Сварка применяется для того, чтобы получить качественные и надежные соединения металлоизделий, которые могут иметь различную форму и состав. Сварка нашла широкое применение в производстве строительных работ, в промышленном строительстве, в частном домостроении, в сооружении высотных домов, для получения крепких металлических конструкций.
Сварочные работы осуществляются двумя способами. Первый способ предполагает получение соединений посредством пластической деформации – давление. Второй способ – плавление, этот способ подразумевает соединение поверхностей с помощью их расплавления электрической дугой, плазменной струей, газовой горелкой. Способ осуществления сварочных работ выбирается в зависимости от того, какие виды металла необходимо соединить, от его характеристик и свойств. бывает ручной, автоматической, полуавтоматической.
Сварочные работы являются неотъемлемым мероприятием при строительстве или ремонтных работах. Часто строительные работы предполагают монтаж металлических конструкций, коммуникаций, оборудования и приборов. При капитальном ремонте может возникать необходимость демонтировать и установить новые инженерные системы, выполнить ряд других сварочно-технических работ. Не обходится без сварочных работ установка металлоконструкций.
В процессе своей работы сварщик подвергается воздействию вредных газов, излучению электрической дуги, брызг от расплавленного металла, в связи с требованиями техники безопасности работник должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты. Специалист-сварщик должен осуществлять работы в спецодежде и специальной обуви. Также предполагается использование индивидуальных средств защиты для головы – каски, береты, шапки; средства для защиты лица – сварочные маски , щитки; средства для защиты лица и глаз – это защитные очки, а также другие средства защиты, которые предлагает компания НТ-Сварка.
Наиболее распространенные виды работ с применением это: монтаж и демонтаж отопительных систем, систем водоснабжения, канализации, монтаж и демонтаж приборов отопления, изготовление, монтаж, перенос, ремонт металлических конструкций, сварка цветмета, изготовление и монтаж гаражных ворот, ограждений, решеток.
Наиболее распространенным способом сварки в области строительства является ручная электродуговая сварка. Она используется для изготовления, ремонта и монтажа металлоконструкций любых форм, размеров и назначения.
Аргонная дуговая электросварка используется для производства деликатных работ, таких как изготовление ограждений, оконных решеток, лестниц. Этот метод сварки применяется тогда, когда определяющее значение имеет эстетический аспект.
Самым востребованным методом сварочных работ является газовая сварка, обычно это способ используется для монтажа систем трубопроводов, мелких ремонтных работ.
Независимо от метода сварки, работы должны выполняться квалифицированными специалистами, имеющими соответствующий разряд, допуск к , средства индивидуальной защиты.
Сварка – процесс создания неразъемного соединения путем установления межмолекулярных и межатомных связей за счет взаимной диффузии молекул и атомов соединяемых деталей.
Сварка осуществляется за счет нагрева или пластического деформирования механическим воздействием на молекулы и атомы в зоне соединения, или тем и другим совместно.
1.Классификация по физическим признакам.
Класс сварки определяется формой энергии, используемой для сварки. Термический класс основан на использовании тепловой энергии. Механический класс – механической энергии. Термо м еханический класс – используется тепловая энергия и давление.
В каждом классе сварка подразделяется на виды по источнику энергии. К термическому классу относятся следующие виды: дуговая, газовая, электрошлаковая, плазменная и т.д.
К механическому классу относятся: сварка трением (для пластмасс), взрывная, холодная давлением (для специальных видов пластмасс). К термомеханическому классу относятся: контактная, экструзионная, кузнечная и др.
2.Классификация по степени автоматизации и механизации : дуговая сварка бывает ручная, механизированная (полуавтоматическая), автоматизированная, автоматическая.
3.Классификация по технологическим признакам : контактная сварка бывает стыковая, точечная, шовная.
4.Классификация по степени защиты металла в зоне сварки: сварка в защитном газе, в вакууме, под флюсом, по флюсу.
28. Мероприятия по снижению остаточных сварочных напряжений и деформаций.
Остаточными напряжениями называются внутренние напряжения сварочных конструкций, которые возникают после остывания.
Остаточные деформации – деформации, которые возникают после остывания.
Причинами возникновения остаточных деформаций и напряжений являются неравномерная усадка соединяемых деталей при остывании.
Мероприятия по снижению напряжений и деформаций:
высокий отпуск – нагрев конструкции до температуры 300-350С и медленное остывание. Это самый эффективный способ, позволяет снизить до 80% напряжений и деформаций.
Местный отпуск – нагрев до 200-250С зоны сварного соединения и медленное остывание.
Термическая правка – нагрев деформируемого участка до 200-250С и механический воздействие.
Создание предварительных деформаций, обратных ожидаемым.
Использование минимальных катетов и толщин швов.
Регулирование погонной энергии сварки
Создание припусков увеличенных размеров заготовок на величину ожидаемой деформации
Рациональная технология сборки и сварки
Сварка тонколистовой конструкции на жесткие каркасы.
