Сварка и резка металлов.

БУКИНИСТ

Индекс книги: 00082.
ББК 34.641. Сварка металлов. Сварка и резка металлов.

В.М. Рыбаков.

Издательство ВЫСШАЯ ШКОЛА. М. 1979 г. 214 стр. Ил.

В книге даны сведения об оборудовании, инструменте, приспособлениях и материалах, применяемых для дуговой и газовой сварки, наплавки и резки металлов; освещены основные вопросы технологии и техники сварки углеродистых и легированных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов; описаны виды сварных соединений, швов и контроль качества сварки; кратко изложены вопросы механизации и автоматизации и техники безопасности в сварочном производстве.

ВВЕДЕНИЕ.

Сварку и термическую резку широко используют в народном хозяйстве страны. Это объясняется прежде всего экономией металла. При изготовлении сварных конструкций применяют стыковые соединения, при изготовлении клепаных - нахлесточные. Благодаря этому экономия металла, например, при сварке строительных конструкций (фермы, колонны, балки) составляет около 20%. Сокращение расхода металла снижает стоимость сварных изделий. Стоимость их снижается также за счет сокращения трудоемкости на 5-30% против трудоемкости изготовления клепаных изделий.

Советский Союз занимает ведущее место среди крупнейших стран мира по развитию сварочной науки и техники, а по некоторым показателям сварочного производства - первое место, например, по объему сварочных работ, по темпам роста производства сварочных материалов, оборудования и по количеству подготавливаемых рабочих-сварщиков.

Наша страна - родина наиболее распространенного вида сварки - дуговой. СССР первым предложил подводную, электрошлаковую, диффузионную сварку, сварку в космосе.

В десятой пятилетке предстоит увеличить на предприятиях мощности по производству сварных конструкций, контрольное задание на выпуск которых в 1980 г. в 1,24 раза больше по сравнению с заданием на 1975 г. Надлежит также развить производство наплавочных работ. Все больше производится сварных изделий не только из сталей, но и из алюминия, меди, никеля, титана и их сплавов, а также из разнородных материалов, например, алюминия и стали.

Одним из способов повышения износостойкости деталей в механизмах, поверхности которых работают на истирание, является наплавка сплавами с особыми свойствами.

Весьма распространенным и прогрессивным процессом разделения металла или его поверхностной обработки является термическая резка, во многих случаях полностью заменяющая механическую обработку. В настоящее время применяется кислородная резка сплавов железа, титана и некоторых других сплавов. Наряду с кислородной стала выполняться резка металлов низкотемпературной плазмой. Очень важной для научно-технического прогресса следует считать газо-лазерную резку, внедрение которой даст значительный экономический эффект.

Для контроля качества сварки применяются как разрушающие, так и неразрушающие виды контроля, основанные, как правило, на последних достижениях науки и техники.

Десятая пятилетка - это пятилетка качества и высокой эффективности производства. Выпускать продукцию отличного качества, совершенствовать приемы труда, соблюдать новейшую передовую технологию могут только рабочие, хорошо овладевшие теорией и передовой практикой. Большое значение имеет повышение профессионального мастерства и культурно-технического уровня рабочих.

Изучение теоретических основ сварочного производства в сочетании с производственным обучением, полученным в учебных заведениях системы профтехобразования, позволит учащимся стать квалифицированными сварщиками.

Из книги:

Сущность и классификация процесса сварки.

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.

Определение сварки относится к металлам и неметаллическим материалам (пластмассы, стекло, резина и т. д.).

Свойства материала определяются его внутренним строением - структурой атомов. Все металлы в твердом состоянии являются телами с кристаллической структурой. Аморфные тела (стекло и др.) имеют хаотическое расположение атомов. Для соединений свариваемых частей в одно целое нужно их элементарные частицы (ионы, атомы) сблизить настолько, чтобы между ними начали действовать межатомные связи, что и достигается местным или общим нагревом или пластическим деформированием или тем и другим.

В зависимости от условий, при которых осуществляется сваривание (образование межатомных связей) частиц металла, различают сварку плавлением и сварку давлением.

