Пантелеенко Ф.И. и др. - Восстановление деталей машин (1038481), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Примером искрового разряда в природе явллется молния. Глава 3. РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ СВАРКА В ПРОЦЕССАХ СОЗДАНИЯ РЕМОНТНЫХ ЗАГОТОВОК 243 мами (молекулами) соединяемых тел. Свариваемость — способность материалов образовывать сварное соединение„свойства которого близки к свойствам основного материала. Многообразие видов сварки лелится на две основные группы: сварку плавлением — электродуговую, индукционную, газовую, плазменную, аргонодуговую, трением и др.; сварку пластическим деформированием— горновую, холодную, газопрессовую, контактную и др. ГОСТ 19521 — 81 классифицирует сварку по физическим, техническим и технологическим признакам. Физические признаки опрелеляют вид используемой энергии лля образования соединения деталей, наличие давления на свариваемые детали и вид инструмента.
В зависимости от вида используемой энергии сварочные процессы разделяют на три класса: термические, механические и термомеханические. Сварка термического класса основана на использовании тепловой энергии и включает такие ее вилы: злектродуговую, электрошлаковую, газовую, индукционную, плазменную, термитную, электронно-лучевую, лазерную и др. Сварка механического класса (сварка трением, ультразвуковая и др.) содержит те ее виды, которые используют механическую энергию.
Сварка термомеханического класса (контактная, диффузионная, газопрессовая, взрывом и др.) основана на сочетании тепловой энергии и потенциальной энергии давления. К техническим признакам относят способ защиты зоны сварки, непрерывность процесса и степень механизации. Технологические признаки уточняют технические признаки. 3.4.2. Характеристика сварки метаплое Металлы и сплавы в зависимости от наличия полиморфного превращения и величины его объемного эффекта делятся на три группы: 1) с большим объемом этого превращения; 2) с его малым объемом; 3) без полиморфных превращений. При сварке материалов первых двух групп наиболее существенные изменения свойств и структуры могут происходить вследствие как полиморфных превращений или эвтектоидного распада, так и образования пересыщенных твердых растворов (старение закаленных высокотемпературных фаз, отпуск мартенсита).
Однако если в первой группе из-за высокого объемного эффекта полиморфного превращения ведущим в фор- ' мировании структуры и свойств, как правило, является мартенситное ' превращение, го для второй группы — кристаллизация, эвтектоидный ° фаспад и старение закаленных высокотемпературных фаз. 3 При сварке материалов третьей группы главную роль играют процессы кристаллизации (особенно эвтектической), рекристаллизации и старения. Общей для материалов второй и третьей групп является невозможюсть исправления грубой кристаллической структуры металла шва и фекристаллизационной структуры околошовной зоны путем последующей термообработки из-за малого объемного эффекта полиморфного аревращения или вообще по причине отсутствия фазовой перекристаллиЗвции. К материалам с большим объемным эффектом полиморфного преарвщения относятся стали перлитного и мартенситного классов, а также ®илавы циркония и олова.
Малоуглеродистые строительные низколегированные стали примееяются после прокатки. Они хорошо свариваются всеми видами сварки, ЭВ подвержены существенной закалке при сварке, поэтому после сварки ав проходят термическую обработку. Среднеуглеродистые стали удовлетворительно свариваются всеми видами сварки, за исключением газовой. Изделия сложной формы с толщиной стенок > !5 мм сваривают с предварительным подогревом до 200 'С. После сварки производят отпуск при 650 'С. Газовую сварку выполняют только при положительной температуре.
Для деталей из марганцовистых сталей с толщиной стенок до 4 мм Применяют сварку газовую, ручную дуговую, под флюсом и в среде диоксида углерода. Детали после сварки нормализуют. Стали теплоустойчивые низколегированные 12МХ, 35МХ, 35ХМФ, 35ХВФ, среднелегированные 20Х2, 5МВФ, 20Х2МФ, жаропрочные с 11...13 % Сг, высокопрочные низколегированные 30Х25ГСА, 25ХГФА и среднелегированные 22Х2, 5НВФ, 17ХЗНВФ перед сваркой проходили термическую обработку на высокую прочность (нормализацию или закалку с высоким отпуском). Для таких сталей после сварки предусматри° ается отпуск для снятия внутренних напряжений и выравнивания механических свойств в различных участках соединений.
Для ей 12ХН2, 25Н3, 36ХГНА, 18Х2ВФ, 20НГМ, 23Г, 20ХГС, 35ХГСА, 40Х, стали 45, которые перед сваркой подвергались термической обработке (нормализации, закалке с отпуском), после сварки необходим отпуск. Для крупногабаритных деталей структура и механические Свойства материала регулируются целиком в процессе сварки. 248 Глава 3. РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ СВАРКА В 11РОЦЕССАХ СОЗДАНИЯ РЕМОН'П1ЫХ ЗАГОТОВОК 249 Малоуглеродистую и низколегированную стали сваривают нейтральным водородно-кислородным пламенем с добавлением паров бензина. Удельный расход смеси составляет 300 л/ч на 1 мм толщины металла.
