4. Сварочные работы

Сваркой называется технологический процесс, в результате которого достигается неразъемное соединение деталей  из металлов и их сплавов.

  В зависимости от состояния металла  сварочные процессы могут быть отнесены к двум группам:

1.Сварка плавлением, при которой металлы в месте  соединения расплавляются.

2.Сварка давлением, при которой металлы соединяются путем совместной  пластической деформации в месте их соприкосновения.

Сварка плавлением. Различают:  электрическую, химическую и литейную сварку.

Электрическая сварка плавлением в свою очередь делится на дуговую, электрошлаковую и электроннолучевую.

При электрической дуговой сварке нагрев и плавление металла осуществляется за счет тепла, выделяемого сварочной дугой.

При электрошлаковой сварке используется теплота, выделяемая током при прохождении через расплавленный флюс. При электроннолучевой сварке металл разогревается теплом, которое выделяется при резком торможении быстродвижущихся в вакууме электронов.

Химическая сварка, при которой металл нагревается и расплавляется теплом, выделяющимся при сгорании различных горючих веществ, подразделяется на газовую и термическую. При газовой сварке используется  теплота сгорания различных газов. При термической сварке металл нагревается теплом, которое выделяется при сгорании порошкообразной горючей смеси.

При литейной сварке расплавленный в специальных печах присадочный металл заливают между заформированными соединяемыми деталями.

Сварка давлением    может быть без предварительного нагрева (холодная сварка), с незначительным нагревом (ультразвуковая сварка) и с нагревом до высоких температур.

Типы швов и соединения.

По типу швов сварочные швы бывают стыковые и валковые. По форме могут быть выпуклые, плоские и вогнутые.  По протяженности  различают швы сплошные, свариваемые от начала до конца, и прерывистые, у которых сваренные участки чередуются с промежутками. По числу слоев швы бывают однослойные и многослойные. По расположению в пространстве различают швы нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные. Сварные соединения в зависимости  от взаимного расположения соединяемых элементов бывают стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые.

Подготовка к сварке.

Подготовка к сварке заключается в разделке кромок свариваемого изделия, зачистке и обезжиривании поверхности изделия и в подборе режа сварки. Разделка кромок производится в зависимости от толщины свариваемого материала. Кромки лучше всего скашивать механической обработкой на строгальных, токарных и других станках. Криволинейные и разветвленные трещины засверливаются как по концам, так и в точках перегибов. При всех видах повреждения поверхность изделия на расстоянии 10 – 20 мм вокруг места сварки следует очистить от ржавчины, грязи, краски, нагара. После зачистки поверхности изделия обезжиривают  бензином, ацетоном. После сборки отдельных частей изделия проверяют правильность  сборки и производят наложение прихваток. Прихватками называют короткие сварные швы, служащие для закрепления собранных деталей пред сваркой. При наложении прихваток следует их направлять от середины шва к  краям. В цилиндрических изделиях прихватки надо располагать симметрично. Перед сваркой с прихваткой должен быть отбит шлак и поверхность  их зачищена до блеска    с помощью металлической щетки.

Газовая сварка.

При газовой сварке расплавление корок свариваемого изделия и присадочной проволоки осуществляется теплом, которое выделяется при сжигании горючего газа в смеси с кислородом или воздухом.

  Кислород – газ без запаха, вкуса и цвета. К месту сварки кислород доставляют в газообразном или жидком состоянии.

  Ацетилен – бесцветный газ со слабым эфирным запахом, легче воздуха. Ацетилен является взрывоопасным газом при следующих условиях:

При быстром нагревании и одновременном повышении давления, при атмосферном давлении в смеси с воздухом. Газы – заменители ацетилена наиболее широко применяются при резки и пайки металлов. Газы  - заменители применяются при сварке  алюминия, свинца и других металлов, имеющих температуру плавления более низкой, чем сталь. Присадочная проволока, применяется при газовой сварке, по химическому составу должна быть близка свариваемому металлу. Сварочными флюсами называются специальные порошки или пасты, состоящие веществ, которые перед сваркой очищают поверхность расплавленного металла от окислов, а также предохраняют расплавленный металл  от дальнейшего окисления в процессе сварки.  

Ручная электродуговая сварка.

При ручной электрической дуговой сварке нагрев и плавление основного и электродного металла осуществляется теплом сварочной дуги. Сварочной дугой называется электрическая дуга, горящая между электродом и свариваемым изделием. В зависимости при сварке электрода различают два способа электродуговой сварки – угольным и металлическим электродами. Угольный электрод при электродуговой сварке служит только для образования сварочной дуги. Присадочный материал подается в зону сварки извне так же, при газовой сварке. Металлические электроды, служат для образования сварочной дуги, при электродуговой сварке одновременно являются и присадочным материалом. Существенное влияние на качество сварки имеет длина сварочной дуги. Возбуждают сварочную дугу прикасанием конца электрода к свариваемому изделию. Существует два способа возбуждения дуги: опустить электрод вниз до соприкосновения со свариваемым металлом  и быстро отвести его на расстояние, равное длине дуги; провести концом электрода до поверхности изделия. После возбуждения дуги сварщик поддерживает постоянную длину дуги. Сварку следует вести короткой дугой. Наиболее легко сваривать  швы  в нижнем положении, поэтому при сварке всегда следует так устанавливать изделие, чтобы большинство швов сваривать в нижнем положении.

Методы контроля.

Внешнему осмотру подвергаются все сварные изделия на всех стадиях сварочного процесса.  Пред сваркой проверяют правильность подготовки кромок и сборки с помощью шаблонов и щупов. При осмотре выявляют внешние пороки сварных швов: отклонения в размерах швов, отклонения в размерах изделия, наплывы, подрезы, незаваренные кратеры, наружные трещины.Механическими испытаниями определяется прочность сварных соединений. При испытании на растяжение определяется прочность и пластичность металла шва и сварного соединения. При испытании на загиб определяется пластичность сварного соединения.  При испытании на ударный изгиб определяется ударная вязкость металла.Физические методы контроля применяются для выявления дефектов сварных соединений без нарушения и повреждения изделия. Просвечиванием рентгеновскими и гамма – лучами выявляют внутренние дефекты сварных швов (трещины, непровары, поры).