Механические виды сварки

Содержание страницы

• 1. Холодная сварка
• 2. Ультразвуковая сварка
• 3. Сварка взрывом

К механическим видам сварки относятся холодная и ультразвуковая сварка, а также сварка трением и взрывом.

1. Холодная сварка

Данный вид сварки применяют для соединения очень пластичных металлов (алюминия и его сплавов, меди, свинца, олова и др.)(рис. 1).

Холодная сварка – сварка давлением при значительной пластической деформации без нагрева свариваемых частей внешними источниками теплоты. Подразделяется на три вида: точечную, шовную и стыковую.

Рис. 1. Схема холодной сварки

Точечной холодной сваркой соединяют внахлёстку листовые материалы или в стык (рис. 2).

Рис. 2. Схемы холодной сварки усилиями, нормальными к поверхности соединения: а, б – внахлёстку; в, г – встык; 1, 2 – свариваемые детали; 3 – прижимы

Холодной сваркой в основном сваривают однородные или неоднородные металлы и сплавы, обладающие высокой пластичностью при нормальной температуре. Высокопрочные металлы и сплавы холодной сваркой не сваривают, так как для этого требуются очень большие удельные усилия, которые практически трудно осуществить.

Хорошо свариваются сплавы алюминия, кадмия, свинца, меди, никеля, золота, серебра, цинка и тому подобные металлы и сплавы. К преимуществу этого способа относятся малый расход энергии, незначительное изменение свойств металла, высокая производительность, возможность автоматизации.

Для соединения холодной точечной сваркой могут быть использованы любые прессы (винтовые, гидравлические, рычажные, эксцентриковые), кроме того специализированные установки для стыковой холодной сварки (рис. 3).

Рис. 3. Электропневматический аппарат для сварки прутьев, проволоки и полосы цветных металлов диаметром от 5 до 12,5 мм (а) и длина сваренных медных и алюминиевых прутьев (б)

Шовной холодной сваркой соединяют листовые материалы непрерывным швом (рис. 4).

Рис. 4. Схема шовной холодной сваркой: 1 – свариваемый металл; 2 – опорные ролики; 3 – ролики-пуансоны (выступы)

Стыковой холодной сваркой соединяют стержни по поверхности стыкуемых торцов.

Рис. 5 Сварка трением

При сварке трением используется превращение механической энергии в тепловую. При вращении металлических заготовок 1 одна относительно другой одна установлена в неподвижном зажиме 2, а вторая в подвижном зажиме 3 (рис. 5), их торцы разогреваются вследствие трения поверхностей соприкосновения. Разогрев производят до пластического состояния, а затем прикладывают осевое усилие Р. Образование сварного соединения происходит в результате возникновения металлических связей между контактирующими поверхностями. Окисные пленки, имеющиеся на металлических поверхностях в точке соединения, разрушаются трением и удаляются в результате пластической деформации в радиальных направлениях. Основными параметрами процесса сварки трением являются: скорость относительного перемещения свариваемых поверхностей; величина удельного давления, прилагаемого к свариваемым поверхностям; величина пластической деформации, т. е. осадки.

Необходимый для сварки нагрев при прочих равных условиях обусловлен скоростью вращения и величиной осевого усилия.

2. Ультразвуковая сварка

Сварка давлением, осуществляемая при воздействии ультразвуковых колебаний, называется ультразвуковой сваркой (УЗС) (рис. 6). Реализация УЗС состоит в приложении высокочастотных колебаний (16 – 20 кГц) к свариваемым заготовкам. В заготовках возникают касательные напряжения, вызывающие пластическую деформацию материала свариваемых поверхностей. В месте соединения развивается повышенная температура (0,4 – 0,6) Т_пл, зависящая от свойств свариваемых материалов. Эта температура способствует возникновению пластического состояния свариваемых материалов и их соединению. В месте сварки в процессе охлаждения формируются совместные кристаллы, обеспечивающие прочность сварного соединения. Одновременно под действием ультразвука разрушаются оксидные плёнки на поверхностях заготовок, что также облегчает получения соединения.

Рис. 6. а – схема ультразвуковой сварки, где: 1 – преобразователь; 2 – трансформатор; 3 – рабочий инструмент; 4 – наконечник; 5 – свариваемое изделие; 6 – опора; б – ультразвуковая сварка по контуру, где: 1 – волновод; 2 – сменный полый штифт; 3 – сменный прижимной штифт; 4 – прижимная опора; 5 – свариваемое изделие

Технологические возможности УЗС: соединение металлов без снятия поверхностных плёнок и расплавления; особенно хорошая свариваемость чистого и сверхчистого алюминия, меди, серебра; соединение тончайшей металлической фольги со стеклом и керамикой. Ультрозвуком свариваются большинство известных термопластичных полимеров. Для ряда полимеров УЗС является единственно возможным надёжным способом соединения. При УЗС в принципе нет ограничений по нижнему пределу свариваемых толщин различных металлов. Возможно также соединение с существенным перепадом толщин и свойств свариваемых материалов (например, в соединение металл – стекло может быть отношение 1 : 1000 и больше). Для УЗС также характерны малая энергоёмкость; возможность питания нескольких сварочных головок от одного генератора и возможность выноса их на значительное растояние; простота автомотизации процесса работы колебательной системы; гигиеничность процесса.

Методы УЗС применяют в приборостроении, радиоэлектронике, авиационной промышленности. На рис. 7 показана одна из промышленных установок для ультрозвуковой сварки.

Рис. 7. Ультразвуковая сварка плёнки

3. Сварка взрывом

Сварку взрывом можно отнести к видам сварки с оплавлением при кратковременном нагреве на воздухе, так как на отдельных участках наблюдаются зоны металла, нагретые до оплавления. Однако на других участках температура может быть не высока, и здесь процесс приближается к холодной сварке.

