СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ И РЕЗКИ

Технология магнитно-импульсной сварки

Подготовка поверхностей под сварку включает в себя механи­ческую обработку металлическими щетками или наждачной шкур­кой, химическую очистку свариваемых поверхностей — обезжи­ривание. С увеличением шероховатости поверхности прочность сварного соединения возрастает, но появдяется опасность сниже­ния герметичности. Очистке поверхностей может предшествовать развальцовка или другой метод формообразования для придания кромке свариваемой детали необходимой геометрии. При сборке деталей в индукторе необходимо обеспечить постоянство зазора между свариваемыми деталями 8.

Параметрами процесса МИС являются:

U — напряжение заряда конденсаторной батареи;

С — емкость батареи конденсаторов;

L — индуктивность цепи;

5 — зазор между неподвижной и метаемой деталями;

/ — длина индуктора.

На образование сварного соединения влияет взаимосвязь ос­новных динамических параметров: скорость соударения метаемой детали vc (140...300 м/с), скорости движения точки контакта сва­риваемых материалов vK (1 500...2400 м/с), радиальное давление соударения р (400...5000 МПа), угол соударения поверхностей у (4...7°). Параметры процесса подбирают экспериментально.

Наилучшую свариваемость при использовании рассматривае­мого способа сварки проявляют пластичные металлы и сплавы с высокой электропроводностью — алюминий, медь в однородном и разнородных сочетаниях, циркониевые и титановые сплавы, алюминий со сталью и др.

Основной тип соединений — нахлесточное, выполняемое глав­ным образом на цилиндрических заготовках. Возможна сварка плос­ких элементов.

В настоящее время толщины свариваемых заготовок достига­ют 1 мм. Применение схемы с предварительным нагревом свари­ваемых поверхностей позволяет увеличить толщину свариваемых деталей. Возможна сварка рифленых заготовок к гладким повер­хностям. Затраты энергии на сварку составляют 10... 20 % от зат­рат при использовании дуговой или контактной сварки. Длитель­ность процесса исчисляется единицами и десятками микросекунд.

Высокая производительность определяется в основном затра­тами времени на установку заготовок и съем готовых деталей и узлов. Нагрев металла происходит в весьма тонком слое. Основная доля энергии расходуется на пластическую деформацию. Распре­деление давления в пределах толщины стенки заготовки неравно­мерное: на поверхности со стороны индуктора оно равно нулю и максимально у свариваемой поверхности. При сварке металл не загрязняется посторонними примесями. Соединения обладают вы­сокой и стабильной механической прочностью, коррозионной стойкостью, вакуумной плотностью. В шве отсутствуют интерме - таллиды, не наблюдается роста зерна, нет волн и завихрений, характерных для сварки взрывом. Протяженность зоны сварки по толщине заготовки составляет десятые доли миллиметра. Обору­дование обеспечивает дозирование энергии с точностью до ±5 %, что гарантирует стабильность качества.

Процесс ведется без непосредственного контакта с рабочим инструментом. Представляется возможным механизировать и авто­матизировать процесс сварки, что позволяет встраивать его в авто­матические сборочные линии. Не требуется высокой квалифика­ции сварщика-оператора. Процесс можно вести в вакууме или лю­бой газовой среде. Удается получить высококачественное герметичное соединение на изделиях с замкнутыми внутренними полостями.

К работе на установках МИС допускают рабочих не моложе 18 лет, прошедших медицинский осмотр, специальное обучение по обслуживанию установок с применением высоковольтных кон­денсаторных батарей мощностью более 10 кДж; аттестованных ко­миссией и имеющих допуск на право обслуживания электроуста­новок (квалификация не ниже II группы), прошедших инструк­таж по мерам безопасности на рабочем месте.

Сварка на установках с импульсными источниками питания характеризуется высоким электрическим напряжением и высоко­импульсным излучением электромагнитных полей. Это может выз­вать поражение электрическим током, возникновение пожара, функциональные изменения со стороны нервной и сердечно-со­судистой системы. Поэтому установку МИС в больших помещени­ях отгораживают для обеспечения отдельного рабочего места (по нормативам безопасности).

На рабочем месте, где проводят работы по импульсной свар­ке, хранение и использование легковоспламеняющихся жидко­стей и горючих материалов (бензин, спирт, ацетон, бумага и т. п.) строго запрещено!

Обезжиривание свариваемых деталей перед поступлением их в установку для сварки производят в отдельном помещении. Обору­дование, применяемое для проведения операций обезжиривания, должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003 — 91.