Лабораторная работа №3 Сварка металлов

Цель работы:

1. Познакомиться с видами электросварки, применяемым оборудо-ванием и выбором технологических режимов.

2. Познакомиться с классификацией и маркировкой электродов.

3. Познакомиться с видами дефектов сварных швов.

Оснащение:

1. Сварочные аппараты переменного тока СТЭ-500 и постоянного

ПС-500, машина точечной электроконтактной сварки АТП-50, установка автоматической сварки под слоем флюса.

2. Сварочные электроды.

3. Образцы листовой мало- и среднеуглеродистой стали.

4. Коллекция сварных швов.

1. Общие сведения

1.1. Сущность, назначение и преимущества сварки перед другими видами соединений

Сварка – это процесс получения неразъемного соединения материалов за счет сил межатомного сцепления. Эти связи устанавливаются за счет местного сплавления соединяемых изделий или за счет диффузионного схватывания при пластической деформации после нагрева и сдавливания.

Преимуществами сварки перед резьбовыми, клепаными и другими видами соединений являются:

1. Более высокая производительность процесса, ниже затраты труда на 15…20%, т. к. уменьшается трудоемкость подготовительных работ;

2. Возможность получения сложных сварных конструкций с использованием самых разнообразных профилей, что снижает массу на 30…50% по сравнению с литыми.

Недостатками сварных соединений являются:

1. Неразъёмность соединения;

2. Прочность сварных швов ниже прочности свариваемого металла;

3. Сварные швы уступают клёпаным и резьбовым по прочности, особенно при знакопеременных нагрузках.

Сварка используется в строительстве зданий, мостов, газопроводов, в приборостроении, авиа- и автомобилестроении, судостроении и др., особенно сварка эффективна при ремонтных работах.

Разновидности способов сварки представлены на схеме (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Классификация основных способов сварки

Свариваемость металлов и сплавов зависит от их химических и физических свойств. Хорошая свариваемость у металлов и сплавов, имеющих высокую теплопроводность, малую усадку и коэффициент линейного и объемного расширения, нечувствительность к термоупрочнению и образующих при кристаллизации непрерывный ряд твердых растворов. Хуже свариваются сплавы с ограниченной растворимостью в твердом состоянии и образующие химические соединения. Еще хуже свариваются сплавы, кристаллизующиеся в неоднородные механические смеси.

Лучшей свариваемостью из сталей обладают малоуглеродистые (0,05…0,25% С), как обыкновенного качества, так и конструкционные качественные и низколегированные (легирующих элементов до 3…4%) стали. Хуже свариваются среднеуглеродистые (0,3…0,5% С) стали.

Сварка плавлением – сложный и разнообразный по форме металлургический процесс, в результате которого при нагреве в узкой зоне кристаллизации образуется сварной шов за счет свариваемого металла или при помощи присадочного. При этом наплавленный металл насыщается различными газами (азотом и др.), окисляется, выгорают его составные полезные элементы, выравнивается химический состав наплавленного и основного металла. При газовой сварке средняя температура процесса гораздо ниже, чем при дуговой, соответственно меньше активность атмо-сферных газов.

Сварка давлением основана на способности металлов переходить в пластическое состояние при нагревании или при приложении внешних сил (чаще и то и другое). В результате этого активизируются диффузионные процессы и получается сварное соединение. С увеличением температуры нагрева необходимое усилие сжатия уменьшается. Обязательным условием сварки давлением является чистота соединяемых поверхностей, в том числе отсутствие оксидов, на образование которых оказывает влияние окисляемость металлов и продолжительность нагрева. Избежать непровар помогают специальные флюсы, защищающие металл от окисления.