29. Дефекты сварных швов и причины их возникновения.
Дефекты бывают явные и скрытые, значительные и малозначительные, устранимые и неустранимые.
Дефектом называется каждое отдельное несоответствие параметров шва нормативным требованиям.
Виды дефектов :
Нарушение формы шва: завышенная толщина, чрезмерная выпуклость угловых швов, чрезмерная вогнутость, заниженная толщина. Причины : низкая квалификация сварщика, нарушение скорости сварки, неправильная подача электрода.
Подрез – углубление на границе между металлом шва и основным металлом. Приводит к концентрации напряжений. Причины : неправильное ведение электрода, большая сила тока.
Непровар – отсутствие сплошного соединения между металлом шва и основным металлом. Т.е. жидкий металл затекает в зазор между деталями, а основной металл не расплавляется. Причины : не достаточная глубина оплавления, слабая сила тока, быстрое ведение электрода, низкая квалификация сварщика.
Наплывы – натекание жидкого металла на основной металл или ранее выполненный валик шва. Причины : замедленное движение электродом, избыточное количество наплавленного металла.
Прожог – местное сквозное отверстие в соединении. Причины : большая сила тока, большой диаметр электрода.
Пережог – окисление металла шва и околошовной зоны. Причины : большая сила тока, большая длина дуги.
Трещины холодные и горячие. Холодные трещины возникают после полного остывания. Горячие – в процессе остывания. Причины : закалочные явления, малый температурный интервал хрупкости, снижение способности к пластическому деформированию.
Пористость – наличие газовых пузырей внутри металла шва и шероховатости на поверхности. Нарушается герметичность швов. Причины : наличие влаги на металле и на электродах.
Шлаковые включения – остатки частиц тугоплавкого защитного покрытия электродов и окислов в металле шва. Снижает прочность шва.
Общие причины дефектов: низкая квалификация сварщика, нарушение технологии сварки, плохое качество сварочных материалов.
Ручная сварка выполняется человеком с помощью инструмента, получающего энергию от специального источника. В учебнике рассматривается дуговая сварка - сварка плавлением, при которой нагрев осуществляется электрической дугой. Дуговую сварку плавящимся электродом выполняют электродом, который, расплавляясь при сварке, служит присадочным металлом. Суммируя эти три определения, можно сказать, что ручная дуговая сварка плавящимся электродом выполняется сварщиком с помощью инструмента, получающего энергию от специального источника; расплавляемый при сварке электрод, закрепленный в инструменте, служит присадочным металлом, вводимым в сварочную ванну в дополнение к расплавленному основному металлу. Этот вид сварки в настоящее время занимает по объему выполненных сварочных работ первое место в строительно-монтажном производстве.
В начальный период внедрения сварки использовали стальные электродные стержни, нарубленные из проволоки и покрытые высушенным меловым раствором для облегчения возбуждения и горения дуги. В настоящее время используют электроды (рис. 1.3) со стержнями из проволоки определенного химического состава, покрытыми на электродообмазочных прессах специальной обмазкой, составленной из компонентов, предохраняющих расплавляемый дуговой металл от вредного влияния воздуха и обеспечивающих требуемый состав и механические свойства сварного соединения. Покрытие электрода, кроме того, улучшает стабильность горения дуги, расплавляемый металл покрывается шлаком и газами, образующимися при расплавлении покрытия и реагирующими с металлом. Разработано и изготовляется промышленностью большое количество покрытых электродов различных марок для ручной сварки сталей и цветных металлов.
Рис. 1.3. Ручная сварка плавящимся электродом, покрытым обмазкой
1 - стержень; 2 -обмазка; 3 - основной металл
Для образования сварного соединения сварщик возбуждает дугу в месте будущего шва и поддерживает ее горение, расплавляя кромки основного металла и электрод. Пространство между свариваемыми частями заполняется жидким металлом кромок и электрода, происходит перемешивание металлов в одной ванне и образование шва. Сварщик передвигает электрод по направлению к шву и вдоль его, образуя соединение свариваемых частей металла.
При дуговой сварке под флюсом (рис. 1.4) дуга горит под слоем сварочного флюса. Сварку выполняют установками автоматизированной сварки: возбуждение дуги, подача электродной проволоки или присадочного металла и относительное перемещение дуги и изделия осуществляются механизмами без непосредственного участия человека по заданной программе. Сварочная дуга расплавляет основной металл изделия, проволоку и флюс, образуя сварочную ванну, покрытую слоем расплавленного флюса. Горящая под флюсом дуга надежно защищена слоем флюса от воздуха и не видна сварщику. Состав порошкообразного флюса подбирают таким, чтобы он помимо защиты от воздуха, расплавляясь, производил металлургическую обработку расплавленного металла, обеспечивая требуемое его качество. Производительность дуговой сварки под флюсом значительно выше ручной, так как этот вид сварки допускает применение больших сварочных Токов, в результате чего масса наплавленного металла в единицу времени в несколько раз больше, чем при ручной дуговой сварке покрытыми электродами. Сварка под флюсом особенно распространена на заводах, изготовляющих строительные конструкции. Она применяется и при монтаже конструкций для ванной сварки арматуры железобетона.
