ФедеральноеАгентство Железнодорожного Транспорта
ГосударственноеОбразовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования
Иркутскийгосударственный университет путей сообщения
Курсоваяработа
на тему:
Сварка трением
Выполнила:
студент 3-го курса
группы ЗС-08-1
Прищепова Д.А
Проверил:Караваев Ю.А
Иркутск
2010
Содержание
Введение
Глава 1.История сварки
Глава 2.Сварка трением
2.1 Машинная сварка трением
2.2 Материал используемый для сварки трением
2.3 Преимущества и недостатки сварки трением
Глава 3. Применение сварки трением
Заключение
Список литературы
Введение
Сваркой называют технологическийпроцесс получения механически неразъемных соединений, характеризующихсянепрерывностью структур – непрерывной структурной связью. Это технологическийпроцесс, с помощью которого изготавливаются все основные конструкциигидротехнических сооружений, паровых и атомных электростанций, автодорожные,городские и железнодорожные мосты, вагоны, наводные и подводные корабли,строительные металлоконструкции, всевозможные подъемные краны и многие другиеизделия.
Если некоторое время тому назадконструкции изготавливались в основном из относительно просто сваривающихсяматериалов, то в настоящее время, наряду с традиционными, для сварныхконструкций применяются материалы с весьма различными физическимихарактеристиками: коррозионно-стойкие и жаропрочные стали и сплавы, никелевые имедные сплавы с особыми свойствами, лёгкие сплавы на алюминиевой магниевой основах,титановые сплавы, ниобий, тантал и другие металлы и сплавы. Многообразиесвариваемых конструкций и свойств материалов, используемых для изготовления,заставляют применять различные способы сварки, разнообразные сварочныеисточники теплоты.
Для сварочного нагрева иформирования сварного соединения используются: энергия, преобразованная втепловую посредством дугового разряда, электронного луча, квантовыхгенераторов; джоулево тепло, выделяемое протекающим током по твёрдому илижидкому проводнику; химическая энергия горения, механическая энергия, энергияультразвука и других источников. Все эти способы требуют разработки,производства и правильной эксплуатации разнообразного оборудования, в рядеслучаев с применением аппаратуры, точно дозирующей энергию, со сложнымисхемами, иногда с использованием технической электроники и кибернетики.Разнообразие способов сварки, отраслей промышленности, в которых её используют,свариваемых материалов, видов конструкций, и огромные объёмы примененияпозволяют охарактеризовать технологический процесс сварки, как один изважнейших в металлообработке.
Глава 1. История сварки
Сварка возникла на первом этаперазвития человеческой цивилизации. Еще в каменном веке камнем подходящей формыдревний человек мог отковать изделия из самородков благородных металлов — золота, серебра, меди. Таким же технологическим приемом, когда необходимо былоувеличить размеры изделия, соединяли эти пластины между собой, т.е. применялиодин из видов сварки — холодную сварку,- сварка металлов в холодном состояниипутем приложения деформирующих усилий. Этот первый вышедший из древнего периодаспособ сварки получил развитие в настоящее время для соединения медных,алюминиевых проводов, оболочек кабелей связи, морозильных камер холодильников ит.д. В древние времена этот способ был использован при сварке благородныхметаллов, которые практически не окисляются. Ударяя по сложенным вместе кускамметалла, удавалось добиться прочного соединения. В Дублинском Национальноммузее хранится золотая коробка, изготовленная в эпоху поздней бронзы, стенки иднище ее скованы плотным швом. Как считают эксперты, изготовлена она с помощьюхолодной сварки.
В начале железного века началиполучать кричное железо. Куски железной руды (оксиды и др. соединения железа)нагревали вместе с углем и получали комки, в которых перемешаны частицы железа,шлака и остатков угля. А затем эти комки (крицы) многократно нагревали ипроковывали в горячем состоянии. Частицы шлака и угля выдавливались, аотдельные частицы железа соединялись между собой — связывались, образуя плотныйметалл. Многократный нагрев и ковка — сварка делали металл чище и плотнее. Дляраскисления добавляли природные сланцы.
