6.2. Оборудование и особенности технологических процессов получения комбинированных заготовок методами сварки

Сварка – процесс получения неразъемного соединения деталей машин, конструкций и сооружений при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или при совместном действии того и другого в результате установления межатомных связей в месте их соединения. Сваривают детали из металлов, керамических материалов, пластмасс, стекла и другие. Существуют способы сварки, при которых материал расплавляется (дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, плазменная, лазерная, газовая и др.), нагревается и пластически деформируется (контактная, высокочастотная, газопрессовая и др.) или деформируется без нагрева (холодная, взрывом и др.); способ диффузионного соединения в вакууме. Способы сварки классифицируются: по виду используемого источника энергии – дуговая, газовая, электронно-лучевая и др.; по способу защиты материала – под флюсом, в защитных газах, вакууме и др.; по степени механизации – ручная, полуавтоматическая и автоматическая.

Сварка широко применяется в строительстве для получения крупных сооружений (ферм, мостов, резервуаров) и в машиностроении для получения прочных, жестких и легких конструкций. Сваривают обычно заготовки из проката, штампованные или полученные другими методами. Сваркой получают кузова, двери и кабины автомашин, вагонов, тракторов, сельхозмашин, детали станков, прессов и т.д.

В машиностроении применяют преимущественно следующие способы сварки:

1. Ручная дуговая сварка металлическим электродом.

2. Автоматическая дуговая сварка под слоем флюса.

3. Газоэлектрическая сварка.

4. Электрошлаковая сварка.

5. Электрическая контактная сварка.

6. Газовая сварка.

7. Плазменная сварка.

8. Электронно-лучевая сварка.

9. Сварка трением.

10. Диффузионная сварка.

11. Холодная сварка.

6.2.1. Ручная дуговая сварка

Источниками тока для ручной дуговой сварки на переменном токе являются сварочные трансформаторы, которые просты, дешевы, невелики, относительно легки и имеют КПД 85-90 %. Применяют передвижные трансформаторы ТДМ-317, переносные ТД-102, ТД-306, трансформаторы с электрическим тиристорным управлением ТДЭ-101, ТДЭ-104. Постоянный сварочный ток обеспечивает несколько лучшее качество шва. Применяется при сварке некоторых цветных металлов, для малых толщин, в полевых условиях. Применяются выпрямители ВД-201, ВД-502, универсальные выпрямители ВДУ-305, ВДУ-601, сварочные преобразователи ПД-305, ПД-502; для полевых условий – однопостовые сварочные агрегаты АСБ-300М и АДБ-3125 с бензиновым двигателем; АСД-300М и АДД-4001 с дизельным двигателем, АС4М-400 с электродвигателем.

6.2.2. Сварка под слоем флюса

При этом способе дуга горит в среде расплавленного флюса в газовом пузыре, защищающем металл от вредного воздействия атмосферных газов. Флюс, состоящий из оксидов кремния, марганца, алюминия или щелочных металлов, производит металлургическую обработку (раскисление, легирование). При сварке под слоем флюса, препятствующего разбрызгиванию, сила тока может достигать 4000 А, что позволяет сваривать достаточно толстые листы и в 2 – 8 раз увеличивает производительность по сравнению с ручной дуговой сваркой. Световое излучение дуги не воздействует на окружающих. Отсутствие видимости места сварки относится к недостаткам способа. Схема сварки под флюсом показана на рис.31. Голая электродная проволока 3 подается механизмом 5 с катушки 6 в зону дуги, перед которой из бункера 4 на изделие 2 в зону стыка 1 подается флюс, нерасплавившийся остаток которого отсасывается в бункер по трубке 7. Расплавившийся флюс остается на шве 9 в виде затвердевшей корки 8.

Автоматическая сварочная установка для сварки под слоем флюса состоит из автоматической сварочной головки, обеспечивающей зажигание и поддержание дуги непрерывной подачей проволоки, механизма для перемещения дуги вдоль шва (или де­тали относительно головки), источника сварочного тока, флюсо­вой аппаратуры, аппаратуры управления. Длина дуги поддер­живается за счет изменения скорости подачи или скорости плав­ления электрода. В устройствах первого типа, например, при увеличении длины дуги увеличивается напряжение и система автоматического регулирования увеличивает скорость подачи электродной проволоки. В устройствах второго типа скорость по­дачи электрода постоянна, характеристика источника сварочного тока жесткая или падающая, поэтому изменение длины дуги вы­зывает изменение величины сварочного тока. Например, при уве­личении длины дуги ток и скорость плавления электрода умень­шаются, что уменьшает длину дуги.

Рис. 31. Сварка под флюсом

Для автоматической сварки под флюсом выпускаются стацио­нарные трансформаторы, например ТДФЖ-1001УЗ и ТДФЖ-2002УЗ с жесткой характеристикой, а для сварки на постоянном токе при­меняют выпрямители, например ВДУ-1201, ВДУ-506, ВС-600М. Применяются подвесные самоходные автоматы А1416 и А1412, тракторы общего применения для автоматической сварки под флюсом, например АДФ-1002 и АДФ-1202 - переносные дуговые сварочные аппараты, самоходная тележка которых движется во время сварки по свариваемому изделию или по линейке, параллель­ной шву. Скорость сварки 12 - 120 м/ч.