Гр. I гост 8479-70;

2)Пример условного обозначения поковки группы II (III) с точностью НВ 143-179:

Гр. II (III) нв 143-179 гост 8479-70;

3)Пример условного обозначения поковки группы IV(V) с категорией прочности КП 490:

Гр. IV(V) кп 490 гост 8479-70;

4)Пример условного обозначения поковки группы IV(V) с категорией прочности КП 490, относительным сужением не менее 50%, ударной вязкостью KCU не менее 69 Дж/м² х 10⁴ (7 кг/см²):

Гр. IV - КП 490 - 50-KCU69 ГОСТ 8479-70;

5) Пример условного обозначения поковки группы IV с категорией прочности КП 490, временным сопротивлением не менее 655МПа, относительным удлинением не менее

14% и ударной вязкостью KCU не менее 64 Дж/м² х 10⁴:

Гр. IV - КП 490 - 655- 14- KCU 64 ГОСТ 8479-70;

П. Поковки из коррозионно - стойких сталей и сплавов:

1)Пример условного обозначения поковки группы I:

Поковка Гр. I ГОСТ 25054-81;

2)Пример условного обозначения поковки группы II, с твердостью НВ 140-200:

Поковка Гр. II НВ 140-200 ГОСТ 25054-81

3)Пример условного обозначения поковки группы III, коррозионно-стойкая, с твердостью НВ 140-200:

Поковка Гр. Ill K-HВ I40-200 ГОСТ 25054-81;

4) Пример условного обозначения поковки группы IV, коррозионно-стойкая, из стали марки 08Х22Н6Т с пределом текучести 343 МПа, пределом прочности 539 МПа, относительным удлинением 18%, относительным сужением 35%, ударной вязкостью KCU 0,6М/7а:

Поковка Гр. IV К-08Х22Н6Т- 343 - 539-18- 35- KCU 0,6 ГОСТ 5054-81.

Лекция 7. Технология сварочного производства

7.1 Общие сведения

Сварка металлов процесс получения неразъемных соединений металлических изделий, осуществляемый за счет использования межмолекулярных и межатомных сил сцепления.

Для проведения этих сил в действие необходимо сблизить атомы соединяемых металлов на расстоянии порядка (2-4) 10^-8 см, т.е. примерно равные параметрам кристаллических решеток этих металлов. Процессу сближения атомов и молекул способствует нагрев свариваемых поверхностей до расплавленного или пластического состояния и приложения механического усилия.

Сварка широко применяется для соединения однородных и разнородных металлов и их сплавов, металлов с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также при изготовлении изделий из пластмасс, некоторых горных пород, смол и пр.

Современные ТМ сварки классифицируются по двум признакам:

I. По состоянию металла в процессе сварки:

1)Сварка плавлением;

2) Сварка давлением;

П.По виду энергии, используемой для нагрева свариваемых частей:

1) Электрическая:

а) дуговая;

б) контактная;

в) электрошлаковая;

г) индукционная;

д) плазменная;

2)Химическая а) газовая;

б) термитная;

3) Механическое:

а) горновая (кузнечная);

б) холодная давлением;

в) трением;

г) взрывом;

д) ультразвуком;

4)Лучевая:

а) электронно-лучевая;

б) лазерным лучом;

в) гелиосварка (сварка солнечными лучами).

Наибольшее распространение в практике машиностроения и самолетостроения получили следующие ТМ сварки:

• электрическая;

• контактная;

• газовая.

7.2 Свариваемость металла и технологичность конструкции

Свариваемость металла совокупность технологических свойств металла, определяющих его способность обеспечить при принятом ТП экономичное и надежное в эксплуатации сварное соединение.

Соединение считается высококачественным или равнопрочным, если его механические свойства близки к механическим свойствам основного металла и в нем отсутствуют поры, шлаковые включения и раковины. Кроме того, в некоторых случаях соединение должно иметь химические и физические свойства такие же, как у основного металла.

Свариваемость это сложная характеристика, зависящая не только от свойств свариваемого металла, но и от ТП, режима сварки и свойств применяемого материала. Сварная конструкция считается технологичной, если для её изготовления могут быть применены относительно простые и дешевые способы, которые в совокупности с правильным выбором конструкции соединяемых заготовок позволяют механизировать и автоматизировать изготовление и вспомогательные сварочные операции, обеспечивая низкую себестоимость.

Технологичность можно обеспечить применением комплекса ТО, правильным выбором материала и формы свариваемых заготовок, дающих возможность применять высокопроизводительные методы сварки, а также назначать рациональные режимы проведения процесса, исключая последующие дорогостоящие и трудоемкие операции.

Технология сварки предусматривает необходимость увязки стыковочных сопряжений по размерам и толщине.

Основными типами сварных соединений являются:

1. Стыковое, С;

2. Нахлесточное, Н;

3. Тавровое, Т;

4. Угловое, У.

При сварке заготовок больших толщин необходимо обрабатывать соединяемые кромки для получения провара по всему сечению. Для чего подбирается рациональная форма кромок под сварку:

1. V- образная для s=4-16 мм;

2. U- образная для s=10-25 мм;

3. Х- образная для s=20-60 мм;

4. X - образная двухсторонняя для s>30 мм.

Техника выполнения сварных швов зависит в большей степени от их положения в пространстве и вида сварного соединения.

По положению в пространстве швы подразделяются:

-нижние, наиболее удобные для сварки;

-вертикальные;

-горизонтальные;

-потолочные, наиболее трудные для сварки.

