Сварка металлов


Сварка является одним из ведущих технологических процессов изготовления и упрочнения деталей, изготовления строительных конструкций, трубопроводов и судов, ремонта деталей и конструкций. Эффективно использование технологических приемов сварки и при резке металлов.

 

Исторически сварка известна человечеству со времен использования, меди, серебра, золота и, особенно, железа, при получении которого выполнялась проковка, т.е. сваривание криц (кусочков технически чистого железа). Это и есть первый способ сварки — кузнечная сварка металла.

 

Наиболее распространена в производстве электродуговая сварка, являющаяся чисто российским изобретением. Впервые электрический дуговой разряд был выявлен петербургским профессором физики Петербургской медико-хирургической академии Петровым Василием Владимировичем в 1802 году, но только через 80 лет (1882 г.) российский инженер Бенардос Николай Николаевич, работая со свинцовыми аккумуляторными батареями, открыл способ сварки не плавящим угольным электродом. Он освоил технологию сварки свинцовых пластин. Далее он разработал способы сварки металла в среде защитного газа и электродуговой резки металла. Бенардос Н. Н. назвал свое изобретение «Электрогефест». По греческой мифологии Гефест — бог, покровитель кузнецов, поэтому в этом названии представлено новое – электричество и старое (Гефест), представляющее первый известный способ сварки (кузнечная сварка). Через 6 лет в 1888 году инженер Славянов Николай Гаврилович разработал способ сварки плавящим электродом.

 

Дальнейшую работу Славянов Н. Н. и Бенардос Н. Г. выполняли вместе. Внедрение сварки в производство проходило очень интенсивно, так в России с 1890 по 1892 года было по их технологии отремонтировано с высоким качеством 1631 изделие, общим весом свыше 17 тыс. пудов, это в основном чугунные и бронзовые детали. Они даже разработали проект ремонта российского памятника литейного производства «Царь-колокола», но работа не была разрешена, и мы сейчас можем любоваться на российские нетленные символы: колокол, который не звонил, и на пушку, которая не стреляла.

 

Известный мостостроитель академик Патон Евгений Оскарович, предвидя огромное будущее электросварки в мостостроении и в других отраслях хозяйства, резко сменил поле своей научной деятельности и в 1929 году организовал сначала лабораторию, а позднее первый в мире институт электросварки (г. Киев). Им было разработано и предложено много новых и эффективных технологических процессов электросварки. В годы войны в короткий срок под его руководством были разработаны технология и автоматические стенды для сварки под слоем флюса башен и корпусов танков. самоходных орудий, авиобомб.

 

В настоящее время широкое развитие получили такие новые способы сварки как: порошковыми материалами, плазменная, контактная и электрошлаковая, сварка под водой и в космосе и др., многие из которых были разработаны в Институте электросварки имени Е.О. Патона, который в последние годы возглавлял сын основателя института — академик Борис Евгеньевич Патон.

 

Кроме головного, в этой отрасли, института сварки имени Е.О. Патона, вопросами сварки успешно занимаются многие учебные институты (УПИ, ЧИМЭСХ, ЛГАУ и др.), институты объединения «Ремдеталь».

 

Преимущества использования сварки перед заклепочными и резьбовыми соединениями деталей при изготовлении строительных конструкций следующие:

 

-рациональность конструкций;

-экономия металла (до 15…20%);

-более высокая производительность (на 15…20%).;

-более низкая себестоимость ( снижение на 20…45%);

-высокая надежность соединения.


Защита металлов от коррозии

  Металлы, как и растения, животные и люди тоже «болеют». Это не только износ рабочих поверхностей и деформации (температурные и нагрузочные) деталей, но и самая опасная «болезнь» строительных и машиностроительных конструкций- ...

Читать полностью


Прокатка металлов

До 90% сталей и до 50% цветных металлов используются в виде проката, штампованных, кузнечных заготовок (рис. 1.39). Достоинство процесса прокатки в высокой экономичности: мало потерь металла, т. к. происходит перераспределение металла по объему, ...

Читать полностью


Термическая обработка стали

Свойства металлов и сплавов зависят не только от химического состава, но и от структуры. С помощью термической обработки (нагрева до определенной температуры, выдержки при этой температуре и подбором различных скоростей охлаждения) можно ...

Читать полностью


Углеродистые и легированные стали

По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные. Углеродистые стали представляют собой сплавы железа Fe с углеродом C при неизбежном наличии примесей других химических элементов.   Легированные стали это тоже сплавы железа Fe ...

Читать полностью


Влияние химических элементов на свойства стали и чугуна

Стали. С увеличением содержания углерода (рис.1.30) повышаются твердость и прочность, снижается пластичность, улучшается обработка резанием, повышается закаливаемость, но ухудшается свариваемость стали. Твердость и прочность тем выше, чем выше ...

Читать полностью


Диаграмма состояния системы железо - углерод

Металлические сплавы — это сложные по составу вещества на основе металлов, сохраняющие их основные свойства: высокую электро — и теплопроводность, литейные свойства, ковкость и др. Сплав может быть в жидком и твердом состоянии. ...

Читать полностью


Разливка стали

Из печи сталь выпускают в сталеразливочный ковш (5 …250 тн). В основном применяются два традиционных способа разливки (рис.1.23) в изложницы (чугунные формы): сверху и сифонная снизу.   Сверху — это для крупных слитков, снизу — ...