При осуществлении сварки взрывом химическая энергия превращения заряда взрывчатого вещества (ВВ) в газообразные продукты взрыва трансформируется в механическую энергию их расширения, сообщая одной из свариваемых заготовок большую скорость перемещения. Кинетическая энергия соударения движущейся части с поверхностью неподвижной части

затрачивается на работу совместной пластической деформации контактирующих слоёв металла, приводящей к образованию сварного соединения. Работа пластической деформации сопровождается выделением теплоты, за счёт которой вследствие адиабатического характера процесс при больших скоростях металл в зоне соединения может разогреваться до высоких температур (вплоть до оплавления локальных объёмов). Большинство технологических схем сварки основано на использовании направленного (кумулятивного) взрыва (рис. 8).

Рис. 8. Схема сварки взрывом: 1 – детонатор; 2 – взрывчатое вещество; 3 и 4 – свариваемые заготовки; 5 – основание; h – зазор между заготовками; Н – толщина слоя взрывчатого вещества

Прочность соединений, выполненных сваркой взрывом, выше прочности соединяемых материалов. Перспективы и области применения сварки взрывом определяются возможностью создания в твёрдой фазе прочных соединений за счёт поверхностных металлических связей без развития объёмной диффузии вследствие скоротечности процесса на больших (20 м²), практически неограниченных площадях.

Это позволяет применять сварку взрывом при изготовлении заготовок для проката биметалла, плакирования поверхностей конструкционных сталей металлами и сплавами с особыми физическими и химическими свойствами, при сварке заготовок из разнородных материалов. Целесообразно сочетание сварки взрывом со штамповкой и ковкой. На рис. 9 зафиксирована удачная фотография сварки взрывом в полевых условиях.

В настоящее время открываются широкие возможности применения сварки взрывом для создания композиций с промежуточными слоями, играющими при нагревах роль диффузионных барьеров между основными и промежуточными слоями. А также для повышения прочности и работоспособности таких переходников с помощью контактного упрочнения промежуточных слоёв при уменьшении их относительной толщины в неограниченных пределах.

Рис. 9. Сварка взрывом на открытой площадке ЗАО «Импульсные технологии»

Просмотров: 1 627

17.Механические методы сварки (холодная сварка давлением, сварка взрывом, ультразвуковая сварка).

Особенности, преимущества и недостатки.

1)Холодная сварка давлением

Холодную сварку, осуществляют без нагрева свариваемых деталей и применяют главным образом для пластичных металлов (меди, алюминия и их сплавов). Сварное соединение получается внедрением одного металла в другой при их соприкосновении под давлением за счет пластической деформации металла в месте сварки при комнатной и даже отрицательной температурах.

При сжатии происходит диффузионный обмен электронов внешних орбит атомов соединяемых металлов и образование общей кристаллической решетки в сварном шве. Под действием сжимающих усилий атомы свариваемых металлов, расположенные на контактирующих поверхностях, сближаются на расстояние действия межатомных сил и возникают прочные металлические связи.

Качество холодной сварки зависит от подготовки свариваемых кромок. Последние должны быть тщательно очищены от окисных и жировых пленок. Окисные пленки некоторых легко окисляемых на воздухе металлов при достаточно больших удельных давлениях разрушаются и вытесняются из зоны сварки.

Холодную сварку алюминиевых и медных деталей толщиной до 10 мм производят под давлением, значительно превышающем в зоне сварки предел текучести свариваемых металлов. В зависимости от состава и толщины свариваемых деталей выбирают удельное давление.

Холодная сварка проводов осуществляется на пневмогидравлических стационарных рычажных и эксцентриковых прессах и переносных установках. Для сварки алюминиевых и медных проводов применяют ручные и настольные клещи.

2)Сварка взрывом, или взрывная сварка — метод сварки на основе использования энергии взрыва; разновидность обработки металлов взрывом.

При сварке взрывом привариваемая (метаемая) деталь располагается под углом к неподвижной детали-мишени (основанию) или параллельно ей (в большинстве случаев) и приводится в движение контролируемым взрывом, в результате чего с большой скоростью соударяется с ней; соединение образуется за счет совместной пластической деформации поверхностей.

Сварка взрывом применяется для соединения деталей из разнородных металлов, в частности для плакирования.

3)Ультразвуковая сварка (УЗ сварка) — способ соединения различных материалов в твердом состоянии с помощью ультразвуковых колебаний.

Наибольшее применение УЗ сварка нашла для соединения полимерных листовых изделий. Достоинствами УЗ сварки полимерных материалов являются:

возможность сварки изделий с загрязненными или покрытыми инородными пленками поверхностями;

отсутствие перегрева материала;

получение соединений в труднодоступных местах;

сварка материалов с узким интервалом кристаллизации.

С помощью УЗ сварки хорошо соединяются поликарбонат, стирол, полипропилен, поливинилхлорид, а также искусственные кожи, натуральные ткани с синтетическими волокнами и многие другие полимерные материалы и их комбинации.

18. Термомеханические методы сварки (контактная электросварка, конденсаторная сварка, диффузионная сварка в вакууме, сварка трением). Особенности, преимущества и недостатки.

1)Контактная электросварка-способ сварки металлов, при котором детали нагреваются проходящим в месте контакта электрическим током и сдавливаются (осаживаются).

В зависимости от метода нагрева различают Контактная электросварка сопротивлением и оплавлением. При Контактная электросварка сопротивлением соединение образуется в результате плавления, плотного сжатия деталей и кристаллизации металла в виде литого ядра. При Контактная электросварка оплавлением детали лишь соприкасаются, но благодаря большой плотности тока в местах контакта деталей металл быстро нагревается, превращается в жидкие перемычки, которые растекаются, образуя на поверхности тонкий слой жидкого металла. При осаживании находящийся в пластическом состоянии металл удаляется, сварное соединение образуется по всей плоскости касания.

2)Конденсаторная сварка представляет собой один из видов сварки запасенной энергией. Энергия накапливается в конденсаторах при их зарядке от источника постоянного напряжения (выпрямителя), а затем в процессе разряда преобразуется в теплоту, используемую для сварки. Эта теплота выделяется в контакте между соединяемыми заготовками при протекании тока, поэтому конденсаторную сварку можно отнести к способам контактной сварки.

Существуют два вида конденсаторной сварки:

При бестрансформаторной ударной сварке (рисунок 9) конденсатор подключен непосредственно к свариваемым заготовкам. Разряд конденсатора происходит в момент удара заготовки 3 по заготовке 4. Разряд оплавляет торцы заготовок, которые свариваются под действием усилия осадки.