Большое значение для развитиятехники обработки черных металлов имела сварка железа с разным содержаниемуглерода с целью улучшения качества лезвия режущих и рубящих орудий. Этотребовало большого мастерства кузнецов, т.к. температура сварки железа сразличным содержанием углерода неодинакова. При изготовлении мечей, дротиков,ножей выполняли сварку полос железа и стали с выходом последней на режущуючасть лезвия. Это давало хорошее сочетание мягкого и вязкого железа илинизкоуглеродистой стали с твердой, но хрупкой сталью, содержащей большоеколичество углерода.
В скифский период в некоторыхслучаях делались попытки произвести сварку бронзы с бронзой путем прилива.Однако не всегда получалось прочное соединение. Литейщики раннего железноговека при починке изделий (например, котлов) пробивали в стенках отверстие,таким образом, получалась соединяющая отливка, напоминающая форму заклепки.
Металлургия и металлообработкабольших успехов достигли в Древней Руси в
X-XIIIв. в связи с высокимразвитием древнерусского ремесла. Технический уровень на Руси был выше, чем вЗападной Европе. С помощью кузнечной сварки изготавливалось более 70%металлических изделий. С успехом применяли сварку железа с высокоуглеродистойсталью (до 0,9%).С помощью сварки изготавливали огнестрельное оружие. Допоявления в конце XV века пушек отлитых из бронзы, артиллерийские орудия выковывалииз железа. Их изготавливали следующим образом:
1) Выковывали из крицы железныйлист;
2) Скручивали его на железнойоправке в трубу;
3) Сваривали продольным швомвнахлестку;
4) Затем на нее наваривали одну илидве трубы, так чтобы продольные швы располагались в разных местах.
Полученные заготовки были короткие,поэтому для получения достаточно длинного ствола орудия несколько такихзаготовок соединяли между собой также при помощи сварки. Для этогосоответствующие концы труб выковывались в виде внутреннего и наружного конуса,соединяли и сваривали их внахлестку. В казенную часть ствола ввариваликоническую железную заглушку, а рядом прорубалось запальное отверстие.
Древнерусские мастера успешноприменяли сварку бронзы и стали (например, топорики, найденные в районе СтаройЛадоги — обух бронзовый, а лезвия стальные). При изготовлении пушек применяли илитейную сварку — заливали расплавленной бронзой соединяемые детали.
В то же время сварка металлов — кузнечная, литейная, пайка развивались медленно. В 19 веке в промышленностибыла механизирована кузнечная сварка. Ручной труд молотобойца был механизирован(заменен работой машин), т.е. стали применяться механические молоты с весомбойка до 1 т., производящим от 100 до 400 ударов в минуту. Значительно улучшиласьконструкция печей для нагрева свариваемых деталей, заменивших примитивныекузнечные горны. Печи переводятся на твердое, жидкое и газообразное топливо.Совершенствуется и технология сварки. Способом кузнечной сварки готовилибиметалл. Листы разнородных металлов собирали в пакет, нагревали в печах ипропускали через валки прокатного стана. Особое применение кузнечная сварканаходила в производстве стальных труб с прямолинейным продольным нахлесточным швом,а также спирально — шовные трубы. Применялась сварка и при ремонте клепаныхконструкций (рамы паровозов, корпуса судов) когда доступ, по крайней мере, содной стороны после их сборки был возможен. Кроме того, применялась она припроизводстве инструментов, орудий труда и т.д. Однако во многих отраслях производствакузнечная и литейная сварка ввиду ограниченных возможностей пламени, уже неудовлетворяла возросшим требованиям техники. Крупногабаритные конструкции исложные по форме изделия невозможно было равномерно нагреть пламенем и успетьпроковать или полностью залить стык до его остывания
Глава 2. Сварка трением
Сварка трением это разновидностьсварки давлением, при которой нагрев осуществляется трением, вызваннымперемещением (вращением) одной из соединяемых частей свариваемого изделия (рисунок1).Она происходит в твердом состоянии при воздействии теплоты, возникающейпри трении поверхностей свариваемого изделия.
/>
Рисунок 1. Схема сваркитрением
Процесс образованиясварного соединения:
1) вследствие действия сил трениясдираются оксидные плёнки;
2) наступает разогрев кромоксвариваемого металла до пластичного состояния, возникает временный контакт,происходит его разрушение и высокопластичный металл (металл шва) (см.рисунок1) выдавливается из стыка;
3)прекращение вращения собразованием сварного соединения.
