Самостійна робота № 16
Перспективні методи зварювання
Електронно-променеве зварювання.
Зварювання лазером.
Плазмове зварювання.
Дифузійне зварювання.
Ультразвукове зварювання.
Зварювання тертям.
Зварювання вибухом.
Відповідно до виду використовуємої енергії зварювання буває електричне, при якому для нагрівання металу використовується електричний струм (дугове, контактне, електрошлакове, індукційне, плазмове); хімічне, коли нагрівання металу здійснюється за рахунок тепла екзотермічних реакцій оксидації різних речовин, що перебувають у газоподібному або твердому стані (газове, термітне); механічне за рахунок використання відповідних видів механічної енергії (ковальське, холодне тиском, тертям, вибухом, ультразвуком); променеве (електронно-променеве, лазерним променем, сонячним променем або геліозварювання).
Для деяких способів зварювання використовують два види енергії, наприклад, електричну і механічну (електроконтактне зварювання), хімічну і механічну (газопресове зварювання, ковальське зварювання) та ін.
Найбільш перспективними видами зварювання являються:
1. Електронно-променеве зварювання. При електронно-променевому зварюванні (рис.1) зварюєму деталь 7 крізь завантажувальний люк розміщують у спеціальній герметичній камері 9, з котрої безперервно працюючими форвакуумним та диффузійним насосами викачують повітря, і забезпечують заданий ступінь розріження. Деталь 7, встановлена на оборотному пристрою 8, за допомогою електродвигуна 10 і редуктора 11 пересувається (обертається) зі швидкістю зварювання.
При пропусканні змінного струму від низьковольтного трансформатора 2 неплавлячийся вольфрамовий або металокерамічний катод 1 розпалюється і емітує (випромінює) електрони. Потік електронів проходить крізь спеціальну електростатичну лінзу 5, від’ємна напруга котрої створюється генератором та регулюється за допомогою потенціометру 4. Переміщення променя по зварюємому виробові здійснюється магнітною системою 6.
Рис.1 Установка для зварювання
електронним променем.
Пристрій, який служить для отримання і фокусировки електронів, називають зварювальною електронною пушкою. Для посилення еміссії і прискорення електронів від джерела постійного струму до катоду і аноду підводиться висока напруга. Електрони, сфокусовані у щільний пучок, з великою швидкістю б’ються по невеликій площині кромок зварюємого виробу та розплавляють метал кромок. В міру видалення джерела нагріву проходить затвердіння металу зварювальної ванни і утворюється шов.
В залежності від величини прискорюючої напруги електронні зварювальні пушки поділяють на два типи: з напругою 10-30 кВ і напругою 50-100 кВ. Установки першого типу не потребують біологічного захисту від рентгенівського випромінювання і дозволяють формувати електронний промінь діаметром 1мм. Для установок другого типу необхідний спеціальний біологічний захист від рентгенівських випромінювань у вигляді свинцевих щитів.
Електронно-променеве зварювання використовують для отримання стикових, кутових та відбортованих з’єднань. Сучасне обладнання дозволяє зварювати вироби товщиною більше 100 мм. Електронно-променеве зварювання ефективне для отримання високоякісних з’єднань з тугоплавких та активних металів. Велика концентрація енергії і відсутність втрат теплоти у навколишнє середовище визначають високе значення КПД, досягаючого 90 %. Швидкість електронно-променевого зварювання у 1,5-2 рази перевищує швидкість дугового зварювання в аргоні. Мала ширина зони термічного впливу викликає незначне деформування конструкції.