Виды сварки
Для восстановления повреждений в деталях, а также улучшения их технических характеристик при эксплуатации, существуют новейшие технологии сварки и резки. Используя в своей работе современные методы контроля сварочных соединений, «Учебно-технический центр» создают исключительные возможности в соединении или резке практически всех видов металлов и сплавов, что является актуальной деятельностью, учитывая высокий уровень востребованности сварочных работ в Украине. Сварочные работы популярны как в автомобильной отрасли, так и во многих других сегментах среди народно-хозяйственной промышленности. Ответственность и профессионализм специалистов по сварочным работам ООО "Учебно-технический центр" позволяет осуществить контроль качества сварочных работы в любом городе Украины, а современное сварочное оборудование, дополняемое наличием вспомогательных инструментов, на высоком уровне поможет провести качественную работу при сварке существующих материалов:
- алюминий (удаление выбоин, устранение трещин, уничтожение разрушений и коррозии, а также созданий новых изделий);
- чугун (ликвидация всевозможных аварийных разрушений, исправление крепежных компонентов, профилактика износа и др.);
- сталь (создание новых изделий, а также уничтожение коррозии, усталостного разрушения и коррозии);
- нержавеющая сталь (производство или модернизация изделий, уничтожение аварийных дефектов и прочее);
- титановый сплав (любые виды аварийных разрушений);
- латунь (выправление нужных геометрических размеров соответствующих деталей и изделий);
- медь (удаление дефектов, возникших при неправильной эксплуатации или интенсивном износе).
Вышеперечисленные виды металлов применяются в производстве транспортных средств и различной специальной технике, а также используются при монтажных, строительных, гидротехнических работах и бытовой отрасли народного хозяйства.
Для сварки данных типов металла специалисты применяют соответствующие способы сварки и резки.
Основные виды сварки:
- термическая сварка;
- электродуговая сварка;
- ручная дуговая сварка (ММА);
- сварка неплавящимся электродом в среде инертного газа (TIG);
- сварка плавящимся непрерывным электродом в среде инертного или активного газа (MAG);
- сварка под флюсом;
- газоплазменная сварка;
- электрошлаковая сварка;
- плазменная сварка;
- термомеханическая сварка;
- стыковая и рельефная сварка.
Кроме этих видов сварки, среди термических видов соединений существуют:
- лазерная сварка (с технологией применения лазерного луча);
- электронно-лучевая сварка (используется электронно-лучевая пушка с технологией вакуума);
- сварка с закладными нагревателями (нагревательные элементы применяются для сварки полиэтиленовых труб);
- контактная стыковая сварка оплавлением (источником теплоты является нагревательный элемент с фторопластовым покрытием).
Безпека життєдіяльності (БЖД) людини – комплексний стан, за якого вірогідність здійснення негативного ризику для людини мінімальна в будь-яких умовах її діяльності. Небезпека – це негативна властивість живої та неживої матерії, що здатна спричиняти шкоду самій матерії, а саме людям, природному середовищу, матеріальним цінностям, це порушення нормальних умов життя і діяльності людей на окремій території чи об’єкті. Неможливо вивчати особливості людини, колективу чи суспільства, не враховуючи їх місця в навколишньому середовищі і стану цього середовища. Тому БЖД вивчає людину і її навколишнє середовище саме в системі «людина — життєве середовище». Поза межами цієї системи людина є об’єктом вивчення антропології, медицини, психології, соціології та багатьох 13 інших наук. Середовище, яке оточує людину поза межами цієї системи, вивчають астрономія, географія, геологія, біологія, екологія тощо. Система «людина — життєве середовище» є багаторівневою та складною системою, до неї, як правило, входить велика кількість змінних, між якими існує велика кількість зв’язків. Відомо, що чим більше змінних та зв’язків між ними має система, тим важче ці зв’язки піддаються математичній обробці і виведенню універсальних законів. Людина є одним з елементів суб’єктом зазначеної системи, в якій під терміном «людина» розуміється не лише одна істота, індивід, а й група людей, колектив, мешканці населеного пункту, регіону, країни, суспільство, людство загалом. Останнє визначає рівень системи «людина ЖС». Життєве середовище (ЖС) другий елемент системи «людина життєве середовище», її об’єкт. Життєве середовище є частиною Всесвіту, де перебуває або може перебувати в даний час людина і функціонують системи її життєзабезпечення.