Сварка трением это разновидность сваркидавлением, при которой механическая энергия, подводимая к одной из свариваемыхдеталей, преобразуется в тепловую; при этом генерирование теплоты происходитнепосредственно в месте будущего соединения. Теплота может выделяться привращении одной детали относительно другой (рис2, а) или вставки междудеталями (рис. 2, б, в), при возвратно-поступательном движении деталей вплоскости стыка с относительно малыми амплитудами и при звуковой частоте (рис. 2, г). Детали при этом прижимаются постоянным или возрастающим во временидавлением. Сварка завершается осадкой и быстрым прекращением вращения.
В зоне стыка при сварке протекаютразличные процессы. По мере увеличения частоты вращения свариваемых заготовокпри наличии сжимающего давления происходит притирка контактных поверхностей иразрушение жировых пленок, присутствующих на них в исходном состоянии.Граничное трение уступает место сухому. В контакт вступают отдельныемикровыступы, происходит их деформация и образование участков с ненасыщеннымисвязями поверхностных атомов, между которыми мгновенно формируютсяметаллические связи и немедленно разрушаются вследствие относительного движенияповерхностей. Этот процесс происходит непрерывно и сопровождается увеличениемфактической площади контакта и быстрым повышением температуры в стыке. При этомснижается сопротивление металла деформации, и трение распространяется на всюповерхность контакта. В зоне стыка появляется тонкий слой пластифицированногометалла, выполняющего роль смазочного материала, и трение из сухого становитсяграничным.
/>
Рис.2. Схемы процессасварки трением: 1 — свариваемые детали; 2 — вставка; 3 — зона сварки
Под действием сжимающего усилияпроисходит вытеснение металла из стыка и сближение свариваемых поверхностей(осадка). Контактные поверхности оказываются подготовленными к образованиюсварного соединения: металл в зоне стыка обладает низким сопротивлениемвысокотемпературной деформации, оксидные пленки утонены, частично разрушены иудалены, соединяемые поверхности активированы. После торможения, когда частотавращения приближается к нулю, наблюдается некоторое понижение температурыметалла в стыке за счет теплоотвода.
Сварка трением позволяет получитьпрочные соединения не только изодно-именных, но и из разноименных металлов исплавов, даже таких, теплофизические характеристики которых резко различны.Основными типами сварных соединений при сварке трением являются: стыковыесоединения стержней и труб, соединения стержней и трубы с плоской поверхностью.
2.1 Машинная сваркатрением
Машины для сварки трением обычносодержат следующие основные узлы (рис. 3): привод вращения 1 шпинделя сременной передачей 2; фрикционную муфту 3 для сцепления шпинделя с приводнымустройством; тормоз 4 для торможения шпинделя; два зажима для креплениясвариваемых заготовок 7; переднюю бабку 5 со шпинделем, несущим на себевращающийся зажим 6; заднюю бабку 8 с неподвижным зажимом; пневматические илигидравлические цилиндры 9, обеспечивающие создание необходимого рабочего(осевого) давления машины; пневматическую, пневмогидравлическую илигидравлическую схему управления силовым приводом машины; шкаф управления.
/>
Рис. 3. Принципиальнаяконструктивно-кинематическая схема машины для сварки трением
В большинстве машин в составпривода вращения входят трехфазный асинхронный электродвигатель, клиноременнаяпередача с зубчатым ремнем. В машинах для микро- и прецизионной сварки, шпинделькоторых должен развивать очень высокую частоту вращения (80-650 с-1), вкачестве привода применяются пневматические турбины, которые характеризуютсябыстрым разгоном и торможением, позволяют обходиться без передачи при помощинепосредственного сочленения вала со шпинделем машины.
Машины для сваркитрением
Первая машина для сварки металловтрением «МСТ-1» была разработана во и внедрена для сварки заготовок инструментана Сестрорецком инструментальном заводе в 1959 г. В Институте разработано несколько десятков типоразмеров оборудования, в том числе ряд«МСТ-23», «МСТ-35», «МСТ-41» и «МСТ-51» с пневмогидравлическим приводоммощностью от 10 до 75 кВт, охватывающий диапазон свариваемых диаметров стальныхзаготовок от 10 до 70 мм, и ряд «МСТ-0401», «МСТ-2001», «МСТ-6001»,«МСТ-120.01» с гидравлическим приводом мощностью от 4 до 160 кВт и диапазономдиаметров свариваемых стальных изделий от 5 до 120 мм.
