Заваряване на металите

[Mozo]

ЗАВАРЯВАНЕ НА МЕТАЛИТЕ

Необходимо за да се свърже правилно машината, за да няма утечки на ток.
. Моля използвайте заварящи инструменти с добро качество.
. Операторите трябва да бъдат квалифицирани заварчици.

Токов удар: може да бъде фатално.
. Свържете кабелът за земя, според стандарта.

. Никакво допиране на електрически части с голи ръце, мокри ръце или мокри дрехи. . Грижете се вие и работният материал да бъдете изолирани. Грижете се да работите в безопасност.

Дим: вредно за Вашето здраве.
. Дръжте Вашата глава встрани от дима.
. Когато заваряте, да има вентилация за да се избегне вдишване на дим.

Волтова дъга - емисията е вредна за Вашите очи и кожа
. Носете подходяща маска и дрехи за да защитите Вашите очи и кожата.
. Използвайте подходящ екран или завеса за да предпазите погледите на околните от дъгата.
.
Разтопеният метал може да причини пожар, бъдете сигурни, че няма никакви запалими неща наблизо до работното място.



Шумове: Силният шум може да бъде вреден за Вашият слух.
. Моля ползувайте средства за защитаването на вашият слух от шумовете. .Предупредете наблюдаващите за скритата вреда, която шумът може да

В техниката се използват различни видове разглобяеми и неразглобяеми съединения. Неразглобяемите съединения се разделят на монолитни (плътни) и немонолитни. Монолитни са съединенията, получени чрез заваряване, спояване и лепене, а немонолитните - съединенията, получени чрез нитоване.

Измежду многобройните различни определения на понятието заваряване, които могат да се намерят, най-подходящо е определението, основаващо се на идеята за континума (непрекъснатостта на строежа). Съгласно това определение, заваряването е технологична операция за получаване на неразглобяемо съединение на частите чрез нагряване, налягане или съвместното прилагане на двете въздействия, при което се получава "континум", т.е. непрекъснатост на строежа на образувалото се съединение. За изразяване на непрекъснатостта на строежа може да се използва и понятието "монолитност" (едносъставност).

На микроскопично ниво монолитността означава отсъствие на външни, чужди материали между съединените части след приключването на операцията. По това съединяването чрез заваряване се отличава от съединяването чрез нитоване, от пресовото съединение или дори от лепенето.

Заваряването е технологичен процес на образуване на неразглобяемо монолитно съединение между материали (две части), при което в резултат на протичането на определени физикохимични процеси се осъществява химично взаимодействие (обмяна на валентни електрони) на съединяваните части. Постига се чрез внасяне и необратимо преобразуване на енергия (топлинна, механична или и топлинна и механична) в мястото на съединяването. За осъществяване на заваряването са необходими източник на енергия и в повечето случаи допълнителен материал.

Заварена конструкция е метална конструкция, чиито детайли и възли са съединени чрез заваряване. Различават се следните видове заварени конструкции:

- пълностенна (греди, колони, рами), прътова (арматурни пръти, ферми);
- листова (цилиндрични, сферични и др. съдове под налягане, резервоари, тръбопроводи);
- машина (барабани, колела и др. детайли на машини).

В сравнение с металните конструкции, чиито детайли са съединени с друг вид връзка, заварените конструкции са по-прости, по-леки, по-технологични и по-икономични на метал, труд, време.

Недостатък е наличието на остатъчни заваръчни напрежения: те създават опасност от влошаване на механичните качества, от повишаване на крехкостта на метала около местата на заваряване от поява на пукнатини, които се разрастват при последващи динамични и вибрационни експлоатационни въздействия.

За да се извърши заваряването е необходимо повърхнините на съединяваните части да заемат разстояние, съизмеримо с параметрите на кристалната решетка и да се създадат условия за междуатомно или между молекулно взаимодействие, а именно: определена температура, време за допиране и качество на повърхнините.

