Классификация процессов сварки.

Классификация процессов сварки.

Процесс сварки делят на три класса (ГОСТ 19521 - 74): термический, термомеханический и механический. Термический класс объединяет виды сварки, осуществляемые плавлением металла. Термомеханический класс включает виды сварки, осуществляемые давлением с использованием тепловой энергии. К механическому классу относятся виды сварки, выполняемые давлением с дополнительной механической энергией.

Сварка по виду применяемой энергии подразделяется на следующие основные виды:

давлением с общим нагревом: кузнечная, прокаткой, выдавливанием;

давлением с местным нагревом: контактная, индукционно-прессовая, термитно-прессовая, газопрессовая, диффузионная, дуго-прессовая;

давлением без нагрева металла внешним источником тепла; ультразвуковая, холодная, трением, взрывом, магнитноимпульсная;

плавлением: дуговая, газовая, термитная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерным лучом, плазменная.

2.Разновидность контактной сварки.

Стыковая контактная сварка заключается в том, что соединение свариваемых деталей происходит по всей поверхности стыкуемых торцов. При этом сварка может быть выполнена сопротивлением и оплавлением непрерывным или прерывистым (рис. 3).

Рис. 3. Схема стыковой контактной сварки:
1 — свариваемые детали; 2 — электроды; 3 — неподвижная контактная пластина; 4— подвижная контактная пластина

Сварка сопротивлением. При этом виде сварки обработанные поверхности двух деталей для сварки плотно прижимают и включают сварочный ток. При нагреве стыкуемых поверхностей до пластического состояния производят осадку (сжатие) и одновременно выключают ток. Таким способом можно сваривать детали из низкоуглеродистой стали круглого или прямоугольного сечения площадью до 1000 мм² и легированной стали площадью до 20 мм². Также этим способом можно сваривать цветные металлы и их сплавы, разнородные металлы — сталь с медью, латунь с медью и различные сорта сталей.

Сварка сопротивлением не получила широкого применения, так как требуется высокая чистота свариваемых поверхностей и строгий контроль температуры нагрева.

Сварка непрерывным оплавлением. При этом способе сварки детали, закрепленные в зажимах на машине, приводят в соприкосновение плавным перемещением подвижного зажима при включенном сварочном токе, и происходит оплавление свариваемых торцов деталей. После этого производят осадку на определенную величину и отключают ток.

Достоинством этого способа сварки является высокая производительность, недостатком — потери металла на угар и разбрызгивание.

Сварка таким способом применяется при соединении тонкостенных труб, листов, рельсов, разнородных металлов.

Сварка прерывистым оплавлением. При этом способе сварки производится чередование плотного и неплотного контакта свариваемых поверхностей при включенном сварочном токе. Происходят небольшие возвратно-поступательные движения подвижного зажима, которые периодически замыкают сварочную цепь в месте контакта деталей до тех пор, пока торцы их не нагреются до температуры 800...900 °С. После этого — оплавление и осадка. Прерывистым оплавлением сваривают низкоуглеродистые стали при недостаточной мощности машины для сварки непрерывным оплавлением

Разновидности сварки давлением

Сваркой давлением называется такой вид сварки, при которой в контактных областях двух металлических свариваемых поверхностей происходит сжатие (деформация), благодаря которому собственно и образуется нужное сварочное соединение.

Такой результат становится возможным за счёт того, что происходит взаимодействие атомов металлов, тех поверхностей, которые подлежат свариванию.

Что касается качества сварки, то оно обычно зависит от нескольких факторов:

• Насколько качественно подготовлены поверхности
• Насколько велики приложенные усилия
• Насколько металл способен подвергаться деформациям

Виды сварки давлением

• Сварка взрывом
• Сварка трением
• Контактная сварка
• Холодная сварка
• Ультразвуковая сварка
• Диффузионная сварка
• Термокомпрессионная сварка

Стоит отметить, что сваркой давлением можно соединять не только металлические детали и поверхности, а так же керамику, пластмассу и многие другие.

