Электрошлаковая сварка
Принципиально новый метод соединения частей металла который носит название электрошлаковая сварка был создан в Советском союзе, в исследовательском институте сварки имени академика Патона в сотрудничестве с рядом предприятий. Хорошо известно что электрошлаковая сварка нашла применение на предприятиях Советского союза и других стран тоже. Именно электрошлаковая сварка продемонстрировала ряд важных преимуществ по сравнению со всеми другими существующими методами электросварки тяжелых металлических частей.
Более качественное выполнение чем при многоточечной дуговой сварке узкими швами которые используются в различных странах во всем мире, включая флюсовую дуговую многоточечную сварку тонкими швами. Выполнение сварки увеличивается от 3 до 15 раз в зависимости от толщины метала в один проход сварочного аппарата без потери времени на остановку для отчистки шва от шлака между многослойными головками; увеличение коэффициента наплавки вследствие применения больших плотностей тока увеличенного в электродах. Отсутствие горения и потерь, уменьшенная по размеру площадь поперечного сечения шва для металлов толщиной 90 мм.
2. Высокое качество сварочного соединения получаемой в результате более высокого сопротивления металлов против кристаллизации трещин и пор в близи шва; отсутствие упругой деформации при соединении в стык; в соответствии с симметрической формой в следствии симметрической разделки и одновременно заполнения шва по всей толщине металла. Возможность большей точности при управлении электродом вдоль центровой линии соединения которое снижает вероятность неполного плавления заполнения шлаком и других дефектов.
3. Снижение расхода флюса и электрической энергии электрошлаковая сварка позволяет получать структуры больших размеров без специального литейного оборудования в то время как цикл производства значительно снижается.
Также важным пунктом использования электрошлаковой сварки является ремонт. Ремонт больших машин или механизмов разрушившихся в процессе эксплуатации или же забракованных в процессе изготовления имеет большую экономическую ценность.
Электрошлаковая сварка также применяется при сплавочных роботах, приплавки или переплавки стальных кусков и других целей.
Низколегированные или высоколегированные стали, чугун, титан и другие можно сваривать с помощью электрошлакового процесса сварки.
Сварочное оборудование
Сварочное оборудование имеется в большом разнообразии. Существует много разнообразных источников питания которые используются для сварки, включая газовое пламя, электрическую дугу, лазер, электронный луч. В промышленном процессе сварку можно выполнить в различных пространственных положениях. Независимо от положения сварка остаётся опасной, поэтому нужно соблюдать предосторожность, и использовать соответствующие сварочное оборудование что бы избежать ожогов, электрического шока, повреждений глаза и чрезмерного ультрафиолетового излучения.
На протяжении многих лет создавались многие виды сварки, лазерная, электронно-лучевая сварка. Эти процессы универсальны и могут выполняться относительно не дорогим сварочным оборудованием. Оператор значительно классифицируется с хорошей подготовкой и с хорошим опытом роботы сварщика.
Сварочное оборудование относительно не дорогое и простое, обычно применяется смесь кислорода с ацетиленом что бы получить сварочное пламя температурой около 3100°С. Пламя менее концентрированное чем электрическая дуга вызывает более медленное охлаждение шва что ведёт к более сильным напряжением и сварочным деформациям, хотя это облегчает сварку высоколегированных сталей.
Сварка без соответствующего предосторожностей может иметь летальный исход, однако использование новых технологий и соответствующего сварочного оборудования риск травм и смерти ассоциируемый со сваркой можно резко сократить. Потому что многие общепринятые сварочные операции включают открытую сварочную дугу или пламя, риск ожогов очень велик. Что бы избежать их сварщики носят личное защитное оборудование.
Что касается ручной сварки, она достаточно дорогостоящая, в результате большая часть сварочного оборудования фокусируется на минимизации времени процесса.
В последние годы с целью минимизации стоимости труда в высокой промышленности сварка стала автоматизированной, в основном с использованием роботов при точечной сварке сопротивлением.
Мягкая пайка
Этот метод соединения металлов состоит из применения металла с низкой температурой плавления между базовыми металлами. Части которые нужно соединить не приводят к пластичному или жидкому состоянию – расплавленный металл просто удерживает части вместе при лёгкой диффузии базовых металлов. Поэтому прочность соединения мягкой пайкой определяется прочностью более мягкого присадочного металла и не в коем случае не сравнивается с прочностью свариваемого соединения.
