4.3. Сварные соединения

4.3.1. Общие сведения

Сварные соединения относятся к неразъемным соединениям. Сварка – это технологический процесс соединения металлических деталей, основанный на использовании сил молекулярного сцепления. Сварка осуществляется при сильном местном нагреве деталей до расплавленного состояния сварка плавлением, или до пластического состояния с применением механического усилия сварка давлением.

Сварка является одним из самых распространённых современных способов получения различных машиностроительных, строительных и других конструкций, сваркой изготавливаются станины, рамы, барабаны, фермы, зубчатые колёса, шкивы, звёздочки, маховики и др. Затвердевший после сварки металл, соединяющий сваренные детали, называется сварным швом.

По сравнению с клёпаными и литыми, сварные конструкции обеспечивают значительную экономию металла и снижение трудоёмкости. Применение сварки вместо клёпки даёт экономию в весе конструкции до 10…20%. Экономия в весе сварных конструкций по сравнению с чугунными литыми доходит до 50%, а по сравнению со стальными литыми – до 30%.

В связи с этим в настоящее время сварные конструкции, за исключением некоторых случаев, вытеснили клёпанные как из машиностроения, так и из строительства.

Недостатки сварных соединений:

а) возникновение остаточных напряжений в свариваемых элементах после окончания сварки;

б) коробление;

в) плохое восприятие переменных и особенно, вибрационных нагрузок;

г) сложность контроля качества сварного шва.

4.3.2. Классификация способов сварки

Ручная дуговая сварка металлическим электродом осуществляется вручную посредством возбуждения дуги между свариваемыми детали и электродом.

Впервые в 1882 г. Н. И. Бенардос предложил сварку угольным электродом, а в 1888 г. Н. Г. Славянов заменил угольный электрод металлическим. Сварка, рекомендуется для индивидуального производства для соединения деталей толщиной 1…60 мм.

Автоматическая электродуговая сварка металлическим электродом под слоем флюса.

Способ разработан институтом электросварки.

АН УССР под руководством академика Е. О. Патона. Сварка осуществляется автоматически специальной установкой и под флюсом в состав его входят шлакообразующие, легирующие и раскислительные составляющие. Возможна сварка деталей толщиной 2…130 мм. Производительность и качество высокое.

Электрошлаковая сварка металлическим электродом отличается от электродуговой тем, что в ней источником нагрева тепло, выделяемое при прохождение электрического тока через шлаковую ванну от электрода к изделию. Тепло расплавляет основной и присадочный материалы. Применяется для сварки стальных деталей толщиной от 30 мм до 1…2 метров станины прокатных станков, прессов, молотов и т.п. Способ разработан Институтом электросварки АН УССР.

Электрическая монтажная сварка основана на нагреве стыковых концов торцов свариваемых деталей выделяющимся теплом при прохождении через них электрического тока. Способ наиболее рентабельный при массовом производстве.

Электрическая контактная роликовая сварка применяется для получения герметических швов в тонколистовых конструкциях.

Электрическая контактная точечная сварка применяется для тонколистовых конструкций, в которых не требуется герметичность швов.