Возникновение и развитие сварки
Курсовая
работа:
«Возникновение
и развитие сварки»
Содержание
1.
Возникновение
и развитие сварки.
2.
Виды
сварки.
3.
Сварочный
полуавтомат А-547У.
3.1 Технология полуавтоматической сварки в
углекислом газе.
3.2 Особенности сварки в среде углекислого газа.
3.3 Выбор режимов сварки в среде углекислого газа.
3.4 Основные требования безопасности труда при
полуавтоматической сварке.
4.
Сварка
трубных конструкций.
4.1Номенклатура и сортамент труб и фасонных частей.
4.2Подготовка труб к сварке.
4.3 Способы и режимы сварки труб
(трубопроводов).
4.4 Контроль сварных соединений.
5.
Электробезопасность.
6.
Пожарная
безопасность.
7.
Технологический
процесс сварки теплообменника.
8.
Вывод.
9.
Использованная
литература.
Возникновение
и развитие сварки.
Сваркой называется процесс получения
неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между
свариваемыми частями при их местном или общем нагреве или пластическом
деформировании, или совместном действии того и другого.
В 1802 году
впервые в мире профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической
академии В.В.Петров (1761-1834гг.) открыл электрическую дугу и описал явления,
происходящие в ней, а также указал на возможность её практического применения.
В 1881 году
русский изобретатель Н.Н.Бенардос (1842-1905гг.) применил электрическую дугу
для соединения и разъединения стали. Дуга Н.Н. Бенардоса горела между угольным
электродом и свариваемым металлом. Присадочным прутком для образования шва
служила стальная проволока. В качестве источника электрической энергии
использовались аккумуляторные батареи. Сварка, предложенная Н.Н. Бенардосом,
применялась в России в мастерских Риго-Орловской железной дороги при ремонте
подвижного состава. Н.Н. Бенардосом были открыты и другие виды сварки:
контактная точечная сварка, дуговая сварка несколькими электродами в защитном
газе, а также механизированная подача электрода в дугу.
В 1888 году
русский инженер Н.Г.Славянов (1854-1897гг.) предложил дуговую сварку плавящимся
металлическим электродом. Он разработал научные основы дуговой сварки, применил
флюс для защиты металла сварочной ванны от воздействия воздуха, предложил
наплавку и сварку чугуна. Н.Г.Славянов изготовил сварочный генератор своей
конструкции и организовал первый в мире электросварочный цех в Пермских
пушечных мастерских, где работал с 1883 по 1897г.
Н.Н.Бенардос и
Н.Г.Славянов положили начало автоматизации сварочных процессов. Однако в
условиях царской России их изобретения не нашли большого применения. Только
после Великой Октябрьской социалистической революции сварка получает
распространение в нашей стране. Уже в начале 20-х гг. под руководством
профессора В.П.Вологдина на Дальнем Востоке производили ремонт судов дуговой
сваркой, а также изготовление сварных котлом, а несколько позже – сварку судов
и ответственных конструкций.
Развитие и
промышленное применение сварки требовало разработки и изготовления надёжных
источников питания, обеспечивающих устойчивой горение дуги. Такое оборудование
– сварочный генератор СМ-1 и сварочный трансформатор с нормальным магнитным
рассеянием СТ-2 – было изготовлено впервые в 1924 году Ленинградским заводом
«Электрик». В том же году советский учёный В.П. Никитин разработал
принципиально новую схему сварочного трансформатора типа СТН. Выпуск таких
трансформаторов заводом «Электрик» начал с 1927г.
В 1928 году
учёный Д.А. Дульчевский изобрёл автоматическую сварку под флюсом.
Новый этап в
развитии сварки относится к концу 30-ых годов, когда коллективом института
электросварки АН УССР под руководством академика Е.О.Патона был разработан
промышленный способ автоматической сварки под флюсом. Внедрение его в
производство началось с 1940г. Сварка под флюсом сыграла огромную роль в годы
войны при производстве танков, самоходных орудий и авиабомб. Позднее был
разработан способ полуавтоматической сварки под флюсом.
В конце 40-ых
годов получила промышленное применение сварка в защитном газе. Коллективами
Центрального научно-исследовательского института технологий машиностроения и
Института электросварки имени Е.О. Патонова разработана и в 1952 году внедрена
полуавтоматическая сварка в углекислом газе.