7.3 Электрическая дуговая сварка

В зависимости от способа включения в сварочную цепь основного и присадочного металла и характера воздействия на них сварочной дуги различаются следующие основные виды электрической дуговой сварки (ЭДС):

1. Неплавящимся угольным электродом (способ Бенардоса);

2. Плавящимся металлическим электродом (способ Славянова);

1. Плавящимся металлическим электродом с использованием трехфазной дуги. Сварка по способу Бенардоса применяется преимущественно при исправлении пороков в чугунных и бронзовых отливках и при наплавке порошкообразными твердыми сплавами быстроизнашивающихся деталей.

Способ сварки Славянова по объему промышленного применения является одним из главных в настоящее время.

Сварка трехфазной дугой по производительности в 2-3 раза превышает сварку по способу Славянова. Этот метод преимущественно используется при автоматической сварке металла большой толщины.

Сварочная дуга представляет собой мощный электрический разряд в газах, сопровождаемый выделением значительного количества тепла и света. С физической точки зрения - это сложный ионный и электронный процесс переноса электрических зарядов через ионизированный воздушный промежуток. Ионизация газового промежутка при дуговой сварке в основном обусловлена электронной эмиссий с горячего катода. Для разогрева катода между ним и анодом, подключенным к источнику сварочного тока, производится кратковременным коротким замыканием.

К основным параметрам характеризующим свойства дуги, относятся:

- напряжение, Uд; - ток, Iсв.;

• длина дуги, lд. Сварочная дуга состоит из трех частей:

• катодная;

- анодная; - столб дуги.

Почти все пространство занимает столб дуги, в котором происходят процессы ионизации и перемещения заряженных частиц к катоду и аноду. Температура столба дуги достигает 6000-7000"C. Он окружен ореолом, который представляет собой раскаленную смесь паров электродного и свариваемого металлов и продуктов реакции этих паров с окружающей газовой средой.

Для ЭДС применяется как постоянный, так и переменный ток. Источниками постоянного тока являются сварочные генераторы постоянного тока и сварочные выпрямители - селеновые, германиевые и кремниевые.

При сварке переменным током используются преимущественно сварочные трансформаторы, которые применяются значительно чаще, чем источники постоянного тока.

В зависимости от назначения и технологии выполнения, а также от уровня механизации и автоматизации ЭДС можно классифицировать следующим образом:

1. Ручная дуговая сварка;

2. Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка;

3. Электрошлаковая сварка;

4. Дуговая сварка в защитных газах:

а) аргонодуговая;

б) в углекислом газе.

Ручная дуговая сварка выполняется штучными электродами, которые сварщик подает к свариваемому изделию и перемещает в нужном направлении. При сварке по методу Бенардоса применяются угольные и графитовые электроды s=6-30мм и 1 =200-300мм. Для сварки по методу Славянова используются металлические электроды s==1,6-12мм и 1=150-450мм Сварку в инертных газах осуществляют вольфрамовыми электродами s==1-6мм. Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются:

• диаметр электрода, d;

• сила сварочного тока, 1св.

Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, слоя (первого и последующих) шва и положения швов в пространстве.

Сила сварочного тока в основном зависит от диаметра электрода.

При автоматической дуговой сварке все основные операции процесса механизированы, а именно:

• зажигание дуги;

• подача сварочной проволоки к изделию,

• поддержание постоянной длины дуги;

• перемещение дуги по направлению сварки.

При электрошлаковой сварке основной и присадочный металлы расплавляются теплом, выделяющимся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак.

Дуговая сварка в защитных газах применяется для защиты расплавленного металла от вредного действия кислорода и азота воздуха в зону дуги, горящей между свариваемым изделием и плавящимся или неплавящимся электродом, когда через сопло горелки непрерывно подается струя защитного газа, оттесняющего воздух от места сварки. Иногда сварка выполняется в герметичных камерах, заполненных защитным (инертным) газом.

В качестве защитных газов используется одноатомные или инертные, газы аргон и гелий, которые не взаимодействуют с расплавленным металлом, и активные газы: углекислый газ, водород, азот, пары воды, а также их смеси: аргон с кислородом, аргон с азотом или с углекислым газом, углекислый газ с кислородом и др., взаимодействующие в некоторой степени с расплавленным металлом. Наибольшее применение на практике получили аргон и углекислый газ.

7.4 Электрическая контактная сварка

Электрическая контактная сварка (ЭКС) или сварка сопротивлением основана на разогреве свариваемых изделий джоулевым теплом и механическом сжатии разогретых изделий.

Сила сварочного тока при ЭКС достигает десятков и сотен тысяч ампер. Такие токи получают в понижающих однофазных сварочных трансформаторах, имеющих на вторичной обмотке чаще всего один виток. Для регулирования сварочного тока первичную обмотку трансформатора делят на несколько секций, от которых к переключателю ступеней регулирования сделано от 4 до 16 отводов.

Величина вторичного напряжения составляет 1-12 В.

Увеличивая или уменьшая количество витков первичной обмотки, включенных в сеть, изменяют вторичное напряжение, а вместе с ним и сварочный ток. Чем меньше включено в сеть витков первичной обмотки, тем больше вторичное напряжение, первичный и вторичный (сварочный) токи.

Сопротивление места сварки зависит от чистоты и состояния поверхности свариваемого материала, сопротивления самого материала, величины давления, прикладываемого к свариваемым изделиям, и от других факторов. Наибольшее сопротивление имеет место контакта свариваемых изделий, где и выделяется наибольшее количество тепла. Время сварки в зависимости от толщины и рода свариваемого материала, изменяется от сотых и тысячных долей секунды до нескольких минут. Когда детали нагреваются до пластического состояния или до оплавления, к ним прикладывается усилие осадки и детали свариваются.

Основными способами ЭКС являются: