3. Сборочно-сварочные операции (1041853), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Шовная сварка нахлесточных соединений из малоуг­леродистой стали толщиной 1, 5 ... 2, 0 мм осуществляется обычно со скоростью 0, 5 ... 1, 5 м/мин. Использование при­ема сварки по рельефному выступу (рис. 10) позволяет увеличить скорость сварки примерно до 20 м/мин.

Технологичность конструкции, выполняемой точеч­ной или шовной сваркой, зависит от расположения свар­ных соединений. На рис. 11 показан вариант расположения ребер жесткости в полузакрытом сосуде: соединение открыто и удобно для наблюдения во время сварки.

На рис. 12 показаны схемы заготовок сигарообраз­ной обечайки, изготовленной из продольных листовых элементов и ребер жесткости. Обечайка может быть сва­рена из криволинейных листовых секций (рис. 12, а) и ребер жесткости в виде z-образных профилей. В этом случае листовые секции стыкуются на полках профи­лей, к которым присоединяются двумя роликовыми швами. Обечайка может быть также выполнена из пря­мых профилированных секций, чередующихся с криво­линейными секциями (рис. 12, б, в). При этом число швов в 2 раза меньше, но требуется изготовление про­филированных секций. Подобным же образом может быть выполнено из профилированных секций крыло самолета (рис.13).

Применение контактной стыковой сварки весьма разнообразно. Она используется как при сварке прово­дов очень малых сечений, так и при сварке тяжелых рель­сов, магистральных трубопроводов (см. листы 175, 176) и листов толщиной до 12 мм при длине стыка до 12 м.

С развитием автоматизации и комплексной механи­зации особое значение использование стыковой сварки приобретает для обеспечения непрерывных процессов производства, которые без применения сварки осущест­влены быть не могут. Так, например, при производст­ве холоднокатаных листов шириной до 2500 мм и тол­щиной до 8 мм в непрерывных линиях травления, от­жига, лужения, цинкования, а также при холодной про­катке применяется стыковая сварка.

Контактная высокочастотная сварка может осущест­вляться при подводе тока к свариваемым деталям пос­редством контактов или с помощью индукторов. Эти виды сварки широко применяются при сварке труб (см. лист 166) и других изделий.

Ультразвуковая сварка. Холодная сварка (лист 37).

Ультразвуковая сварка применяется для сварки ме­таллов и пластмасс (поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, полистирола, полиметилметакрилата и др.). Наиболее легко соединяются пластичные металлы (серебро, медь, алюминий, золото и т л.) как между собой, так и в сочетании с твердыми малопластичными материалами. Металлы можно приваривать к стеклу, керамике, полупроводниковым материалам (к крем­нию, германию). Не вызывает трудностей сварка метал­лов, покрытых оксидами, лаками, полимерами.

Для сварки применяются колебательные системы раз­личных типов (рис. 1, а ... г). Принципиальная схема ма­шины для ультразвуковой сварки изображена на рис. 3. Типичные соединения, выполняемые ультразвуковой свар­кой, показаны на рис. 2.

Основным типом соединения является нахлесточное. Сварка может выполняться точечным и непрерывными швами. Толщина свариваемых элементов от 3 мкм до 1,0 мм. При сварке разнотолщинных деталей толщина второй детали не ограничивается. Колебательная система состоит из электромеханического преобразователя 2 с обмотками, заключенного в металлический корпус 7, охлаждаемый водой; трансформатора 3 упругих коле­баний, сваривающего ролика 4 и прижимного ролика 5. Сварка изделия 6 происходит при вращении колеба­тельной системы от специального привода 8. При под­воде тока от ультразвукового генератора через устрой­ство 1 возникает периодическое изменение размеров преоб­разователя 2.

Холодная сварка основана на использовании сов­местных пластических деформаций свариваемых дета­лей. Этим способом свариваются металлы: алюминий, медь, никель, свинец, цинк, серебро, титан, а также раз­нородные металлы, такие, как медь — алюминий, что имеет большое значение в электротехнической промышленности. Точечная сварка осуществляется вдавлива­нием пуансонов 2 (рис. 4, д) в детали 1. При стыковой сварке (рис. 4, б) зажимы имеют выступы, ограничива­ющие деформацию. Шовная сварка (рис. 5) с односто­ронним или двусторонним деформированием позволя­ет получить шов неограниченной длины. В этом случае деформирование осуществляется вдавливанием в дета­ли рабочих выступов вращающихся роликов (рис. 7, а ... г). Герметичный шов по замкнутому контуру так­же можно получить, как показано на рис. 6. В этом слу­чае отбортовка алюминиевого корпуса 5 и крышка 3 свариваются в результате приложения осевого усилия к пуансонам 7 и 4 с рабочими выступами по всему кон­туру, центрируемым обоймой 2. Наиболее характер­ными примерами применения холодной сварки явля­ются следующие: точечная сварка листового алюминия толщиной от 0,1 до 10 мм; стыковая сварка проводов, стержней и полос из алюминия, а также меди с алюми­нием сечением до 650 мм²; армирование алюминие­вых обмоток и шин тонкими медными накладками;

шовная сварка алюминия для приварки крышек к алю­миниевым корпусам.