Рис. 1.4. Автоматическая сварка под флюсом
1 - электродная проволока; 2-» свариваемое изделие; 3 - сварочный флюс; 4 - дуга; 5 - сварочная ванна; 6 - расплавленный флюс; 7 - расплавленный металл
Дуговая сварка в защитном газе (рис. 1.5) - это сварка, при которой дуга и расплавленный металл, а в некоторых случаях и остывающий шов для предохранения от контакта с воздухом находятся в защитном газе, подаваемом в зону сварки с помощью специальных устройств. Этот вид сварки широко применяют при изготовлении строительных конструкций и в меньшей степени при монтаже. Для сварки при изготовлении конструкций используют в качестве защитного углекислый газ. Сварку в углекислом газе (рис. 1.5, а) производят обычно плавящимся электродом, который представляет собой тонкую проволоку, подаваемую по шлангам вместе с газом через горелку в зону сварки специальным механизмом. Такой вид сварки получил название механизированной дуговой сварки. Ручная аргонодуговая сварка (рис. 1.5, б) выполняется с помощью специальной горелки, через которую подается защитный газ (аргон или его смесь с гелием и другими газами). В горелке закреплен неплавящийся электрод из вольфрамового прутка, имеющего высокую температуру плавления (4500°С) и поэтому почти не расплавляющегося и мало расходуемого при сварке Сварка возможна без присадочного и с присадочным металлом, который подается вручную сварщиком или с помощью подающего механизма. В последнем случае - это механизированная сварка.
Рис 1.5. Ручная сварка неплавящимся электродом в защитном газе
без присадочной проволоки (я), с присадочной проволокой (б)
1 - горелка; 2- зона сварки; 3- плавящийся электрод; 4 - неплавящийся электрод; 5 -защитный газ; 6 - присадочный металл
Электрошлаковая сварка (рис. 1.6) разработана и внедрена в производство Институтом электросварки им. Е. О. Патона. Эта сварка осуществляется плавлением, при этом используется тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. Ее применяют для соединения стальных деталей толщиной от 25-30 до 1000 мм и более, расположенных в вертикальном или наклонном до 30° положении. Детали собирают с зазором от 20 мм и более в зависимости от толщины деталей и закрепляют.
Рис. 1.6. Электрошлаковая сварка
1 - детали 2 - медная пластина; 3 - ползун; 4 - расплавленный металл; 5 - шлак; 5 -сварной шов; 7 - электродная проволока
С одной стороны прижимают на всю длину стыка медную пластину, а с другой передвигаемый по мере сварки охлаждаемый медный ползун. Первоначально, на дополнительной входной планке, закрепленной у нижних кромок соединяемых деталей, возбуждается дуга, и создается ванна расплавленного металла и шлака. Затем электродная проволока погружается в щлак, и электрический ток, проходя через шлак в металл, продолжает расплавлять проволоку и кромки металла. Происходит бездуговой электрошлаковый процесс сварки деталей с формированием сварного шва медной пластиной и ползуном. Автоматизирован весь процесс сварки: подача электродной проволоки в зазор, передвижение ползуна вверх, заполнение зазора расплавляемым металлом и шлаком, поддержание оптимального уровня металла и шлака, поддержание принятого режима сварки. Электрошлаковую сварку применяют на заводах строительных металлоконструкций и на стройках при изготовлении и монтаже элементов стальных конструкций кожухов доменных печей, различных емкостей и т. п:
Сварка с принудительным формированием шва (рис. 1.7, а) по способу удержания расплавленного металла от вытекания похожа на электрошлаковую сварку, однако при этом виде сварки идет дуговой процесс, а не электрошлаковый. Сварка осуществляется на установках автоматизированной сварки и возможна во всех положениях. В процессе сварки расплавленный металл удерживается и формируется охлаждаемыми ползунами. При сварке применяют порошковую проволоку, которую изготовляют (рис. 1.7,б) из тонкой стальной ленты, одновременно заполняемой порошком-флюсом и сворачиваемой на специальном станке обжимающими роликами. Этот вид сварки применяют для металла толщиной 10-30 мм при сооружении резервуаров, трубопроводов и других конструкций.