Сущность сварки плавлением состоит в том, что металл по кромкам свариваемых деталей подвергается плавлению от нагрева сильным концентрированным источником тепла: электрической дугой, газовым пламенем, химической реакцией, расплавленным шлаком, энергией электронного луча, плазмой, энергией лазерного луча. Во всех этих случаях образующийся от нагрева жидкий металл одной кромки самопроизвольно соединяется с жидким металлом другой кромки. Создается общий объем жидкого металла, который называется сварочной ванной. После застывания металла сварочной ванны получается металл шва. Металл шва может образоваться только за счет переплавления металла по кромкам или дополнительного присадочного металла, введенного в сварочную ванну.

Зона частично оплавившихся зерен металла на границе кромки свариваемой детали и шва называется зоной плавления; в этой зоне достигается межатомная связь. При этом металл шва тесно соприкасается с металлом свариваемых частей, а загрязнения, находившиеся на поверхностях свариваемых частей, всплывают наружу, образуя шлак.

Сущность сварки давлением состоит в пластическом деформировании металла в месте соединения под действием силы. Находящиеся на соединяемых поверхностях различные загрязнения вытесняются наружу, а поверхности свариваемых частей будут чистыми, ровными и сближенными по всему сечению на расстояние атомного сцепления. Зона, в которой установилась межатомная связь, называется зоной соединения. Ширина зоны соединения измеряется десятками микрон.

Пластическую деформацию кромок деталей осуществить легче, если нагревать место соединения. Источником тепла (при сварке с местным нагревом) служит электрический ток, газовое пламя, химическая реакция, механическое трение; при сварке с общим нагревом - кузнечный горн, нагревательная печь.

Процесс сварки делят на три класса (ГОСТ 19521-74): термический, термомеханический и механический. Термический класс объединяет виды сварки, осуществляемые плавлением металла. Термомеханический класс включает виды сварки, осуществляемые давлением с использованием тепловой энергии. К механическому классу относятся виды сварки, выполняемые давлением с дополнительной механической энергией.

Сварка по виду применяемой энергии подразделяется на следующие основные виды: давлением с общим нагревом: кузнечная, прокаткой, выдавливанием;

Давлением с местным нагревом: контактная, индукционно-прессовая, термитно-прессовая, газопрессовая, диффузионная, дуго-прессовая;

давлением без нагрева металла внешним источником тепла: ультразвуковая, холодная, трением, взрывом, магнитноимпульсная;

плавлением: дуговая, газовая, термитная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерным лучом, плазменная.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

Глава 1. Общие сведения о сварке.

Сущность и классификация процесса сварки. Краткая характеристика дуговой сварки.

Глава 2. Оборудование сварочного поста для ручной дуговой сварки.

Сварочный пост. Устройство сварочного трансформатора. Устройство сварочного выпрямителя. Устройство сварочного преобразователя. Обслуживание источников питания дуги. Принадлежности и инструмент сварщика.

Глава 3. Сварочная дуга.

Основные сведения о сварочной дуге. Способы зажигания дуги. Перенос электродного металла на изделие.

Глава 4. Металлургические процессы при сварке.

Особенности металлургии сварки. Загрязнение металла шва. Кристаллизация металла шва и образование трещин. Строение сварного соединения. Микроструктура металла зоны термического влияния. Места разрушения сварных соединений.

Глава 5. Электроды для дуговой сварки.

Виды электродов. Проволока стальная сварочная. Стальные покрытые электроды. Порошковая проволока. Неплавящиеся электроды.

Глава 6. Деформации и напряжения при сварке.

Силы, деформации, напряжения и связь между ними. Возникновение напряжений и деформаций при сварке. Основные мероприятия по уменьшению деформаций и напряжений при сварке.

Глава 7. Сварные соединения и швы.

Виды сварных соединений. Классификация сварных швов. Условные обозначения швов сварных соединений. Расчет сварных швов на прочность.

Глава 8. Техника ручной дуговой сварки.

Подготовка металла под сварку. Сборка деталей под сварку. Техника выполнения швов. Выбор режима сварки. Наплавка валиков. Сварка в нижнем положении. Выполнение вертикальных, горизонтальных и потолочных швов. Сварка тонколистовой стали. Сварка электрозаклепками. Сварка под водой.

Глава 9. Материалы и аппаратура для газовой сварки и резки.

Газы, присадочная проволока и флюсы для газовой сварки. Ацетиленовые генераторы. Водяные затворы. Баллоны для сжатых газов. Рукава. Сварочные горелки.

Глава 10. Сварочное пламя.

Структура ацетилено-кислородного пламени. Виды пламени. Металлургические процессы при газовой сварке.

