- •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.
7.4Магнитные и электромагнитные методы контроля.
7.4.1Физические основы и классификация методов.
Электромагнитные методы контроля основаны на регистрации характерных изменений электромагнитных полей в зонах различных дефектов изделия. Для этих целей используют как постоянные, так и переменные магнитные электрические поля.
В промышленности применяются магнитные и электромагнитные (вихретоковые) методы контроля. Последние пригодны как для ферромагнитных, так и неферромагнитных электропроводных материалов.
Для магнитного и электромагнитного контроля применяют импульсные, постоянные, переменные и комбинированные магнитные и электрические поля. Контроль может проводиться с использованием как остаточного магнитного поля, образовавшегося после намагничивания, так и в процессе намагничивания.
По методам регистрации неоднородностей магнитного поля, вызванного дефектами, методы контроля подразделяют на магнитопорошковый, магнитографический, магнитоферрозондовый, индукционный.
Электромагнитные методы различают в основном по способам получения электромагнитного поля в контролируемом изделии, зависящего от вида применяемого электромагнитного индуктора (охватывающего или накладного).
Причиной возникновения неоднородностей магнитного поля в районе дефекта является вторичное магнитное поле, которое наводится в полости дефекта, так как магнитная проницаемость среды полости существенно отличается от магнитной проницаемости контролируемого металла.
Амплитудное значение составляющих поля дефекта зависит от размеров дефекта, его ориентации относительно внешнего поля, соотношения магнитных проницаемостей среды дефекта и основного материала. Для получения максимального возмущения магнитного поля необходимо, чтобы вектор напряженности внешнего поля был направлен перпендикулярно плоскости дефекта.
Направление намагничивания должно совпадать со швом по его длине. В этом случае валик сварного шва не оказывает существенного влияния на равномерность магнитного поля и возмущение поля над дефектом легко обнаруживается. При поперечном намагничивании валика с большой высотой и малым радиусом напряженность магнитного поля уменьшается над ним и возмущение над дефектом обнаружить трудно.
Нелинейность магнитных свойств материала влияет на структуру магнитного поля и затрудняет получение информации о дефектах. Поэтому на практике используют метод сопоставления магнитного поля контролируемого изделия с эталонным полем специально подготовленного образца.
7.4.2Магнитные методы контроля.
В зависимости от способа регистрации информации о наличии дефекта магнитные методы бывают магнитопорошковые, магнитографические, магнитоферрозондовые, индукционные и другие.
Магнитопорошковый метод заключается в том, Что на поверхность намагниченного изделия наносят ферромагнитный порошок в виде суспензии с керосином или маслом. Над дефектами, где образуется неоднородность магнитного поля, порошок скапливается в виде валиков, повторяя очертания дефектов. Порошком служит мелко молотая закись-окись железа (Fe3O4) с размером частиц 5…10 мкм. Для лучшей индикации порошки окрашивают или обрабатывают люминофором. В последнем случае скопления такого порошка на дефектах хорошо видны в ультрафиолетовых лучах вследствие их свечения.
Изделия намагничивают различными способами, но чаще всего используют приставные электромагниты.
Для магнитопорошкового контроля применяют стационарные и переносные дефектоскопы, которые комплектуются намагничивающими и размагничивающими устройствами различных типов. Методы магнитопорошкового контроля хорошо выявляют поверхностные и подповерхностные дефекты типа трещин, непроваров, несплавлений, волосовин, включений с раскрытием 0,01 мм и высотой больше 0,05мм. Хуже выявляют поры округлой формы. Крупные дефекты можно обнаружить на глубине до 6 мм от поверхности изделия.
Сущность магнитографического метода заключается в намагничивании контролируемого сварного соединения, записи полученного магнитного поля на магнитную пленку с последующим считыванием с пленки магнитограммы специальными устройствами магнитографических дефектоскопов. На магнитной ленте регистрируется тангенциальная составляющая магнитного поля, в которой содержится информация о сварочном дефекте. Этот метод магнитного контроля получил наибольшее распространение. Магнитографический контроль ведут в такой последовательности: очищают сварочный шов, накладывают на наго предварительно размагниченную ленту и прижимают ее резиновым поясом, при помощи намагничивающего устройства (например, П-образного электромагнита) намагничивают зону сварки поперечным магнитным полем (для протяженных швов используют перемещающиеся вдоль шва намагничивающие устройства), затем снимают ленту и полученную на ней магнитную запись воспроизводят на дефектоскопе.
Магнитографические дефектоскопы состоят из считывающего устройства, усилителя электрических сигналов, генератора развертки и электронно-лучевой трубки (или телевизионной трубки) с необходимыми электронными блоками. На электронно-лучевой трубке информация о магнитной записи воспроизводится в виде импульсов луча на временной развертке, На телевизионной трубке – в виде светотеневого изображения сварного шва с дефектами.
Магнитографическим методом контроля хорошо выявляют трещины, непровары, цепочки пор и шлаковых включений, гораздо хуже выявляют одиночные шлаковые включения и газовые поры округлой формы. Этим методом можно обнаружить трещины и непровары с чувствительностью 3 – 8 %, округлые поры и шлаковые включения с чувствительностью, не превышающей 20%. С увеличением глубины залегания дефектов чувствительность падает.
Сущность феррозондового метода контроля заключается в обнаружении магнитных полей дефектов с помощью датчиков-феррозондов. В магнитной дефектоскопии обычно применяют феррозонды небольших размеров. Такой феррозонд состоит из кольцеобразного магнитопривода, имеющего поперечный разрез, и двух катушек – генераторной и измерительной – на участке магнитопривода, расположенного против разреза. Наличие разреза с малым зазором обеспечивает концентрацию магнитного поля в зазоре, что позволяет фиксировать изменение магнитных полей на небольших участках намагниченного изделия.
Для регистрации электрических сигналов, полученных от феррозондов, применяют феррозондовые дефектоскопы, которые обладают высокой чувствительностью. Этим методом можно обнаружить поверхностные микротрещины, внутренние дефекты на глубине до 8 мм, но этот метод требует высокой чистоты обработки контролируемого изделия.