприятные факторы приводят к малой долговечности сварных соединений при переменной внешней нагрузке и особенно в условиях ударного нагружения.

Анизотропия – зависимость механических свойств в кристаллическом состоянии от направления осей в кристаллах металла.

Контроль качества сварного шва достаточно сложен и проводится в исключительных случаях для особо ответственных деталей.