Зварювання - це процес, у якому два або більше видів однакових або різних матеріалів з'єднуються разом шляхом зв'язування та дифузії між атомами або молекулами
Метод сприяння з’єднанню та дифузії між атомами та молекулами – це нагрівання чи пресування, або нагрівання та пресування одночасно
Класифікація зварювання
Зварювання металу можна розділити на зварювання плавленням, зварювання тиском і паяння відповідно до характеристик процесу
У процесі зварювання плавленням, якщо атмосфера знаходиться в прямому контакті з високотемпературним розплавом, кисень в атмосфері окислює метали та різні елементи сплаву.Азот і водяна пара з атмосфери будуть потрапляти в розплавлену ванну, і під час подальшого процесу охолодження в зварному шві будуть утворюватися дефекти, такі як пори, шлакові вкраплення та тріщини, що погіршить якість і продуктивність зварного шва.
Для підвищення якості зварювання розроблені різні методи захисту.Наприклад, дугове зварювання в захисному газі полягає в ізоляції атмосфери аргоном, вуглекислим газом та іншими газами для захисту дуги та швидкості пулу під час зварювання;Наприклад, під час зварювання сталі додавання порошку ферротитану з високою спорідненістю до кисню до покриття електрода для розкислення може захистити корисні елементи, такі як марганець і кремній в електроді, від окислення та потрапляння в ванну розплаву, а також отримати високоякісні зварні шви після охолодження.
Настільний апарат холодного зварювання
Загальною рисою різних методів зварювання тиском є застосування тиску під час зварювання без наповнювальних матеріалів.Більшість методів зварювання тиском, таких як дифузійне зварювання, високочастотне зварювання та холодне зварювання тиском, не мають процесу плавлення, тому немає проблем, таких як зварювання плавленням, таких як горіння корисних елементів сплаву та проникнення шкідливих елементів у зварний шов, які спрощує процес зварювання та покращує умови безпеки та здоров'я під час зварювання.У той же час, оскільки температура нагріву нижча, ніж при зварюванні плавленням, а час нагрівання коротший, зона теплового впливу невелика.Багато матеріалів, які важко зварювати за допомогою зварювання плавленням, часто можна зварити під тиском у високоякісні з’єднання з такою ж міцністю, як і основний метал.
З’єднання, яке утворюється під час зварювання і з’єднує два сполучені тіла, називають зварним швом.Під час зварювання на обидві сторони зварювального шва буде впливати зварювальне тепло, і структура та властивості змінюватимуться.Ця зона називається зоною теплового впливу.Під час зварювання матеріал заготовки, зварювальний матеріал і зварювальний струм відрізняються.Для погіршення зварюваності необхідно коригувати умови зварювання.Попередній нагрів, збереження тепла під час зварювання та термічна обробка після зварювання на межі зварювання перед зварюванням можуть покращити якість зварювання зварювання.
Крім того, зварювання - це процес локального швидкого нагріву та охолодження.Зона зварювання не може вільно розширюватися та звужуватися через обмеження навколишнього тіла деталі.Після охолодження в зварюванні виникнуть зварювальні напруги та деформація.Важливі продукти потребують усунення зварювальних навантажень і виправлення зварювальної деформації після зварювання.
Сучасні зварювальні технології дозволили отримати зварні шви без внутрішніх і зовнішніх дефектів і механічні властивості, рівні або навіть вищі, ніж у з’єднаних тіл.Взаємне розташування зварного тіла в просторі називається зварним з'єднанням.На міцність з’єднання впливає не тільки якість зварного шва, але й його геометрія, розмір, напруга та умови роботи.Основні форми з’єднань включають стикове з’єднання, з’єднання внапуск, Т-подібне з’єднання (позитивне з’єднання) і кутове з’єднання.
