МИНОБРНАУКИ РОССИИ

УХТИНСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ

КР--130501-080384-11 Группа ПЭМГ-1-08

Факультет НГП

Ильясов Д. А.

Дисциплина: Технология металлов и трубопроводно- строительных материалов

Тема: “ Технология производства бесшовных труб “

Ухта 2011

С одержание

Введение………………………………………………………………….…. 5 стр.

1. Физическая сущность процесса сварки. Классификация…………..…. 7 стр.

2. Сущность основных способов сварки плавлением и область их рационального применения…………………………………………….… 11 стр.

3. Сущность основных способов сварки давлением……………………. 26 стр.

4. Источники питания для сварки…………………………………..……. 36 стр.

5. Влияние сварочных процессов на свариваемый металл…………..…. 43 стр.

Литература……………………………………………………………...….. 53 стр.

Введение

Сваркой называют технологический процесс получения механически неразъемных соединений, характеризующихся непрерывностью структур - непрерывной структурной связью.

Это технологический процесс, с помощью которого изготавливаются все основные конструкции гидротехнических сооружений, паровых и атомных электростанций, автодорожные, городские и железнодорожные мосты, вагоны, надводные и подводные корабли, строительные металлоконструкции, всевозможные подъемные краны, крупные узлы машиностроительных конструкций, автомобили, ракеты, искусственные спутники земли, электрическая и радиотехническая аппаратура и многие другие изделия.

Если некоторое время тому назад конструкции изготавливались в основном из относительно просто сваривающихся материалов, то в настоящее время, наряду с традиционными, для сварных конструкций применяются материалы с весьма различными физическими и сварочными характеристиками: коррозионностойкие и жаропрочные стали и сплавы, никелевые и медные сплавы с особыми свойствами, легкие сплавы на алюминиевой и магниевой основах, титановые сплавы, ниобий, тантал и другие металлы и сплавы.

Многообразие свариваемых конструкций и свойств материалов, используемых для их изготовления, заставляют применять различные способы сварки, разнообразные сварочные источники теплоты. Для сварочного нагрева и формирования сварного соединения используются: энергия, преобразованная в тепловую посредством дугового разряда, электронного луча, квантовых генераторов; джоулево тепло, выделяемое протекающим током по твердому или жидкому проводнику; химическая энергия горения, механическая энергия, энергия ультразвука и других источников.

Все эти способы требуют разработки, производства и правильной эксплуатации разнообразного оборудования, в ряде случаев с применением аппаратуры, точно дозирующей энергию, со сложными схемами, иногда с использованием технической электроники и кибернетики.

Производство сварных конструкций в СССР в настоящее время достигло многих десятков миллионов тонн в год.

Разнообразие способов сварки, отраслей промышленности, в которых ее используют, свариваемых материалов, видов конструкций и огромные объемы применения позволяют охарактеризовать технологический процесс сварки, как один из важнейших в металлообработке.

Физическая сущность процесса сварки. Классификация.

Задачей сварочной операции является получение механически неразъемных соединений, подобных по свойствам свариваемому материалу. Это может быть достигнуто, когда по своей природе сварное соединение будет максимально приближаться к свариваемому металлу.

Свойства твердых тел, в том числе и механические (прочность, упругость, пластичность и др.), определяются их внутренними энергетическими связями, т. е. связями межмолекулярного, межатомного и ионного взаимодействия.

В металлах, которые относятся к кристаллическим твердым телам, внутренние связи определяются единым энергетическим полем ионизированных атомов (находящихся в узлах кристаллической решетки) и подвижных электронов.

Для получения в сварном соединении таких же энергетических связей, как и в свариваемом материале, необходимо пограничные слои одной свариваемой детали приблизить к пограничным слоям другой на такие расстояния, при которых между ними возникает единое энергетическое поле.

В ряде случаев такое состояние может быть получено с помощью промежуточного добавочного материала, который должен установить подобные связи с пограничными слоями обеих свариваемых частей.

Расстояния между узлами кристаллической решетки, при которых в металлах образуется достаточно сильное энергетическое поле, составляют около 4 ∙ 10⁸ см.

Подобной точности подгонки поверхностей твердых материалов современные методы обработки обеспечить не могут. Так, полировка и хонингование металла обеспечивают точность обработки поверхностей не

У

выше 10^-5 - 10 ^-6 см, т. е. примерно в 400 раз менее точную, чем та, которая

необходима при сближении поверхностей для установления общего энергетического поля, подобного полю в любом другом сечении твердого металла.

Облегчить возможность сближения поверхностей на расстояния около 4 ∙ 10⁸ см и установления энергетических связей между отдельными частями, подлежащими сварке, можно: 1) применением внешней силы достаточной величины и 2) повышением температуры.

Некоторые материалы, в частности, весьма пластичные металлы (алюминий, медь, свинец и др.) и сплавы способны образовывать сварные соединения без применения каких-либо внешних источников тепла в результате только совместного пластического деформирования частей, которые должны быть сварены.

Другие материалы и, в частности, многие металлы способны образовывать сварные соединения при пластическом деформировании, выполняемом только при определенных, повышенных температурах.

Многие материалы могут быть сварены с доведением некоторого объема их до расплавленного состояния.

Некоторые материалы способны в определенном диапазоне температур свариваться как при пластическом деформировании внешней силой (давлением), так и при доведении материала до расплавленного состояния (плавлением),

Так, для технически чистого железа на рис. 1.1 показаны области режимов сварки по давлению и температуре.

Выше кривой ABCD находится область, в которой при соответствующих соотношениях давления и температуры качество сварки получается хорошим, а ниже кривой - область, где сварка совсем не получается, либо получается, но низкого качества. Как видно из рис. 1.1, при температурах ниже температуры плавления железа для сварки требуется и

Рис. 1.1 Диаграмма условий выполнения сварки технического железа.

давление, и нагрев (область левее точки 0), а при более высоких температурах давление для выполнения сварки не требуется (область правее точки D, сварка плавлением).

Для других материалов также существуют определенные области таких режимов. Исходя из этого, все, способы сварки можно классифицировать как способы сварки давлением и плавлением.

Некоторые материалы, которые даже при высоких температурах почти не имеют пластичного состояния (например, чугуны) практически могут свариваться только плавлением.

На рис. 1.2 приведена схема, в которой перечислены способы сварки плавлением и давлением, получившие наиболее широкое распространение в различных отраслях промышленности.

Рис 1.2. Схема основных способов сварки плавлением и давлением