Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Сварка и свариваемые материалы. Том 2. Технология и оборудование

.pdf
Скачиваний:
59
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
24.24 Mб
Скачать

21.1.2. Физические основы образования соединений

 

385

21.1.3. Технологические возможности стыковой сварки

 

387

21.2. Технология стыковой сварки

 

 

 

 

 

388

21.2.1. Свариваемые материалы и требования к конструкциям

 

389

21.2.2. Подготовка к сварке .

 

 

 

 

 

390

21.2.3. Выбор параметров режима

 

 

 

 

390

21.2.4. Обработка соединений после сварки

 

 

392

21.3. Оборудование для стыковой сварки

 

 

 

392

21.3.1. Сварочные

машины .

 

 

 

 

 

392

21.3.2. Системы управления оборудованием

 

 

 

393

21.3.3. Приспособления

и

оснастка

 

 

 

 

394

21.3.4. Машины-автоматы. Поточные автоматизированные машины

394

21.4. Промышленное применение стыковой сварки

 

 

395

21.5. Контроль качества

стыковой

сварки

 

 

 

396

Г л а в а

22.

Расчет трансформаторов для

машин

контактной

сварки

 

 

(Рыськова

3 . А.)

 

 

 

 

 

396

22.1. Конструктивное устройство контактных

электросварочных

машин 396

22.2. Место трансформатора в машине и его назначение

 

397

22.3. Конструкция трансформатора н его узлов

 

 

399

22.4. Техническое задание на расчет трансформатора

 

 

399

22.5. Определение величин технического задания

 

 

401

22.5.1. Номинальный сварочный ток и время сварки /св

 

401

22.5.2. Первичное напряжение Ui

 

 

 

 

 

401

22.5.3. Вторичное

напряжение 0

 

 

 

 

401

22.6. Продолжительность включения трансформатора (ПВ)

 

404

22.7. Внешний контур контактной машины

 

 

 

404

22.7.1. Сечения элементов

внешнего

контура (<7<)

 

 

405

22.7.2. Активное сопротивление элементов внешнего контура гв

 

407

22.7.3. Индуктивное сопротивление внешнего контура х®

 

408

22.7.4. Активное

сопротивление

участка

зоны

сварки электрод —

 

электрод ....................................................................................

 

412

22.7.5. Предварительные

величины

параметров трансформаторов

г /

 

н

Хт'

 

 

 

 

 

 

 

 

412

22.8. Электрический

расчет

трансформатора

 

 

 

413

Р а з д е л

4.

ПАЙКА, ПОКРЫТИЯ

И

НАПЛАВКА

 

 

426

Г л а в а

23.

Пайка

(Хлудов

Е. А.)

 

 

 

 

 

426

23.1. Общие

сведения

 

 

 

 

 

 

 

426

23.1.1. Основные понятия и определения

 

 

 

426

23.1.2. Технологические

возможности

 

 

 

427

23.2. Припои

 

 

 

 

 

 

 

 

 

428

23.3. Флюсы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

434

23.4. Газовые среды

способов пайки

 

 

 

 

439

23.5. Классификация

 

 

 

 

439

23.5.1. Пайка в печах с контролируемой атмосферой

 

439

23.5.2. Пайка в вакуумных печах

 

 

440

23.5.3. Индукционная

пайка . .

 

 

440

23.5.4. Пайка

электросопротивлением

 

 

441

23.5.5. Электронно-лучевая пайка

 

 

442

23.5.6. Лазерная

пайка

 

 

 

443

23.5.7. Пайка

световым лучом

 

 

443

23.5.8. Пайка погружением в расплавленные припои

 

444

23.5.9. Пайка погружением в расплавленные соли

 

445

23.5.10. Газопламенная

пайка

 

 

446

23.5.11. Пайка

паяльником

 

 

 

447

23.6. Пайка

металла

с

керамикой

 

 

443

Г л а в а 24.

Покрытия

(Борисов Ю. С.)

 

 

,448

24.1. Общие

сведения . . . .

 

 

 

448

24.2. Определения, классификация н основные схемы

 

449

24.2.1. Получение

покрытий

нз парогазовой

фазы

. . .

449

24.2.2. Получение покрытий из растворов и тонких суспензий

450

24.2.3. Получение

покрытий

нз расплавов и

полурасплавов . . .

450

24.2.4. Получение

покрытий из твердых веществ и их аэросмесей

450

24.3. Физические основы процессов нанесения покрытий

 

450

24.3.1. Напыление покрытий газопламенным методом

 

450

24.3.2. Напыление

покрытий

плазменно-дуговым методом . .