Форма поперечного перерізу стикового шва залежить від товщини зварюваного тіла перед зварюванням і форми канавки двох з’єднувальних кромок.При зварюванні більш товстих сталевих листів, на краях повинні бути вирізані канавки різної форми для проникнення, щоб можна було легко подавати зварювальні прутки або дріт. Форми канавок включають односторонню зварювальну канавку та двосторонню зварювальну канавку.При виборі форми канавки, окрім забезпечення повного проплавлення, також слід враховувати такі фактори, як зручне зварювання, менша кількість присадного металу, невелика зварювальна деформація та низька вартість обробки канавок.
Коли дві сталеві пластини різної товщини стикаються, щоб уникнути сильної концентрації напруги, спричиненої різкими змінами поперечного перерізу, товстіший край пластини часто поступово стоншується, щоб досягти однакової товщини на двох з’єднаних краях.Статична міцність і втомна міцність стикових з'єднань вище, ніж інших з'єднань.Зварювання стикового з'єднання часто віддають перевагу для з'єднання при змінних і ударних навантаженнях або в посудинах низької температури і високого тиску.
З'єднання внахлест легко підготувати перед зварюванням, легко зібрати, має малу зварювальну деформацію та залишкову напругу.Тому його часто використовують у місцях монтажних стиків і маловажливих конструкцій.Загалом, нахлесткові з’єднання непридатні для роботи в умовах змінного навантаження, корозійного середовища, високої або низької температури.
Використання Т-подібних з’єднань і кутових з’єднань зазвичай пов’язано з конструктивними потребами.Робочі характеристики неповного кутового зварювання Т-подібних з’єднань подібні до характеристик з’єднань внапуск.Коли зварний шов перпендикулярний до напрямку зовнішньої сили, він стає переднім кутовим швом, а форма поверхні зварного шва спричинить концентрацію напруги різного ступеня;Напруга кутового шва з повним проваром подібна до напруги стикового з’єднання.
Несуча здатність кутового з'єднання низька, і, як правило, окремо його не використовують.Його можна покращити лише за наявності повного проплавлення або за наявності кутових швів усередині та зовні.В основному використовується на куті закритої конструкції.
Зварні вироби легші, ніж клепані деталі, литі та поковки, що може зменшити власну вагу та заощадити енергію для транспортних засобів.Зварювання має гарну герметичність і підходить для виготовлення різних контейнерів.Розвиток технології обробки з’єднань, яка поєднує зварювання з куванням і литтям, може зробити великомасштабні, економічні та розумні конструкції для лиття та зварювання, а також конструкції для кування та зварювання з високими економічними перевагами.Процес зварювання може ефективно використовувати матеріали, а зварювальна конструкція може використовувати матеріали з різними властивостями в різних частинах, щоб повною мірою використовувати переваги різних матеріалів і досягати економії та високої якості.Зварювання стало незамінним і все більш важливим методом обробки в сучасній промисловості.
У сучасній обробці металу зварювання розвинулося пізніше лиття і кування, але воно розвивалося швидкими темпами.На масу зварних конструкцій припадає близько 45% виробництва сталі, зростає частка зварних конструкцій з алюмінію та алюмінієвих сплавів.
Для майбутнього зварювального процесу, з одного боку, слід розробити нові методи зварювання, зварювальне обладнання та зварювальні матеріали для подальшого покращення якості зварювання, безпеки та надійності, таких як удосконалення існуючих джерел зварювальної енергії, таких як дуга, плазмова дуга, електронні промінь і лазер;Використовуючи електронні технології та технології керування, покращте продуктивність процесу дуги та розробіть надійний та легкий метод відстеження дуги.
З іншого боку, ми повинні підвищити рівень механізації та автоматизації зварювальних робіт, таких як реалізація програмного керування та цифрового керування зварювальними апаратами;Розробити спеціальний зварювальний апарат, який автоматизує весь процес від процесу підготовки, зварювання до контролю якості;На виробничій лінії автоматичного зварювання просування та розширення зварювальних роботів із числовим керуванням і зварювальних роботів може покращити рівень зварювального виробництва та покращити умови здоров’я та безпеки зварювання
Час публікації: 02 вересня 2022 р