У цьому розумінні воно не має постійних у часі і просторі кордонів, його межі визначаються передусім рівнем системи, тобто тим, що в даному разі розуміється під терміном «людина». Життєве середовище людини складається з природного, соціального, або соціально-політичного та техногенного середовищ. Багаторівнева система БЖД наведена на рисунку 1.2. Система БЖД На індивідуальному рівні Колективній захист На виробництві У побуті Захист суспільних інтересів Рис. 1.2. Багаторівнева система БЖД 1 рівень 2 рівень 3 рівень 14 Безпека життєдіяльності – невід’ємна складова характеристики стратегічного напряму розвитку людства; визначеного ООН як «сталий людський розвиток» (Sustainable Human Development). Сталий розвиток – це такий розвиток, який веде не тільки до економічного, а й до соціального, культурного, духовного зростання, сприяє гуманізації менталітету загальнолюдського досвіду. громадян і збагаченню позитивного Концепція сталого людського розвитку – основа науки про безпеку людини. Її основні напрямки: 1. Безпека життєдіяльності населення будь-якої країни забезпечується не озброєнням, а довготривалим процесом сталого розвитку людини. 2. Безпека життя і здоров’я людини повинна розглядатися як компонент розвитку матеріально-виробничої, соціально-політичної, культурно-духовної та побутової сфер життя суспільства. 3. Для більшості людей відчуття безпеки асоціюється переважно з проблемами повсякдення (харчування, тепло, стабільність, одяг, медичне обслуговування, робота, зарплата, освіта та інше) і воно повинно бути задоволено. 4. Безпека людини є загальною категорією, яка характеризує забезпечення життєдіяльності людини будь-якої країни. 1.1.2. Теоретичні основи безпеки життєдіяльності Безпека життєдіяльності – це базовий фактор сталого людського розвитку. Як було сказано вище безпека – це відсутність загрози кому-небудь або чому-небудь; а небезпека – це система, об’єкт, механізм, процес, явище, їх небезпечні параметри, характеристики, властивості, які за певних умов можуть принести шкоду здоров’ю і життю людини, суспільству; становлять загрозу для довкілля. Небезпеки поділяються на: потенційні (приховані); перманентні (постійні, безперервні); тотальні (загальні). 15 Джерела небезпеки з часом змінюються, одні набувають більшого значення, інші – меншого. Раніше джерелом небезпеки були явища природи, представники біологічного світу, різні природні процеси і явища. По мірі розвитку цивілізації виникають антропогенні (створені людиною) небезпеки, а рівень загрози зростає. На сучасному етапі розвитку антропогенні небезпеки займають чільне місце. Причини виникнення небезпек – це збіг обставин, внаслідок яких проявляється небезпека і виникають негативні наслідки: нервові потрясіння, травми, хвороби, інвалідності, іноді смерть. Існує ланцюжок: «причина – небезпека – наслідки». Ліквідувавши причину можна виключити прояв небезпеки і відповідно наслідки. Безпека життєдіяльності – це такі умови, норми життя і праці людей, параметри навколишнього середовища за яких з певною ймовірністю виключається прояв небезпек з негативними наслідками. Також це система знань, що забезпечує безпеку перебування людини у виробничому та невиробничому середовищі і розвиток діяльності для забезпечення безпеки в перспективі з урахуванням антропогенного впливу на середовище мешкання. Сьогодні реально існують наступні системи безпеки: система охорони природного середовища (біосфери); система особистої та колективної безпеки людини в процесі її трудової діяльності; система державної безпеки; система глобальної безпеки. Можна визначити ряд важливих проблем безпеки життєдіяльності: підтримка параметрів життєвого середовища в необхідних