Пайка делится на две классификации: твёрдую и мягкую. Твёрдая пайка применяется присадочные металлы которые плавятся при сравнительно высокой температуре плавления. Сплавы на основе серебра и меди обладают именно такой характеристикой.
Мягкая пайка применяет присадочные металлы с низкой температурой плавления, такие как сплавы олова и свинца.
Мягкая пайка интенсивно применяется для соединения листового металла т.к. они не подвергаются действию высоких температур и не подвергаются сильным нагрузкам. Мягкая пайка так же применяется при роботе с электричеством, для соединения проводов и металлов маленьких металлов.
Твёрдая пайка
Он использует сплавы на основе меди как присадочный материал а оборудование для нагрева основного металла и плавки присадочного материала может быть печь или горелка. Присадочный материал в большинстве случаев сплав меди и цинка который плавится при температурах что ниже тех при которых плавятся базовые металлы. Хотя при пайке некоторых алюминиевых сплавов присадочным материалом может быть алюминий соответствующей характеристики. Соединения должны быть чательно очищены – подогнаны перед применением тепла. Окиси, масло, жир, грязь должны быть удалены химическим или металлическими средствами.
Чательная чистка между основными металлами должна обеспечивать проход присадочного металла образующего соединение. При твёрдой пайке используют несколько методов:
1.Базоые металлы могут быть погружены в сосуд содержащий наплавочный сплав в расплавленном состоянии. Детали для сваривания собираются в зажимных приспособлениях перед тем как погрузиться в расплавленный сплав.
2.Можно применять различные горелки для нагрева соединения. Присадочный материал применяется при соединении так же как при газовой сварке.
3.Печи используют довольно часто, особенно при групповой пайке тугоплавким припоем где одновременно спаивается большое количество деталей.
4.Эллектрическая пайка проводится с использованием тепла которое поддерживается сопротивлением дуги или индукцией. Этот метод используется при пайке мелких предметов где можно поместит в стык тонкие листы присадочного металла при соединении.
Преимущества соединения пайкой.
1.Во первых, соединения твердой пайкой – это крепкие соединения. 2.Хорошо осуществленные соединения твердой пайкой, подобно сварному соединения, будет во многих случаях крепкими или крепче, чем метал, который соединяется. 3.Во вторых, соединения производится при относительно низких температурах. 4.Температура твердой пайкой колеблется от 620 до 870 ◦С. 5.И что самое важное, это что основные металлы никогда не плавятся. 6.Так как основные металлы не плавятся, то они обычно сохраняют большинство своих физических свойств и это свойство основных металлов характерно для всех соединений твердой пайкой как тонко – так и толстолистовых соединениям. 7.Также, более низкий уровень тепла не представляет опасности для повреждения или разрушения металла. 8.Важным преимуществом твердой пайкой является легкость, с которой он соединяет разные металлы. 9.Если бы не должны плавить основные металлы при их соединении, но нет необходимости знать какую температуру плавления они имеют. 10.Вы можете припаять сталь к меди, также легко как сталь к стали.11. Сварка это совсем другая история. 12.Вам нужно расплавить основные металлы, чтобы привести их расплавленному состоянию. 13.Если вы пожелаете приварить медь к стали, вам нужно применить более мощное и дорогое оборудование. 14.Обычно легкость соединения разных металлов при пайке твердым припоем означает, что вы можете выбрать соответствующие металлы, лучше подходящие к функциям сборки – зная что у вас не будет проблем при соединении их, так как не имеет значение температура их плавления. 15.Другое преимущество пайки твердым припоем это их внешний вид. 16.Сравнение между мельчайшим, нитеобразным припоем твердой пайкой и толстые, неправильной формы шва сварного соединения подобны дню и ночи.
Типы сварки.
1.Сварка – это процесс соединения вместе металлических частей путем нагрева места их контакта до расплавленного состояния.
Сварочные процессы классифицируются в соответствии с источниками энергии, которые применяются для нагрева металлов и состояния металла в месте сварки.
2. Существуют разные виды сварки, такие как кузнечная, термическая, электродуговая, газовая и другие.
