Технология сварки двутавровой балки

 
Введение.

 
Сварка – технологический процесс, в результате которого получают неразъемное соединение заготовок из металлов или их сплавов через установление тесных связей между свариваемыми частями. Такие связи устанавливаются на межатомном и межмолекулярном уровне за счет местного или общего нагрева, или пластического деформирования, или совместного действия обоих этих факторов. 
 
В процессе сварки могут быть задействованы различные источники энергии: электрический ток, электрическая дуга, газовое пламя и другие. Благодаря развитию технологий сегодня имеется возможность осуществлять сварку как в стандартных условиях промышленных предприятий, так и в полевых и монтажных условиях, под водой и даже в космическом пространстве. 
 
К настоящему времени создано около 100 видов сварки, которые выделяются в отдельные классы по ряду основных признаков. Так, по физическим признакам (форма используемой энергии) предусматриваются следующие классы сварки: 
 
- термический класс – все виды сварки с применением тепловой энергии (газовая сварка, дуговая сварка и т.д.); 
- термомеханический класс – все виды сварки с использованием давления и тепловой энергии (диффузионная сварка, контактная сварка); 
- механический класс – виды сварки, которые осуществляются механической энергией (сварка трением, холодная сварка, ультразвуковая сварка). 
 
По техническим признакам выделяются следующие виды сварки: 
 
- по непрерывности процесса (прерывистая, непрерывная); 
- по способу защиты металла от повреждения в зоне сварки (в воздухе, в защитном газе, в вакууме, в пене, под флюсом, с комбинированной защитой); 
- по типу защитного газа (активный или инертный); 
- по степени механизации (от ручной до механизированной, автоматизированной, автоматической). 
В число наиболее применяемых видов сварки входят дуговая сварка, сварка под флюсом, сварка в защитных газах и некоторые другие.  
 

                             

                                       

 

 

 

                                      2. Выбор видов сварки.

                                 

                                        Дуговая сварка металла

 
 
Данный метод представляет собой сварку плавлением, при которой свариваемые кромки нагреваются за счет теплоты электрической дуги. Одной из самых распространенных является ручная дуговая сварка (РДС), в процессе которой сварщик вручную зажигает дугу, поддерживает ее длину во время сварки, перемещает вдоль расплавляемых кромок и подает электрод в зону горения дуги. 
 
Ручная дуговая сварка может выполняться как одним или двумя электродами, так большим их количеством (сварка пучком электродов), на постоянном или на переменном токе, плавящимся или неплавящимся электродом. Наиболее часто встречается ручная дуговая сварка плавящимся электродом. Между плавящимся электродом и свариваемыми кромками изделия возбуждают дугу, которая расплавляет электрод и свариваемые кромки, формируя общую ванну расплавленного металла. После остывания металл в ванне образует сварной шов. 
 
                                     Сварка под флюсом 
 
При данном способе сварки электрическая дуга горит между электродом и свариваемыми кромками изделия под слоем гранулированного флюса. С началом горения флюс и металл расплавляются и образуется газовый пузырь, заполненный парами флюса, металла и газами. Именно в этом пузыре происходит дальнейшей горение сварочной дуги. По мере удаления дуги флюс, остывая, образует шлаковую корку, в дальнейшем легко отделяемую от поверхности шва. 
 
Сварка под флюсом может быть полуавтоматической, при которой механизирована только подача электрода в зону электрической дуги, и автоматической, подразумевающей автоматизацию всех операций, необходимых для этого процесса. К достоинствам данного метода относятся высокая производительность, низкие потери металла на разбрызгивание и угар, хорошее качество сварного шва. 
 
                                  Дуговая сварка в защитных газах 
 
Особенностью данного вида сварки является подача струи защитного газа, который оттесняет воздух из зоны дуги и тем самым защищает расплавленный шов от азотирования и окисления. Данный метод обеспечивает возможность визуального наблюдения за процессом сварки, возможность механизации и автоматизации сварочного процесса, а также высокоэффективную защиту расплавленного металла. 
                                        Особые виды сварки. 
 
Для получения высококачественных швов при работе с тугоплавкими и химически активными металлами применяются такие виды сварки, как электронно-лучевая и плазменная сварки. И в том, и в другом случае сварочный процесс осуществляется в среде с очень низким содержанием азота, водорода и кислорода и с использованием специальных устройств. 
 

Дуговая сварка угольным электродом

 
Явление электрического дугового разряда открыто в 1802 г. русским ученым академиком В. В. Петровым, который еще тогда указывал на возможность использования тепла дуги для расплавления металлов. Однако практическое использование электрической дуги для плавления металла и его сварки было осуществлено только в 1882 г. русским изобретателем Н. Н. Бенардосом, который впервые разработал способ электродуговой сварки металлов угольным электродом. 
 
