2.3. Сварочное производство

Сварка - процесс получения неразъемных соединений материалов путем их местного сплавления или совместного пластического деформирования, в результате чего возникают прочные связи между атомами соединяемых частей. Сварку применяют для соединения различных материалов: металлов, сплавов, металлов с неметаллическими материалами, пластмасс и др.

Широкое применение сварки обусловлено рядом ее преимуществ по сравнению с другими методами получения неразъемных соединений. К основным преимуществам относятся высокая производительность, существенная экономия металла и уменьшение массы конструкций.

Сварка позволяет получить рациональные конструкции с равномерным распределением нагрузок на их элементы и, кроме того, уменьшать объем механической обработки. Она незаменима в тех случаях, когда при получении неразъемного соединения необходимо обеспечить герметичность.

Различают два метода сварки: сварка давлением и сварки плавлением.

- При сварке давлением заготовки соединяются путем совместной пластической деформации. В процессе пластической деформации в поверхностных контактирующих слоях выравниваются микронеровности, разрушается адсорбированный слой и увеличивается число активных центров взаимодействия. В результате атомы активизированных поверхностей вступают во взаимодействие и между ними образуется металлическая связь.

- При сварке плавлением расплавляют кромки свариваемых заготовок. В результате образуется общая сварочная ванна рас­плавленного металла. Происходит разрушение окисных пленок, покрывающих поверхность соединяемых элементов и сближение атомов до расстояния, при котором возникают металлические связи. При охлаждении происходит кристаллизация расплавлен­ного металла и образование сварного шва.

Металл сварного шва, полученный при сварке плавлением, по своей структуре и химическому составу существенно отлича­ется от металла свариваемых заготовок, т.к. в процессе расплав­ления в сварочной ванне происходят испарение и окисление не­которых элементов, поглощение газов, легирование, диффузия и другие процессы. Полученный в процессе сварки плавлением сварной шов имеет литую структуру.

В зависимости от типа выбранного источника энергии разли­чают электрическую и химическую сварку плавлением.

- При электрической сварке плавлением источником нагрева служит электрическая энергия. Электрическая сварка плавлением подразделяется на дуговую, электрошлаковую, электронно­лучевую, лазером, а также сварку дуговой плазмой.

- При химической сварке плавлением в качестве источника нагрева используется экзотермическая реакция горения газов и порошкообразной горючей смеси (термитная сварка).

По признаку свариваемости конструкционные материалы можно разделить на:

- хорошо свариваемые (обычно однородные сплавы со струк­турой шва, идентичной структуре заготовок);

- удовлетворительно свариваемые (обычно сплавы с разными физико-химическими свойствами, образующие в соединении твердые растворы или интерметаллидное соединение);

- плохо свариваемые (материалы, не вступающие во взаимо­действие друг с другом, особенно пары «металл - неметалл»).

Качество сварки оценивается по соответствию шва реальным условиям эксплуатации изделия. Например, у изделий, работающих под нагрузкой, качество сварки оценивается по прочностным показателям шва и околошовной зоны, наличию сварочных дефектов - трещин, пористости, а также наличию посторонних включений.