|
| |
|
Слаботочка Книги ных изменений физико-механических свойств по сравнению с основным материалом. Очень большое влияние на механические свойства соединений оказывают температура нагрева, удельное давление на контактных поверхностях, степень вакуума в камере, способ подготовки поверхностей, продолжительность процесса. Диффузионная сварка позволяет осуществить многообразные формы соединений: по плоскости, конической поверхности, цилинд)ической поверхности, по сложным рельефным поверхностям. Определение расчетных напряжений в соединениях при этом способе сварки производится так же, как и в элементах основной конструкции. Допускаемые напряжения должны быть назначены согласно проведенным специальным экспериментам. Соединения холодной сваркой. Холодной сваркой называют процесс соединения металлов в результате пластической деформации путем осадки без нагрева. Наилучшим образом соединяются  Рис. 2.22. Примеры сварки трением: а, б - стыковые; в - тавровое   Рис. 2.23. Соединения при холодной сварке холодной сваркой металлы с кубической гранецентрированной структурой, обладающие хорошими пластическими свойствами: алюминий, медь, их сплавы, аустенитная сталь и т. д. Вакуум значительно улучшает условия холодной сварки. Очистка и выравнивание свариваемых поверхностей, а также создание на них активных центров достигается за счет пластической деформации. При холодной сварке выполняют стыковые и нахлесточные соединения. Колебания наконечника ЪолноВода Усилие прижатия Схема холодной сварки стыкового соединения приведена на рис. 2.23, а. На рис. 2.23, б, в показана схема холодной точечной сварки (/ - свариваемые листы, 2-пуансоны). При углублении пуансона 2 происходит пластическая деформация. Если заменить точечные пуансоны роликовыми, то можно получить холодной сваркой шовное соединение (рис. 2.23, г). Точечный и шовный виды холодной сварки чаще применяют в связующих или слабо напряженных соединениях, так как вдавливание вызывает концентрацию напряжений. Несущую способность соединений устанавливают экспериментально с учетом свойств металлов и технологии производства работ. Расчет прочности стыковых соединений, сваренных холодным способом, может не производиться вовсе, так как их свойства часто не отличаются от свойств основного материала. Расчет прочности сварных точек в нахлесточных соединениях производится на срез. На отрыв такие точки работают недостаточно удовлетворительно. Допускаемые напряжения назначаются по опытным данным. Холодная сварка применяется в электротехнике, вакуумном машиностроении и т. д. Соединения при ультразвуковой сварке. Сварка ультразвуком металлов применяется в приборостроении. При ультразвуковой сварке соединяются поверхностные слои металла, освобожденные от окисных пленок и адсорбированных газов (рис. 2.24). Способность ультразвуковых колебаний разрушать поверхностные пленки дает возможность сварки металлов с защитными покрытиями. Ультразвуком соединяются пластичные металлы: алюминий, медь, аустенитная сталь, тантал. Возможно сваривание неметаллических материалов, например керамики. Ультразвуком сваривают элементы малых толщин, как правило, не свыше 1-2 мм, и особенно хорошо соединяются очень тонкие элементы. Возможна приварка тонкого элемента к толстому. При ультразвуковой сварке получают точечные и шовные соединения, аналогичные соединениям контактной сварки. Расчет прочности производят на срез так же, как и расчет соединений, выполненных контактной сваркой. Допускаемые напряжения определяют на основе специальных экспериментов. Соединения при электроннолучевой сварке. Электроннолучевая сварка производится почти всегда в вакууме в специальных камерах. Эту сварку применяют для специальных сортов сталей, тугоплавких и активных металлов, например тантала, циркония, молибдена и др. Целесообразно использование ее для некоторых  Рис. 2.24. Схема ультразвуковой сварки металла  Рис. 2.25. Соединения при электроннолучевой сварке: о - нахлесточное; б - тавровое марок титановых и алюминиевых сплавов, а также для соединений разнородных металлов. При электроннолучевой сварке источник тепла сконцентрирован в малом объеме, поэтому зоны проплавления и термического влияния имеют весьма малую ширину. Благодаря относительно высокой степени вакуума в камере (0,1-0,01 Па) механические свойства сварных соединений при этом способе сварки оказываются высокими. Электроннолучевой сваркой выполняют стыковые, нахлесточные (рис. 2.25, а) и тавровые (рис. 2.25, б) соединения. Кроме того, оказывается возможным выполнять швы в замкнутых объемах. Укладку швов можно производить при разных их положениях в пространстве. Электроннолучевая сварка находит применение в энергетическом машиностроении, в приборостроении и т. д. Расчет прочности соединений при электроннолучевой сварке во многих случаях сводится лишь к расчету прочности основной детали, так как соединения могут быть приняты равнопрочными целому элементу. Нередко правильная оценка прочности соединений, особенно разнородных металлов, производится на основе специально проведенных экспериментов. Сварка взрывом. Сварка взрывом является одним из новых процессов соединения однородных и разнородных металлов. Перспективно использование эффекта взрыва главным образом для получения двухслойных элементов, производства наплавок. Сварка взрывом очень производительна. При правильном технологическом процессе механические свойства соединений оказываются стабильными и высокими. Сварка лазером. За последние годы перспективы применения лазера для сварки значительно расширились. Создание лазеров высокой мощности позволяет сваривать элементы конструкции толщиной в десятки миллиметров. При больших толщинах элементов сварка лазером производительна. Ее особенности - предельно узкая зона термического влияния и малые величины остаточных деформаций. Имеются все основания считать лазерный процесс перспективным для сварки как тонкостенных, так и толстостенных изделий. Достигается кинжальное проплавление. Пластические свойства швов высокие, шов стали СтЗ выдерживает двукратный  Рис. 2.26. Схема высокочастотной сварки с индукционным подводом тока 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [13] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 |