Рис. 1.7. Сварка с принудительным формированием шва
а - положения порошкообразной проволоки при сварке; б - изготовление порошковой проволоки; 1 - расплавленный металл; 2 - ползун; 3 - порошкообразная проволока; 4- стальная лента; 5 -флюс; 6 - обжимающие ролики
Газовая сварка - сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемых с помощью горелки. Для сварки применяют горючие газы, чаще всего ацетилен (С 2 Н 2) или его заменители - пропан-бутановые смеси, природный газ, водород, коксовый и другие газы, а также горючие жидкости (бензин, керосин). Высокая температура сварочного пламени достигается сжиганием горючего газа или паров жидкости в кислороде. Температура ацетиленокислородного пламени достигает 3100- 3200°С, пропанокислородного 2600-3750°С, водороднокислородного 2400-2600 °С и т. д.
Кислород - бесцветный прозрачный газ без запаха. Его получают разделением атмосферного воздуха в специальных разделительных аппаратах. В атмосфере содержится 20,95 % кислорода. Он сжижается при атмосферном давлении и температуре минус 182,9 °С. Для сварки и резки поставляется в газообразном виде в баллонах объемом 40 дм 3 , содержащих 6 м 3 кислорода при давлении 15 МПа. Сжатый кислород, соприкасаясь с маслом или другими жирами, окисляет их с большой скоростью, что приводит к их воспламенению и взрыву. Поэтому баллоны с кислородом надо предохранять от загрязнений, а также от ударов и нагревания, так как баллоны взрывоопасны.
Ацетилен - бесцветный газ с неприятным запахом, взрывоопасен при давлении 0,15-0,2 МПа и температуре до 200 °С. Для взрыва достаточно небольшой искры. Поставляется в баллонах, заполненных специальной пористой массой, пропитанной ацетоном, в котором растворен ацетилен. Давление ацетилена в баллоне не должно превышать 1,9 МПа при 20 °С. Для осуществления сварки или резки баллон должен устанавливаться вертикально, чтобы избежать уноса ацетона вместе с ацетиленом. В баллоне объемом 40 дм 3 содержится растворенного ацетилена 5 м 3 . Для обеспечения кислородом и ацетиленом крупных сварочных цехов кислород завозят в жидком виде в специальных танках, затем дегазируют и снабжают сварочные посты по газопроводам, а ацетилен добывают из карбида кальция (СаС 2) в стационарных ацетиленовых генераторах и по трубопроводам подают в цех. Водород поставляют в баллонах объемом 40 дм 3 под давлением 15 МПа, пропан-бутановые смеси - в баллонах в жидком виде.
Газовые баллоны окрашивают в разные отличительные цвета: кислородные - в голубой, ацетиленовые - в белый, водородные - в темно-зеленый, жидкие горючие газы - в красный.
Следует иметь в виду, что смесь ацетилена и других горючих газов с воздухом и особенно с кислородом взрывоопасна, поэтому баллоны с кислородом надо хранить отдельно от баллонйв с горючими газами и следить, чтобы не было утечки газов из баллонов.
При использовании кислорода и горючих газов для сварки давление их снижают с помощью специальных приборов-редукторов, закрепляемых на выпускном штуцере вентиля баллона.
Для газовой сварки (рис. 1.8) используют газокислородное пламя горелки, в которую газ поступает по шлангам. Для образования сварного шва обычно пользуются присадочной проволокой. Сварка осуществляется вручную и используется в строительстве при сантехнических работах для соединения труб небольшого диаметра, воздухопроводов из металла небольшой толщины, а также при ремонтных работах.
Рис. 1.8. Газовая сварка
1 - газокислородное пламя; 2 горелка, 3 - присадочная проволока
Термитная сварка - сварка, при которой для нагрева используется энергия горения термитной смеси. Эту сварку (рис. 1.9) применяют для соединения стыков арматурной стали, рельсов, проводов и т. п. Свариваемые детали помещают в специальную огнеупорную форму. Затем в тигель, расположенный над стыком, засыпают термитный порошок, состоящий из алюминия и железной окалины, и зажигают его. Сгорая при температуре более 2000°С, термит образует из окалины жидкий металл, который расплавляет кромки деталей и сваривает их. Возможны добавление присадочного металла в процессе сварки в виде прутка и перемешивание ванны этим прутком для лучшего удаления шлаковых и газовых включений и формирования шва. Использование заранее приготовленных термитных патронов для сварки проводов и токопроводящих шин заметно повышает ее производительность.
Рис. 1.9. Термитная сварка
1 - свариваемые детали; 2 - огнеупорная форма, 3 - тигель; 4 - электрод
Плазменная сварка - это сварка плавлением, при которой нагрев происходит сжатой дугой (рис. 1.10). Плазмой называют ионизированный и нагретый газ. Для его получения струю газа подают под давлением в сопло плазмотрона - горелки для сварки или резки сжатой дугой, в которой закреплен вольфрамовый электрод. Проходя в сопле через дугу, газ нагревается, ионизируется, при этом стенки сопла увеличивают давление на дугу, и она выходит из сопла в виде плазмы с температурой до 40 000°С. Плазменная струя хорошо режет металл, поэтому в строительном производстве плазмотроны используют главным образом для резки сталей и цветных металлов. Для сварки этот вид осваивается только при использовании в автоматизированных установках.