Огромным
достижением сварочной техники явилась разработка коллективом ИЭС в 1949 году
электрошлаковой сварки, позволяющей сваривать металлы практически любой
толщины.
Авторы сварки в
углекислом газе плавящимся электродом и электрошлаковой сварки К.М. Новожилив,
Г.З. Волошкевич, К.В.Любавский и др. удостоены Ленинской премии.
В последующие
годы в стране стали применяться: сварка ультразвуком, электронно-лучевая,
плазменная, диффузионная, холодная сварка, сварка трением и др. Большой вклад в
развитие сварки внесли учёные нашей страны: В.П.Вологдин, В.П.Никитин, Д.А. Дульчевский,
Е.О. Патонов, а также коллективы Института электросварки имени Е.О. Патонова,
Центрального научно-исследовательского института технологии машиностроения,
Всесоюзного научно-исследовательского и конструктивного института автогенного
машиностроения, Института металлургии имени А.А. Байкова, ленинградского завода
«Электрик» и др.
Сварка во многих
случаях заменила такие трудоёмкие процессы изготовления конструкций, как клёпка
и литьё, соединение на резьбе и ковка.
Преимущество
сварки перед этими процессами следующие:
·
экономия
металла – 10...30% и более в зависимости от сложности конструкции
·
уменьшение
трудоёмкости работ, сокращение сроков работ и уменьшение их стоимости
·
удешевление
оборудования
·
возможность
механизации и автоматизации сварочного процесса
·
возможность
использования наплавки для восстановления изношенных деталей
·
герметичность
сварных соединений выше, чем клепаных или резьбовых
·
уменьшение
производственного шума и улучшение условий труда рабочих
Виды сварки.
Сварка
плавлением осуществляется при нагреве сильным концентрированным источником тепла
(электрической дугой, плазмой и др.) кромок свариваемых деталей, в результате
чего кромки в месте соединения расплавляются, самопроизвольно сливаются,
образуя общую сварочную ванну, в которой происходят некоторые физические и
химические процессы.
Сварка
давлением
осуществляется пластическим деформированием металла в месте соединения под
действием сжимающих усилий. В результате различные загрязнения и окислы на
свариваемых поверхностях вытесняются наружу, а чистые поверхности сближаются по
всему сечению на расстояние атомного сцепления.
Основные виды
сварки:
Ручная дуговая
сварка осуществляется покрытыми металлическими электродами.
К электроду и свариваемому металлу подводится переменный или постоянный ток, в
результате чего возникает дуга, постоянную длину которой необходимо
поддерживать на протяжении всего процесса сварки.
Дуговая
сварка под флюсом. Сущность сварки состоит в том, что дуга горит под слоем
сварочного флюса между концом голой электродной проволоки. При горении дуги и
плавлении флюса создаётся газошлаковая оболочка, препятствующая отрицательному
воздействию атмосферного воздуха на качество сварного соединения.
Дуговая
сварка в защитном газе производится как неплавящимся (чаще вольфрамовым), так и
плавящимся электродам.
При сварке
неплавящимся электродом дуга горит между электродом и свариваемым металлом в
защитном инертном газе. Сварочная проволока вводится в зону сварки со стороны.
Сварка плавящимся
электродам выполняется на полуавтоматах и автоматах. Дуга в данном случае возникает
между непрерывно подающейся голой проволокой и свариваемым металлом.
В качестве
защитных газов применяют инертные (аргон, гелий, азот) и активные газы
(углекислый газ, водород, кислород), а также смеси аргона с гелием, либо
углекислым газом, либо кислородом; углекислого газа с кислородом и др.
Газовая
сварка осуществляется
путём нагрева до расплавления свариваемых кромок и сварочной проволоки
высокотемпературным газокислородным пламенем от сварочной горелки. В качестве
горючего газа применяется ацетилен и его заменители (пропан-бутан, природный
газ, пары жидких горючих и др.)
Электрошлаковая
сварка
применяется для соединения изделий любой толщины в вертикальном положении.
Листы устанавливают с зазором между свариваемыми кромками. В зону сварки подают
проволоку и флюс. Дуга горит только в начале процесса. В дальнейшем после
расплавления определённого количества флюса дуга гаснет, и ток проходит через
расплавленный шлак.