Според начина за подаване на енергия топлинните източници на енергия биват външни и вътрешни. Външните източници на топлинна енергия са електрическата дъга, газов пламък, плазмена струя, термична реакция, електронен лъч, тлеещ разряд, електростопилка (електрошлакова вана), нагрят газ, нагрят инструмент, нагряване в пещ, ядрена енергия и др. Вътрешните източници на топлинна енергия се осъществяват чрез електрически контакт, електрична индукция и електрически капацитет. Механичната енергия за заваряване се получава чрез пресов контакт, пресово-механичен контакт, вибриращ контакт и ударен контакт.


6.1 Класификация на методите за заваряване

Понастоящем съществуват голям брой (повече от 200) методи и разновидности на заваряването. Те могат да бъдат класифицирани по различни признаци, например, според подадената енергия, според вида на инструмента - носител на енергията, според степента на механизация на процеса и т.н. В зависимост от вида на подадената енергия (топлинна или механична) методите на заваряване се разделят на две основни групи: заваряване чрез стопяване и заваряване чрез налягане, при които се използва топлинна или механична енергия.

Основната задача на инженерите - конструктори и технолози е да осигурят проектирането на заварени конструкции в съответствие с особеностите на заваръчния процес и чрез използване на съответни мерки и средства и да гарантират изготвянето им съгласно изискванията на принципа за равноякост, т.е. създаването на заварорационални конструкции.

Заваряване чрез стопяване

Заваряването чрез стопяване (в течно състояние) е най-разпространеният и универсален метод за получаване на неразглобяеми съединения. Чрез него могат да се съединяват практически всички използвани за изработване на конструкции метали и сплави с произволна дебелина. При този метод, в мястото на заваряване металът се довежда до течно състояние чрез концентриран източник на топлина. Стопяват се само краищата на заваряваните части. Заваряването може да се извърши при стопяване на метала на съединяваните части, т.нар. основен метал, или при стопяване на основния метал и допълнителен метал, добавян във вид на тел, пръчка, лента или под друга форма. В практиката се използва предимно вторият вариант.

Стопеният основен или основен и допълнителен метал образува заваръчна вана. При отдалечаване на източника на топлина металът на заваръчната вана се охлажда и кристализира. На практика източникът на топлина се движи надлъжно по дължината на заваряваните краища с определена скорост, което дава възможност да се заваряват обекти с неограничена дължина. Кристализацията на заваръчната вана започва от частично стопените зърна на основния метал, което води до образуването на общи кристалити. Кристализиралият метал образува заваръчен шев, който съединява в едно монолитно цяло преди това разделените части.

Металът на заваръчния шев се различава от основния метал. Той има лята структура. Химичният му състав също може да се промени поради въвеждане на добавъчен метал във ваната, а също поради взаимодействието с околната среда в течно състояние. Затова свойствата на заваръчния шев се различават от свойствата на изходния метал.

Обемите от основния метал, които се намират непосредствено до шева, се нагряват без да се стопяват. Под действието на тези температури в метала настъпват изменения на структурата и свойствата. Зоната от основния метал, в която са настъпили такива изменения, се нарича зона на термично влияние (ЗТВ).

Заваряване в твърдо състояние

При заваряването чрез налягане частите се съединяват посредством съвместна пластична деформация на допиращите се повърхнини. За тази цел се прилагат външни сили. За да се улесни пластичната деформация, материалът в зоната на съединяване обикновено се нагрява до температури, по-ниски от точката на топене. В процеса на деформация се извършва изравняване на грапавините, което води до увеличаване на допирните точки и изтичане на материала, по съединяваните повърхнини. Изтичането на материала води до разрушаване на окисните слоеве и частичното им отделяне извън зоната на контакта. В резултат се получава плътен контакт между заваряваните части. Възникват условия за образуване на междуатомни връзки. При достатъчно добра пластичност заваряването може да се извърши и без нагряване т.нар. студено заваряване.

Нагряването на метала до сравнително ниски температури при заваряването чрез налягане и затрудненият достъп на въздух в зоната на заваряване дават възможност да се запазят почти неизменни химичният състав и структурата, а следователно и механичните свойства на метала на завареното съединение.


6.2. Общи сведения за методите на заваряване

6.2.1. Източници на термична енергия

Характерно за разглежданата група методи е използването източници на концентрирана топлина, действуващи в ограничена област. Те предизвикат необходимото нагряване за образуване на завареното съединение и отговарят на определени технологични изисквания на заваръчния процес:

Целият материал: