14.2 Дугове зварювання

Дуговим зварюванням називають технологічний процес сполучення частин деталей, при якому розплавлення кромок деталей за допомогою електрода чи присадкового матеріалу здійснюється електричною дугою, яка виникає між зварюваними деталями і електродом.

Розрізняють зварювання вугільним електродом за методом Н.Н.Бенардоса і металевим електродом за методом Н.Г.Слав’янова.

За методом Н.Н.Бенардоса електрична дуга виникає між вугільним електродом, який закріплений в утримувачі, і зварюваним виробом при короткочасному дотикові електрода до виробу і наступному їх роз’єднанні. Електрична дуга підтримується при незмінній відстані між зварюваним виробом і електродом. Дуга розплавляє зварювані кромки виробу і утворює між ними спільну ванночку, в яку вводять присадковий матеріал. При цьому методі використовується постійний струм прямої полярності.

1 – електрод; 2 – присадковий матеріал; 3 – виріб, що зварюється; 4 - тримач

а – метод Бенардоса; б – метод Слав’янова

Рисунок 14.1 – Схеми дугового зварювання

При зварюванні за методом Слав’янова електрична дуга виникає між металевим електродом, закріпленим в утримувачі, і зварюваним виробом. Дуга розплавляє кромки зварюваних деталей і металевий електрод. Розплавлений метал електрода змішується з основним металом і утворює зварний шов. Використовується цей засіб зварювання на постійному і змінному струмі. Живлення зварювальної дуги на постійному струмі здійснюється від спеціального зварювального генератора.

При виробництві деталей часто використовуються засоби зварювання у захисних газах, які захищають дугу і розплавлений метал від кисня повітря.

Найбільше промислове використання мають аргонодугове зварювання і зварювання у середовищі вуглекислого газу. Застосовуються електроди діаметром 2–6 мм. Аргонодугове зварювання застосовують для зварювання легованих сталей, алюмінію і його сплавів, титану, магнієвих сплавів, і воно дає гарні зварні сполучення.

Зварювання у вуглекислому газі - найбільш дешевий метод у порівнянні з іншими видами зварювання у захисних середовищах. Електродний дріт використовується з підвищеним вмістом марганцю і кремнію для розкислення металу, який окислюється вуглекислим газом. Але це зварювання не повинне використовуватися для відповідальних сполучень.

14.3 Характеристика деяких інших видів зварювання

Крім дугового зварювання найбільше використання в отримали: газове, холодне (пресове) і контактне зварювання.

Розрізняють газове зварювання і газове різання. У першому випадку інструментам є газовий пальник, у другому - газовий різак.

Газове зварювання застосовується для відповідальних швів. Крім основного обладнання – зварювального агрегата – використовується оснащення, наприклад, газовий балон. Зварювання може виконуватися як на столах чи верстатах, так і в пристроях. Технологія зварювання - типова. Обов’язково в кінці зварювання проводиться не тільки контроль, а й випробування.

Холодне пресове зварювання використовується для з’єднання дроту, кабелів, причому часто з’єднують метали, які важко з’єднати у звичайних умовах (наприклад алюміній і мідь). Якщо використовується обладнання, то це гідравлічні чи важелеві преси для з’єднання дроту, наприклад, для отримання суцільних кінцівок.

Контактне зварювання може бути точковим, роліковим (шовним) і стиковим. Точкове виконується на машинах автоматичної і неавтоматичної дії практично для всіх металів і сплавів. В машинах одночасно на з’єднання діють тиск і струм. Листи затискаються між двома електродами та короткочасно пропускається великий струм. Під дією струму та тиску метал, розташований між двома електродами, нагрівається до розплавлення з утворенням литого ядра. Струм та прикладений тису після цього знімаються.

Зварювальний агрегат складається із зварювального трансформатора, перервача, механізму переміщення і механізму стиснення електродів.

1 – електроди; 2 – листи, що зварюються; лите ядро

Рисунок 14.2 – Принципова схема контактного точкового електрозварювання

Точкове зварювання має декілька різновидів, наприклад, рельєфне, конденсаторне, ультразвукове зварювання. Назва виду зварювання залежить від того, на якому принципі працюють машини для зварювання. Для шовного зварювання електроди використовуються у вигляді роликів, які котяться вздовж шва.

Звичайно контактне зварювання використовується для з’єднання листів товщиною 0,3-3мм. Для шовного зварювання також використовуються машини, причому розрізняють машини для повздовжнього та поперечного зварювання.

При конденсаторному зварюванні батарея конденсаторів заряджається струмом від випрямляча, а потім розряджається у первинній обмотці зварювального трансформатора, а у вторинній обмотці індуктується струм, яким і проводиться зварювання.

Ультразвукове зварювання може бути не тільки точковим, а й стиковим. Ультразвукові коливання підвищують температуру зварювання і дякуючи саме цьому різновиду зварювання можна зварювати метали, які не з’єднуються у звичайних умовах (наприклад, неіржавіючу сталь, пластмаси, металокераміку, фольгу та ін.).

Таким чином, рамнокаркасні конструкції в основному виконуються з кутового прокату за допомогою дугового зварювання і газового різання, а конструкції з тонколистового прокату зварюються найчастіше контактним чи шовним зварюванням. Бажано механізувати і автоматизувати процес зварювання, організувати потокове виробництво і виконувати роботу на потокових лініях зварювання. До складу лінії можуть входити прес-ножиці для різання заготовок, преси для виготовлення отворів в заготовках, зварювальні агрегати, установки для фарбування і сушіння, свердлильні верстати для свердлення дрібних отворів.