Глава 11. Технология газовой сварки.

Области применения газовой сварки. Техника газовой сварки. Основы технологии газовой сварки.

Глава 12. Аппаратура для кислородной резки.

Универсальные инжекторные резаки. Вставные резаки. Резаки для резки стали больших толщин. Специальные резаки. Керосинорез. Машины для кислородной резки.

Глава 13. Технология кислородной резки.

Сущность и классификация процесса резки. Основные условия резки металлов окислением. Основные факторы, влияющие на резку. Режимы резки. Техника резки. Приемы резки. Деформации при кислородной резке. Качество кислородной резки.

Глава 14. Аппаратура и технология кислородно-флюсовой резки.

Сущность процесса и аппаратура для резки. Технология резки. Техника резки на установке УРХС-5.

Глава 15. Плазменно-дуговая и другие виды термической резки.

Плазменно-дуговая резка. Дуговая резка. Подводная резка. Виды термической резки бетона и железобетона.

Глава 16. Сварка углеродистых и легированных сталей.

Краткие сведения о сталях. Свариваемость металлов. Сварка углеродистых конструкционных сталей. Сварка низколегированных сталей. Сварка среднелегированных сталей. Сварка легированных теплоустойчивых сталей. Сварка термически упрочненных сталей. Сварка высоколегированных сталей и сплавов.

Глава 17. Сварка чугуна.

Свойства чугунов. Свариваемость чугунов. Горячая сварка чугуна. Холодная сварка чугуна. Пайка чугуна.

Глава 18. Сварка цветных металлов и их сплавов.

Сварка меди и ее сплавов. Сварка алюминия и его сплавов. Сварка титановых сплавов. Сварка магниевых сплавов.

Глава 19. Наплавка.

Классификация процессов наплавки. Материалы для наплавки. Техника дуговой наплавки. Наплавка газокислородным пламенем.

Глава 20. Особые виды высокопроизводительной ручной дуговой сварки.

Сварка высокопроизводительными покрытыми электродами. Сварка сдвоенным электродом, гребенкой электродов, трехфазной дугой. Сварка с глубоким проплавлением. Сварка лежачим и наклонным электродами.

Глава 21. Источники питания сварочной дуги.

Основные требования к источникам питания дуги. Сварочные трансформаторы. Сварочные преобразователи постоянного тока и сварочные агрегаты. Многопостовые сварочные преобразователи. Сварочные выпрямители. Электрическое оборудование для импульсно-дуговой сварки. Источники питания плазменной дуги. Транзисторные и тиристорные выпрямители. Параллельное соединение источников питания.

Глава 22. Оборудование и технология полуавтоматической сварки плавящимся электродом.

Устройство полуавтомата. Расположение подающего механизма. Особенности конструкции полуавтоматов. Технология полуавтоматической сварки в углекислом газе и его смесях. Технология полуавтоматической сварки порошковой и самозащитной проволокой. Ручная и полуавтоматическая сварка арматурной стали в строительстве.

Глава 23. Оборудование и технология ручной сварки вольфрамовым электродом в инертных газах.

Сущность сварки в инертных газах. Применяемые газы и электроды. Аппаратура для ручной сварки неплавящимся вольфрамовым электродом. Технология сварки вольфрамовым электродом.

Глава 24. Особенности ручной и полуавтоматической дуговой сварки различных конструкций.

Решетчатые конструкции. Балочные конструкции. Трубные конструкции.

Глава 25. Дефекты и контроль сварных швов и изделий.

Основные дефекты сварных швов и причины их возникновения. Классификация видов контроля качества сварных швов и сварных изделий. Сущность основных видов неразрушающего контроля качества сварки. Сущность основных разрушающих видов контроля качества сварки.

Глава 26. Специальные виды сварки.

Диффузионная сварка. Электронно-лучевая сварка. Сварка лазерным лучом. Прочие виды сварки.

Глава 27. Сведения по механизации, автоматизации и организации сварочного производства.

Механизация сборочных работ. Автоматизация процесса сварки. Поточные линии по изготовлению сварных изделий. Научная организация труда. Нормирование времени и материалов на сварку и резку.

Глава 28. Техника безопасности и противопожарные мероприятия при сварке и резке.

Организация охраны труда на предприятиях. Техника безопасности при дуговой сварке. Техника безопасности при плазменно-дуговой резке. Техника безопасности при газовой сварке и резке.