Сварные соединения и швы

Сварным соединением называется соединение двух или нескольких элементов полученное сваркой.

Сварное соединение (рис.2) состоит: из сварного шва, имеющего литую структуру и образовавшегося в результате кристаллизации сварочной ванны, зоны сплавления, зоны термического влияния – участок основного металла, не подвергавшийся расплавлению, где в результате нагрева произошли структурные и фазовые изменения и части основного металла.

 

Рис. 2. Схема сварного соединения

1 – сварной шов, 2 – зона сплавления, 3 – зона термического влияния, 4 – основной металл

 

Существует 5 видов сварных соединений (рис.3) – стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и торцевые.

Рис. 3. Типы сварных соединений: а – стыковое, б – нахлесточное, в – торцовое, г – угловое,

д – тавровое

Наиболее типичные и предпочтительные стыковые соединения, но не всегда теплоты источника энергии хватает, чтобы проплавить на всю толщину, поэтому для деталей с толщиной больше 4 мм применяют специальную подготовку кромок (рис.4)

Рис. 4. Примеры (а-ж) подготовки кромок

Конструктивные элементы подготовки кромок следующие:

S – толщина соединяемых элементов;

С – притупление кромок (обычно 1-2мм);

β – для скоса от 25 до 45˚;

α – угол разделки, равен 2 β;

В – зазор, зависит от толщины и способа сварки;

R – Радиус закругления для фигурной разделки кромок.

Классификация сварных швов.

Все сварные швы классифицируются по признакам:

1. По типу сварного соединения на стыковые, образованные стыковыми соединениями и на угловые – тавровыми, нахлесточными, угловыми.

2. По положению относительно действующего усилия – на фланговые, лобовые и косые.

3. По положению в пространстве (рис. 5)

Рис. 5. Основные пространственные положения сварки:

1 – нижнее, 2 – вертикальное или горизонтальное, 3 – потолочное

 

4. По внешней форме (рис. 6) – на выпуклые, нормальные и вогнутые.

Рис.6. Форма сварных швов: а – нормальная, б – выпуклая, в – вогнутая

5. По протяженности (рис.7) – на непрерывные и прерывистые, которые делятся на цепные и шахматные.

Рис. 7. Классификация сварных швов по протяженности:

а – непрерывный, б – цепной, в – шахматный

 

6. По количеству проходов (рис.8) – на однопроходные (для толщин меньше 4см) и многопроходные.

Рис. 8. Многослойный шов: 1-7 последовательность выполнения проходов, I-V- слои, 1 – корневой шов, 7 – облицовочный шов

 

Геометрические параметры стыковых и угловых швов представлены на (рис. 9), к ним относятся l – ширина шва, g – выпуклость и к – катет, качество сварных швов и их геометрические параметры контролируются в обязательном порядке после сварки при визуально-измерительном контроле.

Рис. 9. Основные геометрические параметры сварных швов:

а – стыкового, б – углового

 

 

Табл. 1 Классификация сталей, применяемых в сварных соединениях разнородных сталей

Класс сталей и сварочных материалов	Группа	Характеристика сталей	Марки (примеры)
Перлитные и бейнитные	I	Углеродистые	Ст3, 20
II	Низколегированные	09Г2С, 10ХСНД, 20ХГСА
III	Легированные Среднеуглеродистые	30ХГСА, 40Х, 40ХН2МА, 38ХВ
IV	Теплоустойчивые (Cr-Мо и Cr-Mo-V)	12МХ, 12Х1МФ, 20Х1М1Ф169
V	Хладостойкие (Fe-Ni)	0Н3, 0Н6, 0Н9
Мартенситные, ферритные, ферритно-мартенситные, аустенитно-мартенситные, ферритно-аустенитные	VI	12 %-ные хромистые, жаростойкие	08X13, 12X13
VII	Высокохромистые, жаростойкие	08X17Т, 15Х25Т, 20X17Н2
VIII	12 %-ные хромистые, жаропрочные	15X11МФ, 15Х12ВНМФ
IX	Хромоникелевые коррозионно-стойкие	12Х21Н5Т
Аустенитные стали и сплавы на никелевой основе	X	Коррозионно-стойкие аустенитные	12Х18Н10Т, 10Х17Н13МЗТ
XI	Аустенитные жаропрочные	Х15Н35ВТ, 20Х25Н20С2
XII	Аустенитные коррозионно-стойкие и криогенные	Х18Н20,Х13АП9, 06Х23Н28МЗДЗТ
XIII	Жаропрочные никелевые сплавы	ХН70ВМТЮФ, ХН56ВМТЮ

