Спеціальні види зварювання
План
- Електрошлакове зварювання
- Контактне зварювання
- Зварювання тертям
- Зварювання вибухом.
- Ультразвукове зварювання
- Термітне зварювання
- Лазерне зварювання
Зварювання вибухом.
Принципова схема зварювання вибухом представлена на мал. 48. Деталі, що сполучаються, одна з яких нерухома, розташовують на деякій відстані один від одного. На рухому заготівку кладуть вибухову речовину з детонатором. При спрацьовуванні детонатора відбувається процес розкладання вибухової речовини, створюючи тиск, що розповсюджується позаду фронту детонації. В результаті цього рухома заготівка отримує прискореною рух, направлений у бік нерухомої заготівки. Вдаряючись, заготовки отримують взаємну пластичну деформацію, необхідну для міцного з'єднання.
Мал. 48 Схема зварювання вибухом:
1 - детонатор; 2-вибухова речовина; 3-верхня зварювана деталь; 4-нижня зварювана деталь
Процес формування міцного з'єднання при зварюванні вибухом має дві стадії: утворення фізичного контакту, при якому відбувається зближення атомів матеріалів, що сполучаються, і їх слабка хімічна взаємодія; активація контактних поверхонь з утворенням активних центрів, внаслідок чого реалізується схоплювання металів.
Cпосіб зварювання вибухом володіє унікальними можливостями з'єднання не зварюваних звичайними методами сплавів і металів: титан + сталь; алюміній + сталь; магній + алюміній; алюміній + титан; ципконій + сталь.
Деталі, виготовлені зварюванням вибухом, на відміну від аналогів, отриманих іншими методами, характеризуються міцним з'єднанням шарів, що становлять, з близьким до нуля електричним опором, відсутністю міжслойової корозії в процесі експлуатації і високою чистотою контактуючих поверхонь.
Ультразвукове зварювання
Ультразвукове зварювання (рис.50) - нероз'ємне з'єднання, отримане сумісною дією на зварювані деталі механічних коливань високої частоти і здавлюючих зусиль. Магнітострикційний ефект передається через трансформатор пружних коливань 1, наконечник 2, що є разом з робочим інструментом 3 перетворювач, внаслідок чого на зварювані деталі 4 діють сили коливального характеру, амплітуда яких складає 20 - 40 мкм. В результаті цього між зварюваними деталями виникають сили тертя, викликані поворотно-поступальною ходою. Це приводить до руйнування поверхневих плівок в зоні контакту, розм'якшенню поверхневого шару металу, що нагрівається, і пластичної деформації, що виникає під дією стискаючих сил. В результаті цього зварювані деталі зближуються настільки, що між ними виникають сили міжатомної взаємодії,, що формують міцне нероз'ємне з'єднання.
Мал. 50 Ультразвукове зварювання:
1-трансформатор пружних коливань; 2-наконечник; 3-робочий інструмент; 4-зварювані деталі.
Термітне зварювання
Рис.51 Термітний олівець:
1 – дріт; 2-термит; 3-затравка.
Термітне зварювання застосовується в місцях, де немає можливості виконати роботи електрозварювань. До таких робіт відносять зварювання рейок залізничних ліній, проводів зв'язку, електричні кабелі і т.д. Для цього промисловість випускає термітні патрони (олівці) і сірники до них. Принцип дії термітного зварювання заснований на створенні температури плавлення при згоранні термітного патрона. Конструкція термітного олівця на рис.51. Олівець є відрізок зварювального дроту, діаметр якого залежить від товщини зварюваних деталей. На дріт наносять терміт, круто замішаного на нітроцелюлозному клеї. Складається терміт з суміші 23% (по масі) тирси алюмінію і 77% залізної окалини, розмір гранул яких складає близько 0,5 мм. Кінець термітного олівця обмазаний затравкою, яка призначена для підпалу олівця. Складається затравка з 1 м.ч. бертолетовій солі (КСlO3) і 0,5 м.ч. дрібної алюмінієвої тирси
Лазерне зварювання
Принцип лазерної зварювальної установки (рис.53) схожий на принцип дії установки для зварювання електронним променем, але в даному випадку використовується енергія світлового потоку. Світловий потік створюється в оптичному квантовому генераторі що складається з лампи накачування 1 і робочого тіла 3, яке випромінює фотони. Фотонний потік фокусується оптичним пристроєм 2 і прямує на деталь 4, створюючи в місці контакту пляму нагріву. Проте сучасні лазерні установки ще дуже дорогі, а ККД їх низький, що накладає обмеження та даний вид зварювання.
Мал. 53 Лазерне зварювання:
1 - лампа накачування; 2-оптичний пристрій; 3-робоче тіло; 4-деталь