для життєдіяльності межах; забезпечення населення всіма видами (електроенергією, газом, нафтопродуктами, вугіллям тощо); енергоресурсів забезпечення населення всіма нормами і параметрами штучного середовища: житлом, громадським транспКутові (К) та таврові з'єднання (Т) виконують, залежно від товщини листів, без скосу кромок (К1, К4, Т1), з однобічним (К6, Т6) і двобічним (К8, К9, Т9) скосами кромок одного чи обох листів. При скосі однієї кромки кут розкриття становить (50 ± 5)°, а при скосі двох кромок – (54 ± 6)°. Класифікація зварних швів за положенням у просторі За положенням у просторі шви поділяють на нижні (а), вертикальні (б), горизонтальні ( в) і стельові (г) (рис. 13). 1 Рис. 13. Нижні (а), вертикальні (б), горизонтальні ( в) та стельові (г) зварні шви Нижні шви виконувати найзручніше, оскільки розплавлений метал з ванни не витікає. Вертикальні шви виконувати важче, тому що під дією сили ваги розплавлений метал стікає донизу. Вертикальні шви зварюють згори донизу або знизу догори електродами діаметром до 5 мм. Горизонтальні шви. Запалюють дугу на горизонтальній кромці, потім переводять її на похилий скіс верхньої кромки, знову на горизонтальну кромку і т. д. Для цього застосовують електроди діаметром до 5 мм. 24 Стельові шви є найважчими для виконання, оскільки розплавлений метал витікає з ванни. Ці шви зварюють електродами діаметром 3...4 мм короткою дугою, при якій перехід краплин з електрода на основний метал полегшений. Якщо конструкція виробу дозволяє, то його повертають так, щоб усі шви можна було виконувати в нижньому положенні, а кутові та таврові з'єднання зварювати в “човник” (рис. 14). Рис. 14. Зварювання в “човник” Переваги і недоліки ручного дугового зварювання Переваги: - механічні властивості зварних швів не нижчі за властивості основного металу; - можливість виконання зварних швів у різних просторових положеннях і у важкодоступних місцях. Недоліки: - різна якість зварного шва, яка залежить від кваліфікації зварника; низька продуктивність процесу зварювання. Автоматичне дугове зварювання Основні операції процесу (запалювання дуги, подавання зварювального дроту до виробу, підтримання постійної довжини дуги і переміщення дуги в напрямі зварювання) є механізованими. Схема 25 будови зварювального автомату наведена на рис. 15. Рис. 15. Схема будови зварювального автомату Електродвигун 6 за допомогою механічного редуктора 5 передає обертання роликам 2, які подають дріт до виробу. Подавальні ролики змотують зварювальний дріт 3 з мотка чи бухти, розміщеної на барабані або в касеті 4, і спрямовують крізь струмопідвідний мундштук 1 у зону зварювання. Автомати поділяють на автомати з автоматичним регулюванням і з саморегулюванням довжини дуги. Автомати з автоматичним регулюванням довжини дуги Швидкість подачі дроту пропорційна напрузі на дузі. При раптовій зміні довжини дуги змінюється швидкість подачі дроту і порушена рівновага відновлюється. Це здійснюється внаслідок того, що одну з обмоток збудження електродвигуна, який подає зварювальний дріт, живить напруга дуги. Якщо довжина дуги збільшиться, напруга на дузі зросте, і електродвигун почне швидше обертатися і з більшою швидкістю подавати дріт до виробу, вкорочуючи довжину дуги. Із зменшенням довжини дуги параметри змінюватимуться в зворотному напрямі. 26 Оскільки ці автомати мають відносно складну електричну схему, застосування їх обмежене. Автомати з саморегулюванням довжини дуги Саморегулювання довжини дуги засноване на зміні швидкості плавлення дроту від зміни довжини дуги. При сталій швидкості подачі дроту, яка дорівнює швидкості її плавлення, і при випадковому збільшенні довжини дуги від l1 до l2 (рис. 16 а) відносно зовнішньої характеристики джерела зварювального струму (рис. 16 б) зменшиться струм у дузі від l1 до l2, і пропорційно струму зменшиться швидкість плавлення дроту. Рис. 16. Схема саморегулювання довжини дуги Швидкість подачі дроту стане більшою за швидкість його плавлення, і довжина дуги знову досягне величини l1 (рис. 16 в). При зменшенні довжини дуги відбувається зворотне явище: струм і швидкість плавлення зростають, і довжина дуги