![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Дуговая сварка
Дуговая сварка выполняется плавящимся металлическим электродом, являющимся одновременно и присадочным металлом (см. рис. 161), и неплавящимся угольным или вольфрамовым электродом. Первый метод был предложен в 1888 г. русским инженером Н. Г. Славяновым, второй —в 1882 г. также русским инженером Н. Н. Бенардосом. В самолетостроении наибольшее распространение получили следующие методы дуговой сварки: — аргонно-дуговая ручная и автоматическая; — автоматическая под слоем флюса; — ручная плавящимся электродом. Технологический процесс сварки включает комплекс следующих работ: — вспомогательные операции (подготовку деталей к сварке, правку их после сварки, удаление флюса с поверхности швов); — сборочные операции (установку деталей в сборочное положение и закрепление их); — сварочные операции (прихватку и сварку); — контрольные операции (контроль подготовки кромок, качества прихватки и сварки). Краткое содержание этих операций и последовательность их выполнения приведены в табл. 15. Рассмотрим основные операции, а также методы дуговой сварки плавлением и возможные области их применения. Подготовка кромок свариваемых деталей является первой операцией технологического процесса сборки-сварки. Способы и средства, применяемые при этом, определяются видом шва, толщиной свариваемых деталей и их конструкцией. В рабочих чертежах деталей, соединяемых сваркой, указываются все необходимые размеры для обработки кромок под сварку. Эти детали в процессе изготовления должны обрабатываться в такой последовательности, чтобы, поступая на сварку, они уже имели соответствующим образом подготовленные кромки. Наиболее рациональным способом подготовки кромок следует считать механическую обработку на станках, так как при резке ножницами и ручным дуговым резаком кромки получаются неровными. Учитывая это, после резки на ножницах или ручным дуговым резаком кромки необходимо обрабатывать на металлорежущих станках. Таблица 15 При расчетах размеров заготовок предусматривают припуски для компенсации усадочных деформаций и на доработку изделий после сварки Свариваемые поверхности после обработки кромок на ширине 50 - 60 мм по одну и другую стороны шва очищаются от ржавчины, масла лакокрасочных покрытий, влаги и загрязнений обдувкой песком, обработкой наждачными кругами, металлическими щетками или химическими составами. Рис. 163. Сборочно-сварочное приспособление для прихватки фланцев к обечайки: 1 – фланец; 2 – обечайка; 3 – плита; 4 – опорное кольцо; 5 и 6 – фиксаторы; 7 – прижимное кольцо; 8 – крышка; 9 - гайка
Сборка изделия и прихватка сваркой входящих в него деталей производятся в сборочно-сварочных приспособлениях, обеспечивающих наивыгоднейшую последовательность операций сварки, установку свариваемых деталей в сборочное положение, сохранение их формы и размеров Сборочно-сварочные приспособления служат для прихватки (предварительного соединения сваркой) деталей или для окончательной их сварки. Приспособление для прихватки фланца 1к обечайкам 2 приведено на рис. 163. Положение обечайки в приспособлении фиксируется по выточке в опорном кольце 4 прижимным кольцом 7 и фиксатором 6 На обечайку надевают крышку 8, закрепляя ее гайкой 9. При помощи Фиксатора 5 фланец /устанавливают в требуемое положение и соединяют-прихватывают к обечайке. Доработка деталей после их прихватки прихватки включает устранение прожогов, контроль взаимного положения и правку свариваемых деталей. При ручной сварке плавящимся электродом с обмазкой флюсом изделие с прихваченными сваркой деталями устанавливают на столе сварщика или в специальном приспособлении. Качество сварного шва зависит от степени и равномерности местного нагрева свариваемых деталей и количества дополнительно нанесенного на сварной шов металла. Температура нагрева свариваемых деталей является функцией двух параметров: длины сварочной дуги (расстояние между электродом и свариваемой деталью) и времени нагрева. Короткая сварочная дуга длиной не более диаметра электрода обеспечивает наилучшее качество сварки. Излишне длинная дуга плохо плавит металл, больше его разбрызгивает и дает плохой шов. Длина дуги и время прогрева металла определяются самим сварщиком, поэтому качество и производительность сварки зависят в основном от его квалификации и опыта. Ручная дуговая сварка плавящимся электродом с обмазкой флюсом применяется для прихватки деталей и для сварки швов незначительной длины и сложной конфигурации. Преимущество ручной сварки — простота приспособлений и инструмента, возможность выполнения сварки в местах с затрудненными подходами, в различных помещениях (например, в цехах общей сборки) и вне помещений. К недостаткам ручной дуговой сварки следует отнести: неравномерность толщины наплавляемого металла по длине шва, образование пустот внутри шва, большое количество прожогов, особенно при сварке тонких листов в связи с трудностью регулирования длины дуги, небольшая скорость сварки, нестабильность качества шва и зависимость его от квалификации сварщика.