451

24.3.3. Напыление

покрытий

детонационным

методом

(ДНП)

451

24.3.4.Напыление покрытий методом электродуговой металлизации 452

24.3.5.Нанесение покрытий методом электронно-лучевого испарения 452

24.3.6.Нанесение покрытий методами высокоскоростного вакуумного

распыления

 

 

 

452

24.4. Технологические возможности газотермических и вакуумных мето­

дов нанесения покрытий

 

 

452

24.4.1. Газопламенный

метод

 

 

452

24.4.2. Плазменно-дуговой метод

 

454

24.4.3. Детонационный

метод

 

 

455

24.4.4. Электродуговая

металлизация

. . .

455

24.4.5. Электронно-лучевой метод

456

24.4.6. Методы ионно-плазменного нанесения покрытий

456

24.5. Технология нанесения газотермических и вакуумных покрытий

457

24.5.1. Подготовка деталей к газотермическому напылению

457

24.5.2. Подготовка деталей к вакуумному напылению

457

24.5.3. Подготовка материалов для нанесения газотермических по­

крытий

 

деталей

 

457

24.5.4. Подготовка поверхности

 

. . 457

24.5.5. Выбор технологических

параметров режима нанесения покрытий 459

24.5.6. Материалы для

нанесения покрытий

. .

461

24.5.7. Выбор материалов для нанесения покрытий .

463

24.5.8. Механическая обработка

напыленных

покрытий

465

24.6.1. Оборудование для газопламенного напыления

465

24.6.2. Оборудование

для плазменного

напыления

466

24.6.3. Оборудование

для детонационного

напыления

467

24.6.4. Оборудование

для электродуговой

металлизации

468

24.6.5. Оборудование для электронно-лучевого нанесения покрытий

468

24.6.6. Оборудование для нанесения покрытий высокоскоростным ва­

469

куумным

распылением

 

 

 

 

 

24.7. Практическое

применение напыленныхпокрытий

469

24.8. Контроль качества

 

напыленных

покрытий

474

Г л а в а 25.

Наплавка

 

ладкий

 

П. В., Жудра А. П., Рябцев И. А)

476

25.1. Общие

сведения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

476

25.1.1. Определения и термины

 

 

 

 

 

476

25.2. Классификация способов

наплавки

 

 

478

25.3. Термические

способы наплавки

 

 

 

478

25.3.1. Ручная дуговая наплавка штучнымиэлектродами

478

25.3.2. Полуавтоматическая и автоматическая дуговаянаплавка

478

25.3.3. Электрошлаковая наплавка

(ЭШН)

479

25.3.4. Плазменная

наплавка

(ПН)

 

. .

481

25.3.5. Индукционная

 

наплавка

 

(ИН)

 

481

25.3.6. Лазерная (световая) наплавка (ЛИ)

483

25.3.7. Электронно-лучевая

наплавка

(ЭЛН)

483

25.3.8. Газовая

наплавка

(ГН)

 

 

 

. .

484

25.3.9. Печная наплавка композиционных сплавов

484

25.4. Термомеханические

способы

наплавки

 

485

25.4.1. Электроконтактная

наплавка

(ЭКН)

485

25.4.2. Плакирование прокаткой и экструдированием

485

25.5. Механические способы

наплавки

(наварки)

486

25.5.1. Плакирование с использованием энергии взрыва

486

25.5.2. Наплавка

трением

(НТ)

 

 

 

486

25.6. Материалы

для

наплавки

 

 

 

 

 

486

25.6.1. Электродные

проволоки

 

 

 

 

 

486

25.6.2 Электродные

ленты .

 

 

 

 

 

488

25.6.3. Порошки

для

наплавки

 

 

 

489

25.6.4. Электроды для дуговой наплавки

489

25.6.5. Флюсы

для

наплавки

 

 

 

 

 

490

25.6.6. Прочие

наплавочные материалы

 

491

25.7. Наплавленный

металл

 

 

 

 

 

 

491

25.8. Основной металл .

наплавки

 

 

 

492

25.9. Оборудование

для

 

 

 

492

25.9.1. Оборудование для ручной наплавки .

492

25.9.2. Оборудование для механизированной наплавки

492

25.10. Производство

наплавочных

работ

 

500

25.10.1.

Выбор

способа наплавки

 

 

.................................500

25.10.2. Подготовка наплавочных материалов и деталей под наплавку 501

25.10.3. Технология

и

техника

 

наплавки

. .