Читать полностью


Производство чугуна и стали

Металлы и сплавы по химическому составу делятся на цветные (медь, алюминий, свинец, бронза, латунь и др.) и черные (железо, сталь, чугун). В чистом виде металлы используются редко, а в основном — в виде сплавов.   Чугун и сталь это сплавы ...

Читать полностью


Требования к металлам

Для того чтобы оценить качество материалов и изготовленных из них деталей, поведение их в конкретных узлах, деталях и машинах в изменяющихся условиях эксплуатации, для прогнозирования использования, ремонта и технической ...

Читать полностью


Кристаллическое строение металлов

У металлов электроны на внешних оболочках имеют слабую связь с ядром, легко отрываются и могут свободно перемещаться между положительно заряженными ядрами. Следовательно, в металле положительно заряженные ионы окружены коллективизированными ...

Читать полностью


Контактная электрическая сварка

Контактная сварка -это один из наиболее эффективных, экономичных, высокомеханизированных и автоматизированных способов сварки, обеспечивающих высокую прочность, качество и надежность сварного соединения и широко используемых в строительстве ...

Читать полностью


Плазменная сварка и наплавка

Плазменная сварка и наплавка является наиболее прогрессивным способом восстановления изношенных деталей машин и нанесения износостойких покрытий (сплавов, порошков, полимеров,…) на рабочую поверхность при изготовлении деталей. Плазмой называется ...

Читать полностью


Механизированная наплавка и сварка

При производстве труб и строительных конструкций, при ремонте изношенных шеек коленчатых валов, шпоночных канавок, шлицов и шеек валов редукторов и коробок перемены передач строительно-дорожных машин, деталей ходовой части гусеничных машин ...

Читать полностью


Особенности сварки чугуна и алюминия

Из чугуна изготовляются многие базисные детали строительно-дорожных машин, тракторов, автомобилей и технологического оборудования. При эксплуатации этих машин у чугунных деталей появляются . трещины, изломы, износы, которые необходимо устранять. Сварка ...

Читать полностью


Ручная электродуговая сварка и наплавка

Этим способом изготовляется большая номенклатура деталей, особенно крупногабаритных (базисных), и строительных конструкций, а также устраняются у них эксплуатационные дефекты (трещины, обломы, износы). Качество наплавки во многом определяется ...

Читать полностью


Основы электродуговой сварки и наплавки

Для возбуждения дуги используются чаще всего плавящие металлические и реже неплавящие (угольные и вольфрамовые) электроды (рис. 2.12). В первом случае сварной шов образуется за счет расплавления электрода, а во втором случае в дугу вводится ...

Читать полностью


Деформации при сварке

Деформации деталей конструкции при сварке происходят вследствие образования внутренних напряжений, причинами которых являются (рис.2.7.):   1. Температурные деформации из-за местного нагрева изделия ; 2. Усадка наплавленного металла; 3. Фазовые превращения, ...

Читать полностью


Свариваемость металлов

Свариваемость — комплексная технологическая характеристика, отражающая реакцию свариваемых материалов на технологический процесс сварки, и возможность получения сварных соединений, удовлетворяющих условиям эксплуатации.   Три группы факторов, ...

Читать полностью


Тепловые процессы при сварке

Энергия теплового источника (электрической. дуги, газового пламени и т.д.) расходуется на нагрев металла детали, на расплавление электрода или присадочного материала, на плавление защитного флюса (обмазки электрода) и на тепловые потери. ...

Читать полностью


Общие вопросы сварки

Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения деталей местным сплавлением или пластической деформацией. Наплавка — это разновидность сварки, заключающаяся в том, что на поверхность детали наносят слой металла, предназначенный ...

Читать полностью


Контроль качества сварки

Качество — это степень удовлетворения заказчика свойствами изделия или предоставленными ему услугами. Качество — понятие многогранное. Нельзя сказать по какому-то  одному частному показателю о качестве в целом. Качество ...

Читать полностью


Сварка стальных строительных конструкций

Первые металлические конструкции выполнялись с помощью клепки. Инженером Шуховым Б.Г в 1883 году в г. Баку был предложен первый цилиндрический резервуар для нефтепромыслов. Далее им были созданы перекрытия зданий Нижегородской выставки, ГУМа ...

Читать полностью


Резка металлов

При изготовлении строительных конструкций, при монтажных работах и ремонте машин необходимо разрезать сортовой прокат, элементы конструкций, детали машин.  Используются следующие способы резки. 1. Механические: -         ручные ...

Читать полностью


Газовая сварка и наплавка

Источником тепла при газовой сварке является пламя, получаемое при сгорании горючих газов в технически чистом кислороде. В качестве горючих газов применяются ацетилен, природный газ, пропан-бутан, пары бензина и керосина и др. Из-за простоты ...

Читать полностью


Пайка и заливка металлов

Пайка является широко распространенным процессом, как при изготовлении, так при ремонте деталей. Этот способ известен людям уже 3…5 тысячь лет. При раскопках находят паянные медно — серебренным припоем трубы, украшения, оружие. Пайка является ...

Читать полностью


Металлизация

Металлизация это процесс нанесения мелких частиц металла, нагретого каким либо способом до расплавления, и распыленных газом, на поверхность детали. Металлизация в основном используется для декоративных целей, для заделки трещин ...

Читать полностью