- •Конспект лекций по сварке доцента каф. 104 Варухи н. А.
- •1Введение
- •1.1Краткие сведения из истории сварки.
- •1.2Классификация сварки.
- •Определение сварки по госТу.
- •Определение пайки по госТу.
- •2Процессы нагрева при сварке.
- •2.1Общие сведения о нагреве при сварке и источниках нагрева.
- •2.2Пламя газовой горелки.
- •2.3Электрическая дуга.
- •2.4Струя плазменной горелки.
- •2.5Электронный луч.
- •2.6Луч лазера.
- •2.7Трение как источник тепла при нагреве.
- •2.8Джоулево тепло при сварке.
- •2.9Основные законы, используемые для определения температуры при сварке.
- •3Виды сварки термического класса
- •3.1Дуговая сварка (дс).
- •3.1.1Классификация дуговой сварки.
- •3.1.2Дуга как источник нагрева при дс.
- •3.1.3Вольтамперная характеристика дуги (вахд).
- •3.1.4Источники питания (ип) для дуговой сварки.
- •3.1.5Требования к ип
- •3.1.6Источники питания переменного тока для рдс (сварочные трансформаторы).
- •Сварочный трансформатор с магнитным шунтом.
- •Сварочный трансформатор с подвижными вторичными обмотками.
- •3.1.7Источники постоянного тока для дуговой сварки.
- •3.2Дуговая сварка в среде защитных газов
- •3.2.1Виды газовой защиты
- •Защитные свойства различных газов
- •3.2.2Электродные сварочные материалы
- •3.2.3Cварка в инертных газах
- •Основные параметры аргонодуговой сварки
- •Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки
- •Область применения аргонодуговой сварки
- •Дуговая сварка в среде гелия
- •3.2.4Сварка в активных газах Дуговая сварка в среде углекислого газа
- •3.2.5Атомно-водородная сварка
- •3.3Плазменная сварка Сущность плазменной сварки, схема плазмотрона
- •Область применения плазмотронов, достоинства и недостатки плазменной сварки
- •3.4Электрошлаковая сварка
- •3.4.1Параметры режима электрошлаковой сварки
- •3.4.2Оборудование для электрошлаковой сварки
- •3.4.3Достоинства электрошлаковой сварки
- •3.4.4Недостатки электрошлаковой сварки
- •3.4.5Область применения электрошлаковой сварки
- •3.5Электронно-лучевая сварка
- •3.5.1Оборудование для электронно-лучевой сварки
- •3.5.2Достоинства электронно-лучевой сварки
- •3.5.3Недостатки электронно-лучевой сварки
- •3.6Лазерная сварка
- •3.6.1Свойства лазерного излучения
- •3.6.2Сварочные установки с твердотельным лазером
- •3.6.3Сварочные установки с газовым лазером
- •3.6.4Достоинства и недостатки лазерной сварки
- •3.6.5Область применения лазерной сварки и резки
- •4Ермомеханический класс
- •4.1Контактная сварка
- •4.2Контактная точечная сварка
- •4.2.1Основные параметры режима точечной сварки
- •4.2.2Влияние основных параметров режима точечной сварки на прочность сварной точки
- •4.2.3Шунтирование тока
- •4.2.4Разновидности точечной сварки
- •4.2.5Оборудование для точечной сварки
- •4.2.6Низкочастотные машины
- •4.2.7Конденсаторные машины для точечной сварки
- •4.2.8Клеесварные соединения
- •4.3Kонтактная шовная сварка
- •4.3.1Требования к конструированию узлов и деталей под контактную точечную и шовную сварку
- •4.3.2Особенности точечной и шовной сварки отдельных металлов и сплавов
- •4.4Контактная стыковая сварка
- •4.4.1Стыковая сварка сопротивлением
- •4.4.2Стыковая сварка оплавлением
- •4.4.3Машины для стыковой сварки
- •4.4.4Проектирование узлов и деталей под стыковую сварку
- •4.4.5Конструкция и проектирование оснастки
- •4.5Диффузионная сварка
- •4.5.1Технологические особенности диффузионной сварки.
- •4.5.2Защитные среды при диффузионной сварке
- •4.5.3Особенности диффузионной сварки различных материалов
- •4.5.4Оборудование для диффузионной сварки
- •4.6Индукционно-прессовая сварка
- •5Механические виды сварки
- •5.1Холодная сварка.
- •5.2Сварка трением.
- •5.3Ультразвуковая сварка.
- •5.2. Схема установки для сварки ультразвуком: 1 – магнитострикционный преобразователь; 2 – волновод; 2 – наконечники; 4 – свариваемые детали.
- •5.4Сварка взрывом.
- •5.5Магнитоимпульсная сварка.
- •6.1Сущность процесса пайки металлов
- •6.2Припои для пайки.
- •6.3Способы пайки.
- •6.3.1Способы по формированию паяного шва. Капиллярная пайка готовым припоем.
- •Контактно - реактивная пайка.
- •Диффузная пайка.
- •Реактивно-флюсовая пайка.
- •Композиционная пайка.
- •Прессовая пайка.
- •Некапиллярная пайка
- •6.3.2Способы пайки по устранению окисной пленки Флюсовая пайка
- •Безфлюсовая пайка
- •Абразивная пайка
- •6.3.3Способы пайки по нагреву Пайка в печах
- •Пайка в соляных электрических печах-ваннах.
- •Пайка погружением в расплавленные припои.
- •Газопламенная пайка.
- •Пайка индукционная.
- •Электродуговая пайка.
- •Пайка световым и инфракрасным лучами.