збільшується. Автоматичне зварювання під флюсом Захист розплавленого металу від атмосферного повітря в зоні зварювання здійснюється за допомогою флюсу (рис. 17). При зварюванні під флюсом до зварюваного виробу 9 подається голий дріт 1 і окремо флюс 3. Зварювальна дуга 2 горить під шаром флюсу між кінцем зварювального дроту і виробом у газовому пузирі 4, що складається з парів присадного та основного металів і продуктів дисоціації складових флюсу. Рідка частина флюсу 5 оточує газовий пузир і захищає зварювальну ванну 6 від взаємодії з киснем і азотом повітря. Після охолодження металу і шлаку шлакова кірка 7 відділяється від наплавленого металу 8. 27 Рис. 17. Схема зварювання під флюсом Флюси для автоматичного зварювання Флюси мають забезпечувати стійке горіння дуги, потрібний хімічний склад і механічні властивості наплавленого металу, добре формування зварювального шва і легке відокремлення шлакової кірки з наплавленого металу. За способом виготовлення флюси поділяють на плавлені і неплавлені, або керамічні. Неплавлені або керамічні флюси виготовляють із порошкоподібних компонентів замісом їх на рідкому склі з наступною грануляцією і прокалюванням. Неплавлені флюси застосовують для зварювання деяких марок легованих сталей та одержання твердих наплавок, проте їх застосування досить обмежене. Плавлені флюси виготовляють сплавленням шихти в полуменевих або електричних печах з наступною грануляцією. До складу флюсів входять 33...44% SiO2; 32...47% МnО; 3,5...9% СаF2 та інші домішки. Шихтою для виготовлення флюсів є кварцовий пісок, марганцева руда і плавиковий шпат. Плавлені флюси застосовують для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей. 28 Характеристика зварювального автомату типу ТС Автомат має трифазний електродвигун 1 потужністю 200 Вт і напругою 36 В, який приводить у рух механізми подачі дроту і ходовий (рис. 18). Механізм подачі дроту складається з редуктора, приводного і притискного роликів, а ходовий – з редуктора, ведучих 2 і ведених 3 коліс. Швидкість подачі дроту регулюють у межах 52-403 м/год, а швидкість зварювання – 16-126 м/год. Бункер 5 призначений для флюсу, а касета 7 – для дроту. Рис. 18. Зварювальний автомат типу ТС Автомат комплектується джерелом струму, пультом керування 8, електровимірювальними приладами 6 і магнітним пускачем. Переміщується трактор по зварюваному виробу чи по напрямних рейках або вручну за допомогою ручки 4. Автомат працює за саморегулюванням довжини дуги. Застосування автоматичного зварювання Автомати призначені для виконання прямолінійних і кільцевих швів, стикових, кутових і напускних з'єднань металу товщиною 2-20 мм (зварювальний дріт діаметром 1,6...5,0 мм, сила струму до 1200 А). 29 і Автоматичне зварювання під флюсом застосовують у серійному масовому виробництвах при виготовленні котлів, мостових балок, резервуарів для зберігання рідин і газів, корпусів суден, зварних труб великих діаметрів та інших виробів, які зварюють у нижньому положенні. Під флюсом зварюють вуглецеві і леговані сталі, алюміній, мідь та їхні сплави товщиною 2... 100 мм. Переваги і недоліки автоматичного зварювання Переваги: - продуктивність зварювання підвищується в 10...15 разів; - досягається однорідність шва і підвищується якість наплавленого металу; - економиться зварювальний дріт; - полегшується праця робітника. Недоліки: - місце зварювання закрите флюсом завтовшки 50...60 мм, тому підвищуються вимоги до точності підготовки і складання виробів для зварювання; важко виконувати шви невеликої довжини і складної конфігурації, а особливо такі, які розміщені в різних просторових положеннях. 1.3. ГАЗОВЕ ЗВАРЮВАННЯ При газовому зварюванні кромки основного металу і присадний метал нагрівають до розплавленого стану полум'ям горючих газів, які спалюють за допомогою спеціальних зварювальних пальників у суміші з киснем. Ацетилен застосовують найчастіше, як горючий газ, який при згорянні в кисні дає температуру полум'я, достатню для зварювання сталей і більшості інших металів та їхніх сплавів. Для зварювання металів (свинцю, алюмінію тощо), температура плавлення яких нижча за температуру плавлення сталі, можуть бути використані й інші горючі гази, наприклад водень, природний газ тощо, які дають низьку температуру полум'я. Газове зварювання застосовують при виготовленні листових і трубчастих конструкцій з маловуглецевих і низьколегованих сталей довжиною до 3...5 мм, при виправленні дефектів на виливках із чавуну і бронзи, а також для зварювання кольорових металів та їхніх сплавів. 