Сварка - [14]
• высокая технологичность процесса;
• высокая степень автоматизации процесса сварки с применением микропроцессорной техники;
• применение лазера во всех технологических процессах обработки конструкционных материалов (резка, сварка, наплавка, прошивка отверстий) при высоких показателях качества и производительности.
Рис. 15.
Термитный карандаш:
1 – проволока; 2 – термит; 3 – «затравка» для зажигания
Недостатки применения лазеров:
• относительно высокая цена аппаратуры по сравнению с другими способами сварки металлов;
• применение высокотехнологичной аппаратуры требует подготовки специалистов соответствующей квалификации;
• применение специальных вибростойких платформ для устранения вибраций;
• защита персонала от воздействия мощного лазерного излучения;
• применение газовых лазеров требует периодической «тренировки» активных элементов для сохранения их работоспособности.
Термитная сварка
Сущность термитной сварки состоит в том, что свариваемые детали помещают в огнеупорную форму, а в установленный тигель сверху засыпают термитный порошок и поджигают его. При горении термита поднимается высокая температура, более 2000 °C, и образуется жидкий металл. Жидкий металл, оплавляя кромки свариваемых деталей и заполняя зазор между деталями, образует сварочный шов.
Обычно термит состоит из смеси 23 % опилок алюминия и 77 % окиси железа. Размер частичек порошка порядка 0,5 мм. При поджигании термитного порошка происходит экзотермическая реакция (т. е. химическая реакция с выделением теплоты). При этом окись железа восстанавливается до чистого железа, а алюминий окисляется. Расплавленное железо участвует в процессе сварки. Иногда термитную сварку выполняют при сварке стыков, когда отсутствуют другие источники теплоты.
Некоторые фирмы выпускают термитные карандаши (рис. 15). Термитный карандаш представляет собой отрезок проволоки из углеродистой стали диаметром 2–5 мм. На проволоку наносится термит, замешанный на клею, обычно нитроцеллюлозном.
На одном из концов расположена затравка для поджигания термита. Обычно используют 1 весовую часть бертолетовой соли (КСlО>3) и 0,5 весовой части мелких алюминиевых опилок, также замешанных на нитроцеллюлозном клею. При сварке термитным карандашом пользуются щитком и держателем для электродов, как и при электрической дуговой сварке. Сварку термитным карандашом применяют на аварийных и экстренных работах, при отсутствии источников энергии. Например для сварки рельсов, проводов связи, кабельных линий. Для этих целей промышленность выпускает термитные патроны (термитные шашки) и специальные спички к ним. Принцип их действия аналогичен рассмотренному выше.
Преимущества термитной сварки:
• простота в использовании и низкая себестоимость;
• возможность производить сварку в экстренных случаях.
Недостатки термитной сварки:
• высокая способность поглощать влагу (гигроскопичность);
• чувствительность к механическим и тепловым воздействиям (пожароопасность);
• возможность взрыва при попадании воды на горящую термитную шашку;
• невозможность управления процессом горения термитной смеси.
Глава 2
Механический класс сварки
Классификация видов сварки давлением
К механическому классу относят виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления.
К механическому классу относят следующие виды сварки:
• холодная сварка;
• сварка взрывом;
• сварка трением;
• ультразвуковая сварка.
Механическая энергия используется для сближения поверхностей на уровень межатомных взаимодействий элементов свариваемых деталей с образованием устойчивых связей.
Простота оборудования и высокая скорость процесса сварки позволили занять механическому классу сварки достойное место в различных технологических процессах.
Холодная сварка
Холодную сварку выполняют без нагрева, при нормальных или пониженных температурах. Метод холодной сварки основан на использовании пластической деформации, с помощью которой разрушают окисную пленку на свариваемых поверхностях и сближают свариваемые поверхности до образования металлических связей между ними. Эти связи возникают при сближении поверхностей соединяемых металлов на расстояние порядка нескольких ангстрем в результате образования общего электронного облака, взаимодействующего с ионизированными атомами обоих металлических поверхностей. Такое сближение достигается приложением больших удельных усилий в месте соединения. В результате происходит совместная пластическая деформация. Большое усилие сжатия обеспечивает разрушение пленки оксидов на свариваемых поверхностях и образование чистых поверхностей металла.
С помощью холодной сварки можно сваривать металлы, обладающие высокими пластическими свойствами при нормальной температуре. К этим металлам относятся: алюминий, золото, серебро, кадмий, свинец, цинк, титан, медь, никель, олово и их сплавы. Этот метод также применим для сварки разнородных металлов, например, меди с алюминием.
В недостаточно пластичных материалах при больших деформациях могут образоваться трещины. Высокопрочные металлы и сплавы холодной сваркой не сваривают, так как для этого требуются большие удельные усилия, которые трудно осуществить.