Организован выпуск первого рядамашин на Волковысском заводе литейного оборудования, машины «МСТ-2001» – наГомельском станкостроительном заводе и «МСТ-120.01» – на Краматорском заводетяжелого станкостроения.
В настоящее время в ОАО «Институтсварки России» изготовлен экспериментальный макет, который после отладки будетиспользован для исследования технологии сварки трением перемешиванием.
2.2 Материалы,используемые для сварки
Сварочная проволока
Проволока маркируется индексом Св.(сварочная) и следующих за ним букв и цифр. Буквами обозначены химическиеэлементы, содержащиеся в металле проволоки: А — азот (только ввысоколегированных проволоках), Г — марганец, С — кремний, X — хром, Н —никель, М — молибден, Т — титан, Ю — алюминий, Ц — цирконий и др. Первые двецифры, следующие за индексом Св. указывают содержание углерода в сотых доляхпроцента, а цифры после букв — содержание данного элемента в процентах.Отсутствие цифры после буквенного обозначения легирующего элемента означает,что этого элемента в проволоке менее одного процента. Буква А на концеобозначений марок низкоуглеродистой и легированной проволоки указывает напониженное содержание вредных примесей (серы и фосфора). Например, сварочнаяпроволока марки Св-08ХГ2С содержит 0,08% углерода, до 1 % хрома, до 2% марганцаи до 1 % кремния.
Металлические электроды
Металлические электроды изготовляютпо ГОСТ 9466—75 «Электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки инаплавки. Классификация, размеры и общие технические требования». Электродыклассифицируют по назначению, типу, маркам, толщине покрытия, качеству,допустимым пространственным положениям сварки или наплавки и т.д. По качеству(точность изготовления, состояние поверхности покрытия, сплошность металла шва,содержание серы и фосфора в наплавленном металле) электроды подразделяются натри группы: 1, 2, 3.Покрытие электрода должно быть однородным, плотным,прочным, без трещин, вздутий, наплывов и эксцентричности относительно осистержня. Допускаются шероховатость и отдельные риски глубиной менее четвертитолщины покрытия, вмятины глубиной до половины толщины покрытия и другие мелкиедефекты. Прочность покрытия испытывают следующим образом: при падении плашмя настальную плиту с высоты 1 м электродов диаметром менее 4 мм и с высоты 0,5 м электродов диаметром 4 мм и более покрытие не должно разрушаться.Влагостойкость покрытия проверяют погружением электрода в воду и выдержкой втечение 24 ч при температуре 15...25°С.Электроды упаковывают вводонепроницаемую бумагу или полиэтиленовую пленку; пачки массой 3...8 кгукладывают в деревянные ящики. Масса ящика 30...50 кг. На каждой пачке имеютсяэтикетка, содержащая наименование предприятия-изготовителя, условноеобозначение электродов, область их применения, режимы сварки, механические испециальные свойства металла шва и др. Тип электрода обозначается буквой Э ицифрой, указывающей гарантируемый предел прочности металла шва в кгс/мм2.Буква А в обозначении указывает, что металл шва, наплавленный этим электродом,имеет повышенные пластические свойства. Такие электроды применяют при сваркенаиболее ответственных швов. Каждому типу электрода соответствует несколькомарок, на каждую из которых разработаны технические условия. Например, типу Э42соответствуют электроды ОММ-5, ЦМ-7, МЭЗ-04 и др. Марка электрода — это егопромышленное обозначение, характеризующее стержень и покрытие.