Конструкции, сваренные из разнородных сталей, называют комбинированными. Они применяются в тех случаях, когда условия работы отдельных частей конструкции отличаются температурой, агрессивностью среды, особыми механическими воздействиями (износ, знакопеременное нагрузка и т.п.).

На А4 отдельно.

Классификация процессов сварки.

Процесс сварки делят на три класса (ГОСТ 19521 - 74): термический, термомеханический и механический. Термический класс объединяет виды сварки, осуществляемые плавлением металла. Термомеханический класс включает виды сварки, осуществляемые давлением с использованием тепловой энергии. К механическому классу относятся виды сварки, выполняемые давлением с дополнительной механической энергией.

Сварка по виду применяемой энергии подразделяется на следующие основные виды:

давлением с общим нагревом: кузнечная, прокаткой, выдавливанием;

давлением с местным нагревом: контактная, индукционно-прессовая, термитно-прессовая, газопрессовая, диффузионная, дуго-прессовая;

давлением без нагрева металла внешним источником тепла; ультразвуковая, холодная, трением, взрывом, магнитноимпульсная;

плавлением: дуговая, газовая, термитная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерным лучом, плазменная.

2.Разновидность контактной сварки.

Стыковая контактная сварка заключается в том, что соединение свариваемых деталей происходит по всей поверхности стыкуемых торцов. При этом сварка может быть выполнена сопротивлением и оплавлением непрерывным или прерывистым (рис. 3).

Рис. 3. Схема стыковой контактной сварки:
1 — свариваемые детали; 2 — электроды; 3 — неподвижная контактная пластина; 4— подвижная контактная пластина

Сварка сопротивлением. При этом виде сварки обработанные поверхности двух деталей для сварки плотно прижимают и включают сварочный ток. При нагреве стыкуемых поверхностей до пластического состояния производят осадку (сжатие) и одновременно выключают ток. Таким способом можно сваривать детали из низкоуглеродистой стали круглого или прямоугольного сечения площадью до 1000 мм² и легированной стали площадью до 20 мм². Также этим способом можно сваривать цветные металлы и их сплавы, разнородные металлы — сталь с медью, латунь с медью и различные сорта сталей.

Сварка сопротивлением не получила широкого применения, так как требуется высокая чистота свариваемых поверхностей и строгий контроль температуры нагрева.

Сварка непрерывным оплавлением. При этом способе сварки детали, закрепленные в зажимах на машине, приводят в соприкосновение плавным перемещением подвижного зажима при включенном сварочном токе, и происходит оплавление свариваемых торцов деталей. После этого производят осадку на определенную величину и отключают ток.

Достоинством этого способа сварки является высокая производительность, недостатком — потери металла на угар и разбрызгивание.

Сварка таким способом применяется при соединении тонкостенных труб, листов, рельсов, разнородных металлов.

Сварка прерывистым оплавлением. При этом способе сварки производится чередование плотного и неплотного контакта свариваемых поверхностей при включенном сварочном токе. Происходят небольшие возвратно-поступательные движения подвижного зажима, которые периодически замыкают сварочную цепь в месте контакта деталей до тех пор, пока торцы их не нагреются до температуры 800...900 °С. После этого — оплавление и осадка. Прерывистым оплавлением сваривают низкоуглеродистые стали при недостаточной мощности машины для сварки непрерывным оплавлением