Сварка трением и диффузионная сварка (лист 38).

Сварка трением осуществляется при нагреве мате­риалов, вызванном относительным перемещением прижа­тых друг к другу соединяемых поверхностей. Сварку можно получить различными способами: с помощью вращения третьего тела (рис. 1, а, б), одновременным вращением двух деталей, привариваемых к третьей дета­ли (рис. 1, б), вибрацией одной детали (рис. 1, г). Свар­кой трением свариваются малоуглеродистые, углеро­дистые, инструментальные высоколегированные стали различных классов, алюминиевые, медные, титановые сплавы, цирконий, как в однородном, так и в разнород­ном сочетании, термопласты. Можно сваривать трудно свариваемые разнородные сочетания: алюминий и его спла­вы со сталью, медь и ее сплавы со сталью, медь с алюмини­ем и др. Экономически целесообразно применять сварку трением для соединения деталей, имеющих сечение в сты­ке от 20 до 8000 мм². Наиболее часто соединяются стерж­ни диаметром от 8 до 80 мм и трубы диаметром от 20 до 120мм.

Сварка трением по сравнению с контактной стыко­вой сваркой имеет следующие преимущества: мень­шие затраты электроэнергии в 5 ... 10 раз (удельная зат­рачиваемая энергия составляет 15 ... 20 Вт/мм² против 120 ... 150 Вт/мм² для контактной сварки) и улучше­ние условий труда. Производительность — 60 ... 450 сва­рок в час.

Наиболее приемлемые сварные соединения представ­лены на рис. 2. Если к деталям предъявляют требования повышенной прочности, нужно конструировать соедине­ния, обеспечивающие равные условия для пластической деформации обеих деталей и теплоотвода от зоны свар­ки. При сварке деталей из однородных материалов это­го достигают созданием равновеликих сечений в стыке (рис. 3, а ... в). Для соединения металлов со значительно отличающимися теплофизическими свойствами можно ис­пользовать один из следующих вариантов: 1) выполнить диаметр детали из более пластичного металла на 15 ... 20% большим; 2) применить специальную оправку 1 (рис. 4);

3) обработать торцы деталей в виде конусов, причем на детали из более жаропрочного металла конус должен быть вогнутым; 4) применить промежуточную прослой­ку из металла, температура плавления которого является

средней по отношению к температурам плавления свари­ваемых металлов. Для уменьшения потребляемой мощ­ности и нагрузки на захватные устройства целесообраз­но делать конусную или сферическую подготовку кон­ца одной детали (рис. 3, г). В этом случае осуществляет­ся постепенное увеличение площади соприкосновения деталей при сварке. Примеры сварки различных дета­лей даны на листах 219,220.

Диффузионная сварка в вакууме осуществляется в твердой фазе при повышенных температурах и сжима­ющих напряжениях, достаточных для пластической де­формации микровыступов с целью обеспечения физи­ческого контакта по всей соединяемой поверхности дета­лей без значительной их макропластической деформа­ции. Сдавливание и нагрев деталей в вакууме произво­дят различными способами. На рис. 5 изображена сварка деталей 5 под давлением поршня 3 гидроцилиндра 2. Де­тали закреплены на столе 6 вакуумной камеры 1 и нагре­ты индуктором 4.

Диффузионной сваркой можно соединять детали из:

однородных и разнородных металлов (рис. 6, а, б, в), ме­талла и керамики (рис. 7, а ... е), полупроводниковых ма­териалов и металлов (рис. 8), стекла и металлов (рис. 9, а ... г) и др. Тип сварного соединения может быть различ­ным, в том числе плоскоцилиндрическим (рис. 6, я), цилиндрическо-криволинейным (рис. 6, б), плоскокриво­линейным (рис. 6, в). Можно соединять детали, имеющие замкнутые внутренние полости; фольгу толщиной в нес­колько микрометров и массивные детали; тонкие детали с деталями значительной толщины.

Сварка пластмасс (листы 39, 40). Пластмассы на­ходят в технике все большее применение. Процесс свар­ки может происходить в вязкотекучем состоянии в уз­ких температурных границах: выше температуры размяг­чения, но ниже температуры разложения пластмассы.