При трансформаторной конденсаторной сварке конденсаторы разряжаются на первичную обмотку сварочного трансформатора, во вторичной цепи которого находятся предварительно сжатые между электродами заготовки.

Бестрансформаторная сварка используется в основном для стыковой сварки, трансформаторная для точечной и шовной.

3)Диффузионная сварка в вакууме

При этом способе сварки соединяемые детали помещают в вакуумную камеру при остаточном давлении среды (10-3-10-5мм рт. ст.) и нагревают токами высокой частоты до необходимой температуры, а затем соединяют друг с другом с усилием.

Диффузионную сварку в вакууме применяют для соединения трудносвариваемых металлов и сплавов, цветных металлов, металлокерамических изделий, пластин из твердых сплавов с державкой режущего инструмента. Кроме того, этим способом можно получить различные биметаллы, например, для деталей, работающих на износ.

Промышленные установки СДВУ (более 30 типов) для диффузионной сварки применяют для индивидуального, серийного и массового производств. Этим методом можно сваривать сталь с алюминием, чугуном, вольфрамом; серебро с нержавеющей сталью, платину с титаном и т. д. Этот эффективный способ соединения деталей небольших сечений легко можно автоматизировать.

4)Сварка трением это разновидность сварки давлением, при которой нагрев осуществляется трением, вызванным перемещением (вращением) одной из соединяемых частей свариваемого изделия

Сварка трением является разновидностью сварки давлением, при которой механическая энергия, подводимая к одной из свариваемых деталей, преобразуется в тепловую; при этом генерирование теплоты происходит непосредственно в месте будущего соединения

В зоне стыка при сварке протекают следующие процессы. По мере увеличения частоты вращения свариваемых заготовок при наличии сжимающего давления происходит притирка контактных поверхностей и разрушение жировых пленок, присутствующих на них в исходном состоянии.

Граничное трение уступает место сухому. В контакт вступают отдельные микровыступы, происходит их деформация и образование ювенильных участков с ненасыщенными связями поверхностных атомов, между которыми мгновенно формируются металлические связи и немедленно разрушаются вследствие относительного движения поверхностей.

Этот процесс происходит непрерывно и сопровождается увеличением фактической площади контакта и быстрым повышением температуры в стыке. При этом снижается сопротивление металла деформации, и трение распространяется на всю поверхность контакта. В зоне стыка появляется тонкий слой пластифицированного металла, выполняющего роль смазочного материала, и трение из сухого становится граничным.

Механическая электродуговая сварка

Обратная связь

КАКИЕ МЕТОДЫ СВАРКИ МЕТАЛЛА СУЩЕСТВУЮТ?   Оглавление: · Немного общей информации · Распространенные способы сварки · Механическая электродуговая сварка · Способ автоматической сварки под флюсом · Электрошлаковый способ сварки · Электронно-лучевой и плазменный методы сварки · Сварка давлением · Диффузионный и контактный электрический способы сварки · Стыковой метод сварки · Шовный метод соединения металлов     НЕМНОГО ОБЩЕЙ ИНФОРМАЦИИ В настоящее время для создания отличного сварного соединения необходимо использовать 1 из 2-х методов – это работа под давлением и связанная с плавлением. Оба эти вида достаточно широко распространены в современном мире. Сварка плавлением включает в себя электродуговую сварку, лазерную, ванную, электрошлаковую, плазменную и импульсно-дуговую. 2-ая группа является более специфической. Сюда относится сварка контактная, газопрессовая, ультразвуковая, дисперсионная и другие подобные виды. Разумеется, здесь речь пойдет о кратком описании всех типов, которые были упомянуты выше. Начать стоит с самого популярного способа сварки, а именно со сварки плавлением. Вернуться к оглавлению     Сварка является технологическим процессом, с помощью которого можно получить неразъемное соединение металла благодаря образованию связи атомов. Сварка неплавящимся электродом. Сварное соединение выполняется в 2 стадии. На начальном этапе надо сблизить основания свариваемого металла на расстояние, где могут взаимодействовать силы атомов. Обыкновенные металлы при домашней температуре нельзя соединить сжатием, даже прилагая большие усилия. Материалы не могут соединиться из-за их твердости. В процессе сближения контакт будет происходить лишь в малом количестве точек, при этом неважно, насколько тщательно они будут обработаны. На процесс сварки оказывает влияние загрязнение основания – пленки жира, окислы, слои примесей атомов. В связи с этим качественная сварка в домашних условиях не может быть выполнена. Поэтому получить физический контакт между соединяемыми элементами по всему основанию можно с помощью расплавления материала или за счет пластических деформаций, которые появятся в результате приложенного давления. На второй стадии надо будет выполнить электронное взаимодействие между атомами оснований, которые соединяются. В дальнейшем основание раздела между заготовками исчезнет и произойдет атомная или ионная связь металла. Различается 3 класса сварки: сварка с помощью плавления, давления, а также сварка термомеханическим способом. Подробная классификация способов сварки изображается на рис. 1. Рисунок 1. Классификация способов сварки. К сварке с помощью плавления можно отнести виды сварки, которые осуществляются плавлением без прикладываемого давления. Главными источниками теплоты во время сварки этим способом являются пламя газов, дуга сварки, лучевые энергетические источники и джоулево тепло. В этом способе расплавы заготовок, которые соединяются, будут объединены в единую ванну сварки. В случае охлаждения произойдет кристаллизация расплава в единый шов. В процессе термомеханической сварки применяется энергия тепла и давление. Объединить элементы в монолитную конструкцию можно, для чего понадобится приложить нагрузки механическим способом. Подогрев изделий при этом сможет обеспечить необходимую пластичность элементов. К сварке с помощью давления стоит отнести операции, которые осуществляются в процессе механической энергии в форме давления. Впоследствии материал будет деформироваться и течь. Металл переместится вдоль основания раздела, унеся с собой слой загрязнения. В непосредственный контакт вступят новые слои материала, которые находятся под химическим взаимодействием. Распространенные способы сварки Вернуться к оглавлению Механическая электродуговая сварка Электродуговая сварка. Подобный метод сварки на сегодняшний день наиболее часто используется во время сварки металлов. В таком случае тепловым источником будет электродуга между несколькими электродами, одним из них будет материал, который сваривается. Электродуга является разрядом большой мощности в среде газа. Существует 3 стадии зажигания дуги: замыкание электрода на обрабатываемый материал, отвод электрода на 4-6 мм и образование стабильного разряда дуги. Короткое замыкание выполняется для того, чтобы разогреть электрод до температуры экзоэмиссии электронов с повышенной интенсивностью. На следующем этапе электроны, которые эмитируются электродом, будут набирать скорость в электрическом поле и вызовут ионизацию промежутка катод-анод, что приведет к образованию разряда дуги. Электродуга – это сосредоточенный источник тепла, который имеет температуру до 6000°С. Токи сварки достигнут 2-3 кА в процессе напряжения дуги 10-40 В. Чаще всего применяется дуговой вариант сварки электродом с покрытием. Это механическая сварка электродом, который покрыт необходимым составом. Он имеет следующее назначение: 1. Газовая и шлаковая защита расплава от атмосферы. 2. Легирование шва металла всеми нужными элементами. В состав покрытия входят следующие вещества: · шлакообразующие, которые предназначаются для защиты оболочкой расплава; · вещества, которые образуют газы CO2, Ch5, CCl4; · легирующие, которые улучшают свойства шва; · раскислители, которые используются для того, чтобы устранить окислы железа. На рис. 2 можно увидеть ручную сварку покрытым электродом, где: Рисунок 2. Ручная сварка покрытым электродом. 1. Детали, которые свариваются. 2. Шов сварки. 3. Флюсовая корка. 4. Защита от газа. 5. Электрод. 6. Электродное покрытие. 7. Ванна сварки. Между элементами (1) и электродом (5) будет разжигаться дуга. Обмазка (6) в процессе расплавления обеспечит защиту шва от окисления, а также будет повышать его свойства с помощью легирования. Под влиянием температуры дуги электрод и обрабатываемый материал будут плавиться, создавая ванну (7), которая в будущем превратится в шов (2). Последний будет покрыт флюсовой коркой, которая предназначается для его защиты. Для того чтобы была возможность получить качественный шов, сварщик должен расположить электрод под углом приблизительно 15-20° и перемещать его в процессе расплавления вниз, чтобы сохранять непрерывную длину дуги вдоль оси шва для заполнения разделочного шва металлом. Чаще всего в этом способе кончиком электрода выполняют поперечные колебания, чтобы получить валики необходимой ширины. Вернуться к оглавлению



