Файл: Введение в теорию и практику сварочного производства.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 16
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
Институт машиностроения и транспорта
Кафедра механики и машиностроения
Домашняя работа
по дисциплине «Ведение в профессиональную деятельность»
на тему: «Введение в теорию и практику сварочного производства»
Выполнил: об-ся.гр. МСП–22,
Кленов Виталий Сергеевич
Проверил:
к.т.н., доцент Баклушина И.С.
Дата сдачи ___.05.2023г.
Оценка _____________
Новокузнецк
2023
Содержание
| Введение | 3 |
| Термомеханический тип сварки | 4 |
| Кузнечная сварка | 5 |
| Контактная сварка | 7 |
| Диффузионная сварка | 12 |
| Преимущества термомеханической сварки | 14 |
| Недостатки термомеханической сварки | 14 |
| Литература | 15 |
Введение
В машиностроении при изготовлении машин и механизмов широко применяются различные виды соединений. Различают разъемные и неразъемные соединения. Основным видом неразъемных соединений в настоящее время являются сварные соединения. Это обусловлено низкой стоимостью сварных соединений, высокой производительностью процесса сварки, возможностью автоматизации технологического процесса.
Современные технологии автоматизации сварочного производства позволяют применять автоматические процессы сварки не только в серийном, но и в единичном и мелкосерийном производстве.
Во многих случаях сварка является единственно возможным или наиболее эффективным способом создания неразъемных соединений конструкционных материалов и получения ресурсосберегающих заготовок, максимально приближенных по геометрии к оптимальной форме готовой детали или конструкции.
Целью данной работы являлось изучение термомеханического типа сварного соединения, преимущества и недостатки данного сварного соединения.
1 Термомеханический тип сварки
Термомеханический класс объединяет виды сварки, осуществляемые давлением (механической энергией) с использованием тепловой энергии общего или местного характера. При этом способе сварки отсутствуют характерные для сварки плавлением недостатки, обусловленные достаточно длительным термическим воздействием на свариваемые материалы: литая структура металла шва, значительные размеры зоны термического влияния, остаточные напряжения и деформации и др.
К термомеханической сварке относятся такие виды данного процесса, в которых давление используется вместе с тепловой энергией. Термомеханическая сварка позволяет установить между двумя металлами прочную межатомную связь, при местном нагреве, позволяющую достаточно надежно соединить детали.
Высокое давление в зоне контакта свариваемых заготовок обеспечивает на первой стадии - устранение оксидных пленок и смятие микронеровностей. На второй стадии формируется физический контакт заготовок, при котором заготовки сближаются так, что между атомами металла контактирующих поверхностей возникает межатомное взаимодействие за счет объединения электронных оболочек, т.е. создаются металлические связи и, таким образом, образуется сварное соединение.
2 Кузнечная сварка
Является одним из основных способов термомеханической сварки. Данный способ сварки является одним из самых древних способов соединения металлов. Некоторые утверждают, что она существует уже почти 4000 лет, начиная с того времени, когда люди научились выплавлять железо из железной руды, что, вероятно, первоначально было сделано в Турции. Его суть в сильном разогреве металла и соединение с другим, за счет возникновения межатомных связей при пластической деформации кузнечным молотом. В отличие от большинства современных методов сварки, металлы не расплавляются. В наше в наше время кузнечная сварка обычно является автоматизированным процессом.
Процесс кузнечной сварки начинается с подготовки металла, которая заключается в высадке (утолщении) свариваемых концов заготовок.
Это делается для того, чтобы получить сварное соединение с требуемым сечением. Обычно концы заготовок нагревают в горне (печи) дважды: в первый раз до ярко-красного цвета (900 — 1000°С) и второй раз — с нанесенным на поверхность флюсом (бура, поваренная соль, кварцевый песок) до температуры, при которой металл имеет ослепительный белый цвет. Затем заготовки очищают от окалины и шлака, накладывают друг на друга и проковывают сначала лёгкими, но частыми, а затем сильными ударами кувалды (молотка) до первоначального сечения заготовок.
В некоторых случаях кузнечная сварка может быть даже прочнее, чем сварка плавлением. В идеально выполненном кузнечном шве сам шов так же прочен, как и исходный материал. Современные цепи по-прежнему обычно свариваются кузнечной сваркой.
Наиболее распространенными металлами, которые можно сварить кузнечной сваркой, являются сталь и железо. Алюминий и титан также хорошо поддаются кузнечной сварке. Как правило, нержавеющая сталь, медь и ее сплавы (латунь, бронза) не поддаются кузнечной сварке.
Соединения при кузнечной сварке обычно продумываются несколько иначе, чем при сварке MIG. Это связанно с тем, что прочность достигается другим способом. Кузнечная сварка полагается на максимальный контакт с поверхностью. Это означает, что для каждого соединения необходимо продумать, как обеспечить максимальный контакт между соединениями деталей.
3 Контактная сварка
Контактная сварка включает последовательные процессы: нагрев свариваемых изделий до гибкого состояния и обоюдное пластическое деформирование. Сварка производится при нагреве деталей электрическим током и их пластической деформации (сдавливании) в месте нагрева. Местный нагрев достигается за счет сопротивления электрическому току свариваемых деталей в месте контакта.
