PROFILPELAJAR.COM

Автоматическая сварка металлов — механизированный способ неразъемного соединения изделий (деталей, полуфабрикатов) из металлов в результате их местного расплавления.

Классификация

Различают такие типы автоматической сварки металлов:

электродуговая;
газоэлектрическая;
электрошлаковая.

В первых двух случаях источником нагрева свариваемых металлов в электрическая дуга, температура которой превышает 5000 ° C. При электрошлаковой сварке источником нагрева является ванна расплавленного шлака, температура которой не превышает 2500 ° C.

В настоящее время в процессе автоматической сварки широко применяется робототехника. Роботы используют как в серийном, так и в мелкосерийном производстве. Один и тот же робот может работать по разным программам, повышая качество сварки. Роботов легче применять для контактной точечной сварки нахлесточных соединений, труднее — для электродуговой сварки угловых и тавровых соединений и электродуговой сварки стыковых соединений.

Электродуговая автоматическая сварка металлов

Электродуговая автоматическая сварка производится открытой или закрытой дугой. Она может быть одно- или многодуговой, одно- или многоэлектродной. При сварке открытой дугой расплавленный металл защищается от кислорода и азота воздуха тонким слоем жидкого шлака и газами, которые образуются в результате плавления обмазки сплошного электрода или порошка, содержащегося внутри трубчатого электрода. Автоматическая сварка металлов закрытой дугой производится под слоем сыпучего зернистого флюса.

Наибольшее распространение в СССР получило автоматическая сварка металлов под флюсом по методу, разработанному Институтом электросварки АН УССР под руководством академика АН УССР Е. О. Патона. В отличие от других видов дуговой сварки, она обеспечивает высокую производительность и качество сварных швов и лучшие условия труда сварщика.

Автоматическая сварка металлов под флюсом

Автоматическую сварку металлов под флюсом применяют в машино- и мостостроении. Например, в городе Киеве построен крупнейший в мире цельносварной автодорожный мост через реку Днепр. Почти все элементы моста сварены на заводе и смонтированы на месте строительства методом автоматической сварки металлов под флюсом. Благодаря этому методу произошел технологический переворот в судо- и котлостроении, производстве стальных труб большого диаметра для магистральных нефте- и газопроводов, в производстве различной аппаратуры. Большое значение имеет автоматическая сварка металлов для новой техники, энергетики, химической промышленности. В результате применения в СССР более 10 000 автоматов и полуавтоматов для сварки под флюсом только за вторую половину 1950-х годов высвободилось в основных отраслях металлообрабатывающей промышленности более 30 000 сварщиков.

Для автоматической сварки металлов под флюсом применяют сварочные тракторы — самоходные аппараты, которые передвигаются непосредственно по сварному изделию^{[неоднозначно]}, а также сварочные головки. Сварочный трактор или головка возбуждает дугу в начале сварки, автоматически поддерживает устойчивое горение во время её работы, перемещает дугу вдоль шва (трактор), подает флюс на свариваемые кромки, заваривает кратер в конце шва в момент прекращения процесса сваривания. Питание дуги переменным током осуществляется обычно от сварочного трансформатора. Постоянный ток применяют только для сварки высоколегированных сталей и сплавов алюминия, титана и сплавов на их основе, а также в полевых и монтажных условиях - на строительстве магистральных трубопроводов, мостов, нефтяных резервуаров и тому подобное.

Развитие автоматической сварки происходило быстрыми темпами в 1959 — 1965 годах. В СССР автоматическая сварка использовалась в тяжелом и транспортном машиностроении, производстве металлоконструкций, судостроении, для восстановления изношенных поверхностей валков прокатных станов и других деталей металлургического оборудования, колес и других частей подвижного состава, деталей сельскохозяйственной, землеройной техники, строительных машин, крановых колес, режущего инструмента, для изготовления биметаллических изделий.