Рис. 1.10. Плазменная сварка
1 - дуга; 2 - сопло плазмотрона; 3 -электрод
Контактная сварка - сварка с применением давления, при которой используется тепло, выделяющееся в контакте свариваемых частей при прохождении электрического тока. Этот вид сварки, в свою очередь, подразделяется на несколько видов: точечная контактная сварка, рельефная сварка, шовная контактная сварка, стыковая контактная сварка оплавлением и контактная сварка сопротивлением.
Точечная контактная сварка (рис. 1.11, а), - это сварка, при которой сварное соединение получается между торцами электродов 4 и 5, подводящих ток и передающих усилие сжатия. Место контакта 1 соединяемых деталей расплавляется теплом, выделяемым при прохождении электрического тока, электроды сжимаются усилием, в результате чего образуется сварная точка 6. Точечную сварку широко применяют при изготовлении арматурных сеток, в местах пересечения стержней. Для соединения пересекающихся стержней пространственных арматурных конструкций применяют специальные подвесные сварочные клещи.
Рис. 1.11. Контактная сварка
а - точечная, б шовная, в - стыковая сварка оплавлением, 1 - сварное соединение, 2, 3 - соединяемые детали, 4, 5 - электроды, 6 - сварная точка; 7 - усилие сжатия
Рельефная сварка - это контактная сварка, при которой сварное соединение получается на отдельных участках, обусловленных их геометрической формой, в том числе по выступам. Этот вид сварки применяют для соединения стержней арматуры с плоскими закладными пластинами, для чего на пластинах или на стержнях делают один-два выступа. Контактная сварка осуществляется при пропускании тока и сжатии стержня с пластиной специальными электродами, в результате чего места примыкания выступов к стержню разогреваются до оплавления, а при сжатии образуются точечные сварные соединения.
Шовная контактная сварка (рис. 1.11,6), при которой соединение свариваемых деталей происходит между вращающимися роликовыми электродами 4 и 5, подводящими ток и передающими усилие сжатия. Точки 1 перекрывают друг друга, образуя непрерывный шов. Этот вид сварки применяют для соединения строительных конструкций из тонкого металла, воздухопроводов, облицовочных кожухов труб и др.
Стыковая сварка оплавлением (рис. 1.11, в)-это стыковая контактная сварка, при которой нагрев металла сопровождается оплавлением торцов. Свариваемые детали закрепляют в губках контактной стыковой машины, к которым подведен электрический ток. При сближении деталей малым усилием между торцами происходит сильный разогрев, сопровождаемый искрами и брызгами, в результате чего торцы оплавляются, затем усилием детали быстро сближаются, ток выключается, и образуется сварное соединение, окруженное выдавленным гратом, состоящим из окисленного перегоревшего металла, который очищают. Для деталей большого сечения с целью снижения электрической и механической мощности машины применяют стыковую сварку с предварительным подогревом путем периодического сближения деталей с небольшим давлением и нагревом стыка небольшим током. После нагрева до определенной температуры увеличивают ток и осуществляют сварку оплавлением. Этот вид сварки используют для стыкования арматурных стержней и соединения труб.
Стыковая сварка сопротивлением - контактная стыковая сварка, при которой нагрев металла осуществляется без оплавления стыкуемых торцов. Схема сварки аналогична приведенной на рис. 1.11,в. Сперва сжимают детали губками, а затем включают ток. Между торцами создается контактное сопротивление, отдельные выступы на торцах под влиянием температуры сминаются, и дальнейший нагрев происходит за счет сопротивления деталей. Когда температура металла на торцах приблизится к температуре плавления, происходит под влиянием усилия сжатия сварка с образованием плавного утолщения.
Электронно-лучевая сварка (рис. 1.12) - сварка плавлением, при которой для нагрева используют энергию ускоренных электронов. Для получения сварочного луча электронов применяют электронную пушку. Она состоит из вольфрамового или металлокерамического катода, который размещен в фокусирующей головке, на некотором расстоянии находится ускоряющий электрод-анод с отверстием. При пропускании переменного тока низкого напряжения нагретый катод эмитирует (испускает) поток электронов, который, проходя через отверстие анода, приобретает мощное ускорение, а затем формируется магнитной линзой и отклоняющей магнитной системой, в результате чего образуется узкий уплотненный пучок электронов, направленных на небольшую площадку изделия. Положительный потенциал анода достигает нескольких десятков тысяч вольт. При ударе о поверхность металла энергия электронов превращается в тепловую, проплавляя металл узким швом. Сварку выполняют в вакууме, создаваемом в специальной камере, куда помещают пушку и изделие; в основном ее применяют для соединения тугоплавких, химически активных металлов. В строительной индустрии встречается эпизодически.