2.3 Преимущества инедостатки сватки трением
Преимущества
Строго локализованноетепловыделение в приповерхностных слоях деталей при сварке трением являетсяглавной особенностью этого процесса, предопределяющей его энергетические итехнологические преимущества, к которым в первую очередь относят: высокую производительность.Объем тонкого слоя нагреваемого металла настолько незначителен, что весь циклего нагрева обычно укладывается в весьма малый промежуток времени — отнескольких секунд до 30 секунд (в зависимости от свойств материала и размеровсечения свариваемых деталей); это определяет высокую производительностьпроцесса сварки трением; конкурировать с нею в этом отношении может лишьэлектрическая контактная стыковая сварка. Высокие энергетические показателипроцесса. Локальное генерирование тепла и малые объемы нагреваемого при сваркетрением металла обусловливают весьма высокий коэффициент полезного действияпроцесса сварки трением; расход энергии и мощности при сварке трением в 5—10раз меньше, чем, например, при электрической контактной сварке встык (рис.37).
Высокое качествосварного соединения. При правильно выбранном режиме сваркиметалл стыка и прилегающих к нему зон обладает прочностью и пластичностью, неменьшими, чем основной металл соединяемых деталей; стык свободен от пор,раковин, различного рода инородных включений и других макропороков, а металлстыка и зон термического влияния в результате ударного термомеханическоговоздействия (быстрые нагрев и охлаждение в присутствии больших — в несколькосотен атмосфер — давлений), по своему характеру близкого к режимам термомеханическойобработки металлов, приобретает равноосную и сильно измельченную структуру (рис.38).
Стабильность качествасварных соединений. Детали, сваренные трением при одном итом же режиме, отличаются повторяемостью механических свойств; варьирование временногосопротивления, угла изгиба, величины ударной вязкости и других показателей впартии деталей, сваренных на неизменном режиме, не превышает 7—10%. Этопозволяет обоснованно применять выборочный контроль качества партии деталей,что особенно важно при отсутствии в настоящее время простых, надежных и дешевыхметодов неразрушающего контроля стыковых соединений, пригодных дляиспользования в условиях сварочных цехов. Независимость качества сварныхсоединений от чистоты их поверхности. При сварке трением нет необходимостив зачистке перед началом процесса вводимых в контакт поверхностей; в отличие,например, от контактной сварки боковые поверхности деталей также могутоставаться неочищенными, что в значительной мере экономит время вспомогательныхопераций. Возможность сварки металлов и сплавов в различных сочетаниях.Процесс сварки трением позволяет выполнять прочные соединения не толькоодноименных, но и разноименных металлов и сплавов, причем даже таких, которыедругими способами сварки либо вовсе не получаются, либо их получение сопряженос большими трудностями. Изучены и освоены в промышленном производстве такие,например, сочетания разноименных материалов, как алюминий со сталью, медь состалью, титан с алюминием, медь с алюминием и другие. Гигиеничность процесса.Сварку трением от других видов сварки выгодно отличает гигиеничность процесса:отсутствие ультрафиолетового излучения, вредных газовых выделений и горячихбрызг металла.Простота механизации и автоматизации. Сварку трениемвыполняют на специальных машинах; основные параметры процесса сравнительнолегко программируются, и, как правило, все оборудование представляет собой либополуавтоматы с минимальным использованием ручного труда, либо автоматы, работакоторых протекает без участия человека.
Недостатки
Сварка трением не являетсяуниверсальным процессом. С ее помощью могут осуществляться соединения лишьтаких пар деталей, из которых хотя бы одна является телом вращения (круглыйстержень или труба), ось которого совпадает с осью вращения; при этом другаядеталь может быть произвольной формы, но должна иметь плоскую поверхность, ккоторой приваривается первая деталь. Этот недостаток, однако, несущественноограничивает применяемость сварки трением; анализ характера производствапоказывает, что в машиностроительных отраслях промышленности количество деталейкруглого сечения составляет до 50—70% от общего числа свариваемых деталей.Некоторая громоздкость оборудования, в результате чего процесс не может бытьмобильным; процесс осуществим лишь при условии подачи заготовок, подлежащихсварке, к машине (приварка малых деталей к массивным конструкциям с помощьюпереносных машин исключается). Искривление волокон текстуры проката в зонепластического деформирования — волокна близ стыка располагаются в радиальныхнаправлениях и выходят на наружную (боковую) поверхность сваренной детали. Вдеталях, работающих в условиях динамических нагрузок, стык с такимрасположением волокон может оказаться очагом усталостного разрушения, а вдругих деталях, работающих в агрессивных средах, — очагом коррозии. Лучшимсредством предотвращения указанных дефектов является сохранение на деталиграта. Другие средства борьбы с этими нежелательными явлениями могутзначительно увеличить стоимость изготовления детали. Следует также указать нанеудобства, связанные с необходимостью съема грата, когда это по конструктивнымсоображениям оказывается необходимым. На это затрачивается добавочное времялибо на сварочной машине, либо на отдельном рабочем месте.