501

25.10.4. Термическая

 

обработка

деталей

после наплавки

501

25.11.1. Неразрушающие

методы

контроля

качества

наплавленного

 

металла

 

 

 

..............

 

. . .

502

25.11.2. Разрушающие методы

контроля качества наплавленного

ме­

 

талла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

502

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р а з д е л

5.

ТЕРМИЧЕСКАЯ

РЕЗКА

 

 

502

Г л а в а

26.

Кислородная и кислородно-флюсовая резка

(Сухинин Г.

К.) 502

26.1. Общие

сведения

 

 

 

 

 

 

 

502

26.2. Технология

резки

 

 

 

 

 

 

504

26.2.1. Кислородная резка стали средних толщин

 

504

26.2.2. Кислородная резка стали малых толщин

 

507

26.2.3. Кислородная

резка

стали

больших

толщин

 

508

26.3. Оборудование и аппаратура для кислородной резки

510

26.4. Качество резки

 

 

 

 

 

 

 

515

Г л а в а

27.

Плазменная резка

(Васильев К. В.)

 

516

27Л. Общие

сведения

 

 

 

 

 

 

 

516

27.2. Технология

 

 

 

 

 

 

 

 

 

520

27.2.1. Материалы

 

режима

 

 

 

520

27.2.2. Выбор

параметров

 

 

 

522

27.2.3. Точность и качество резки

 

 

 

525

27.3. Оборудование

и

оснастка

метода

 

 

527

27.4. Промышленное применение

 

 

528

27.5. Техника безопасности,

санитария игигиена

 

528

Г л а в а

28.

Лазерная

резка (Тихомиров А. В.)

 

 

529

28.1. Общие

сведения

 

 

 

 

 

 

 

529

28.1.1. Схема

процесса

 

 

 

 

 

 

530

28.1.2. Физические

основы

 

 

 

 

 

530

28.1.3. Модели

резки

 

 

 

 

 

 

531

28.2. Технология

 

 

 

 

 

 

 

 

 

533

28.2.1. Особенности и требования к процессу резки

 

533

28.2.2. Режимы

резки металлов

 

. .

 

533

28.2.3. Режимы

резки неметаллических материалов

 

535

23.2.4. Качество

резки металлов .

 

 

536

28.2.5. Качество

резки неметаллических материалов

 

537

28.2.6. Точность

резки

 

 

 

 

 

 

537

28.2.7. Особенности резки импульсно-периодическим излучением

538

28.2.8. Влияние

поляризации

излучения

 

 

538

28.3. Оборудование

и

технологическая оснастка

 

539

28.3.1.Конструктивные схемы машин и комплексов для резки листов 539

28.3.2.Конструктивные схемы роботов для резки объемных заготовок 540

28.3.3. Технологическая оснастка

540

28.3.4. Производительность оборудования

541

28.4. Промышленное применение

542

Г л а в а

29. Технология

н оборудование для сварки пластмасс (Вол­

ков С. С.,

Ощепков В. Е.)

S

29.1.Классификация способов сварки пластмасс

29.2.Сварка нагретым газом

29.2.1.Сварка с присадкой

29.2.2.Сварка без присадки

29.2.3.Оборудование

29.3.Сверка экструдируемой присадкой (расплавом)

29.3.1.Сущность и схемы процесса

29.3.2. Бесконтактная сварка

. . .

29-3.3. Контактно-экструзионная

сварка

29.3.4.Оборудование

29.4.Контактная тепловая сварка

29.4.1.Схемы процесса

29.4.2.Оборудование

29.5.Сварка ультразвуком

29.5.1.Схемы процесса

29.5.2.Контактная сварка

29.5.3.Передаточная сварка

29.5.4.Оборудование

29.6.Сварка трением н вибротреннем

29.6.1.Схемы процесса

29.6.2.Оборудование

29.7.Сварка токами высокой частоты

29.7.1.Схемы процесса

29.7.2.Прессовая сварка

29.7.3.Роликовая сварка

29.7.4.Оборудование

29.8.Сварка ИК-излученнем

29.8.1.Схемы процесса

29.8.2.Оборудование

29.9.Сварка лучом лазера

29.10.Сварка световым лучом . .

29.11.Комбинированные способы сварки полимеров

Библиографический список

§ U t U

£ §§§ IS S SS3S S 88 8 88§8 | §£ S

Том I. Свариваемость материалов

 

 

 

Р а з д е л

I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СВАРКИ (гл. 1—6)

 

Р а з д е л

2.

