Авиатехника, Железнодорожная техника, Автотехника, Водная техника, Космическая техника, Военная техника, Сельскохозяйственная техника, Бытовая техника, Радиоэлектроника, Электрика, Энергетика, Механика, Мебель своими руками, Строительство, Ремонт, Приусадебное хозяйство, Инструменты, Полезные советы, Конструктор-конструктору, Технические статьи, Исторические хроники, Неопознанное, Из области фантастики, Полезные ссылки, Обмен ссылками, Размещение статей, рекламы
 

Энциклопедия юного техника

Дата создания сайта: 24/02/2013
 

Сварка

Сварка - технологический процесс соединения твердых материалов в результате действия межатомных сил, которое происходит при сплавлении или пластическом деформировании свариваемых частей. С помощью сварки получают изделия из металла и неметаллических материалов (стекла, керамики, пластмасс и др.), проводят операцию сборки деталей в отдельные узлы и целые конструкции. Используя источники нагрева, применяемые при сварке, можно осуществлять процессы, противоположные соединению, например термическую резку металлов.

Электросварщик за работой

Способ получения неразъемных соединений деталей путем сварки и пайки был известен людям еще в глубокой древности. Так, в египетских пирамидах нашли при археологических раскопках золотые изделия, которые имели паянные оловом соединения, а при раскопках итальянского города Помпей обнаружили свинцовые водопроводные трубы с продольным паяным швом.

Широко применялась в прошлом и кузнечная сварка. При этом способе сварки соединяемые металлы нагреваются до состояния пластичности, а затем проковываются в местах соединения.

При сварке в защитных газах струя газа через сопло непрерывно подается в зону дуги. Газы изолируют расплавленный металл от воздуха

Быстрое развитие сварки началось в XIX в. В 1802 г. русский ученый В. В. Петров открыл явление электрической дуги - одйн из видов электрического разряда в газовой среде. Он рекомендовал применять электрическую дугу в качестве источника теплоты для мгновенного расплавления металлов. Но только в 1880-е гг. наши соотечественники Н. Н. Бе-нардос и Н. Г. Славянов первыми в мире применили <дугу Петрова> для сварки металлов.

В середине XX в., в связи с бурным развитием промышленности и строительства, интенсивно стали разрабатываться новые способы сварки. В это время возникла необходимость соединять элементы конструкций толщиной от нескольких микрометров до нескольких метров из самых различных материалов.

При сварке покрытыми электродами покрытие расплавляется и образующиеся шлак и газы защищают расплавленный металл от воздуха.

Чтобы получить прочное соединение твердых тел, нужно обеспечить взаимодействие атомов на их поверхности. Для этого атомы необходимо сблизить настолько, чтобы между ними могли возникнуть межатомные связи, т. е. на расстояния порядка атомных радиусов. В жидкостях такое сближение достигается сравнительно легко за счет подвижности частиц, но в твердых телах это сделать значительно труднее. Их поверхности даже после самой тщательной обработки имеют неровности - выступы и впадины, размеры которых по сравнению с размерами атома огромны. При соединении поверхностей двух тел их практическое соприкосновение происходит лишь в отдельных точках. Возможность сцепления атомов соприкасающихся поверхностей металлов затрудняется тем, что в обычных условиях поверхности всегда покрыты пленками оксидов, адсорбированных газов, всевозможных загрязнений.

Существующие в настоящее время способы сварки можно разделить на 2 основные группы. К одной из них относятся способы, при которых металлы в месте соединения расплавляются (сварка плавлением). К другой группе - способы, при которых металлы свариваются в твердом состоянии при совместной пластической деформации, иногда одновременно с дополнительным нагревом (сварка
давлением).

При сварке плавлением металл в зоне сварки расплавляется и переходит в жидкое состояние, соединение возникает за счет самопроизвольного слияния и взаиморастворения металла соединяемых частей.

При сварке давлением металлические поверхности соединяемых частей совместно сжимаются и деформируются. Приложенное усилие (ковка, давление, удар) вызывает течение металла вдоль поверхности раздела и его перемешивание, разрушает поверхностные слои металла, сближает соединяемые повышает его пластичность - способность к их атомов. Сопутствующий нагрев ослабляет пластическим деформациям, связи между атомами, делает их более  подвижными, снижает твердость металла и по- плавлением. Между соединяемыми частями изделия вводится расплавляемый промежуточный металл-припой, который плавится при более низкой температуре, чем соединяемые металлы. Припой в жидком виде заполняет зазор между поверхностями соединяемых деталей под действием капиллярных сил, а застывая, кристаллизуется, образуя прочные связи.

Сварочное устройство - плаз матрон. Плазменной струей можно сваривать различные металлы, производить их резку и наплавлять на поверхность тугоплавкие покрытия.

Электрошлаковая сварка. Ею можно соединять металлические части большой толщины. Шлаковая ванна, образуемая при расплавлении флюса, служит источником теплоты.

Электроннолучевая сварка ведется в условиях вакуума. Электронный луч глубоко проплавляет металл.

Для сварки тонкостенных труб применяется шовностыковая сварка.

Внизу: контактной точечной сваркой соединяют металлические части небольшой толщины.

Сварка плавлением включает газовую, дуговую, электрошлаковую, электроннолучевую, лазерную, плазменную. Среди способов сварки давлением наиболее широко применяются контактная, холодная, ультразвуковая, трением, взрывом, диффузионная.

Для соединения металлов используется энергия взрыва, трения, электрической дуги, электронного пучка и др. Изучением способов сварки и их применением, а также разработкой сварочного оборудования занимаются ученые и инженеры-сварщики.

Научные исследования в области сварки направлены на замену ручного труда машинами и автоматами, позволяющими облегчить труд сварщиков и значительно повысить его производительность.

Так, для сварки стыка труб большого диаметра при прокладке магистральных газо-и нефтепроводов сварщики, работая вручную, затрачивают 8-10 ч. Созданная учеными специальная сварочная машина выполняет эту работу в течение 2,5 мин. Для работы на сборочных конвейерах, а также в местах, недоступных непосредственно человеку, используются сварочные роботы.

Роль сварки в народном хозяйстве нашей страны очень велика. Сварка широко применяется в промышленности, строительстве, на транспорте, в сельском хозяйстве, во всех производствах, связанных с обработкой металла.

Читать далее энциклопедию юного техника...

p.s. При копировании материалов и фотографий активная ссылка на сайт обязательна.

Жизнь людей науки

На главную страницу

Авиатехника, Железнодорожная техника, Автотехника, Водная техника, Космическая техника, Военная техника, Сельскохозяйственная техника, Бытовая техника, Радиоэлектроника, Электрика, Энергетика, Механика, Мебель своими руками, Строительство, Ремонт, Приусадебное хозяйство, Инструменты, Полезные советы, Конструктор-конструктору, Технические статьи, Исторические хроники, Неопознанное, Из области фантастики, Полезные ссылки, Обмен ссылками, Размещение статей, рекламы
 

Смотрите также интересные ссылки:
Автохимия для авто  Мойка вагонов, разработки для железнодорожного транспорта и метрополитена  Бесконтактная мойка авто и транспорта  Средства для Ультразвука и ультразвуковых ванн   Дезинфицирующие средства