При сварке обычных углеродистых и некоторых легированных сталей применяют плавленые флюсы - силикаты, содержащие в себе 35—45% SiO₂, 35—40% MnO, 5—8% CaF₂, а также CaO, MgO, Al₂O₃. При сварке высоколегированных сталей и сплавов (жаропрочных, нержавеющих, кислотостойких и т. п.), а также титана, алюминия, урана и сплавов на их основе применяют бескислородные или галоидные флюсы, состоящие, в основном, из фторидов и хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов.

Газоэлектрическая автоматическая сварка металлов

Газоэлектрическая автоматическая сварка металлов представляет собой разновидность дуговой электросварки, при котором электрическая дуга горит в защитной газовой атмосфере водорода, аргона, гелия или углекислого газа.

Электрошлаковая автоматическая сварка металлов

Электрошлаковая автоматическая сварка металлов — новый способ бездуговой сварки металлов плавлением, основанный на использовании в качестве источника нагрева расплавленного шлака, через который проходит переменный электрический ток.

Различают одно- и многоэлектродную, одно- и многофазную автоматическую сварку металлов. Обязательным условием начала электрошлаковой сварки является использование шлаковой ванны глубиной 10-50 мм. Такая сварка осуществляется без обработки кромок, но с обязательным зазором между ними (ширина зазора 25-40 мм). Удобнее выполнять её при вертикальном положении шва. С помощью электрошлаковой автоматической сварки металлов можно соединять за один проход металл практически неограниченной толщины. Так, в 1958 году на Новокраматорском машиностроительном заводе (г. Краматорск, Донецкая область) впервые в мировой практике была осуществлена однопроходная автоматическое электрошлаковая сварка заготовок сечением 2 x 3 м.

Автоматическая электрошлаковая сварка металлов имеет следующие преимущества:

простота технологии и техники сварки;
исключения обработки кромок;
минимальные затраты флюса (в десятки раз меньше, чем при автоматической сварке металлов под флюсом)
минимальные затраты труда;
минимальные угловые деформации;
высокое качество сварных швов.

Электрошлаковая сварка широко применяется в тяжелом машиностроении и производстве больших металлоконструкций, дает значительную экономию средств и металла, а также сокращает производственный цикл и исключает строительство мощных литейных и кузнечно-прессовых цехов. С помощью него можно соединять между собой крупные отливки, поковки или заготовки из толстого проката стыковыми, угловыми и тавровыми швами. Для автоматического электрошлаковой сварки используют аппаратуру двух типов:

Рельсовые аппараты используют для сварки металлов большой толщины. Рельсовый аппарат А-372-р удостоен золотой медали «Гран-При» на Всемирной выставке в Брюсселе 1958 года. Им можно сваривать за один проход проволочными или пластинчатыми электродами металл толщиной до 650 мм.

Безрельсовые аппараты бывают двух типов: бегунковые и магнитные. Типовой безрельсовый аппарат А-501 удостоен золотой медали «Гран-При» на Брюссельской выставке.

Электрошлаковый процесс использовали в СССР не только в сварочной технике, но и в металлургическом производстве (с 1957 г.) для улучшения качества легированных сталей и сплавов способом переплавки электродов в водоохлаждаемом кристаллизаторе. Широко применяется автоматическая электрошлаковая сварка в промышленности Чехословакии, ГДР, КНР.

См. также

Литература

Украинская советская энциклопедия : [в 12 т.] / Гл. ред. М. П. Бажан ; редкол .: А. К. Антонов и др. - 2-е изд. - К . : Голов. ред. Уре, 1974-1985.
Автоматическая электродуговая сварка. Под ред. Е. О. Патона. К., 1953.
Руководство по электродуговой сварке под флюсом. Под ред. Б. Е. Патона. К., 1957.
Руководство по электрошлаковой сварке. Под ред. Б. Е. Патона. К., 1956.
Спыну Г. А. Промышленные роботы: конструирование и применение. — Киев: Вища школа, 1985. — 176 с.