30 31 Гази для газового зварювання Кисень Кисень добувають переважно з повітря. У повітрі є близько 21% кисню, 78% азоту, 0,93% аргону, 0,03% вуглекислого газу. Одержання кисню з повітря ґрунтується на принципі зрідження повітря при температурі мінус 194,5°С і нормальному тиску та наступного розділення рідкого повітря на азот і кисень, що засновано на різниці температур кипіння рідкого азоту (-196°С) і рідкого кисню (-183°С). Рідкий кисень перетворюється на газоподібний у теплообміннику і надходить у газгольдер. Звідси кисень нагнітають компресором у балони до тиску 15 МПа. Транспортують і зберігають газоподібний кисень у кисневих балонах. Найбільш поширені балони місткістю 40 л, що при тиску 15 МПа вміщують 6000 л кисню. Кисневі редуктори на балонах призначені для зниження високого тиску кисню в балоні до робочого 0,2...0,4 МПа при зварюванні і 1,2... 1,4 МПа при різанні та для підтримання сталої величини тиску. Ацетилен (С2Н2) Основним способом добування ацетилену є розкладання карбіду кальцію водою за рівнянням СаС2 + 2Н2О = С2Н2 + Са(ОН)2, (5). При розкладанні 1 кг чистого карбіду кальцію виділяється близько 340 л ацетилену і 1675 кДж тепла. З технічного карбіду кальцію залежно від його сорту і грануляції утворюється 230...300 л ацетилену/кг. Карбід кальцію виробляють в електродугових печах сплавленням коксу або антрациту з випаленим вапняком: СаО + 3С = СаС2 + СО, (6). Розплавлений карбід виливають з печі в чавунні виливниці й після охолодження подрібнюють на шматки розміром 2...120 мм. Транспортують карбід кальцію в герметично закритих барабанах. Ацетиленові генератори Ацетиленові генератори – це апарати, в яких добувають технічний ацетилен. Ацетиленові генератори розподіляються: - за принципом взаємодії карбіду кальцію з водою на системи "карбід у воду", "вода на карбід", "занурення" і "витиснення”; - за тиском на генератори низького (0,001...0,01 МПа) і середнього (0,01... 0,15 МПа) тиску; - за типом установки на стаціонарні та переносні генератори; - за продуктивністю на генератори низької (до 3 м3/год), середньої (до 10 м3/год) і високої (до 80 м3/год) продуктивності. Ацетиленові генератори системи "карбід у воду" У генераторах системи "карбід у воду" карбід кальцію подається із завантажувального бункера 2 в резервуар 1 з водою за допомогою автоматичних пристроїв (рис. 19). Генератори цієї системи найбільш продуктивні. Вони забезпечують найповніше розкладання карбіду кальцію і утворення чистого та охолодженого ацетилену. Такі генератори найменш вибухонебезпечні. Ацетиленові генератори системи "вода на карбід" У генераторах системи "вода на карбід" карбідом кальцію завантажують одну або дві реторти 9, у які вода подається з окремого резервуара 3 трубою 8 (рис. 20). Ацетилен утворюється при розкладанні карбіду кальцію і надходить у нижню частину генератора з реторти 9 трубою 6, де збирається під перегородкою 4. Вода, що перебуває тут під тиском ацетилену, витискається циркуляційною трубою 5 у верхню частину корпусу генератора. Ацетилен з генератора відводиться трубою 7. Рис. 19. Схема ацетиленового генератору системи "карбід у воду" 32 Рис. 20. Схема ацетиленового генератору системи "карбід у воду" Генератори цієї системи мають невелику продуктивність, низький тиск і здебільшого їх виготовляють переносними. Ацетиленові генератори систем "занурення” та "витиснення" Генератори системи "занурення" та "витиснення" характеризуються тим, що стикання карбіду кальцію з водою в них здійснюється періодично залежно від тиску. У випадку "занурення" зі збільшенням тиску вище від граничного газгольдер 10 піднімається і витягає з води корзину з карбідом кальцію (рис. 21). 