УГЛЕРОДИСТЫЕ

И

НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ

СТАЛИ

(гл. 7—9)

 

 

 

 

 

Р а з д е л

3. ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ (гл. 10—12)

 

Р а з д е л

4. ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ И СПЛАВЫ (гл. 13—21)

Р а з д е л

5. ЧУГУНЫ (гл. 22, 23)

 

 

 

Р а з д е л

6. ЛЕГКИЕ ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ (гл. 24—26)

Р а з д е л

7. ТЯЖЕЛЫЕ ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ (гл. 27—30)

Р а з д е л

8. ТУГОПЛАВКИЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ (гл. 31)

 

Р а з д е л

9.

РАЗНОРОДНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

(гл. 32,

33)

 

 

 

 

 

Р а з д е л

10. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ И НАПЫЛЕНИЯ (гл.34,35)

Р а з д е л

11. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ (гл. 36, 37)

 

Р а з д е л

12. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ (гл. 38, 39)

 

Т ом III.

Автоматизация. Качество.

Безопасность

 

Р а з д е л

1. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ИХ РАСЧЕТ (гл. 1, 2)

Р а з д е л

2.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ СВАРКИ (гл. 3—8)

Р а з д е л

3. РАСЧЕТНЫЕ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА (гл. 9—16)

Р а з д е л

4. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА (гл. 17—22)

 

Р а з д е л

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА

И ЗАЩИТА СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

(гл. 23-27)

Настоящий справочник включает около ста статей, сгруппиро­ ванных в три тома. Том I относится к теоретическому базису сварочных процессов и свариваемости материалов. В томе II даются сведения по технологии и оборудованию. Том III со­ держит сведения по автоматизации процессов сварки, матема­ тическим методам оценки качества, неразрушающему контролю швов, охране труда, защите окружающей среды и стандарти­ зации.

Справочник рассчитан на работников практически всех от­

раслей

народного хозяйства. Составители и авторы справоч­

ника

стремились подготовить материал', по стилю близкий

к лучшим изданиям соответствующего профиля, выпускаемых

в индустриально развитых странах на английском и немецком языках.

Справочник снабжен подробным оглавлением и рубрика­ цией, облегчающей поиск требуемого материала.

Академик Г А. Николаев

Профессор МГТУ им. Н. Э. Баумана докт. техн. наук

В. Н. Волченко

Во II томе справочника помещены материалы, связанные с тех­ нологией и оборудованием наиболее распространенных спосо­ бов сварки, термической резки, пайки, нанесения покрытий и наплавки различных металлов и сплавов. Кроме того, рассмот­ рены сварка пластических масс и вопросы расчета сварных соединений при статических и переменных нагрузках.

Ограниченный объем справочника не дает возможности под­ робно детализировать особенности технологии и оборудования рассматриваемых процессов, в связи с чем читатель в случае необходимости может воспользоваться соответствующей лите­ ратурой.

Развитие технологии и оборудования сварочных процессов идет в настоящее время достаточно быстрыми темпами, по­ этому авторы особенно не стремились заострять внимание чи­ тателей на конкретных марках оборудования, которое доста­ точно быстро устаревает.

В то же время на современном научном уровне изложены теоретические основы сварки, технология разных видов сварки плавлением и давлением, свариваемость разных металлов, контроль и управление качеством сварных швов.

Материалы справочника полезны как специалистам, работа­ ющим в области сварочной технологии и оборудования, так и специалистам из других отраслей техники, впервые сталкиваю­ щимся со всем многообразием сварочных процессов, применя­ емых в промышленности.

Докт. техн. наук В. М. Ямпольский

Раздел

1

СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ

■ -т".

 

Г л а в а

1

РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА (РДС)

1.1. Общие

сведения,

классификация,

технологические возможности

 

При РДС

(ручной

дуговой сварке) зажигание дуги, поддержание ее длины

во время

сварки,

перемещение

вдоль

свариваемых кромок и подача электрода

в зону горения дуги по мере

его расплавления осуществляется сварщиком

вручную. Качество сварки

соединения

во многом зависит от квалификации

сварщика: умения

быстро

зажигать

дугу, поддерживать необходимую ее

длину, равномерно перемещать дугу вдоль свариваемых кромок, выполнять требуемые колебательные движения электрода при сварке, сваривать шов в разных пространственных положениях.