Рис. 1.12. Электронно-лучевая сварка
1 - катод, 2 - фокусирующая головка, 3 - анод, 4 - поток злектронов, 5 - магнитная линза, 6 - магнитная система, 7 - пучек злектронов, 8 - изделие
Лазерная сварка - сварка плавлением, при которой для нагрева используется энергия излучения лазера. Эта сварка основана на использовании излучения световой энергии, специально усиленной взаимодействием фотонов с атомами системы. В строительной индустрии пока не применяется, однако в перспективе возможно ее внедрение для специальных видов сварки.
Ультразвуковая сварка - сварка давлением, осуществляемым при воздействии ультразвуковых колебаний- для соединения деталей из пластмасс.
Плазменную, кислородно-дуговую и воздушно-дуговую разделительную и поверхностную резку металлов применяют для термической обработки стали и цветных металлов. Плазменную резку осуществляют плазмотронами для раскроя листов стального проката, алюминия и других цветных металлов. В основном это механизированная резка, для ручной резки применяют резаки-плазмотроны.
При кислородно-дуговой резке используют полый (трубчатый) электрод наружным диаметром 6-10 мм и длиной до 400 мм, покрытый специальной обмазкой. По трубке электрода подается под давлением кислород. Резчик, держа электрод в специальном держателе, включает ток, зажигает дугу с края разрезаемого металла и, перемещая электрод вдоль линии реза, постепенно расплавляет металл, который сгорает в струе кислорода и выдувается им, образуя разрез. Кислородно-дуговую резку используют в основном для подводных работ.
Чаще применяют воздушно-дуговую резку стали. При этом виде резки расплавляемый дугой угольного или графитизированного электрода металл выдувается струей сжатого воздуха, таким образом осуществляется разделительная или поверхностная резка. Контрольные вопросы
- Что называется сваркой?
- Какая разница между плавящимся и неплавящимся электродами, их значение?
- Какие виды сварки плавлением вы знаете?
- Для чего служат обмазка электрода и защитный газ?
- В чем разница между дуговой и электрошлаковой сваркой?
- Что такое плазма?
- Требуется соединить сваркой две стальные детали, зазоа между ними 4 мм, толщина 5 мм. Какими способами возможна их сварка?
- Требуется отрезать куски медного листа толщиной 10 мм и длиной 400 мм. Каким способом можно это сделать?
Создание неразъемного соединения металлов, при помощи электрической дуги - называется сваркой. Таким способом проводят сборку одной или нескольких деталей.
На сегодняшний день, сварка применяется в промышленности, в строительстве. Сварочные работы, возможно проводить где угодно, в различных климатических зонах, при экстремальных погодных условиях. От космоса, до сварки подводных объектов.
Невозможно представить современное производство без сварки - слишком многое создано при помощи этой технологии. От гаража до крупного авиастроительного завода, от чайника до самолёта - везде применяется или был применен, тот или иной вид сварочных соединений.
Каждый год внедряются вновь появившиеся технологии создания швов. Технологии соединения материалов становятся все прогрессивнее. Часто, создавая новое, приходится вспоминать хорошо забытое старое.
Яркий тому пример - сегодняшняя новость об восстановлении утерянной ранее технологии, на Казанском авиазаводе, ЭЛУ-24. Этот вид сварочных работ, позволяет сваривать монолитные плиты титаномагниевого сплава, переменной толщины. Уникальная, очень высокотехнологичная сварка, применяемая для постройки планерных конструкций в авиастроении.
Становятся доступнее для простых граждан сварочные аппараты. В данный момент, они распространены даже среди не профессионалов. Во многих частных домах, гаражах имеется оборудование, созданое для проведения сварочных, мелких работ.
Широкий спрос породил масштабное предложение - ассортимент сварочного оборудования на рынке просто огромен. От полупрофессионального до бытового.
Основные виды сварки
Основные виды сварки, наиболее распространенные:
- ручная;
- автоматическая;
- аргоновая.
Конечно это не все возможные технологии, но одни из широко используемых.
У каждого вида сварки есть свои плюсы и минусы. Свои тонкости и нюансы. Для каждого вида требуется то или иное оборудование, расходные материалы.
Ручная дуговая сварка
Максимально используемая, распространенная сварка. Из-за длительного применения хорошо отработаны технологии, потому универсальная. Процесс сваривания протекает с помощью стандартного электрода.
Её преимущества - можно работать в любом положении, это облегчает сваривание в местах, трудных для доступа. Часто используется в строительстве. Широкий выбор, выпускаемых промышленностью электродов, позволяет варить различные марки стали. Легкая транспортировка оборудования.
Недостатки - низкая производительность. Качество швов полностью зависит от квалификации производящего работу сварщика, что является мало предсказуемым фактором.
Аргоновая сварка
Сваривание шва, при помощи аргона - называют аргоновой сваркой. Инертный газ позволяет создавать сварочные соединения с применением плавящихся электродов. Это удобная сварка при соединении легированных сталей. Так же подходит при сваривании цветных металлов.