33 Рис. 21. Схема ацетиленового генератору системи " занурення" У випадку "витиснення" надмірний тиск ацетилену спричинює витиснення води в сполучену посудину, і розкладання карбіду кальцію теж припиняється. Якщо тиск знижується, то відбуваються зворотні явища (рис. 22). Рис. 22. Схема ацетиленового генератору системи " витиснення " 34 Запобіжні затвори При нагріванні мундштука зварювального пальника вище від 500°С всередині наконечника пальника може спалахнути ацетилен і утворитися зворотний удар полум'я. Запобіжні затвори встановлюють для захисту ацетиленових генераторів від вибуху. При нормальній роботі газ трубою 6 крізь клапан 7 потрапляє до корпусу 5 затвора (рис. 23). Звідси по штуцеру 3 він спрямовується до пальника. При зворотному ударі тиск вибухової хвилі передається на воду, і клапан 7 закривається. У цей момент алюмінієва або олов'яна тонка фольга 4 розривається, і вибухова суміш викидається в атмосферу. Кран 2 призначений для контролю рівня води в затворі, а кран 1 для зливання води із затвора. Рис. 23. Схема запобіжного затвору Зварювальний пальник Зварювальний пальник призначений для змішування в потрібних пропорціях горючого газу з киснем і для створення зварювального полум'я потрібних потужності, розмірів і відповідної форми. За способом подавання горючого газу в камеру змішування 35 розрізняють пальники інжекторні (низького тиску) і безінжекторні (різного тиску). У промисловості використовують переважно інжекторні пальники. Принцип роботи цього пальника ґрунтується на підсосі (інжекції) ацетилену струменем кисню. Кисень під тиском 0,2...0,4 МПа подається крізь ніпель 7 і регулювальний вентиль 6 в інжектор 4, який має вузький центральний отвір (сопло) і поздовжні пази (рис. 24). Рис. 24. Схема запобіжного затвору Виходячи з отвору сопла з великою швидкістю, кисень створює в камері змішування 3 сильне розрідження. Внаслідок цього ацетилен, що має більш низький тиск, засмоктується крізь ніпель 8, регулювальний вентиль 9, внутрішній канал 5 рукоятки і поздовжні пази інжектора 4 в камеру змішування 3. Тут кисень і ацетилен утворюють горючу суміш, яка трубкою 2 надходить у мундштук 1. На виході з мундштука при запалюванні цієї суміші утворюється зварювальне полум'я. Потрібне співвідношення газів у пальнику регулюється кисневим 6 і ацетиленовим 9 вентилями. Ацетиленокисневе полум'я Залежно від співвідношення кисню і ацетилену, які виходять з пальника, розрізняють три основних види ацетиленокисневого полум'я: - нормальне, або відновне; - з надлишком кисню, або окислювальне; - з надлишком ацетилену, або навуглецьовувальне. При газовому зварюванні застосовують нормальне полум'я, при якому на одну об'ємну частину ацетилену припадає 1-1,2 частини кисню. Ацетиленокисневе полум'я складається з трьох зон (рис. 25): 36 Рис. 25. Схема ацетиленокисневого полум'я: 1 – ядро; 2 – відновлювальна зона; 3 – окислювальна зона; 4 – зварювальні частини. - яскраво окресленого ядра І (температура близько 1000°С); - зварювальної зони ІІ (температура 3050...3150°С); - факела ІІІ (температура близько 1200°С). У першій зоні відбувається екзотермічне розкладання ацетилену на його складові елементи: 2С2Н2 + 2О2 = 4С + 2Н2 + 2О2, (7). Розжарені частинки вуглецю надають цій зоні яскравого світіння. 37 У другій зоні відбувається неповне згоряння вуглецю за реакцією 4С + 2Н2 + 2О2 = 4СО + 2Н2, (8). Внаслідок утворення оксиду вуглецю і водню ця зона має відновлювальний характер. Найбільша температура полум'я у цій зоні знаходиться на відстані 2...4 мм від кінця ядра. Цією частиною полум'я ведуть зварювання. У третій зоні за рахунок кисню повітря згоряють оксид вуглецю і водень: 4СО + 2Н2 + 3О2 = 4СО2 + 2Н2О, (9). Види зварних з'єднань і підготовка деталей до газового зварювання При газовому зварюванні застосовують стикові та кутові з'єднання. Без скосу кромок і без зазору в стик зварюють метал товщиною до 2 мм. Метал товщиною 2...5 мм зварюють без скосу кромок також, але між кромками залишають зазор товщиною 1...2 мм. При більшій товщині роблять одно- або двобічний скіс кромок під кутом 60...90°. З'єднання з відбортовкою кромок, які застосовують для деталей товшиною до 3 мм, зварюють без присадного металу. Щоб у процесі зварювання