В 1888 г. инженером Н. Г. Славяновым был разработан способ дуговой электросварки металлическим электродом, нашедший большое распространение в промышленности всех стран. 
 
Дуговая сварка угольным электродом впервые была предложена и осуществлена талантливым русским изобретателем Н. Н. Бенардосом в 1882 г. и является первым способом дуговой электросварки, нашедшим практическое применение. Сварка угольным электродом по способу Бенардоса ведется дугой прямого действия, т. е. дуга возбуждается между свариваемым металлом и угольным стержнем — электродом. Сварка угольным электродом характеризуется следующими особенностями. 
 
В отличие от сварки металлическим электродом, где электрод быстро плавится, при сварке угольным электродом угольный стержень медленно испаряется. Температуры плавления и кипения угольных электродов весьма высоки и настолько близки (температура плавления 3800°, а кипения 4200°), что практически плавления не удается наблюдать. 
 
Сварку угольным электродом можно вести только при прямой полярности (минус на электроде). При обратной полярности получается недостаточно устойчивое горение дуги, плохое формирование валика, происходит науглероживание наплавленного металла, электрод сильно разогревается на большой длине, увеличивается его испарение. Коэффициент полезного действия (к. п. д.) угольной дуги значительно ниже к. п. д. металлической дуги. 
 
Угольная дуга более чувствительна к различным внешним воздействиям, чем металлическая дуга, сильнее поддается магнитному дутью, более легко отклоняется в сторону под действием потоков газов, ветра и т. д. Если на свариваемом металле вблизи дуги будет покрытое ионизирующим материалом место, то дуга сравнительно легко сместится на этот участок; это явление на практике используется для стабилизации дуги путем нанесения на основной металл узкой полоски стабилизирующего материала (например, мела). Угольную дугу большой длины можно легко поддерживать при небольших величинах тока. 

 

 

 

 

Автовакуумная сварка - особый вид диффузионной сварки, при котором нагрев изделия осуществляют в печах, а вакуум получают только в зазоре между соединяемыми деталями. Авирвакуумеая сварка происходит при повышенной пластической деформации.

 

 

Автогенная сварка – то же, что газовая сварка.

 

 

 

Автоматическая дуговая сварка - дуговая сварка, при которой подача плавящегося электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок механизированы.

 

 

Автоматическая сварка - дуговая сварка, характеризуемая механизированным выполнением двух главных рабочих движений: подачи электрода и относительного перемещения дуги и изделия.

 

 

Аргонодуговая сварка - дуговая сварка в защитном газе, при которой в качестве защитного газа используется аргон.

 

 

Вибродуговая сварка - дуговая сварка плавящимся электродом, который вибрирует, вследствие чего дуговые разряды чередуются с короткими замыканиями.

 

 

Газовая сварка – сварка плавлением, при которой нагрев кромок соединяемых частей производится пламенем газов, сжигаемых на выходе горелки для газовой сварки.

 

 

Газопрессовая сварка - сварка давлением, при которой нагрев производится пламенем газов, сжигаемых на выходе сварочной горелки.

 

 

 

Двухдуговая сварка - автоматическая дуговая сварка, осуществляемая одновременно двумя дугами с раздельным питанием их током.

 

 

 

 

Двухэлектродная сварка - автоматическая дуговая сварка, осуществляемая одновременно двумя электродами с общим подводом сварочного тока.

 

 

 

Диффузионная сварка - сварка давлением, осуществляемая за счет взаимной диффузии атомов контактирующих частей при относительно длительном воздействии повышенной температуры и при незначительной пластической деформации.

 

 

Дуговая сварка - сварка плавлением, при которой нагрев осуществляется электрической дугой.

 

 

Дуговая сварка в защитном газе - дуговая сварка, при которой в зону дуги подается защитный газ.

 

 

Дуговая сварка неплавящимся электродом - дуговая сварка, выполняемая нерасплавляющимся при сварке электродом.

 

 

Дуговая сварка плавящимся электродом - дуговая сварка, выполняемая электродом, который, расплавляясь при сварке, служит присадочным металлом.

 

 

Импульсно-дуговая сварка - дуговая сварка, при которой электрический ток периодически изменяют импульсами по заданной программе.

 

 

Индукционная сварка - сварка с применением давления, при которой нагрев осуществляется индуктором, генерирующим токи высокой частоты.

 

 

Лазерная сварка - сварка плавлением, при которой для местного расплавления соединяемых частей используется энергия светового луча, полученного от оптического квантового генератора.

 

 

Магнитно-импульсная сварка - сварка, при которой сварное соединение образуется в результате соударения соединяемых частей под воздействием импульсного магнитного поля.

