WWW.UZIM.RU Справочный сайт о такелаже и сварке

В современном машиностроении применяют ряд весьма тугоплавких металлов: тантал, вольфрам, цирконий, ванадий, ниобий и др. Для их соединения сваркой недостаточно тепла электрической дуги или выделяемого шлаком. Нужен более мощный источник тепловой энергии, таким источником стал пучок электронов, используемый при электронно-лучевой сварке (рис. 16, 17).

С помощью электронной «пушки» получают обжатый пучок электронов, быстро (16 тыс. км/с) летящих с поверхности накаленного вольфрамового катода, ударяющихся об анод (изделие, деталь) и отдающих ему кинетическую энергию движения, переходящую в тепловую.

Получается температура, примерно равная температуре поверхности Солнца, которая выше температуры электрической дуги и достаточна для расплавления самых тугоплавких из сегодняшних материалов. Плавятся кромки изделия, сближенные до зазора в десятые доли миллиметра, образуется жидкая ванна, которая, постепенно кристаллизуясь, создает сварное соединение. Для защиты сварочной ванны процесс сварки ведется в вакууме. Процесс полностью автоматизирован и обеспечивает очень высокое качество сварного соединения.

Для получения высоких температур можно использовать не только электронный луч, но и поток плазмы — это плазменная сварка. Ведется она с использованием газоэлектрической горелки, работающей на основе электрической дуги. Отрицательный полюс источника постоянного тока присоединяют через токоподвод к вольфрамовому стержню (электроду), а положительный— к соплу газоэлектрической горелки (рис. 18,а) или к свариваемому изделию (рис. 18, б). Горящую между электродом и изделием (соплом) дугу обжимают газом, подаваемым в горелку через кольцевые отверстия,— аргоном, гелием или другим. В результате в горелке возникает высокое давление, повышающее температуру дуги. Еще более она повышается за счет дополнительного сжатия столба дуги магнитным полем, возникающим вследствие перемещения потока плазмы. Температура, получаемая с помощью газоэлектрической горелки, в 4—5 раз выше температуры поверхности Солнца и, соответственно, температуры электронного луча.

Однако не всегда для получения сварного соединения требуется очень высокая температура. Можно получить очень надежное сварное соединение при сравнительно невысокой температуре нагрева свариваемых деталей, не достигающей даже температуры плавления металла, но обеспечивающей переход металла из твердого состояния в пластическое (например, кузнечная сварка). По достижении металлом такой температуры к обеим соединяемым или контактирующим деталям (частям изделия) прикладывается механическое усилие, сжимающее стык. При сжатии кромки или поверхности стыка детали контактируют, благодаря пластическому состоянию металла элементарные частицы структурной решетки одной детали проникают в решетку другой и соединяют их прочно и неразъемно. Такова природа электроконтактной сварки, очень похожей на кузнечную, но с другим способом нагрева.

Сварные соединения контактной сварки особенно хорошо получаются на плоских изделиях малой толщины (до 3—5 мм) и на стыках труб небольшого диаметра и со стенкой толщиной 2—3 мм. Контактная электрическая сварка — процесс с очень высокой степенью меха-, низации  и  автоматизации.  Возможности  его,  особенно  по  максимальной толщине соединяемых деталей, еще далеко не исчерпаны. В   ближайшие   годы   значительно   расширится   применение   электроконтактной сварки в машиностроении и особенно в строительстве.
Из сказанного достаточно ясно видно многообразие способов электрической сварки металлов, а ведь техника сегодняшних дней располагает еще и другими способами сварки, без применения электрической энергии — с использованием свойств диффузии, энергии взрыва, свойств ультразвука и др.
Сварка многообразна не только по способам, но и по условиям работы сварщика: он может работать под толщей воды (речь идет об уже упомянутой подводной сварке по методу акад. К. К. Хренова) и ... в космосе. Сварка в космосе отличается особой сложностью условий: вакуум до 10 10 Н/м2 (10 12 мм рт. ст.), большая скорость диффузии газов, невесомость и большой интервал температур (от —150 до 130*С). Однако все эти сложности были успешно преодолены, и впервые в мире 16 октября 1969 г. советские летчики-космонавты В. Н. Кубасов и Г. С. Шонин на корабле «Союз-6». с использованием автоматической установки «Вулкан», сконструированной в Институте электросварки им. акад. Е. О. Патона, осуществили сварку в космосе.
Да, сварка сегодня очень многолика! В СССР стандартом регламентированы 25 видов сварки, многие из которых в свою очередь подразделяются на способы. Всего насчитывается около 100 способов сварки. Однако задача автора данной книги — рассказать о профессии электросварщика, а следовательно, затронуть только способы электрической дуговой сварки, нашедшей самое широкое применение в строительстве. Следовательно, речь пойдет о ручной электродуговой сварке обмазанными электродами — об особенностях ее технологии, о необходимых рабочему-сварщику знаниях и навыках, о технике безопасности при электросварочных работах, об организации и оплате труда рабочих-сварщиков, об инструментах и средствах механизации процесса электрической дуговой сварки.