встановлений між кромками зазор і положення деталей не змінювались, перед зварюванням кромки деталей з'єднують у кількох місцях короткими швами (прихватками). При зварюванні тонких листів довжина коротких швів має бути не більшою, ніж 5 мм, а відстань між ними - 300...500 мм. Способи газового зварювання Розрізняють лівий і правий способи газового зварювання (рис. 26). Рис. 26. Способи газового зварювання 38 При лівому способі полум'я пальника переміщується справа наліво і спрямоване вбік утвореного зварного шва. Лівий спосіб застосовують при зварюванні листів товщиною до 5 мм і легкоплавких металів, для яких не потрібне зосередження великої кількості теплоти в місці зварювання. Правий спосіб забезпечує глибше проварювання, тому його застосовують при зварюванні металу товщиною понад 5 мм. Нижні шви залежно від товщини листів зварюють лівим або правим способом. Вертикальні шви незалежно від товщини з'єднуваних листів виконують тільки лівим способом, а стельові – тільки правим способом. Вибір режиму газового зварювання Режим газового зварювання визначається діаметром присадного металу і потужністю газозварювального полум'я. Діаметр присадного дроту (до 6...8 мм) вибирають залежно від способу зварювання і товщини зварюваного металу за формулами: - для лівого способу d = 0.5∙+1; - для правого способу d = 0.5∙, де d – діаметр дроту, мм; – товщина металу, мм. Потрібну потужність полум'я (Va) (витрату ацетилену (л/год) для зварювання вуглецевої сталі визначають залежно від товщини зварюваного металу за формулою Va = k∙, (10), де k – коефіцієнт пропорційності, який для лівого способу зварювання становить 100...130, а для правого – 120...130; – товщина металу, мм. За визначеною потужністю полум'я вибирають відповідний номер наконечника зварювального пальника. 1.4. СПЕЦІАЛЬНІ МЕТОДИ ЗВАРЮВАННЯ Електроконтактне зварювання Електроконтактне зварювання (зварювання опором) ґрунтується на розігріванні зварюваних виробів і механічному стисканні розігрітих виробів. Згідно із законом Джоуля-Ленца кількість теплоти, що виділяється при проходженні електричного струму в зварюваних деталях і перехідних контактах, Дж, 39 Q = I2Rt, (11), де I – сила зварювального струму, А; R – опір металу деталей і перехідних контактів, Ом; τ – час проходження струму, с. Сила зварювального струму досягає десятків і сотень тисяч ампер. Такі струми отримують у знижувальних однофазних зварювальних трансформаторах, що мають у вторинній обмотці здебільшого всього один виток. Час зварювання залежно від товщини і виду зварюваного матеріалу змінюється від тисячних часток секунди до кількох хвилин. Коли деталі нагріваються до пластичного стану або до оплавлення, до них прикладається зусилля стискання, і деталі зварюються. Основні види електроконтактного зварювання (стикове, точкове, шовне) Стикове зварювання При стиковому зварюванні деталі 1 (стержні, штаби, рейки, труби) закріплюють у мідних затискачах машини (рис. 27). Затискач 6 встановлено на рухомій плиті, а затискач 2 закріплено на нерухомій плиті. Вторинний виток 3 зварювального трансформатора з'єднаний з плитами мідними шинами. Рис. 27. Схема електроконтактного стикового зварювання 40 Первинну обмотку трансформатора ввімкнено в мережу змінного струму через вимикальний пристрій 5. Перемикач 4 призначений для регулювання і зміни сили зварювального струму. Переміщення рухомої плити і стискання зварювальних виробів силою Р здійснюється механізмом стискання. Основні види стикового зварювання – це зварювання опором і оплавленням Стикове зварювання опором При стиковому зварюванні опором деталі доводять до стискання під невеликим тиском. Вмикають зварювальний струм та розігрівають метал до пластичного стану. До деталей прикладають зусилля осадження і разом з цим вимикають струм. Внаслідок осадження металу в місці з'єднання утворюється потовщення. Зварювання опором застосовують для з'єднання виробів з маловуглецевих сталей і кольорових металів перерізом до 300 мм2. При більшому перерізі не досягається рівномірного нагрівання по всьому перерізу стику та якість з'єднання погіршується. Густина струму при зварюванні опором становить 20...60 А/мм2. Тиск осадки становить 20...30 МПа. Стикове зварювання оплавленням Зварювання оплавленням застосовують для виготовлення виробів більшого перерізу. Розрізняють зварювання переривчастим і безперервним оплавленням. Густина струму при зварюванні оплавленням становить 6...25 А/мм2. Тиск осадки – 30... 