С помощью аргона, легко создаются хорошо формируемые сварные швы, используя возможность контролирования глубины проплавления материалов.
Аргоновая сварка обычно выполняется автоматами. Особенно для соединения не поворотных стыков труб.
Главный недостаток этого вида - невысокая производительность ручного режима. Автоматическая возможна не всегда, в частности для разноориентированых коротких швов.
Полуавтоматическая сварка
Вид создания сварочных соединений, массово распространен в машиностроительной отрасли. При проведении сварочных работ используется углекислый газ. Не требовательна к уровню квалификации работающего на таком оборудовании сварщика.
В настоящее время внедряются такие процессы, как электронно-лучевая, плазменная, лазерная и другие виды сварки. Пластичность используемых в строительстве материалов, размеры элементов конструкций и характер внешних воздействий на конструкции позволяют использовать в основном в строительстве электродуговую сварку, реже газовую и контактную.
Длинномерные швы в конструкциях (поясные швы балок, колонн и др.) выполняются в заводских условиях автоматической сваркой под флюсом. Флюс защищает изделие от вредного воздействия окружающей среды на металл соединения. При этом механизированы два рабочих движения: подача
электродной проволоки и относительное перемещение дуги и изделия. К недостаткам автоматической сварки можно отнести затруднительность выполнения швов в вертикальном и потолочном положении, что ограничивает ее применение на монтаже.
Короткие швы (приварка ребер, сварка узлов в решетчатых конструкциях) выполняют полуавтоматической сваркой. При этом автоматически подается сварочная электродная проволока, а передвижение дуги по изделию производится вручную. Полуавтоматическую сварку стальных конструкций чаще выполняют в среде защитного газа (углекислый газ). Реже применяют сварку порошковой проволокой.
В ряде случаев используют ручную сварку качественными электродами, т.е. с качественным покрытием (толстым покрытием). При ручной дуговой сварке оба главных рабочих движения – подача электродной проволоки и передвижения дуги по изделию – выполняются вручную.
Ручная электродуговая сварка универсальна и широко распространена, так как может выполняться в любом положении. К недостаткам ручной сварки относятся меньшая глубина проплавления основного металла, меньшая производительность процесса из-за относительно низкой величины применяемого сварного тока, а также меньшая стабильность ручного процесса по сравнению с автоматической сваркой под флюсом.
Электрошлаковая сварка - разновидность сварки плавлением; этот тип сварки удобен для вертикальных стыковых швов металла толщиной от 20 мм и более. Процесс сварки ведется голой электродной проволокой под слоем расплавленного шлака, сварочная ванна защищена с боков медными формирующими шов ползунами, охлаждаемыми проточной водой. Качество шва получается очень высокое.
Ванная сварка – разновидность электрошлаковой, применяется в некоторых случаях при сварке арматуры большой толщины в железобетонных конструкциях.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Основы металлических конструкций
Основы металлических конструкций.. учебное пособие.. для студентов специальности..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Изгибаемого элемента
по высоте балки в упругой стадии будет существенно отличаться от предыдущего случая, а при дальнейшем увеличении нагрузки вплоть до появления пластического шарнира (Ơпр = Ơ
Основы расчета центрально сжатых стержней
Исчерпание несущей способности длинных гибких стержней, работающих на осевое сжатие, происходит от потери устойчивости (рис.2.4,а).
Поведение стержня под нагрузкой х
Характеристика основных профилей сортамента
Первичным элементом стальных конструкций является прокатная сталь, которая выплавляется на металлургических заводах. Прокатная сталь, применяемая в стальных конструкциях, делится на две группы:
Листовая сталь
Листовая сталь широко применяется в строительстве, поставляется в пакетах, рулонах и классифицируется следующим образом.
Сталь толстолистовая (ГОСТ 19903- 74). Сор
Двутавры
Двутавры – основной балочный профиль – имеют наибольшее разнообразие по типам (см. рис. 3.1,г-ж), которые соответствуют определенным областям применения.
Холодногнутые профили
Гнутые профилиизготовляются из листа, ленты или полосы толщиной от 1 до 8 мм и могут иметь самую разнообразную форму (рис. 3.3). Наиболее употребительны уголки равнополочные (ГОСТ
Различные профили и изделия из металла, применяемые в строительстве
В сравнительно меньшем объеме применяются в металлических конструкциях профили других конфигураций и стальные материалы разного назначения (стальные канаты и высокопрочная проволока): двутавровые п
Профили из алюминиевых сплавов
Строительные профили из алюминиевых сплавов (рис.3.4), получают прокаткой, прессованием или литьем. Листы, ленты и плиты прокатываются в горячем или холодном состояниях. Листы прока
Конструкциях
1. При проектировании строительных стальных конструкций следует компоновать каждый элемент и весь объект в целом из минимально необходимого числа различных профилей.