Механический класс сварки (М)

Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Классификация видов сварки давлением

К механическому классу относят виды сварки, осуществ­ляемые с использованием механической энергии и давления.

К механическому классу относят следующие виды сварки:

— холодная сварка;

— сварка взрывом;

— сварка трением;

— ультразвуковая сварка.

Механическая энергия используется для сближения поверх­ностей на уровень межатомных взаимодействий элементов сва­риваемых деталей с образованием устойчивых связей.

Простота оборудования и высокая скорость процесса сварки позволили занять механическому классу сварки достойное место в различных технологических процессах.

Холодная сварка

Холодную сварку выполняют без нагрева, при нормальных или пониженных температурах. Метод холодной сварки основан на использовании пластической деформации, с помощью кото­рой разрушают окисную пленку на свариваемых поверхностях и сближают свариваемые поверхности да образования металли­ческих связей между ними. Эти связи возникают при сближении поверхностей соединяемых металлов на расстояние порядка не­скольких ангстрем в результате образования общего электронно­го облака, взаимодействующего с ионизированными атомами обо­их металлических поверхностей. Такое сближение достигается приложением больших удельных усилий в месте соединения. В результате происходит совместная пластическая деформация. Большое усилие сжатия обеспечивает разрушение пленки окси­дов на свариваемых поверхностях и образование чистых поверх­ностей металла.

С помощью холодной сварки можно сваривать металлы, обладающие высокими пластическими свойствами при нормаль­ной температуре. К этим металлам относятся: алюминий, золо­то, серебро, кадмий, свинец, цинк, титан, медь, никель, олово и их сплавы. Этот метод также применим для сварки разнородных металлов, например» меди с алюминием.

В недостаточно пластичных материалах при больших де­формациях могут образоваться трещины. Высокопрочные ме­таллы и сплавы холодной сваркой не сваривают, так как для это­го требуются большие удельные усилия, которые трудно осуще­ствить.

Если при сварке плавлением механизм образования соеди­нения нагляден (например по расплавленным кромкам метал­ла), то при холодной сварке давлением образование прочного соединения (схватывание) элементов происходит в твердой фазе. Таким образом, зона соединения недоступна для непо­средственного наблюдения. В схватывании участвует огромное число атомов ■*— до 1014 атомов/см2 со стороны каждого из ме­таллов, а на скорость соединения влияет большое число внеш­них (температура, состав среды, давление) и внутренних (струк­тура материала, механические свойства, состояние поверх­ности) факторов.

В проблему объяснения механизмов схватывания материа­лов в твердой фазе в конце XIX столетия внесли существенный вклад советские ученые: академики С. Б. Айбиндер, А. А. Бочвар, К. К. Хренов, профессора А. П. Семенов, Ю. Л. Красулин, К. А. Кочергин, В. П. Алехин и многие другие.

Получены расчетные данные, выдвинуты гипотезы, но еди­ной теории образования сварочных соединений давлением нет.

Так, по гипотезе (энергетической) профессора А. П. Семенова, были введены количественные показатели процесса схватывания металлов, т. е. той минимальной степени деформации, при кото­рой он начинается:

E = h/s-l00%,

где: h — минимальная глубина вдавливания пуансона, при которой начиналось схватывание;

s — минимальная толщина в месте схватывания;

Е — относительная деформация схватывания.

Процесс схватывания в твердой фазе представляет собой то* похимическую (химическая реакция на поверхности) реакцию, при которой между атомами соединяемых поверхностей вещества устанавливаются связи, аналогичные связям в объеме кристал­лической решетки.

Таким образом, особенностью сварки в твердом состоянии является то, что для образования физического контакта и созда­ния условия для химического взаимодействия материалов без расплавления к ним необходимо приложить механическую энер­гию.

