Лекція 1. Вступ. Характеристика зварювального виробництва

План

1. Вступ. Характеристика дисципліни

2. Суть процесу зварювання

3. Класи та види зварювання

4. Основні поняття і визначення

Література [1, 2, 3]

1. Вступ. Характеристика дисципліни

У вирішені завдань науково-технічного прогресу важливе місце належить зварюванню.

Зварювання є найбільш поширеним технологічним процесом під час відновлення деталей, що застосовується практично у всіх галузях народного господарства. Адже, із застосуванням зварювання створюються серійні та унікальні машини. Зварювання внесло корінні зміни в конструкцію і технологію виробництва багатьох виробів.

На сьогодні зварювання є найбільш розповсюдженим способом з'єднання деталей при виготовленні металоконструкцій. Широко застосовується зварювання в комплексі з литтям, штампуванням і спеціальним прокатом окремих елементів заготовок виробів, майже повністю відтіснивши складні та дорогі суцільнолиті та суцільноштамповані заготовки.

Зварювання повністю витіснило спосіб нероз'ємного з'єднання деталей за допомогою заклепок.

Метою вивчення дисципліни «Основи зварювального виробництва» студентами 3-го курсу спеціальності 133 «Галузеве машинобудування» – є набуття теоретичних знань про виконання технологічних процесів зварювання, а також практичних навичок, що будуть потрібні в професійній діяльності.

2. Суть процесу зварювання

Зварювання – це технологічний процес утворення нероз’ємного з’єднання металевих виробів, що здійснюється за рахунок використання міжмолекулярних і міжатомних сил зчеплення.

Зварювання – економічно вигідний, високопродуктивний і в значній мірі механізований технологічний процес, широко застосовуваний практично у всіх галузях машинобудування.

2.1. Фізична сутність процесу зварювання

Для виникнення сил щеплення необхідно поверхні, що зварюють, наблизити до відстані, що відповідає атомному радіусу. Це стає можливим за умови усунення причин, що заважають такому зближенню (мікронерівності, оксидні та органічні плівки) і надання атомам певної енергії. Ця енергія може передаватись у вигляді теплоти (термічна активація) або пружно-пластичної деформації (механічна активація).

Зварювання використовують при усуненні механічних пошкоджень (пробоїн, тріщин, зломів, руйнувань).

3. Класи та види зварювання

Залежно від виду енергії розрізняють три класи зварювання: термічний, термомеханічний і механічний.

До термічного класу належать види зварювання плавленням, у яких для розплавлення металу використовують теплову енергію:

§  дугове – нагрівання здійснюється електричною дугою;

§  плазмове – нагрівання здійснюється стиснутою дугою;

§  газове – нагрівання здійснюється полумям газів;

§   електрошлакове – для нагрівання використовують тепло, що виділяється під час проходження електричного струму крізь розплавлений шлак;

§  електронно-променеве – для нагрівання використовують тепло електричного променя, що виділяється внаслідок бомбардування зони зварювання спрямованим електронним потоком;

§  лазерне – розплавлення здійснюється енергією світлового променя, одержаного від оптичного квантового генератора;

§  термітне – використовується тепло, утворене під час спалювання термітного порошку – суміші алюмінію і оксиду заліза.

До термомеханічного класу належать види зварювання, у яких використовують теплову енергію і тиск:

§  контактне – з використанням тиску й нагрівання при проходженні електричного струму крізь контактні поверхні;

§  дифузійне – відбувається через взаємну дифузію атомів контактних поверхонь за тривалого впливу підвищеної температури й незначної пластичної деформації;

§  пресове – нагрівання здійснюється полум’ям газів (газопресове), дугою (дугопресове), електрошлаковим процесом (шлакопресове), індукційним нагріванням (індукційно-пресове), термітом (термітно-пресове).

До механічного класу належать види зварювання, що виконуються з використанням механічної енергії і тиску:

§  ультразвукове – тиск створюється ультразвуковим коливанням;

§  холодне – використовується тиск при значній пластичній деформації без нагрівання;

§  зварювання вибухом – відбувається в наслідок спричиненого вибухом удару швидкорухомих частин;

§  зварювання тертям – відбувається під час стискання і нагрівання зварних деталей унаслідок тертя при їх обертанні;

§  імпульсно-магнітне – тиск електрода підсилюється імпульсним магнітним полем завдяки чому подача електрода під час стискання прискорюється настільки, що набирає ударного характеру.

Залежно від рівня механізації зварювання може бути ручним, автоматичним і напівавтоматичним.

4. Основні поняття і визначення

Зварне з’єднання – нероз’ємне з’єднання, виконане зварюванням (рис.1.)    


Рис.1. Зовнішній вигляд з’єднання

1 – підсилення шва; 2 – зварний шов; 3 – зварювальна ванна; 4 – кромки; 5 – метал шва; 6 – основний метал; 7 – корінь шва

Підсилення шва – частина металу шва, яка виступає над поверхнею зварних деталей.

Зварний шов – ділянка зварного з’єднання, утворена внаслідок кристалізації металу зварної ванни.

Зварювальна ванна – ділянка зварного шва, яка при зварюванні перебуває в рідкому стані.

Кромки – торцеві поверхні деталей, які підлягають зварюванню.

Метал шва – сплав, утворений переплавленими основним і наплавленим металами.

Основний метал – метал, що підлягає  з’єднанню зварюванням.

Корінь шва – частина зварного шва,утворена одним або двома валиками, які розташовані на одному рівні поперечного перерізу шва

Присаджувальний метал – метал, призначений для введення у зварювальну ванну до розплавленого основного металу.

Розчищення кромок – надання потрібної форми кромкам, які підлягають зварюванню.

Скіс кромки – прямолінійний або криволінійний зріз кромки, яка підлягає зварюванню.

Питання для самоконтролю

1. Що називають зварюванням?

2. Назвіть види зварювання плавленням?

3. Які види зварювання належать до термомеханічного класу?

4. Які види зварювання належать до механічного класу?

5. Що називають зварним з’єднанням?

6. Що таке зварювальна ванна?

7. Що таке зварний шов?

8. Що таке кратер та присаджувальний метал?