Контактная сварка – наиболее высокопроизводительный вид термомеханической сварки.
Данный вид сварки может быть:
-
Точечная; -
Стыковая; -
Шовная; -
Рельефная.
1) Точечная. Для удобства деталь зажимают в специальных клещах или электродах сварочной машины. Затем между электродами пропускают большой ток, с целью разогрева металла в месте сваривания до температуры плавления. Ток отключается и применяется «ковка» за счет увеличения силы сжатия электродов. Происходит очень прочное соединение, металл кристаллизуется, соединение произошло.
Точечная контактная сварка – это классический вариант термомеханической стыковки металлических деталей. Эта технология Основана на кратковременном разогреве электричеством и последующим сдавливании (прессом) зоны контакта двух заготовок. Причем время разогрева измеряется сотыми или десятыми долями секунды, сила сварочного тока –
десятками или сотнями тысяч Ампер, а прижимное усилие – сотнями или тысячами килограмм.
В итоге, машина контактной точечной сварки формирует достаточно прочное соединение, расходуя на этот процесс не больше одной секунды. Ну а максимальная частота формирования сварочных «точек» равна 600 соединениям в секунду!
2) Стыковая. Для надежности и прочности производят сваривание по всей плоскости их касания. Термомеханическая сварка таким способом можно выполнять:
-
Сваркой не прерывным оплавлением; -
Сваркой сопротивлением.
В первом случае процесс состоит из стадии оплавления и осадки. Заготовки закрепляют в зажимах машины, после чего включают ток и медленно сближают их. В стадии оплавления торцы заготовок касаются в одной или нескольких точках и в местах касания образуются перемычки, которые сразу же испаряются и взрываются. При взрыве происходит выброс мелких капель металла из места стыка и пары. Эти пары служат защитной атмосферой для уменьшения процесса окисления металла. При дальнейшем сближении также происходит процесс таких взрывов, прогревающие заготовку в глубину и постепенно соединяющую ее. При таком способе укорачивается. При осадке необходимо увеличить скорость сближения заготовок. Происходит пластическая деформация на заданный припуск. Этот процесс мгновенный. Термомеханическая сварка сопротивлением подразумевает пропускание электрического тока через плотно прижатые детали, после чего детали нагреваются в зоне сварки до пластического состояния и происходит осадка. Ток выключают до окончания осадки.
Контактная стыковая сварка сопротивлением машины – это сварочный процесс, где разрозненные ранее детали соединяются по всей плоскости касания. Важно, что контакт и соединение происходит в результате нагрева.
Контактная сварка относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или с оплавлением и осадкой разогретых заготовок. Характерная особенность этих процессов — пластическая деформация, в ходе которой формируется сварное соединение. Место соединения разогревается проходящим по металлу электрическим током, причем максимальное количество теплоты выделяется в месте сварочного контакта.
Контактную сварку классифицируют по типу сварного соединения, определяющего вид сварочной машины, и по роду тока, питающего сварочный трансформатор. По типу сварного соединения различают сварку стыковую, точечную и шовную.
По роду тока различают сварку переменным током, главным образом однофазным частотой 50 Гц; импульсом постоянного тока, когда первичная обмотка сварочного трансформатора подключается к выпрямительной установке, вследствие индуктивности трансформатора ток в первичной обмотке постепенно возрастает и во вторичной обмотке индуктируется нарастающий импульс сварочного тока; аккумулированной энергией.
3) Шовная. Еще ее называют роликовой сваркой, при которой детали соединяются швом, состоящий из ряда сварочных точек, образующих герметичный шов.
Шовная контактная сварка - это сварка, при которой соединение свариваемых элементов детали или изделия осуществляется сплошным рядом сварных точек, перекрывающих друг друга примерно на 1/3.
Шовная сварка во многом подобна точечной,но отличается от ней тем, что в качестве электродов используютвращающиеся ролики.
При шовной сварке так же, как и при точечной, свариваемые элементы собирают внахлёстку, устанавливают и зажимают между роликами, а затем включают электрический ток.
Электрический ток от сварочного трансформатора черезвращающиеся ролики - электроды подаётся к свариваемым элементам изделия.
Свариваемые элементы перемещается между вращающимися роликами и образуется сплошной ряд сварных точек - сварной шов.
4) Рельефная. Предварительно на детали создают рельеф, возвышения, которые после прохождения тока, расплавляются и происходит пластическая деформация, детали вдавливаются друг в друга. После подачи сварочного тока соединение кристаллизуется.
При шовной контактной сварке получают непрерывный шов на собранных внахлест листовых заготовках. Электродами являются контактные ролики, с помощью которых осуществляется протягивание заготовки.
Рельефная сварка представляет собой разновидность контактной сварки, при которой соединение формируется на отдельных участках деталей. Такое соединение связано с геометрическими формами деталей, в том числе по специально созданным на заготовках выступам и рельефам.
По своей сути рельефная сварка схожа с шовной: сварной шов в обоих случаях представляет собой сплошную линию из сварных точек. Ее отличие от контактной точечной сварки состоит в том, что контакт между изделиями в данном случае формируется не за счет формы электродов, как при точечной сварке, а формой поверхности.