Сварное соединение образуется только при условии выноса (выдавливания) из зоны контакта части поверхностного ме­талла вместе с окисной пленкой. Было установлено, что проч­ность соединения зависит только от относительной пластической деформации металла и не зависит от времени выдержки в сжа­том состоянии.

Холодной сваркой выполняют точечные, шовные и стыко­вые соединения.

Холодная сварка используется при производстве, например, герметизированных полупроводниковых приборов, различных корпусов, предметов хозяйственно-бытового назначения. При ис­пользовании ручных гидропрессов — в монтажных работах, на­пример, для холодной сварки кабельных муфт и проводов в сетях электроснабжения.

Сварочный кабель подбирают соответственно силе тока. Обычно для малых токов до 200 А рекомендуется провод сече­нием 25 мма. Провод марки типа ПРГ — «провод резиновый гибкий» или типа ПРНГ — …

Молоток, зубило, металлические щетки, зажимы типа струб­цин, пенал для электродов диаметром 50-70 мм, длиной 300 мм. Понадобятся также углошлифовальная машинка («болгарка»)и электродрель. Далее при профессиональной работе вы сами опре­делите необходимый …

Электрододержатели применяют для закрепления электро­да и подвода к нему тока при ручной дуговой электросварке. Они должны прочно удерживать электрод, обеспечивать удобное и прочное крепление сварочного кабеля. Электрододержатель дол­жен обеспечивать возможность …

классификация, их краткая характеристика и область применения

Сварка — процесс соединения металлов при установлении межатомных связей. В зависимости от формы энергии различают следующие виды сварки.

Содержание

• 1 Термический класс сварки
• 2 Электродуговая
• 3 Электронно-лучевая (ГОСТ Р 57550)
• 4 Термитная (ГОСТ Р 57181-2016)
• 5 Электрошлаковая (ГОСТ 15164-78)
• 6 Газопламенная (ГОСТ 12.3.036-84)
• 7 Лазерная (ГОСТ 28915-91)
• 8 Термомеханический класс сварки
• 9 Кузнечная (ГОСТ 2601 84)
• 10 Контактная электрическая (ГОСТ 15878-79)
• 11 Диффузионная (ГОСТ 20549-75)
• 12 Механический класс сварки
• 13 Сварка трением (ГОСТ Р ИСО 4063-42)
• 14 Холодная (ГОСТ 2601-74)
• 15 Сварка взрывом (ГОСТ Р ИСО 857-1-2009)
• 16 Ультразвуковая (ГОСТ Р 55724-2013)

Термический класс сварки

Термический класс сварки включает в себя разновидности сварочных работ, для которых требуется тепловая энергия. Если охарактеризовать весь процесс в нескольких словах: в результате правления на краю изделия образуется расплавленная субстанция, которая после стыковки остывает и кристаллизуется, в результате чего образуется сварочный шов.

Электродуговая

Самый популярный вид сварочных работ в наши дни осуществляется, благодаря сварочному току, возникающего при соприкосновении электрода и свариваемого изделия. В процессе работы электрод расплавляется и выходит наружу, образуя тем самым защитную пленку.

Процесс электродуговой сварки подразделяют на три группы в зависимости от того, как выполняется зажигание и манипуляции.

1. При ручной (ГОСТ 5264-80) все действия выполняются человеком без помощи каких-либо механизмов.
2. При полуавтоматической (ГОСТ 11533-75), или как ее еще называют, механизированной, автоматизируется подача электродной проволоки, а весь остальной процесс производится человеком.
3. Автоматическая же полностью исключает участие людей. Все процессы полностью автоматизированы и характеризуются большой точностью до сотых миллиметра.

Электронно-лучевая (ГОСТ Р 57550)

Скоростные электроны, излучаемые мощным источником тепла, отдают энергию атомам веществам, вследствие чего происходит плавление материала.

Для этого процесса необходимо соблюсти важное условие: вакуум для достижения максимально прочного шва.

Благодаря возможности фокусировать луч до нужных размеров этот тип нашел широкое применение в производстве микродеталей.

Термитная (ГОСТ Р 57181-2016)

Представить, как происходит процесс сварки с высокотехнологичным оборудованием, достаточно просто, но как быть, если работы необходимо осуществить в полевых условиях, например, соединить рельсы?

Это метод основан на применении термита – порошкообразной смеси, в состав которой входит алюминий и оксиды металлов.

Суть процедуры заключается в том, что концам соединяемых элементов придают нужную форму за счет использования термостойких материалов, а затем нагревают их, заливая место соединения предварительно зажженной термитной смесью. В итоге раскаленное железо сваривается с металлом самих деталей, что приводит к образованию прочного, надежного и долговечного соединения, обладающего высокими техническими характеристиками.

Электрошлаковая (ГОСТ 15164-78)

Принципиально новый вид соединения металлов. Особенность состоит в подборе шлака, температура плавления которого превышает температуру основного сырья и проволоки электрода. Первая стадия ничем не отличается от дуговой сварки. Отличия становятся заметными после образования ванны, когда горение дуги останавливается и оплавление кромок осуществляется за счет проходящего тока через сплав.

Этот способ позволяет работать с конструкциями большой толщины, в результате чего обеспечивается большая производительность.

Газопламенная (ГОСТ 12.3.036-84)

Вся процедура происходит в пламени открытой горелки. Поддержание пламени происходит, благодаря постоянной подаче горючего газа в смеси с кислородом. Металл при контакте с пламенем начинает меняться в зависимости от его качеств, в результате чего образуется ванна для сплавления.

Лазерная (ГОСТ 28915-91)

LWM (сокращение в международной номенклатуре) – сварка с использованием лазерного луча. Весь процесс сварки металлов производится лазерным лучом, сгенерированным квантовым генератором.

Одними из главных преимуществ этого типа является тонкий шов, образующийся благодаря направленности луча, и быстрота процесса, из-за чего такая сварка нашла широкое применение на автозаводах.

Термомеханический класс сварки

Особенность этого класса сварки заключается в использовании тепла и давления. Весь процесс очень напоминает механический, однако, есть одно отличие: нагрев происходит извне.