Газовая сварка нашла наибольшее применение при заварке трещин, наложении заплат, приварке обломов и сварке тонколистового металла при ремонте кузовов, кабин, кожухов, баков, оперения. 3.4.4. Электродуговая сварка В 1882 г. русский инженер Н.Н. Бенардос впервые применил электрическую лугу для сварки металла неплавящимся угольным электродом, а в 1888 г. русский инженер Н.Г. Славянов изобрел дуговую сварку плавящимсяя электродом.
В зоне электродуговой сварки происходят: плавление металла, перенос электродного или присадочного металла, образование сварочной ванны с зоной термического влияния, кристаллизация сварочной ванны и фазовые изменения в зоне термического влияния. Эти процессы влияют на производительность сварки, потерю металла, устойчивость горения дуги и другие факторы. Процесс плавления и переноса металла включает: — возбуждение дуги и интен- сивное плавление электрода; бэ — образование капли жидкого металла; — отделение капли, короткое Г замыкание, увеличение силы тока; à — разрыв мостика, образование Г дуги. и Механизм переноса злектродного металла при электродуговой сварке показан на рис.
3.18. Капля Г расплавленного металла в момент образования находится под дейст- Г вием сил тяжести, поверхностного з.о натяжения, реактивного давления и злектродинам ической. Рис. 3.18. Силы, действующие Сила жес и г"т на р ила тяжести г" направлена иа каплю расплавлеииога металла вниз, она зависит от диаметра кап- ли д„.
Эта сила является определяющей при малых токах и играет важиую роль при сварке в нижнем положении. Сила поверхностного натяжения Е;, стремится уменьшить поверхность капли, придает ей форму шара, препятствует ее отделению, способствует увеличению размера капель.
Она обеспечивает сохранение шаровой формы капли до ее соприкосновения с поверхностью сварочной ванны. Сила реактивного давления Р' паров испаряющегося металла, соприкасающегося с катодным или анодным пятном, стремится отбросить каплю от этой области. Электродинамическая сила Е, вызвана искривлением линий тока и пропорциональна квадрату силы тока, ее радиальная составляющая Г,„ старается пережать шейку капли, а осевая составляющая Г„, — отбросить каплю к детали. Электродинамическая сила играет решающую роль при сварке в верхнем положении. На движущуюся каплю действуют аэродинамические силы ее взаимодействия с газовыми потоками, зти силы могут как разгонять, так и тормозить каплю. Они зависят от плотности и вязкости газа, скорости перемещения капли относительно газового потока и размеров капли.
Перенос электродного металла с учетом действия указанных сил на образующуюся каплю может быть крупно- и мелкокапельным. Размер капель металла зависит от плотности тока (рис. 109 И 3.19). С ее ростом масса отдельных капель уменьаается, а при достижении сварочным током критического значения 1„Р > а (140...150) Н~, наблюдается струйный перенос. С уееличен нем плотности тока возрастают электродииамические силы и давление металлических пароа на поверхность ванны Рис.
3.19. Зависимость размера капель 0„и частоты их переноса и от силы тока 1~ Глава 3. РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ СВАРКА В ПРОЦЕССАХ СОЗДАНИЯ РЕМОНТНЫХ ЗАГОТОВОК 3Я (пропорционально У ), что увеличивает глубину проплавления металла 2 и, следовательно, долю основного металла в наплавленном слое. Электроды с толстым покрытием„как правило, обеспечивают крупнокапельный перенос металла в широком диапазоне режимов сварки. Исключением является сварка электродами с кислым и рутиловым покрытиями. Они гарантируют мелкокапельный перенос за счет низкого коэффициента поверхностного натяжения на границе металла со шлаком по причине значительного содержания в них кислорода. Расплавленный и кристаллизующийся металл при сварке взаимодействует с материалом восстанавливаемой детали, окружающей газовой средой и материалом флюсов. Взаимодействие расплавленного металла в столбе дуги и сварочной ванне с кислородом и азотом воздуха ухудшают химический состав металла.
Неуправляемое охлаждение приводит к нежелательным объемным и структурным изменениям, что вызывает, в свою очередь, коробление детали, трещины, нарушение термообработки и снижение прочности сварочного шва. В жидких металлах растворяется водород, который приводит к хрупкости материала. Окисление металла (рис. 3.20, а) снижает механические свойства сварочного шва. Поглощение азота (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