40 МПа. Кольорові метали зварюють звичайно оплавленням з тиском осадки 8... 15 МПа. При зварюванні переривчастим оплавленням деталі, що затиснуті в машині при ввімкнутій напрузі вторинного кола, приводять у короткочасне стикання і знову розводять на невелику відстань. Під час розведення деталей зварювальне коло розривається при силі струму в тисячі й десятки тисяч ампер, внаслідок чого між торцями зварювальних виробів відбувається сильне іскроутворення і розбризкування розплавленого металу. Чергуючи замикання з розмиканням, рівномірно оплавляють вісь стику. Прикладають зусилля осадження і разом із розплавленим металом витискують оксиди і утворюється міцне зварне з'єднання. Струм вимикають у кінці осадження. 41 Стикове зварювання безперервним оплавленням Зварювання виконують на машинах з механізмом безперервної подачі деталей тільки в бік їх зближення. Деталі затискують у машині, вмикають напругу вторинного кола та зближують до стикання. Стикання зварювальних поверхонь відбувається в місцях з мікровиступами. Тут виникає струм великої густини, метал швидко нагрівається до розплавлення і випаровується. Коли вся поверхня зварювальних торців оплавиться і покриється шаром рідкого металу, до виробів прикладається зусилля осадження з одночасним вимиканням струму. Стикове зварювання безперервним оплавленням застосовують для з'єднання деталей будь-якої конфігурації і будь якого перерізу, виготовлених з однорідних і різнорідних чорних і кольорових металів. Найчастіше цей метод застосовують для зварювання залізничних рейок, різального інструменту, магістральних газо- та нафтопроводів. Електроконтактне точкове зварювання Точкове зварювання застосовують для з'єднання листових конструкцій, у яких треба забезпечити потрібну міцність, а забезпечення щільності не обов'язкове. Сумарна товщина листів не перевищує 10... 12 мм. Режими зварювання. Розрізняють м'які й жорсткі режими точкового зварювання. М'які режими характеризуються більшою тривалістю зварювання і меншою густиною струму. Їх застосовують під час зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей і сталей, схильних до гартування. Для м'яких режимів час зварювання становить 0,2...3,0 с, густина струму – 90...150 А/мм2, тиск на електроди – 15...40 МПа. Жорсткі режими характеризуються меншим часом зварювання (0,001...0,1с), більшою густиною струму (150...350 А/мм2) і більшим тиском (40...100 МПа). Ці режими використовують при зварюванні корозієстійких сталей і кольорових металів. Галузь застосування. З'єднання деталей з листової вуглецевої або легованої сталі та різних кольорових металів і сплавів. Найбільш поширено застосовують в авіаційній, вагонобудівній та автомобільній промисловості. 42 Види точкового зварювання Види точкового зварювання наведені на рис. 28. Рис. 28. Види точкового зварювання Точкове зварювання внапусток Деталі 1 затискують між мідними електродами 2, до яких від зварювального трансформатора 4 через електродотримачі 3 підводиться зварювальний струм. Нижній електрод установлено нерухомо, а верхній разом з електродотримачем набуває руху від механізму стиску, який створює потрібне зусилля Р. Вмикальний пристрій 6 вмикає в мережу первинну обмотку трансформатора, і по колу зварювання проходить струм. Під дією електричного струму деталі нагріваються в місцях з'єднання. Місце стикання електродів з деталлю нагрівається менше, оскільки теплота добре відводиться мідними електродами, що охолоджуються водою. Нагрівання здійснюють до розплавлення контактних поверхонь деталей. Для зварювання деталей прикладають зусилля осадження. Силу зварювального струму регулюють за допомогою перемикача потужності 5. Однобічне зварювання (одноточкове, двоточкове, багатоточкове) Електроди 2 розміщують з одного боку зварюваних виробів 1, а з другого підкладають мідні або бронзові шини 5.