Рис. 164. Схема ручной аргонно-дуговой сварки: 1 – аргон; 2 – горелка; 3 – защитная оболочка; 4 – электрод; 5 – деталь; 6 – источник тока; 7 – дуга; 8 – присадочная проволка
Ручная сварка в среде защитных газов применяется для деталей из малоуглеродистых нержавеющих сталей, алюминия и алюминиевых сплавов. Сущность этого метода заключается в том, что детали и электроды на свариваемом участке защищаются от действия окружающего воздуха газом аргоном, который непрерывно подается к месту сварки и создает нейтральную атмосферу. При сварке цветных металлов и высоколегированных сталей применяют очищенный аргон (99, 5% Аr), а конструкционных сталей—технический (80% Аr). Схема ручной сварки в среде защитных газов (аргона или гелия) приведена на рис. 164. В этой схеме аргон / под давлением 0, 5— 1, 0 кГ/см2 поступает из баллона в горелку 2 и образует защитную оболочку 3 в зоне сварки. К вольфрамовому электроду 4 и свариваемым деталям 5 от источника 6 подается ток. При включении тока между электродом и свариваемыми деталями возникает сварочная дуга 7. Для заполнения шва в зону сварки вводится присадочная проволока 8. Основное преимущество аргонно-дуговой сварки состоит в том, что для нее не требуются флюсы специального состава. Недостатком аргонно-дуговой сварки является ее высокая стоимость, дефицитность аргона и вольфрамовых электродов. Ручная аргонно-дуговая сварка имеет те же недостатки, что и все методы ручной сварки, т. е. неравномерность толщины наплавленного металла, небольшая скорость сварки, влияние квалификации сварщика на качество сварки. Более совершенными являются автоматическая сварка и сварка под слоем флюса. Автоматическая сварка в среде защитных газов представляет собой высокомеханизированный процесс сварки и может выполняться неплавящимся и плавящимся электродом. Автоматическая сварка неплавящимся электродом производится по той же схеме, что и ручная (см. рис. 164), с той лишь разницей, что при автоматической сварке все операции (перемещение горелки и присадочной проволоки, регулирование сварочной дуги) совершаются специальными механизмами автоматически. Автоматическая сварка с применением неплавящихся (вольфрамовых или угольных) электродов хотя и является более прогрессивной, чем ручная, но ей присущи такие недостатки, как дефицитность электродов и большие потери времени на их установку и регулирование в процессе работы. Более экономичной и производительной является автоматическая аргонно-дуговая сварка плавящимся электродом (рис. 165), при которой электродом служит присадочная проволока. Для автоматической аргонно-дуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродами разработано большое количество различных автоматов. Все такие автоматы состоят из сварочной головки, направляющих механизмов для ее передвижения и приспособления для установки и перемещения свариваемого изделия. Конструкции автоматов зависят от габаритов и формы свариваемых изделий и характера подходов к месту сварки.