2. Применяемые в одном
Виды сварных швов и соединений
Сварным швом (в дуговой сварке) называется конструктивный элемент сварного соединения на линии перемещения источника сварочного нагрева (дуги), образованный затвердевшим после расп
Или с подваркой корня)
Соединение
Шов
Эскиз
Значение
Конструирование и работа сварных соединений
При проектировании сварных соединений необходимо учитывать их неоднородность, определяемую концентрацией напряжений, изменением механических характеристик металла и наличием остаточного и напряженн
Расчет сварных соединений
При расчете сварных соединений необходимо учитывать вид соединения, способ сварки (автоматическая, полуавтоматическая, ручная) и сварочные материалы, соответствующие основному матер
Материалы для сварных соединений стальных конструкций
Сталь
Материал
Нормативное
сопротивле-
ние металла
шва
Пояса ферм работают на продольные усилия и момент (аналогично поясам
сплошных балок); решетка ферм воспринимает в основном поперечную силу, выполняя функции стенки балки.
Знак усилия (минус – сжатие, плюс – растяжение) в элементах решетки ферм с параллельны
Компоновка конструкций ферм
Выбор статической схемы и очертания фермы – первый этап проектирования конструкций, зависящий от назначения и архитектурно – конструктивного решения сооружения и пр
Типы сечений стержней ферм
Наиболее распространенные типы сечений элементов легких ферм, показаны на рис.9.10.
По расходу стали наиболее эффективным является трубчатое сечение (рис.9.10,а). Тр
Расчет ферм
Определение расчетной нагрузки.Вся нагрузка, действующая
на ферму прикладывается обычно в узлах фермы, к которым прикрепляются элементы поперечной конструкции (прогоны кро
Определение усилий в стержнях ферм
При расчете ферм со стержнями из уголков или тавров предполагается, что в узлах системы – идеальные шарниры, оси всех стержней прямолинейны, расположены в одной плоскости и пересекаются в центрах у
Определение расчетной длины стержней
В момент потери устойчивости сжатый стержень выпучивается, поворачивается вокруг центров соответствующих узлов и вследствие жесткости фасонок заставляет поворачиваться и изгибаться
Предельные гибкости стержней
Элементы конструкций должны проектироваться из жестких стержней. Особенно существенное значение имеет гибкость “
Подбор сечений элементов ферм
В фермах из прокатных и гнутых профилей для удобства комплектования металла принимают не более 5-6 калибров профилей.
Из условия обеспечения качества сварки и повышения коррозионной стойко
Подбор сечений сжатых элементов
Предельное состояние сжатых элементов ферм определяется их устойчивостью, поэтому проверка несущей способности элементов выполняется по формуле
Подбор сечения растянутых элементов
Предельное состояние растянутых элементов определяется их разрывом, где
Подбор сечения стержней по предельной гибкости
Ряд стержней легких ферм имеет незначительные усилия и, следовательно, небольшие напряжения. Сечения этих стержней подбирают по предельной гибкости (см. п.9.4.4). К таким стержням обычно относятся
Тяжелых ферм
Стержни тяжелых ферм проектируются, как правило, составного сечения – сплошного или сквозного (см. рис.9.11).
Если высота сечения превысит
Конструкция легких ферм
Общие требования к конструированию. Чтобы избежать дополнительных напряжений от расцентровки осей стержней в узлах, их необходимо центрировать в узлах по осям, проходящим через цен
Фермы из одиночных уголков
В легких сварных фермах из одиночных уголков узлы можно проектировать без фасонок, приваривая стержни непосредственно к полке поясного уголка угловыми швами (рис.9.16). Уголки следует прикреплять о
Фермы из парных уголков
В фермах из парных уголков, составленных тавром, узлы проектируют на фасонках, которые заводят между уголками. Стержни решетки прикрепляют к фасонке фланговыми швам (рис.9.17). Усилие в элементе ра
Ферма с поясами из широкополочных тавров
с параллельными гранями полок
Тавры с параллельными гранями полок получают путем продольного роспуска широкополочных двутавров. Тавры применяют в поясах ферм; решетка выполняется из спарен
Фермы из труб
В трубчатых фермах рациональны безфасоночные узлы с непосредственным примыканием стержней решетки к поясам (рис.9.22,а). Узловые сопряжения должны обеспечивать герметизацию в
Фермы из гнутых профилей
Фермы из гнутых сварных замкнутых профилей (ГСП) проектируют с бесфасоночными узлами (рис.9.25). Для упрощения конструкции узлов следует принимать треугольную решетку без дополнительных стоек, при
Оформление рабочего чертежа легких ферм (КМД)
На деталировочном (рабочем) чертеже показывают фасад отправочного элемента, планы верхнего и нижнего поясов, вид сбоку и разрезы. Узлы и сечения стержней чертят в масштабе 1
Предварительно напряженные фермы
В фермах предварительное напряжение осуществляется затяжками, в неразрезных фермах – смещением опор. В разрезных фермах затяжки выполняются из высокопрочных материалов (стальных канатов, пучков