Контактная тепловая сварка термопластов осущест­вляется при нагреве соединяемых поверхностей деталей 1 (лист 39, рис. 1 и 2) нагревательным инструментом 2, который удаляется (рис. 1,0, б) или продвигается (рис. 2, в ... з) перед соединением кромок. Так же осуществляется и сварка стыков труб (рис. 3, в, б).

Сварка газовым теплоносителем с присадочным мате­риалом (рис. 4) применяется для изготовления динами­ческого оборудования, трубопроводов и сосудов из вини­пласта и полиэтилена с толщиной элементов свыше 2 мм. Сварка может осуществляться вручную (рис. 4) или механизировано (рис. 5, 6). Иногда конструкция изделия позволяет сваривать пластмассы без присадочного мате­риала путем размягчения и сдавливания кромок деталей, нахлесточного соединения (рис. 5). Этим способом соеди­няются пленки из полиамида, полиэтилена низкой плот­ности и полиэтилентерефталата. Для соединения жесткого и пластифицированного поливинилхлорида и других пласт­масс толщиной 3 мм и больше кромки листов перед сваркой срезают "На ус" (лист 40, рис. 7) под углом 20 ... 25°. Газовая струя, имеющая температуру 250 ... 300 °С, нагревает срезанные кромки. Скорость сварки - 30 ... 150 м/ч. Прочность сварных швов составляет 80 ... 90 % прочности основного материала.

Сварка экструдируемой присадкой (рис. 8, а, б, в) происходит при заполнении разделки непрерывно пода­ваемым из экструдера 1 расплавленным материалом 2, который нагревает соединяемые поверхности и, сплавля­ясь с ними, образует сварной шов. Более надежное сое­динение получается при обкатке шва роликами.

Высокочастотная сварка (рис. 9) основана на нагре­ве термопластов переменным электрическим полем за счет изменения поляризации макромолекул. Электричес­кое поле вводится в свариваемый материал 2 электро­дами 7 и 3 (рис. 9, а, б, в). В случае сварки с одновремен­ным разрезанием материала (рис. 9, б) на нижнем электро­де устанавливается изолирующая прокладка 4. Этим спо­собом хорошо свариваются только полярные пластики (поливинилхлорид, полиамиды, поливинилацетаты, поли-ахрины, поливинилиденхлорид) толщиной от 0,3 до 4 мм.

Сварку рукавов и шлангов (рис. 10) можно произво­дить непрерывным нахлесточным швом шаговым спосо­бом, подавая материал из рулона 3 к электродам 1 и 2. Длина шага равна длине верхнего электрода 1. При сварке стыков труб 1 и 2 (рис. 11) используют кольцевые элек­троды ^и4.

Ультразвуковая сварка пластмасс производится путем нагрева при введении механических колебаний ультразву­ковой частоты (20 ... 50 кГц). Сварка может осуществля­ться скользящим инструментом и неподвижным инстру­ментом в ближнем поле (контактная) (рис. 12, д) или в дальнем поле (дистанционная или передаточная) (рис. 12, б). Контактная сварка применяется для соединения мяг­ких термопластов (полиэтилена и др.) небольшой тол­щины (до 5 мм). Передаточная сварка применяется для изготовления швов стыковых и тавровых соединений при сборке объемных деталей из жестких термопластов (поли­стирола, полиметилметакрилата, поликарбоната).

Сваркой трением выполняются такие же соединения, что и при сварке металлов. Фигурные фаски на торцах труб (рис. 13, а...г) предупреждают смещение кромок, снижающее работоспособность сварных стыков. Сварка вибротрением путем относительных перемещений дета­лей с частотой до 100 Гц и амплитудой до нескольких миллиметров позволяет сваривать детали различной фор­мы (рис.14).

Сварка лучом лазера эффективна при соединении тон­ких полимерных пленок (рис. 15). Луч 2 лазера, выйдя из оптического квантового генератора 1, отражается от от­клоняющего зеркала 3, фокусируется линзой 4 и осу­ществляет сварку пленки 7, перемещаемой транспорти­рующим б и прижимным 5 роликами. Скорость свар(си достигает 3,3 ... 4,0 м/с.

Наплавка (листы 41 ... 46).

Наплавку тем или иным способом сварки применяют для нанесения на по­верхность изделия слоя металла с заданными составом и свойствами. Наплавка используется как при изготовле­нии новых деталей (клапанов двигателей внутреннего сго­рания, конусов и чаш загрузочных устройств доменных печей, шарошек буровых долот и др.), так и при восста­новлении изношенных деталей (колес железнодорожного подвижного состава, деталей сельскохозяйственных ма­шин и др.). Автоматическая наплавка благодаря много­кратному восстановлению может сократить расход метал­ла для изготовления изнашивающихся деталей во много раз.

Характеристики

Список файлов книги