Особенности образования соединенияпри сварке трением. Несмотря на кажущуюся простоту, процесс сварки металловтрением в действительности весьма сложен и многообразен; он подчинен многимзакономерностям, так как в нем соседствуют и взаимодействуют такие явления, кактепловыделение и износ поверхностей при трении; непрерывное образование инемедленное же разрушение металлических связей между сопряженными поверхностямив процессе их относительного движения; почти мгновенный нагрев и очень быстроеохлаждение малых объемов металла в присутствии очень больших (достигающихтысячи атмосфер) удельных давлений; упругопластические деформации вмикрообъемах выступов шероховатых поверхностей и в макрообъемах слоев металла,прилегающих к этим поверхностям; наклеп и рекристаллизация металла; взаимнаядиффузия, а также внедрение макроскопических частиц металла одной изсвариваемых деталей в тело другой и др.
Теория сварки трением сложна идалеко еще не разработана. Однако выполненные уже исследования позволяютпредставить качественную картину явлений, происходящих в стыке при сварке.
Глава 3. Применениесварки трением
Расчеты и опыт практическогоприменения сварки трением показывают, что ее пока целесообразно применять длясварки деталей диаметром от 6 до 100 мм. Наиболее эффективно применение сваркитрением для изготовления режущего инструмента при производстве составныхсварно-кованых, сварно-литых или сварно-штампованных деталей. Она оказываетсянезаменимой при соединении трудносвариваемых или вовсе не сваривающихся другимиспособами разнородных материалов, например, стали с алюминием, аустенитныхсталей с перлитными. Эффективно применение сварки трением и для соединенияпластмассовых заготовок.
Сварка трением иногда используетсядля заварки днища у баллона для сжатых газов. Отрезок цельнотянутой стальнойтрубы с предварительно нагретым концом насаживают на быстровращающуюся оправку.К вращающейся заготовке приближают обжимку, осаживающую металл и придающую емуполусферическую форму днища баллона. При быстром вращении заготовки осаживаемыйметалл быстро разогревается трением между обжимкой и заготовкой в процессеосадки; его температура не снижается, а растет за счет механической работы силтрения. В результате трения металл днища сильно разогревается и осаживается собразованием утолщения. Для соединения круглых цилиндрических стержней илитрубок детали закрепляют в зажимах машины и приводят в соприкосновение торцами.Одна деталь остается неподвижной, другая приводится во вращение со скоростью500- 1500 об/мин и все время прижимается к неподвижной детали. Вследствиетрения торцы деталей быстро разогреваются и через короткое время доводятся дооплавления; автоматически выключается фрикционная муфта, прекращая вращениешпинделя; затем производится осевая осадка деталей. В ряде случаев способоказался весьма эффективным. Он отличается высокой произво-дительностью(машинное время для разных деталей 1,5-50 сек), высоким качеством истабильностью сварки, поскольку процесс автоматизирован, все параметры (числооборотов, усилие осадки, время сварки) отличаются большим постоянством. Способвесьма экономичен и обладает высоким к. п. д. Потребление электрическоймощности 15-20 вт/мм2, а потребление электроэнергии в 7-40 разменьше, чем при контактной электросварке; нагрузка трехфазной сети, питающейприводной электродвигатель, вполне равномерна; cos f = 0,8.Способ позволяетсваривать разнородные металлы (алюминий с медью, алюминий со сталью, медь состалью и пр.). Ширина зоны влияния сварного соединения не более 2-3 мм. Особенно эффективна сварка заготовок металлорежущего инструмента сверл, метчиков и т. д. изуглеродистой и быстрорежущей стали.
