Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
Министерство образования и науки Украины
Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского
„Харьковский авиационный институт”
А. К. Горлов, Е. П. Рогачов, С. Н. Лашко
Основы технологии сварки
в аэрокосмической технике
Часть 1
Учебное пособие
Харьков „ХАИ” 2007
УДК 621.791:629.7
Основы технологии сварки в аэрокосмической технике. Ч. 1
/ А. К. Горлов, Е. П. Рогачов, С. Н. Лашко. – Уч. пособие. – Харьков:
Нац. аэрокосм. ун-т „Харк. авиац. ин-т”, 2007. – 72 с.
Описаны различные дуговые способы сварки, работу и характеристики сварного оборудования, различные сварные соединения материалов, а также электрические, тепловые, металлургические процессы, что влияют на образование соединений. Рассмотренна специфика дуговой сварки в авиационной промышленности: ручной дуговой сварки покрытыми электродами, в среде инертных и активных газов, под флюсом и плазменная сварка.
Для студентов механических специальностей при проведении практических занятий в лаборатории и самостоятельном изучении соответствующих разделов курса „Сварка в авиации”, „Физико-химические основы технологических процессов”.
Ил. 25. Табл.24. Библиогр.: 9 назв
Рецензии: канд. техн. наук, доц. В. Г. Чистяк, О. Ю. Шигимага
© Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского „Харковский авиационный институт”, 2007 р.
ВВЕДЕНИЕ
На протяжении последнего столетия сварка стала одним из наиболее распространенных технологических процессов. Трудно назвать какой-нибудь другой процесс, что розвивался б с такой же интенсивностью, а по разнообразию и объему применения был бы сравнен со сваркой. Решение многих важных технических проблем современности неразрывно связано з необходимостью получения соединений, способных работать в разных условиях, в том числе и экстримальных. Без сварки просто невозможно представить современное производство.
В соответствии с терменологией, предложенной Европейской сварной федерацией, под термином сварка понимают соединение, резание и обработка поверхности всех типов материалов такими процессами, как сварка, пайка (твердая и мягкая), термическое резание, газотермическое напыление, адгезионное сцепление, микросоединение. Этот перечень содержит в себе и такие смежные области, как управление и обеспечение качества, неразрушающий контроль, гигиена труда и охрана здоровья персонала, проектирование, производство и строительство сварных конструкций.
Сварными изготавливают разные конструкции из стали, цветных металлов и сплавов. Все глубже проникает сварка в производство разнообразных изделий из синтетических материалов. Новая техника нуждается в создании технологии сварки разнообразных металлов и сплавов. Освоена сварка разнообразных композиционных материалов.
Про масштабы применения сварки можна судить на основе того, что приблизительно 70 % всего стального проката, выпускается в мире, используется в сварных конструкциях. Наиболее ответственные гражданские и военные машины, а так же инженерные сооружения изготавливают в сварном выполнении.
Во всех истребителях марки МиГ самые ответственные и наиболее нагруженные элементы конструкции изготовленные с применением сварки, как основного технологического процесса производства. Это относится и к ряду русских и зарубежных самолетов: СУ-25, СУ-27, ТУ-160, F-14, F-111, В-1, F-22 и др.
В абсолютных цифрах объем сварных работ на МиГ-25 характеризуется следующими данными: точечная сварка - 1 400 000 точек (~15 000 м швов); роликовая сварка - 1300 м; аргонодуговая сварка - 400 м; газовая сварка - 113 м и дуговая сварка - 32 м (покрытыми электродами).Опыт эксплуатации сварных авиационных конструкций при правильном проектировании и производстве показала ихнюю высокую надежность и трудоспособность.
Методы сварки и пайки имеют такие преимущества:
- позволяют получить герметичные монолитные детали и узлы, в которых отсутствуют конструктивные концентраторы напряжений в виде креплений и отверстий под крепления;
- дают возможность изготовлять сварные конструкции с отдельных элементов, изготовленных по оптимальной для каждого производства технологией, с оптимальной, с точки зрения прочности и ресурса, конфигурацией;
- обеспечивают получение герметичных узлов и агрегатов и уменьшения массы конструкции путем исключения герметиков, накладок и крепежных элементов;
- позволяют увеличить КИМ (коэффициент использования металла - отношение массы детали к массе заготовки), снизить объем механической обробки и сделать дешевле производство;
- обеспечить герметичность уже на стадии образования соединения, что требует каких-нибудь дополнительных мер, кроме контрольных;
- ремонт представляет собой несложную технологическую операцию.
- один из разновидностей сварки (наплавка) позволяет предоставлять фрагментам деталей специфические свойства: жаропрочность, жаростойкость, коррозионную стойкость, антифрикционность и др.;
- дают возможность соединять между собой разнородные металлы как непосредственно, так и через вспомогательные элементы различных конструкций, получаемые также методами сварки.