Кузнечная (ГОСТ 2601 84)

Определенно, это самый древний и, можно сказать, проверенный временем способ сварки. Заключается в сплавлении нескольких заготовок, нагретых до определенной температуры при помощи ударов. Как правило, таким способом привариваются материалы, содержащие менее 0,3% углерода.

Принцип заключается в нагреве концов заготовок до температуры белого каления. Затем заготовку посыпают поваренной солью или кварцевым песком для уменьшения количества окалины. Когда металл нагреется до нужной температуры, сбивают «посыпку» и начитают наносить удары по нарастанию силы.

Сварку можно осуществить несколькими способами встык, в расщеп, вразруб, внахлест.

Контактная электрическая (ГОСТ 15878-79)

Принцип электрической сварки, или, как её еще называют, сварки сопротивлением, заключается в нагреве места сопротивления через искру, сквозь которую пропускается электрический ток.

Стоит учесть, что этот тип сварки требует механических усилий, так как после расплавления детали необходимо сдавить или «посадить» друг на друга, это объясняется химическим контактом атомов материалов.

Сварка подобного механизма нашла широкое применение в промышленности из-за удобства эксплуатирования и возможности автоматизации процесса. По результатам её подразделяют на три группы: шовную, точечную и стыковую.

Диффузионная (ГОСТ 20549-75)

При вакууме происходит диффузия атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов. Это происходит, благодаря нагреву материалов до температуры плавления. А вакуум служит защитой от возникновения оксидной пленки, которая может прервать процесс. Чтобы увеличить площадь контакта, необходимо работать при сжимающих усилиях (10-20) МПа.

Сам процесс происходит в три этапа. Детали, которые необходимо скрепить, помещают в камеру с вакуумом и придавливают небольшим усилием. Затем нагревают при помощи тока и удерживают определенное время при нужной температуре.

Такой вид сварки используют для соединения материалов, которые плохо совмещаются друг с другом, таких, как сталь и чугун.

Механический класс сварки

Этот класс вмещает в себя сварку, для которой необходимы механическая энергия и давление. Простота оборудования и достойное качество позволили найти широкое применение в различных отраслях.

По типу сварки группу можно разделить на три подгруппы.

Сварка трением (ГОСТ Р ИСО 4063-42)

Осуществляется за счет вращения одной из деталей. Процесс состоит из следующих шагов:

1. Из-за силы трения происходит оксид оксидных пленок.
2. Нагреваются кромки металлов до пластичного состояния.
3. Более пластичный металл выходит из шва.

Холодная (ГОСТ 2601-74)

Подобный тип сварки выполняют без нагрева. Методика осуществляется за счет деформации, при помощи которой разрушается окисная пленка на привариваемых поверхностях, и сдавливания до образования контакта. Прочность обуславливается усилием, с которым происходит сжатие. Чем оно сильнее, тем больше разрушается оксидная пленка.
Холодную сварку применяют для металлов, обладающих высокой пластичностью.

Сварка взрывом (ГОСТ Р ИСО 857-1-2009)

Относительной новый вид, позволяющий получать сплав неограниченных размеров. Это достигается под действием энергии, высвобождающейся при взрыве взрывчатого вещества.

Из-за большой опасности, а именно высвобождению ударной волны на большие расстояния, ее осуществляют на специализированных полигонах.

Взрыв позволяет соединить практически все виды металлов, однако, во избежание чрезмерного разрушения между деталями делают прослойку из другого металла.

Ультразвуковая (ГОСТ Р 55724-2013)

Для ультразвуковой сварки применяют высокочастотные ультразвуковые колебания, воздействующие на сплавляемые детали, прижатые вместе под небольшим давлением. Этот метод сварки наиболее часто используется для соединения термопластов и в тех случаях, когда неприменимы болтовые соединения, пайка или склеивание. Процесс полностью автоматизирован и осуществляется на специальных установках.

ТЕМА 11. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ И МЕХАНИЧЕСКАЯ СВАРКА — Студопедия

Поделись  

Сущность сварки давлениемзаключается в сближении чистых поверхностей на расстояние (2 … 4) × 10-7 мм, при котором начинают действовать межатомные силы сцепления и образуются металлические связи за счет общих электронов. Предварительно следует удалить загрязняющие пленки оксидов, адсорбированных молекул воды и масляных пленок (жировых веществ), толщина которых может быть 100 … 200 молекул. Для высокопрочных материалов применяют подогрев.

Контактная (термомеханическая) сваркаосуществляется в результате нагрева соединяемых стыков под действием электрического тока до t горячей деформации или до плавления при одновременном сдавливании, обеспечивающем пластическое деформирование. Различают точечную, стыковую и рельефную контактную сварку.

При стыковой сваркесоединение свариваемых деталей происходит по поверхности стыкуемых торцов (рис. 11.1). Стык имеет самое высокое сопротивление, т. к. контакт обеспечивается не по всей поверхности, кроме того имеются пленки оксидов и др. загрязнения на торцах. Выделяющаяся теплота зависит от тока сопротивления стыка и времени пропускания тока. Закон Джоуля-Ленца для постоянного тока и сопротивления: Q = I2Rt.

По характеру процесса образования соединения стыковая сварка может быть сваркой сопротивлением или оплавлением. При сварке сопротивлением нагрев происходит без расплавления торцов, поэтому требуется их тщательная обработка. Таким способом варят низкоуглеродистые, низколегированные стали и алюминиевые сплавы. При этом образуется сварное соединение без расплавления в твёрдом состоянии за счёт пластической деформации. При стыковой сварке оплавлением не нужно обрабатывать торцы, оксиды и

загрязнения выжимаются давлением наружу, можно варить разные материалы с различными сечениями, но при этом изменяются химсостав и структура в месте соединения.

Точечная сваркапроизводится по ограниченным участкам касания, называемым точками (рис. 11.2) Производится при расположении соединяемых деталей внахлест. Для производства сварки детали плотно прижимаются между электродами сварочной машины, а затем разогреваются кратковременным импульсом электрического тока. Импульс должен обеспечивать нагрев до пластического состояния внешних и до плавления внутренних слоев. В результате получается литая сварная точка. Различают точечную одно- и двухстороннюю

сварку. Для стали и алюминиевых сплавов толщина соединяемых деталей δ = 0,5 … 5 мм. Возможна сварка точек по программе. Производительность в массовом производстве до 1000 точек в минуту.