По количеству электродов РДС подразделяется на одно-, двух- и много­ электродную (пучком электродов). По роду применяемого тока: на сварку при постоянном и переменном токе. Сваривать можно однофазной и трехфаз­ ной дугой.

Наиболее широкое распространение получила сварка металлическим пла­ вящимся электродом на постоянном и переменном токе.

Другие методы РДС применяются или для повышения производительно­ сти труда (например, сварка пучком электродов), или для получения опреде­ ленных типов швов сварных соединений (например, при сварке с отбортовкой кромок), или при сварке легированных сталей, цветных металлов и их спла­ вов (например, сварка вольфрамовым электродом).

1.2. Технология РДС

1.2.1.Свариваемые материалы

Спомощью РДС, как правило, свариваются стали: углеродистые обыкновен­ ного качества (по ГОСТ 380—88); углеродистые качественные конструкцион­ ные с нормальным (марок 10, 15 и 20) и повышенным (марок 15Г и 20Г) со­ держанием марганца (ГОСТ 1050—74 и ГОСТ 4543—71 соответственно); низколегированные (ГОСТ 19282—73; ГОСТ 19281—73); легированные конст­ рукционные (ГОСТ 4543—71); теплоустойчивые (ГОСТ 20072—88); высоколе­

гированные (а также

жаростойкие и

жаропрочные Fe—Ni сплавы)

по

ГОСТ 5632—72. Кроме

того, с помощью

РДС возможна сварка чугуна

и

цветных металлов (А1, Си н их сплавов).

 

 

1.2.2. Электроды для РДС и примеры их промышленного применения

Для РДС плавящимся электродом применяют электроды, представляющие собой стержни из сварочной проволоки (длиной 0,225—0,450 м) с электрод­ ным покрытием. Покрытие наносят с целью: поддержания устойчивого горе­ ния дуги; защиты зоны сварочной дуги от воздействия 0 2 и N2 воздуха; обра­ зования на поверхности сварочной ванны и металла шва слоя шлака, защи­ щающего ванночку от доступа воздуха и замедляющего охлаждение шлака; раскисления металла шва и его легирования.

Для изготовления электродных стержней применяют проволоку из стали и цветных металлов. При сварке чугуна, бронзы и некоторых других металлов применяют также литые электродные стержни.

По ГОСТ 2246—70 холоднотянутая сварочная проволока маркируется

следующим образом: малоуглеродистая — Св-08,

Св-08А, Св-08АА,

Св-08ГА

и СВ-10Г2;

легированная — Св-08ГС,

Св-12ГС,

Св-08Г2С, * Св-ЮГН,

Св-08ГСМТ

и т. д. (всего

30 марок); высоколегированная Св-12Х11НМФ,’

Св-10Х11НВМФ, Св-12X13,

Св-20Х13, Св-06Х14, Св-08Х14ГНТ и т. д. (всего

41 марка).

 

 

 

 

 

 

 

Общие требования к электродам

 

 

 

 

Согласно

ГОСТ 9466—75

по

назначению

электроды

подразделяются для

сварки:

У — углеродистых

и

низколегированных

конструкционных

сталей

с ав<600 МПа; Л — легированных конструкционных сталей с ог„<600 МПа, Т — легированных теплоустойчивых сталей, В — высоколегированных сталей с особыми свойствами.

Электроды для сварки стали подразделяются на типы — по ГОСТ 9467—75 и ГОСТ 10052—75 и на марки — по стандартам или ТУ (при этом каждому

типу электрода может соответствовать одна или

несколько

марок).

 

 

 

 

 

Т А Б Л И Ц А /./

ОБОЗНАЧЕНИЯ

ЭЛЕКТРОДОВ

ПО

ПОЛЯРНОСТИ

ПРИМЕНЯЕМОГО

ТОКА (ПО

ГОСТ 9466-75)

 

Ux

х переменного тока, В

 

Рекомендуемая полярность

 

 

 

 

Обозначение

постоянного тока

 

 

 

 

электрода

 

 

предельные откло­

 

ном.

 

нения

 

Обратная

 

0*

Любая

50

 

± 5

1

Прямая

50

 

± 5

2

Обратная

50

 

± 5

3

Любая

70

 

± 1 ,0

4

Прямая

70

 

± 1 ,0

5

Обратная

70

 

± 1,0

6

Любая

90

 

± 5

7

Прямая

90

 

± 5

8

Обратная

90

 

± 5

9

* Обозначены электроды, предназначенные для сварки только на постоянном токе обратной полярности.