ММК Спецтехнология ЛА 2013

Свариваемость - это способность материалов образовывать в процессе сварки соединения, отвечающие конструктивным и эксплуатационным требованиям к ним. Различают физическую (металлургическую) и технологическую свариваемость.

Физическая (металлургическая) свариваемость определяется процессами, протекающими на границе соприкосновения соединяемых металлов. Однородные металлы обладают хорошей физической свариваемостью. Технологическая свариваемость - способность материалов образовывать качественное соединение (без холодных и горячих трещин).

Сварка плавлением

Сварка плавлением является наиболее распространенной и имеет несколько десятков разновидностей. При изготовлении ДЛА применяются электродуговая сварка в среде защитных газов и электронно-лучевая сварка (ЭЛС).

При сварке в защитных газах газы (Аr, Не, СО2) защищают расплавленный металл, околошовную зону, электрод и присадочный материал (если он применяется) от воздействия кислорода и азота.

По отношению к свариваемому металлу защитные газы могут быть активными или нейтральными в зависимости от того взаимодействуют они с металлом или нет. Например, азот, будучи активным по отношению к железу и хрому, оказывается нейтральным при сварке меди и кобальта. Практически полностью нейтральными по отношению ко всем свариваемым металлам являются инертные одноатомные газы.

Защитный газ выбирают с учетом особенностей свариваемого металла, а также требований, предъявляемых к сварным швам.

Инертные газы применяются при сварке химически активных металлов, а также в тех случаях, когда необходимо получать сварные швы, однородные по составу с основным и присадочным металлом, что особенно важно в конструкциях ДЛА. Поэтому наиболее распространенной в производстве ДЛА является сварка в инертных газах.

При сварке в струе защитного инертного газа газ подается через мундштук сварочной горелки, охлаждая электрод, стабилизируя горение дуги, ограничивая зону распространения тепла вблизи шва, уменьшая зону термического влияния.

Сварка в среде защитного газа (в специальных камерах с контролируемой инертной атмосферой) применяется при особо высоких требованиях, предъявляемых к качеству соединений, высокой чувствительности свариваемого металла к действию воздуха. Специальные камеры могут быть жесткими (металлическими), полужесткими и мягкими (из пластика). Изделие и сварочная установка помещаются в камеру. Управление процессом может осуществляться или дистанционно, или через перчатки, встроенные в стенки камеры. При большом объеме камеры в ней может находиться сварщик в скафандре.

Перед заполнением жесткой камеры защитным инертным газом она вакуумируется. Мягкие и полужесткие камеры очищаются от воздуха продувкой защитным газом.

В качестве защитных инертных газов применяют аргон или его смеси (50... 75% Не+50. .. 25% Аr). Гелий (или смесь аргона с гелием) применяется, когда требуется получение сварочной дуги более высокой тепловой мощности и большой устойчивости при сварке плавящимся электродом.

Аргоно-дуговой сваркой (в качестве защитного газа используется аргон) соединяют детали из алюминиево-магниевых сплавов, алюминиевых, титановых, никелевых, медных сплавов, коррозионно-стойких сталей и тугоплавких активных металлов (Nb, Zr, Mo) практически во всех основных узлах ДЛА.

Аргоно-дуговая сварка может вестись неплавящимся и плавящимся электродами.

Сварка неплавящимся электродом может быть без присадки и с присадкой. Сварка без присадки производится при соединении деталей камер сгорания, трубопроводов, сильфонов, клапанов из легированных, коррозионно-стойких, жаропрочных сталей, титана и его сплавов с толщиной свариваемых кромок 0,3... 3 мм (рис. 10.7).

При сварке без присадки требуется очень точная сборка кромок деталей (зазор в стыке не должен превышать 0,1...0,2 мм). Сварка с присадкой применяется для соединения кромок толщиной 1,5 мм и более из легких сплавов, толщиной 1,0 мм и более из титана и его сплавов, толщиной 0,8 мм и более из коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов (сварка монтажных стыков толстостенных трубопроводов, корневых проходов соединений ТНА, газогенераторов и др.).

Зазор в стыке в этом случае может быть 0,3... 0,5 мм при толщине листа 0,8... 5,0 мм. Присадка с виде проволоки может подаваться под углом 90° к электроду, либо шов может образовываться из отбортовки кромки одной из деталей (рте. 10.8).

Рисунок 10.8. Схема аргоно-дуговой сварки с присадкой в виде проволоки (а) и в виде отбортовки (б)

Аргоно-дуговая сварка неплавящимся электродом применяется при изготовлении трубопроводов, агрегатов подачи, камер сгорания, узлов автоматики, блочной и общей сборке.

При автоматической сварке неплавящимся электродом используются: головки для сварки неповоротных стыков серии ГПС; головки типа ГСП-1, ГСЦ-9 для сварки продольных и кольцевых швов; источники питания серии ВСВЦ и ТИР; аппаратура управления процессом сварки БАРС-2В.

Аргоно-дуговая сварка плавящимся электродом может производиться как автоматически, так и полуавтоматически (рис. 10.9).

Рисунок 10.9. Схема автоматической сварки плавящимся электродом коллекторного узла

Сварка плавящимся электродом применяется для соединения деталей с толщиной кромки более 0,8 мм из коррозионно-стойких, жаропрочных, легированных сталей и толщиной более 4 мм из легких сплавов.

Автоматическая сварка производится сварочными автоматами типа АРК-1, а также головками типа ГСП-3, УСА-500 и применяется для образования швов правильной формы и большой протяженности.

Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом (рис.10.10) производится полуавтоматами типа ПДГ и применяется для образования коротких криволинейных швов или швов в труднодоступных местах.