- опыт производства сварных конструкций показал, что при правильном проектировании и необходимой подготовке процессы сварки могут буть практически полностью автоматизированы.
Безусловно, что сварка и в дальнейшем будет интенсивно развиваться, поскольку она является ключевой для многих отраслей производства, строительства, транспорта, электронной техники и связи.
РАЗНОВИДНОСТИ ДУГОВОЙ СВАРКИ.
ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ГОСТ 26-01-74. Сварка - процесс получения неразъемных соединений путем установления межатомных связей между свариваемыми элементами при их нагреве или пластическом деформировании или совместном действии того и другого.
ГОСТ 19521-74 устанавливает классификацию по признакам:
- физическим (форма энергии, используемой для образования соединения, - определяет класс, вид источника энергии, который непосредственно применяют для образования сварного соединения, определяет вид сварки);
- техническими (по способу защиты металла в зоне сварки, непрерывности процесса, степенью механизации сварки);
- технологическими - для каждого вида сварки признаки устанавливают отдельно.
По физическим признакам все виды сварки относятся к одному из трех классов: термическому, термомеханическому и механическому.
В термический класс включены все виды сварки плавлением
(с использованием тепловой энергии): дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, газовая и др.
Фические процессы в сварочной дуге
Сварочной дугой называется длительный электрический раз-ряд между двумя электродами в ионизированной смеси газов и паров, характеризующаяся высокой плотностью тока и малым напряжением.
Под электрическим разрядом понимают прохождение сварочного тока через газовую среду, электропроводность котороя обусловлена заряженными частицами - электронами и ионами.
Возбуждение дугового разряда происходит в следующих случаях:
- при переходе по устойчивому маломощному разряду (тлеющему);
- в процессе создания высокоионизированного потока испарения, перекрывающий межелектродное пространство (с помощью третьего электрода);
- при переходе из неустойчивого искрового разряда за счет подачи импульса высокой частоты или высокого напряжения;
- при замыкании и дальнейшем размыкании токонесучих электродов.
При сварке плавящимся электродом обычно используют дугу размыкания, а при сварке неплавящимся вольфрамовым электродом - высокочастотный разряд от осциллятора. Импульс высокого напряжения получают с помощью конденсаторa. Угольную дугу возбуждают чаще всего с помощью третьего електродa.
В сварочных дугах (рис. 1) есть три характерные зоны: катодная 5 (lК ≈ 10-6…10-7 мм, ТК ≈ Тисп), анодная 3 (lА ≈ 10-5…10-6 мм, ТА ≈ Тисп) и столб дуги 4 (ТСТ ≈ 6…15۰103 0С). Приэлектродные области электри-ческого разряда - это переходные зоны между твердыми (или жидкими) поверхностями электродов (катод 7, анод 1) и плазмой разряда.
В процессе горения дуги на электроде и основном металле создаются активные пятна (катодная 2 и анодная 6), которые представляют собой более нагретые участки, через которые проходит весь ток дуги.
Катодное пятно является источником излучения свободных электронов, где, в основном, проходят эмиссионные процессы (преобладают процессы термо-и автоэлектронной эмиссии).
Термоэлектронная эмиссия определяется тем, что при достаточном нагреве конца электрода от него могут "оторваться" электроны, которые имеют запас кинетической энергии, достаточной для преодоления сил электростатического притяжения (работа выхода) твердого или жидкого электрода (табл. Д.1).
Автоэлектронная эмиссия состоит в том, что под воздействием высокой напряженности электрического поля с катода вырываются и летят к аноду первичные электроны.
В катодном пятне выделяется около 36% общего количества тепла дуги, а падение напряжения на нем составляет 10...16 В.
Столб сварочных дуг при атмосферном давлении представляет собой плазму с локальным термическим равновесием, квазинейтральну со свойствами идеального газа. В нем происходит перемещение электронов и ионов, которые выделяют около 21% общего тепла дуги. Падение напряжения в столбе зависит от длины дуги и составляет примерно 2...12 В.
Ионизация газовых молекул обычно достигается "выбиванием" из них электронов. Для этого должна быть потрачена работа (табл. Д.2), которая в числовом виде равна потенциалу ионизации, измеряемой в вольтах. Анодное пятно - место входа и нейтрализации на поверхности анода свободных электронов. Анодное пятно имеет примерно такую же температуру, как и катодное, но в результате ударов потока электронов (табл. Д.3) на аноде выделяется ориентировочно 43% общего тепла дуги. Падение напряжения на аноде составляет 6...8 В.
К основным параметрам, характеризующим свойства дуги, относятся напряжение, ток и длину дуги. Зависимость между напряжением и длиной дуги выражается формулой:
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
Основные порталы (построено редакторами)