Тема Сварка металлов и сплавов Автор преподаватель кафедры

Тема: Сварка металлов и сплавов Автор: преподаватель кафедры, к. т. н. , Зубов Олег Евгеньевич

В. В. Петров 1802 год Открытие ЭД разряда Н. Н. Бенардос 1882 год Сварка неплавящимся электродом Н. Г. Славянов 1888 год Сварка металлическим электродом Защита расплава флюсом Е. О. Патон 1930 – 1940 г. г. Развитие сварки Институт электросварки АН СССР

Достоинства сварки 1. Возможность сварки большинства металлов и сплавов любой толщины. марок конструкционных 2. Высокая прочность и герметичность сварных соединений, а также их относительная легкость и малогабаритность. 3. Высокая производительность процесса сварки, ее рациональность и экономичность. 4. Высокая эффективность применения сварки для ремонта и восстановления техники.

Сварка - это процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Основные виды сварки Источники энергии Фотонный луч Электронный луч Поток плазмы Электрическая дуга Электрическое сопротивление расплава Химическая реакция Газовое пламя Нагретый инструмент Сопротивление электрического контакта Прессомеханический контакт Вибрирующий контакт Ударный контакт Термические Лазерно-лучевая Световая Электронно-лучевая Плазменно-лучевая Ионно-лучевая Электродуговая Электрошлаковая Термитная Газовая Виды сварки Механические Термомеханические - - - Электронно-лучевая с давлением - Дугопрессовая - - Термитно-прессовая Газопрессовая Термокомпрессионная - - Контактная - Холодная - - Ультразвуковая - - Сварка взрывом -

Сущность электродуговой сварки Схема сварочного поста для ЭДС прямого действия Структура сварочной дуги и распределение электрического потенциала вдоль нее

Влияние условий сварки на структуру и свойства сварных соединений Окисление ионами кислорода приводит к возникновению хрупких окисных пленок, газовых пор, к уменьшению содержания компонентов и легирующих элементов. Раскисление – восстановление элементов из окислов (МО + R → М + RО, где R - раскислитель, М – элемент). Образуется шлак. Роль раскислителей в сталях, выполняют Mn, Si , Ti и Al. Растворение газов. Растворение азота из атмосферы. Образуются газовые поры, включения нитридов /Fe 2 N, Fe 4 N и т. д. / которые повышают прочности и твердости сварного шва, но снижают его пластичность. Рафинирование – очистка шва от вредных примесей за счет введения соединений, связывающих вредные примеси и переводящих их в шлак. Fe. S + Mn. O → Мn. S + Fe. O , Fe. S + Ca. O → Ca. S + Fe. O 2 Fe 2 P + 5 Fe. O+ 3 Ca. O → 9 Fe + Ca 3 P 2 O 8

Зависимость свойств железа от содержания кислорода Зависимость свойств железа от содержания азота

Зона термического влияния сварного шва t, °C Диаграмма состояния «Fe-C» Содержание углерода Структура сварного соединения наклепанной низкоуглеродистой стали

Виды сварных соединений

Технология электродуговой сварки Схема ручной дуговой сварки покрытым электродом: 1 - затвердевший шлак; 2 - сварочная ванна; 3 - слой расплавленного шлака; 4 - дуга; 5 - электродное покрытие; 6 - металлический стержень

Технология электродуговой сварки Схема сварки под флюсом: 1 - электрод; 2 – газовый пузырь; 3 – сыпучий флюс; 4 – жидкий металл; 5 – сварной шов; 6 – шлаковая корка

Технология электродуговой сварки Схема сварки в атмосфере защитных газов: 1 – присадочный пруток; 2 – оболочка защитного инертного газа; 3 – основной металл; 4 – электрическая дуга; 5 – ванночка расплавленного металла; 6 – неплавкий электрод; 7 - головка

Режим и условия электродуговой сварки

Режим и условия электродуговой сварки Зависимость диаметра электрода от толщины свариваемых деталей Толщина детали, мм Диаметр электрода, мм 2 2 3 3 4 -6 3 -4 6 -8 4 -5 9 - 15 5 15 - 20 5 -6 Допустимая плотность сварочного тока [А/мм 2] при ручной ЭДС Вид обмазки Кислая, рутиловая Основная Диаметр электрода, мм 4 5 11, 5 - 16 10 - 13, 5 10 - 14, 5 9 - 12, 5 3 14 - 20 13 - 18, 5 6 9, 5 - 12, 5 8, 5 - 12 Значение коэффициента k при ручной ЭДС Диаметр, мм Значение коэф. k, А/мм 2 1 -2 3 -4 5 -6 25 - 30 30 - 45 45 - 60 20 6 -8

Источники питания для электродуговой сварки