Шовная контактная сваркапроизводится контактами, имеющими вид роликов. Она может быть одно- и двухсторонней (рис. 11.3). Скорость перемещения роликов V до 10 м/мин, толщина свариваемых деталей δ = 0,3 … 3 мм. Оборудование для контактной сварки (в одной машине): трансформатор, прерыватель тока, переключатель мощности, механизм давления пневматический или электромеханический. Кроме стационарного оборудования, для точечной сварки применяют различные переносные устройства типа клещей и пистолетов. Основная область их использования – сварка в труднодоступных местах в тонколистовых конструкциях.

Сварка трениемосуществляется в результате давления и нагрева под действием трения, возникающего в результате вращения одной из деталей (рис. 11.4). Таким способом можно сваривать любые сплавы, т. к. в результате трения происходит интенсивная очистка поверхности от оксидных плёнок, препятствующих образованию связей. Расход электрической энергии по сравнению с контактной сваркой существенно меньше. В промышленности применяется также ультразвуковаясварка, когда соединение образуется в результате давления и ультразвуковых колебаний с частотой ϕ = 20 … 30 кГц. Они образуются в результате подачи тока высокой частоты на обмотку магнитострикционного преобразователя, сердечник которого образован пластинами 0,1…0,2 мм. Материал пластин способен изменять свои размеры под действием переменного магнитного тока. Амплитуда колебаний

достигает 2 … 10 мкм. Резонансный волновод специальной формы увеличивает амплитуду до 40 … 60 мкм. Колебания вызывают продольные перемещения одной из свариваемых деталей и силы трения в месте контакта. Происходит разогрев и сварка. Поверхностная пленка разрушается ультразвуком, следовательно, поверхности не нужно очищать перед сваркой. Температура в зоне контакта для Cu ≤ 600 °С, Al – 200 … 300 °С. Наиболее рационально применять этот метод для малых толщин δ = 0,001 … 1 мм. Можно сваривать разнородные материалы, детали сильно различающихся толщин, металлы с неметаллами. Это обеспечило широкое применение ультразвуковой сварки в приборостроении, радио-

электронике. Сварка направленным (кумулятивным) взрывом.Образование соединения происходит в результате соударения верхней (метаемой) части с нижней, при этом достигаются громадные давления 10…20 ГПа. Время образования соединения очень мало (несколько микросекунд), поэтому процессы диффузии отсутствуют. Это позволяет получать композиционные материалы, состоящие из материалов резко отличающихся по свойствам (температуре плавления, коррозионной стойкости и т. д).

Диффузионная сварка в вакууме.Производится путём нагрева до температуры значительно ниже температуры плавления (0,4…0,8 Тпл) и сдавливания

1 … 20 МПа до возникновения локальной пластической деформации в месте соединения. Время образования соединения зависит от температуры нагрева и при низких температурах может быть значительным (5 … 20 мин). Соединение образуется без плавления в результате взаимной диффузии в приповерхностных слоях соединяемых деталей. Можно сваривать разнородные материалы. Главным достоинством является неизменность свойств соединяемых материалов и почти полное отсутствие остаточных напряжений, которые могут сильно снижать усталостную прочность конструкций. Этот способ используется при изготовлении космической техники, авиастроении и приборостроении. Холодная сварка.Соединение образуется за счет совместной пластической деформации при сдавливании пластичных материалов. Величина пластической деформации превышает 30 %. В зависимости от формы получаемого соединения может быть точечной, шовной, контурной, стыковой. Широко используется для сплавов Al, Cd, Pb, Cu, Ni, Au, Ag, Zn. Основным недостатком является необходимость тщательной очистки соединяемых поверхностей оксидных, адсорбированных и органических плёнок. Применяется главным образом в приборостроении. Контактная и холодная сварка дают надежные соединения, низкую окисляемость металла, уменьшение зоны влияния температуры на металл, высокую производительность, благоприятные санитарно-гигиенические условия труда.

Типы сварных соединений при основных способах сварки плавлением и давлением приведены в табл. 5.



Виды сварки – технология производства

Сварка – это процесс соединения одинаковых и разнородных металлов или других материалов с применением тепла с приложением давления или без него и с добавлением присадочного материала. Используется в качестве постоянных креплений. Сварка является важным процессом каждой производственной отрасли. На самом деле, будущее любого нового металла может зависеть от того, насколько он поддается сварке.

Свариваемость была определена как способность сварки в неразборные соединения, обладающие заданными свойствами, такими как определенная прочность сварного шва, надлежащая структура. Свариваемость любого металла зависит от пяти основных факторов. Это температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, состояние поверхности и изменение микроструктуры.

Виды сварки:

В основном сварку можно разделить на три типа.

1. Сварка пластика:

В процессе сварки пластмасс или сварки давлением соединяемые куски металла нагреваются до пластического состояния, а затем сжимаются вместе внешним давлением. Эта сварка также известна как процесс сварки жидкость-твердое тело. Эта процедура используется при кузнечной сварке и контактной сварке.

2. Сварка плавлением:

При сварке плавлением или сварке без давления материал в месте соединения нагревается до расплавленного состояния и затвердевает. Эта сварка также известна как процесс сварки в жидком состоянии. К ним относятся газовая сварка, дуговая сварка, термитная сварка и т. д.

3. Холодная сварка:

В этом процессе сварки соединения производятся без применения тепла, а путем приложения давления, что приводит к диффузии или межповерхностному молекулярному сплавлению соединяемых деталей. Он также известен как процесс сварки в твердом состоянии. Этот процесс в основном используется для сварки цветного листового металла, особенно алюминия и его сплавов. К ним относятся ультразвуковая сварка, сварка трением, сварка взрывом и т. д.