3. Кузнечная сварка – это процесс, при котором две нагретые металлические части соединяются и плавятся вместе под силой от молота.
4. Термическая сварка – это процесс, состоящий из химических реакций. Она используется при ремонте больших секций таких как рельсы, рамы и др.
5. Сварка сопротивлением – этот процесс образует целую группу, которая состоит из многих типов сварки, таких как точечная, сварка встык и др.
6. При дуговой сварке детали не плавятся пламенем. Они плавятся электрической дугой. С целью получить дугу, нужно применить мощный электрический ток. Ток должен быть не меньше 60 А, иначе дуга не образует достаточно тепла.
7. при газовой сварке необходимо использовать смесь двух газов. Чтобы получить горячее пламя, нужно мешать с кислородом смешанный газ.
Электросварка
Этот тип сварки представляет собой процесс под давлением, похожий на кузнечную сварку. Он состоит из нагрева до пластической температуры поверхности частей, которые нужно сварить, затем применить механическое давление, чтобы достичь прочного соединения частей. Тепло осуществляется прохождением сильного локализованного тока. Для этой цели обычно применяют промышленное напряжение переменного тока.
При всех видах сварки сопротивлением, очень важно выбрать соответствующие электроды, чтобы достичь высокую степень электропроводимости и также обладать прочностью и плотностью.
Типы сварки сопротивлением следующие: точечная, стыковая, контактная сварка оплавлением, ударная сварка, шовная и рельефная.
Точечная сварка – этот процесс состоит из удержания двух или более металлов между соответствующими электродами, которые пропускают сильный ток через материалы, которые свариваются.
Электроды затем силой сближаются вместе под давлением соответствующей силы, чтобы соединить поверхности основного металла точкой.
Аппарат точечной сварки – это простейшая форма аппарата сварки сопротивлением и поэтому широко применяемый в металлообрабатывающей промышленности.
Сварка встык – при этом процессе части, которые свариваются механически крепко держатся и прессуются вместе, когда тепло образуется при прохождении сильного тока через место соединения.
Сварка встык интенсивно применяется при работе сварки сопротивлением. Трубы, балки, прутки, легкие и средние структурные формы можно сварить встык.
Стыковая контактная сварка оплавлением – это другой тип сварки встык, разница состоит в методе нагрева основных металлов. Электроды крепятся к частям, которые нужно соединить и сильный ток проходит через них. Подвижный электрод приближается к поверхности металла, который удерживает контакт с поверхностью металла его неподвижным электродом. Сразу после соединения двух частей образуется дуга в коротком зазоре, которая вызывает сильное тепло, что доводит поверхности, которые свариваются, до пластического состояния.
Ударная сварка – этот процесс похож на стыковую контактную сварку оплавлением,в виду того, что она осуществляет внезапный разряд электроэнергии (получаемый дугой) при соединении, чтобы получить значительное тепло для сварки и сделать поверхности, которые соединяются пластичными. Давление, требуемое для сварки в данный момент получают при использовании сильного источника энергии.
Шовная сварка – это процесс сварки сопротивлением, который состоит из прохождении двух или более основных металлов между электродами в форме роликов. Ток проходит через электроды к металлам. Механическое давление, требуемое для соединения их вместе, также как и тока, что проходит через роликовые электроды. Полученное таким образом свариваемое соединение похоже на шов материи.
Холодильники, металлические контейнеры, газовые танкеры, автомобильные глушители, детали самолетов, трубы для доменных печей и простых печей и другая продукция, которая требует прочные швы часто производят шовной сваркой.
Рельефная сварка – этот процесс похож на точечную сварку и состоит из соединения двух частей металла, один или оба из которых имеет механически образованные рельефы. Цель рельефа – это локализовать ток.
Ток и давление, требуемое при этом виде сварки намного сильнее, чем те, которые применяются при точечной сварке. Различные детали из листового железа, используются в автомобильной или авиационной продукции свариваются этим процессом.
Электродуговая сварка – это процесс сварки плавлением, при котором соединяемые поверхности плавятся теплом электродуги. При приближении деталей и электродов вместе как проводников образуется электрическая цепь; затем при отделении проводников создается электродуга, при которой электроэнергия преобразуется в тепло.