Контактная
сварка
осуществляется при нагреве деталей электрическим током и их пластической
деформации (сдавливании) в месте нагрева. Местный нагрев достигается за счёт
сопротивления электрическому току свариваемых деталей в месте их контакта.
Существует несколько видов контактной сварки, отличающихся формой сварного
соединения, технологическими особенностями, способами подвода тока и питания
электроэнергией.
Виды контактной
сварки:
·
стыковой
контактной сварке свариваемые части соединяют по поверхности стыкуемых торцов.
·
точечной
контактной сваркой соединение элементов происходит на участках, ограниченных
площадью торцов электродов, подводящих ток и передающих усилие сжатия.
·
рельефная
контактная сварка осуществляется на отдельных участках по заранее
подготовленным выступам – рельефам.
·
шовной
контактной сварке соединение элементов выполняется внахлёстку вращающимися
дисковыми электродами в виде непрерывного или прерывистого шва.
Электронно-лучевая
сварка. Сущность
процесса сварки электронным лучом состоит в использовании кинетической энергии
электронов, быстро движущихся в глубоком вакууме. При бомбардировке поверхности
металла электронами подавляющая часть их кинетической энергии превращается в
теплоту, которая используется для расплавления металла.
Для сварки
необходимо: получить свободные электроны, сконцентрировать их и
сообщить им большую скорость, чтобы увеличить их энергию, которая при
торможении электронов в свариваемом металле превращается в теплоту.
Электронно-лучевой
сваркой сваривают тугоплавкие и редкие металлы, высокопрочные, жаропрочные и
коррозионно-стойкие сплавы и стали.
Диффузионная
сварка в
вакууме имеет следующие преимущества: металл не доводится до расплавления, что
даёт возможность получить более прочные сварные соединения и высокую точность
размеров изделий; позволяет сваривать разнородные материалы: сталь с алюминием,
вольфрамом, титаном, металлокерамикой, молибденом, медь с алюминием и титаном,
титан с платиной и т. п.
Плазменной
сваркой
можно сваривать как однородные, так и разнородные металлы, а также
неметаллические материалы. Температура плазменной дуги, применяемой в сварочной
технике, достигает 30 000 C. Для
получения плазменной дуги применяются плазмотроны с дугой прямого или
косвенного действия. В плазмотронах прямого действия плазменная дуга
образуется между вольфрамовым электродом и основным металлом. Сопло в таком
случае электрически нейтрально и служит для сжатия и стабилизации дуги. В
плазмотронах косвенного действия плазменная дуга создаётся между
вольфрамовым электродом и соплом, а струя плазмы выделяется из столба дуги в
виде факела. Дугу плазменного действия называют плазменной струёй. Для
образования сжатой дуги вдоль её столба через канал в сопле пропускается
нейтральный одноатомный (аргон, гелий) или двухатомный газ (азот, водород и
другие газы и их смеси). Газ сжимает столб дуги, повышая тем самым температуру
столба.
Лазерная
сварка. Лазер
– оптический квантовый генератор (ОПГ). Излучателем – активным элементом – в
ОРГ могут быть: 1) твёрдые тела – стекло с неодимом, рубин и др.; 2) жидкости –
растворы окиси неодима, красители и др.; 30 газы и газовые смеси – водород,
азот, углекислый газ и др.; 4) полупроводниковые монокристаллы – арсениды
галлия и индия, сплавы кадмия с селеном и серой и др. Обрабатывать можно
металлы и неметаллические материалы в атмосфере, вакууме и в различных газах. При
этом луч лазера свободно проникает через стекло, кварц, воздух.
Холодная
сварка металлов. Сущность этого вида сварки состоит в том, что при приложении
большого давления к соединяемым элементам в месте их контакта происходит
пластическая деформация, способствующая возникновению межатомных сил сцепления
и приводящая к образованию металлических связей. Сварка производится без
применения нагрева. Холодной сваркой можно получать соединения стык, внахлёстку
и втавр. Этим способом сваривают пластичные металлы: медь, алюминий и его
сплавы, свинец, олово, титан.
Сварка
трением выполняется
в твёрдом состоянии под воздействием теплоты, возникающей при трении
поверхностей свариваемых деталей, с последующим приложением сжимающих усилий.
Прочное сварное соединение образуется в результате возникновения металлических
связей между контактирующими поверхностями свариваемых деталей.
Страницы: 1, 2, 3, 4
|