Тема 2.2. Зварювання, різка та пайка металів

1. Загальні відомості про зварювання.

2. Класифікація способів зварювання.

3. Види зварних з’єднань і швів.

4. Електродугове зварювання:

4.1. Загальні відомості.

4.2. Ручне дугове зварювання.

4.3. Автоматичне дугове зварювання під флюсом.

4.4. Дугове зварювання в захисних газах.

5. Електрошлакове зварювання.

6. Газове зварювання.

7. Плазмове зварювання.

8. Контактне зварювання: стикове, точкове, шовне.

9. Спеціальні види зварювання тиском.

10. Пайка металів.

11. Термічна різка металів.

Загальні відомості про зварювання

Зварювання – технологічний процес одержання нероз’ємних з’єднань за рахунок встановлення міжатомних зв’язків між поверхневими атомами з’єднуваних заготовок.

Зварювання застосовують для виготовлення зварних конструкцій, виправлення браку литва і ремонту деталей.

Здійснити з’єднання двох заготовок простим зближенням неможливо через дві обставини:

1. поверхні заготовок не є ідеально рівними, контакт наступить лише в окремих точках;

2. поверхні заготовок вкриті плівками оксидів, газів і рідин.

Щоб усунути ці обставини, в зварювальному виробництві застосовують:

• нагрів;

• тиск;

• нагрів і тиск разом.

Залежно від цього всі процеси зварювання ділять на дві групи:

• зварювання плавленням;

• зварювання тиском.

Зварювання плавленням відбувається в дві стадії:

1. розігрів кромок до їх оплавлення, при цьому утворюється рідка металічна ванна, спільна для обох заготовок (зварювальна ванна), рідкий метал змочує оплавлені поверхні, що сприяє виникненню міжатомних зв’язків;

2. при охолодженні рідка ванна кристалізується і утворюється зварний шов.

Зварювання тиском відбувається при нагріві і сильному стисканні з’єднуваних заготовок, при цьому в зоні з’єднання відбувається сумісна пластична деформація – нерівності зминаються, плівки роздрібнюються і виникають міжатомні зв’язки між поверхневими атомами; такий вид зварювання застосовують для достатньо пластичних металів.

Класифікація способів зварювання

Способи зварювання плавленням:

1. Електродугове зварювання:

   0. Ручне.

   1. Автоматичне під флюсом.

   2. В захисних газах.

2. Електрошлакове зварювання.

3. Газове зварювання.

4. Плазмове зварювання.

5. Променеві способи:

   0. Електронно-променеве.

   1. Лазерне.

   2. Світловим променем.

Способи зварювання тиском:

1. Контактне зварювання (основний вид):

   0. Стикове.

   1. Точкове.

   2. Шовне.

2. Спеціальні види:

   0. Холодне.

   1. Тертям.

   2. Ультразвукове.

   3. Вибухом.

   4. Дифузійне.

Види зварних з’єднань і швів

Зварне з’єднання – нероз’ємне з’єднання, виконане зварюванням. В ньому розрізняють ділянки, нагріті до різних температур, з різними фізичними, хімічними і механічними властивостями. Будова зварного з’єднання наведена на рисунку 2.17.

Зварний шов утворюється металом, що розплавився і закристалізувався, має литу структуру.

Зона оплавлення утворюється металом, що частково оплавився.

Зона термічного впливу – ділянки, що граничать із зоною оплавлення, які нагрілись до температури вище 500^оС, зі структурними змінами і залишковою напругою.

Основний метал не змінює своїх властивостей.

Рисунок 2.17. Будова зварного з’єднання, одержаного плавленням:

1 – зварний шов, І – зона оплавлення, ІІ – V – зона термічного впливу,

VI – основний метал

Тип зварного з’єднання визначається взаємним розташуванням з’єднуваних елементів (рис.2.18 – 2.22). Зварні з’єднання бувають:

• стикові;

• кутові;

• 

  таврові;

• внапуск.

Рисунок 2.18. Типи зварних з’єднань:

стикові;

таврові;

внапуск.

Рисунок 2.19. З’єднання внапуск Рисунок 2.20. Стикові з’єднання

Рисунок 2.21. Таврові з’єднання Рисунок 2.22. Кутові з’єднання

Зварні шви можуть виконуватись за один або декілька проходів.

Зварюваність – здатність матеріалу утворювати якісні зварні з’єднання. На зварюваність впливає багато факторів, зокрема: з підвищенням вмісту вуглецю зварюваність сталей погіршується. Чавун – матеріал, що погано зварюється; зварювання чавуну виконують при видаленні дефектів литва та при ремонті зношених деталей.