Общие сведения. Сварные соединения относятся к неразъемным и получают­ся двумя путями: -нагревом до расплавления места стыка и последующим охлаждением соединяемых деталей

Сварные соединения относятся к неразъемным и получают­ся двумя путями: -нагревом до расплавления места стыка и последующим охлаждением соединяемых деталей (сварка плав­лением); - пластическим деформированием места стыка в холод­ную или с нагревом (сварка давлением). Место стыка называ­ется сварным швом. Основная задача сварки - обеспечение равной прочности соединяемых деталей и соединения в целом. Прочность соединения определяется получением однородности и отсутствием пористости в зоне сварного шва. Существует большое количество (более 60) способов сварки, однако в машиностроении нашли применение два основных вида электро­сварки -дуговая и контактная. Электродуговая сварка (рис.2.6,а) основана на использовании тепла электрической дуги, возни­кающей между соединяемыми деталями и электродом. Большое распространение получили плавящиеся электроды, изготовлен­ные из того же материала, что и соединяемые детали. Для защиты расплавленного металла от окисления кислородом воздуха на поверхность электрода наносят специальное покрытие. При температурах плавления электро­да материал покрытия испаряется и создает защитную среду в зоне сварного шва.

Широкое применение в автоматизированном производстве находит сварка под слоем флюса или в защитной среде нейтраль­ных газов (аргон, гелий). Производительность автоматической сварки в 20 и более раз выше, чем ручной и при этом обес­печивается экономия электродного материала, электроэнергии и повышается качество шва.

а б

Рис. 2.6. Способы сварки: а) электродуговая,

б) контактная

Контактная электросварка (рис. 2.6,б) основана на исполь­зовании тепла, выделяемого электрическим током в зоне наибольшего омического сопротивления, т.е. в зоне стыка свари­ваемых деталей. Контактная электросварка бывает стыковой и точечной. При стыковой сварке зона соприкасаемых деталей разогревается до пластического состояния, затем детали взаимно осаживаются (сдавливаются) заданной силой и после охлаждения происходит сварка по всей поверхности стыка (рис. 2.7).

При точечной сварке сварной шов (точка) образуется в узкой зоне вокруг электрода (рис. 2.7). Этот способ сварки позволяет полу­чить непрерывный или прерывистый шов при сильном местком нагреве, что положительно сказывается на механических харак­теристиках основного материала. Применяется в листовых нахлесточных соединениях при толщине соединяемых деталей до 3-4 мм. При этом толщины свариваемых листов не должны отличаться более чем в три раза. Для контактной сварки характерны быстро­та процесса, высокая степень автоматизации.

Рис. 2.7. Стыковой и точечный сварные швы

Сварка может использоваться не только для соединения листовых деталей, но и как технологический способ изготов­ления деталей сложной конфигурации. Так в мелкосерийном произ­водстве сварные конструкции применяют взамен штампованных или литых для удешевления производства деталей сложной формы и снижения их веса. Хорошо свариваются низкоуглеродистые стали (содержание углерода < 0,25%), низколегированные стали с низким (небольшим) содержанием углерода. Цветные сплавы свариваются плохо вследствие высокой теплопроводности и легкой окисляемости.

К достоинствам сварных соединений следует отнести прос­тоту конструкции, высокую производительность и возможность обеспечения герметичности стыка. К недостаткам относится возникновение внутренних напряжений в зоне сварного шва из-за неравномерного нагрева и усадки материала при остывании, что вызывает коробление конструкции. Коробление конструкций можно исключить, если проводить сварочные работы в жестких приспособлениях, правильно выби­рать технологию сварки (прерывистая, ступенча­тая), а также подвергать изделия термообработке после сварки (низкий отжиг при 600-650°С). Качество ответственных сварных соединений контролируют с помощью методов магнито-, рентгено- и гаммаграфирования. Наиболее эффективен ультразвуковой контроль.