Примеры применениясварки трением
В последующие годы в стране сталиприменяться: сварка ультразвуком, электронно-лучевая, плазменная, диффузионная,холодная сварка, сварка трением и др. Большой вклад в развитие сварки внеслиучёные нашей страны: В.П.Вологдин, В.П.Никитин, Д.А. Дульчевский, Е.О. Патонов,а также коллективы Института электросварки имени Е.О. Патонова, Центрального научно-исследовательскогоинститута технологии машиностроения, Всесоюзного научно-исследовательского иконструктивного института автогенного машиностроения, Института металлургииимени А.А. Байкова, ленинградского завода «Электрик» и др.Сварка во многих случаяхзаменила такие трудоёмкие процессы изготовления конструкций, как клёпка илитьё, соединение на резьбе и ковка. Преимущество сварки перед этими процессамиследующие:
· экономия металла — 10...30% иболее в зависимости от сложности конструкции;
· уменьшение трудоёмкости работ,сокращение сроков работ и уменьшение их стоимости;
· удешевление оборудования;
· возможность механизации иавтоматизации сварочного процесса;
· возможность использованиянаплавки для восстановления изношенных деталей;
· герметичность сварных соединенийвыше, чем клепаных или резьбовых;
· уменьшение производственного шумаи улучшение условий труда рабочих.
Мировой опыт применения сваркитрением позволяет сделать вывод, что этот вид сварки — один из наиболееинтенсивно развивающихся технологических процессов, особенно в странах свысоким уровнем развития промышленности.
Заключение
Задачей сварочной операции являетсяполучение механически неразъемных соединений, подобных по свойствамсвариваемому материалу. Это может быть достигнуто, когда по своей природесварное соединение будет максимально приближаться к свариваемому металлу.Свойства твёрдых тел, в том числе и механические (прочность, упругость,пластичность и др.), определяются их внутренними энергетическими связями, т.е. связямимежмолекулярного, межатомного и ионного взаимодействия. В зависимости отматериала сварной конструкции, её габаритов, толщины свариваемого металла идругих особенностей свариваемого изделия предпочтительное применение находятопределённые разновидности электрической дуговой сварки.
Так, при изготовлении конструкцийиз углеродистых и низколегированных конструкционных сталей наибольшееприменение находят как ручная дуговая сварка качественными электродами столстым покрытием, так и автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом,а так же сварка в углекислом газе; при сварке конструкций из высоколегированныхсталей, цветных металлов и сплавов на их основе предпочтительное использованиенаходит аргонно-дуговая сварка, хотя при определённых условиях применяются инекоторые другие разновидности электрической дуговой сварки.
Сварка трением весьма экономичныйпроцесс. Потребление электрической мощности 15-20 вт/мм2, апотребление электроэнергии в 7-40 раз меньше, чем при контактной электросварке;нагрузка трехфазной сети, питающей приводной электродвигатель, вполнеравномерна. Способ позволяет сваривать разнородные металлы (алюминий с медью,алюминий со сталью, медь со сталью и пр.). Ширина зоны влияния сварногосоединения не более 2-3 мм. Особенно эффективна сварка заготовокметаллорежущего инструмента сверл, метчиков и т. д. из углеродистой ибыстрорежущей стали.
Список используемойлитературы
1. Сварка. Том 1. Развитие сварочной технологии инауки о сварке. Технологические процессы, сварочные материалы и оборудование.Комов В.В, 1990. — 536 с.
2. Сварка. Том 2. Теоретические основы сварки,прочности и проектирования. Сварочное производство. Комов В.В, 1995. — 494 с.
3.Ольшанский Н.А., Николаев Г.А. «Специальныеметоды сварки». М., “Машиностроение ”, 1999. 232 с.
4. «Теоретические основы сварки». М., Высшая школа,2004. 592стр.
5. ГерасименкоА.И., «Справочник электросварщика», Профессиональное мастерство, 2009. 271с.
6.Моисеенко В.П., «Материалы и ихповедение при сварке», Высшее образование. 2009.128с.7. Арзамасов В.Б.,Черепахин А.А., Кузнецов В.А., Шлыкова А.В., Пыжов В.В., «Технологияконструкционных материалов», Профессиональное образование,2008 г.55-167с.8. Володин В.Я.,«Современные сварочные аппараты», Наука и техника,2008г9.Воронин Н.Н«Материаловедение и технология конструкционных материалов для железнодорожнойтехники», Высшее профессиональное образование,2004,345с