 

 

Механизированная дуговая сварка - дуговая сварка, где с помощью механизмов выполняется подача сварочного электрода, присадочного металла или перемещение дуги относительно изделия.

 

 

Механизированная сварка выполняется машинами и механизмами под управлением человека.

Многодуговая сварка - автоматическая дуговая сварка, осуществляемая одновременно более чем двумя дугами с раздельным питанием их током.

 

 

Многоэлектродная сварка - автоматическая дуговая сварка, осуществляемая одновременно более чем двумя электродами с общим подводом сварочного тока.

 

 

Обратноступенчатая сварка - сварка, при которой сварной шов выполняется следующими один за другим участками в направлении, обратном общему приращению длины шва.

 

 

Печная сварка - сварка давлением, при которой нагрев производится в печах или горнах.

 

 

Плазменная сварка - сварка плавлением, при которой нагрев производится сжатой дугой.

 

 

Полуавтоматическая дуговая сварка - дуговая сварка, при которой механизирована только подача электродной проволоки.

 

 

Правая сварка - газовая сварка, при которой присадочный пруток движется позади пламени горелки. Наиболее удобно для сварщика в этом случае перемещать горелку слева направо.

 

 

Рельефная сварка - контактная сварка, при которой соединение элементов происходит на отдельных участках по заранее подготовленным выступам.

 

 

Ручная дуговая сварка - дуговая сварка штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производится вручную.

 

 

Ручная сварка - сварка, выполняемая человеком с помощью инструмента, получающего энергию от специального источника.

 

 

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

 

 

Сварка блоками - обратноступенчатая сварка, при которой многослойный шов выполняют отдельными участками с полным заполнением каждого из них.

 

 

Сварка в контролируемой атмосфере - сварка, осуществляемая в камерах, заполненных газом определенного состава.

 

 

Сварка в углекислом газе - дуговая сварка в защитном газе, при которой в зону дуги подается углекислый газ.

 

 

Сварка взрывом - сварка, при которой соединение осуществляется в результате вызванного взрывом соударения быстро движущихся частей.

 

 

Сварка вразброс - сварка, при которой сварной шов выполняется участками, расположенными в разных местах по его длине.

 

 

Сварка давлением - сварка, осуществляемая при температурах ниже точки плавления свариваемых металлов без использования припоя и с приложением давления, достаточного для создания необходимой пластической деформации соединяемых частей.

 

 

Сварка запасенной энергией - сварка, для которой энергия накапливается в специальных устройствах с дальнейшим использованием для нагрева соединяемых частей.

 

 

Сварка каскадом - сварка, при которой каждый последующий участок многослойного шва перекрывает весь предыдущий участок или его часть.

 

 

Сварка лежачим электродом - дуговая сварка, при которой неподвижный плавящийся сварочный электрод укладывается вдоль свариваемых кромок, а дуга перемещается по мере расплавления электрода.

 

 

Сварка на весу - односторонняя сварка со сквозным проплавлением кромок без использования подкладок.

 

 

Сварка на подъем - сварка плавлением в наклонном положении, при которой сварочная ванна перемещается снизу вверх.

 

 

Сварка на спуск - сварка плавлением в наклонном положении, при которой сварочная ванна перемещается сверху вниз.

 

 

 

Сварка наклонным электродом - дуговая сварка, при которой плавящийся электрод располагается наклонно вдоль свариваемых кромок и по мере его расплавления движется под действием силы тяжести или пружины.

 

Сварка напроход - сварка, при которой направление сварки неизменно.

 

Сварка неповоротных стыков - сварка по замкнутому контуру во всех пространственных положениях, при которой объект сварки неподвижен.

 

Сварка открытой дугой - дуговая сварка плавящимся электродом, осуществляемая без подачи защитного газа или сварочного флюса, при которой зона дуги доступна наблюдателю.

Сварка плавлением - сварка с местным расплавлением соединяемых частей без применения припоя.

 

Сварка по флюсу - автоматическая дуговая сварка, при которой на свариваемые кромки наносится слой флюса, толщина которого меньше дугового промежутка.

 

Сварка под флюсом - дуговая сварка, при которой дуга горит под слоем сварочного флюса.

 

Сварка прокаткой - сварка давлением, осуществляемая пластическим деформированием в прокатных валках.

 

Сварка сверху вниз - сварка плавлением в вертикальном положении, при которой сварочная ванна перемещается сверху вниз.

 

Сварка снизу вверх - сварка плавлением в вертикальном положении, при которой сварочная ванна перемещается снизу вверх.

 

Сварка трением - сварка давлением, при которой нагрев осуществляется трением, вызываемым вращением одной из свариваемых частей.

 

Сварка углом вперед - дуговая сварка, при которой электрод наклонен по острым углом к направлению сварки.