Рис. 165. Аргонно-дуговая сварка плавящимся электродом, схема сварочной головки и автомата: а – схема процесса сварки; б – схема сварочной головки (1 – плавящийся электрод, 2 – горелка, 3 – поток аргона, 4 – ротаметр для измерения расхода аргона, 5 – баллон для аргона, 6 – источник электрического тока, 7 – свариваемые детали); в – схема сварочного автомата АГП-1 для сварки внутренних швов
На рис. 165 и 166 приведены конструктивные схемы автоматов для автоматической сварки в среде защитных газов. При сварке агрегатов тяжелых самолетов в ряде случаев рационально сварочные головки размещать и укреплять внутри собираемого агрегата.
Рис. 166. Схема автоматов для автоматической сварки в среде аргона: а – автомат АРК-1; б – схема автомата со сварочным трактором типа АСДП-1
На рис. 167 показан пример размещения сварочной головки внутри кессона крыла. Верхние и нижние панели крыла с сотовым заполнителем соединяют со стальными лонжеронами 2 сваркой плавлением в среде защитных газов. Сварочная головка 3 устанавливается на каретке 4, которая перемещается вдоль направляющих 5, укрепленных на нижней панели при помощи вакуумных присосов. Перемещение сварочной тележки вдоль шва и управление процессом сварки производятся автоматически с пульта, смонтированного вне собираемого агрегата. Рис. 167. Размещение сварочно-автоматической головки внутри собираемого агрегата: 1 – верхняя панель; 2 – лонжерон; 3 – сварочная головка; 4 – каретка; 5 – направляющие каретки
Дуговая автоматическая сварка под слоем флюса разработана в 1940 г. Украинской Академией наук под руководством акад. Е. О. Патона. Основным элементом, автоматизирующим процесс сварки под слоем флюса, является сварочная головка, которая выполняет следующие функции: — подводит ток к электродной проволоке; — возбуждает электрическую дугу в начале сварки и затем непрерывно поддерживает определенную длину дуги; — подает электродную проволоку в зону дуги; — выпрямляет электродную проволоку при сматывании ее с барабана; — обрывает электрическую дугу в конце сварки; — подает и отсасывает неиспользованный флюс. Рис. 168. Схема сварочного агрегата для автоматической дуговой сварки под слоем флюса: 1 – основной металл; 2 – электродная проволока; 3 – специальный механизм для подачи проволоки; 4 – механизм для перемещения головки; 5 – флюс; 6 – бункер; 7 – корка флюса; 8 - шланг
Принципиальная схема сварочного агрегата для автоматической дуговой сварки под слоем флюса приведена на рис. 168. Электрическая дуга возникает между основным металлом / и электродной проволокой 2 под слоем флюса 5. Проволока 2 автоматически подается в зону сварки специальным механизмом 3. По мере образования шва сварочная головка автоматически перемещается вдоль него механизмом 4. Флюс 5 непрерывно подается из бункера 6 в разделку шва и изолирует расплавленный металл от окружающего воздуха. В процессе сварки флюс частично расплавляется, образуя при остывании корку 7, равномерно покрывающую поверхность шва. Неиспользованная часть флюса сгребается скребком и засасывается по шлангу 8 обратно в бункер 6. Автоматическая дуговая сварка под слоем флюса в сравнении с ручной дуговой сваркой плавящимся электродом обеспечивает большую производительность в результате механизации процесса, увеличения мощности электрической дуги и возможности сварки швов большого сечения за один проход. Автоматическая сварка под слоем флюса выполняется на различных агрегатах и приспособлениях в зависимости от конфигурации и размеров свариваемых деталей. На рис. 169 приведено сварочное приспособление для сварки стойки шасси. Рис. 169. Сварочное приспособление для сварки под слоем флюса стоек шасси: 1 – стойка шасси; 2 – привод, вращающий стойку шасси; 3 – сварочная головка
|