- •Пайка лучом лазера.
- •Пайка электронным лучом
- •Пайка паяльником.
- •Электролитная пайка
- •Экзотермическая пайка
- •7Контроль качества сварных соединений
- •7.1Методы контроля и управления качеством сварных соединений.
- •7.1.1Факторы качества сварных соединений.
- •7.1.2Типы и виды дефектов.
- •7.1.3Классификация методов контроля.
- •7.2Физические методы неразрушающего контроля.
- •7.2.1Радиационные методы контроля. Физические основы и классификация методов.
- •7.2.2Радиографические методы контроля.
- •7.2.3Радиоскопические методы контроля.
- •7.2.4Радиометрические методы контроля.
- •7.3Ультразвуковые методы контроля.
- •7.3.1Физические основы и классификация методов.
- •7.3.2Особенности ультразвукового контроля сварных соединений.
- •7.4Магнитные и электромагнитные методы контроля.
- •7.4.1Физические основы и классификация методов.
- •7.4.2Магнитные методы контроля.
- •7.5Капиллярные методы контроля.
- •7.6Методы контроля сварных соединений течеисканием.
- •7.7Статистические методы управления качеством сварки.
Основные параметры аргонодуговой сварки
Наиболее важными параметрами, определяющими ход аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом и качество сварного шва, являются: род, полярность и величина тока; диаметр электрода, угол его заточки и диаметр притупления торца; расход аргона и скорость его истечения из сопла горелки; скорость сварки. Эти параметры зависят от толщины и марки свариваемого металла, вида соединения.
При выборе полярности тока следует учитывать, что более устойчива дуга прямой полярности, когда вольфрам является катодом, при этом температура электрода и его износ значительно меньше. Дуга обратной полярности горит неустойчиво, вольфрамовый электрод при температуре анода начинает плавиться и быстро изнашивается. Но дуга обратной полярности имеет одно ценное свойство: в зоне катодного пятна на поверхности металла под действием ионов аргона происходит распыление и удаление окисных пленок и других загрязнений. Это дает возможность сваривать без флюсов металлы, имеющие тугоплавкие окисные пленки, например, алюминий, магний и их сплавы.
Поэтому для легкоокислющихся металлов целесообразно применять переменный ток. В этом случае очистка поверхности металла от окисной пленки происходит в тот полупериод переменного тока, когда деталь становится катодом, а когда катод на электроде, вольфрам несколько охлаждается, его износ уменьшается.
При применении электрода из чистого вольфрама его диаметр d (мм) выбирают в зависимости от рода и величины тока дуги I(A) по следующим эмпирическим зависимостям: дуга прямой полярности – I=80d; дуга обратной полярности – I=20d; дуга переменного тока – I=60d. Если применяются вольфрамовые электроды с иттрием или с лантаном, то допустимый ток для выбранного диаметра электрода можно увеличивать на 30…50%.
При сварке дугой прямой полярности вольфрамовые электроды затачиваются на конус с углом 20…90, а торцы притупляются. С увеличением угла заточки и уменьшением диаметра притупления повышается концентрация теплового потока дуги, растет давления дуги и плотность тока, растет глубина проплавления. При сварке на переменном токе и токе обратной полярности торец электрода из-за подплавления принимает вид полусферы.
Длина дуги является одним из основных параметров, влияющих на формирование и проплавляющую способность дуги, она выбирается в зависимости от типа соединения, толщины и марки свариваемого металла. Для сварки без присадочной проволоки длина дуги устанавливается в пределах 0.5…2 мм, с присадочной проволокой – 3…4 мм. С увеличением длины дуги растет ее диаметр и пятно нагрева, ширина шва резко возрастает, глубина проплавления несколько уменьшается.
При аргонодуговой сварке плавящимся электродом применяют постоянный ток прямой и обратной полярности, переменный и импульсный ток. Диаметр электродной проволоки зависит от тока дуги и может изменятся в пределах 0.5…3 мм. Для выбора диаметра проволоки пользуются эмпирической зависимостью Imax=200d, где I – ток дуги в амперах, d – диаметр проволоки в мм.
Аргонодуговую сварку плавящимся электродом производят полуавтоматами и автоматами, которые работают по принципу саморегулирования дуги. Скорость подачи проволоки задается постоянной и равной скорости плавления проволоки на выбранном режиме сварки. Отклонение длины дуги от установившейся в процессе сварки величины устраняется автоматически изменением скорости плавления проволоки вследствие изменения тока дуги. Такое саморегулирование длины дуги обеспечивается источниками питания с пологопадающими, жесткими или возростающими внешними характеристиками.
Расход аргона выбирают в зависимости от тока дуги, который в свою очередь зависит от толщины и марки свариваемого металла. Расход аргона зависит от скорости истечения газа из сопла горелки, диаметра сопла и скорости сварки. Недостаточная скорость истечения газа не обеспечивает оттеснения воздуха от зоны сварки. Чрезмерно высокая скорость истечения газа приводит к появлению турбулентных завихрений в газовой струе, что приводит к подсосу воздуха в зону сварки.
При повышенных скоростях сварки набегающий поток воздуха сдвигает защитную струю газа с зоны плавления, ухудшая качество защиты. Для надежной защиты увеличивают расход газа и диаметр сопла горелки. Не рекомендуется вести сварку в защитных газах на сквозняках и вне помещений.
На качество газовой защиты влияет тип соединения. Проще обеспечить хорошую защиту при сварке в нижнем положении стыковых и тавровых соединений, сложнее – угловых и торцевых соединений. Для соединений с ухудшенной защитой применяют съемные экраны, накладки.