СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРКЕ

Сваркой называется процесс получения не­разъемных соединений посредством установле­ния межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или со­вместны* действием того и другого.

Определение сварки относится к металлам и неметаллическим материалам (пластмассы, стекло, резина и т. д.).

Свойства материала определяются его внут­ренним строением — структурой атомов. Все метал."ы в твердом состоянии являются телами с кристаллической структурой Аморфные тела (стекло и др.) имеют хаотическое расположение атомов. Для соединения свариваемых частей в одно целое нужно их элементарные частицы (ионы, атомы) сблизить настолько, чтобы меж­ду ними начали действовать межатомные связи, что н достигается местным или общим нагре­вом или пластическим деформированием или тем и другим.

В зависимости от условий, при которых осу­ществляется сваривание (образование межатом­ных связей) частиц металла, различают свар­ку плавлением и сварку давле­нием.

Сущность сварки плавлением (рис. 1) со­стоит в том, что металл по кромкам сваривае­мых деталей 1 и 2 подвергается плавлению от нагрева сильным концентрированным источни­ком тепла: электрической дугой, газовым пла­менем, химической реакцией, расплавленным шлаком, энергией электронного луча, плазмой, энергией лазерного луча. Во всех этих случаях образующийся от нягрева жидкий і^еталл од­ной кромки самопроизвольно соед* ищется с жидким металлом другой кромки. Создается общий объем жидкого металла, который назы­вается сварочной ванной. После за­стывания металла сварочной ванны получается металл шва 4. Металл шва может образоваться только за счет пврейлавления металла по кром­кам 3 или дополнительного присадочного ме­талла, введенного в сварочную ванну.

Зона частично оплавившихся зерен металла на границе кромки свариваемой детали и шва называется зоной плавления', в этой зоне дости­гается межатомная связь. При этом металл шва тесно соприкасается с металлом сваривае­мых частей, а загрязнения, находившиеся на по­верхностях свариваемых частей, всплывают на­ружу, образа шлак.

Сущность сварки давлением (рис. 2) состоит в пластическое реформировании металла в ме­сте соединения под действием силы Р. Находя­щиеся на соединяемых поверхностях различные загрязнения вытзснякятя наружу, а поверхно­сти свариваемых частей будут чистыми, ровны­ми и сближенными по всему течению на расстоя­ние атомного сцепления. Зона, в которой уста­новилась межатомная связь, называется зоной «. эединения. Ширина зоны соединения измеря­ется десятками микрон.

П тастическую деформацию кромок деталей осуществить легче, если нагреват место со­единения. Источником тепла (при сварке с мест­ным нагревом) служит электрический ток газо­вое пламя, химическая реакция, .механическое трение; при сварке с общим на. ревом — куз­нечный горн, нагревательная печь.

Процесс сварки делят на три класса (ГОСТ 19521—74): термический, термомехани­ческий и механический. Термический класс объ­единяет виды сварки, осуществляем".» плавле­нием металла. Термомеханическии кдасс „вклю­чает виды сварки, осуществл» <ые давлением с использованием тепловой энергии. К меха­ническому классу относятся виды сварки, вы­полняемые давлением с дополнительно і меха­нический энергией.

5)

Рис. 2. Схема соединения деталей сваркой давлением:

а — стыковая контактная сварка, б — точечная контактная сварка; 1 м 2 — свариваемые детали, 3 — медные электроды, 4 — место сварки, ■5 — сварочный трансформатор, Р — сжимающее усилие

Сварка по виду применяемой энергии под­разделяется на следующие основные виды: давлением с общим' нагревом: кузнечная, проі&іткой, выдавливанием'

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

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

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