4 основных сварочных процесса:

1. Дуговая сварка (сварка плавлением):

В этом типе процесса сварки металл сварного шва расплавляется от соединяемых кромок и позволяет затвердеть из жидкого состояния и, как правило, ниже температуры рекристаллизации без какой-либо прикладной деформации. Дуговая сварка является наиболее распространенным методом соединения металлических деталей плавлением. При этой сварке столб дуги образуется между анодом, который является положительным полюсом источника питания, и катодом, отрицательным полюсом. Когда эти два проводника электрической цепи соединяются и разделяются на небольшое расстояние, так что ток продолжает течь по пути ионизированных частиц, называемых плазмой, образуется электрическая дуга. Этот столб ионизированного газа действует как проводник с высоким сопротивлением, который позволяет большему количеству ионов течь от анода к катоду. При ударе ионов о катод выделяется тепло. Это тепло используется для плавления соединяемого металла или плавления присадочного металла, который в дальнейшем используется в качестве соединительного материала для свариваемого металла. Электрод может быть плавящимся или неплавящимся в соответствии с требованиями сварки. Температура в центре дуги от 6000°C до 7000°C.

2. Газовая сварка:

Газовая сварка осуществляется путем сжигания горючего газа с воздухом или кислородом в концентрированном пламени высокой температуры. Как и в случае других методов сварки, целью пламени является нагрев и расплавление основного металла и присадочного стержня соединения. Он может сваривать самые распространенные материалы

3. Дуговая сварка металлическим газом (MIG):

Эта сварка также известна как сварка металлов в среде инертного газа. При этом виде сварки в качестве одного электрода используется металлический стержень, а в качестве другого электрода используется свариваемая деталь. Это дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа, в которой используется высокая температура электрической дуги между непрерывно подаваемой расходуемой электродной проволокой и свариваемым материалом. Через защищенную дуговую колонну металл передается на работу.

В этом процессе проволока непрерывно подается с катушки через пистолет на постоянную поверхность, которая передает ток на проволоку. При этой сварке область сварки заполняется газом, который не соединяется с металлом. Скорость потока газа достаточна для того, чтобы кислород воздуха не попадал на поверхность горячего металла во время сварки.

4. Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (TIG):

Эта сварка, также известная как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа, аналогична сварке MIG в том смысле, что газы используются для защиты. Этот процесс дуговой сварки использует сильное тепло электрической дуги между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым материалом. В этом процессе электрод не расходуется во время процесса сварки, а газ используется для защиты зоны сварки от атмосферного воздуха.

Изучение технологии сварки в Технологическом институте Монтаны

Американское общество сварщиков сообщает, что 95 % изделий, окружающих вас ежедневно, были сварены. Продукты варьируются от очень маленьких, таких как микроэлектроника, до очень больших, таких как океанские корабли, и всего промежуточного, такого как велосипеды, газонокосилки, холодильники, автомобили, самолеты и бульдозеры.

Междисциплинарный

Сварочное дело является междисциплинарным. При выборе материалов для изготовления конструкции инженер-сварщик — это инженер-материаловед, который должен понимать, как металлы реагируют на тепло и напряжения при сварке. При выборе процесса сварки инженер-сварщик должен понимать влияние параметров сварки на свойства материала. Инженер-сварщик также должен понимать, как проектировать компонент, зная, что процессы сварки могут резко изменить свойства материала. Кроме того, инженер-сварщик должен знать, как неразрушающим образом оценить свойства сварного шва, не разрушая деталь. Инженер-сварщик также выполняет функции инженера-электрика для проектирования, сборки и устранения неполадок автоматизированного сварочного оборудования.

Инженеры-сварщики обычно занимаются сварочными процессами, металлургией, проектированием и неразрушающей оценкой. Сварочные процессы очень сложны. В таких процессах, как дуговая, лазерная и электронно-лучевая сварка, четыре состояния вещества (твердое, жидкое, газообразное и плазменное) сосуществуют одновременно. Некоторые материалы, такие как сталь, легко свариваются, в то время как другие, такие как титан, свариваются очень трудно. Инженеры-сварщики должны понимать все аспекты этой области, чтобы производить качественную продукцию и процессы. Конструкции, пригодные для сварки человеком, могут быть непригодны для сварки машиной. Проектирование сварки является важным фактором, которым часто пренебрегают.

Проектирование строительных конструкций является важной и специализированной дисциплиной, но, поскольку большинство конструкций сварные, инженеры-сварщики также приложили руку к этой области. Поскольку построенные конструкции подвержены ухудшению состояния окружающей среды, что зависит от сварки, инженер-сварщик также должен понимать основные концепции техники коррозии.

После завершения сварки для нового изготовления или ремонта инженер-сварщик должен ответить на вопрос: «Соответствует ли этот сварной шов своему назначению?» Чтобы ответить на этот вопрос, инженер-сварщик должен использовать неразрушающие методы оценки, такие как визуальная, пенетрантная, магнитопорошковая, ультразвуковая и рентгеновская визуализация для проверки качества сварного шва.

По мере продвижения по карьерной лестнице вы можете решить, что хотите сосредоточиться и стать экспертом в определенной области техники сварки, включая процессы, металлургию, проектирование или неразрушающий контроль.

Исследования и разработки

По мере роста наших знаний во всех областях техники инженер-сварщик может участвовать в исследованиях и разработках, чтобы углубить понимание того, что на самом деле происходит во время сварки. Инженеры-сварщики могут использовать передовую физику и математику для разработки моделей и симуляций, относящихся ко многим аспектам сварки, чтобы получить представление о вещах, которые нельзя ни наблюдать, ни измерять напрямую.

Инженеры-сварщики обычно не занимаются сваркой каждый день. На самом деле инженер-сварщик часто занимается удалением сварщика от фактической точки сварки, например, с помощью робототехники. Удаление человека-сварщика с места сварки затруднено, потому что трудно заставить машину имитировать чувства и навыки высококвалифицированного сварщика-человека.

Насколько вам нравится ручная работа? Традиционно инженеры-сварщики являются сварщиками в большей степени, чем инженеры-механики — механиками, а инженеры-электрики — электриками. Многие инженеры-сварщики начинали как сварщики или прошли обучение в колледже сварщиками. Это верно даже для высших кругов исследовательского сообщества в области сварки, где многие кандидаты наук начинали свою карьеру в качестве сварщиков. В сварочном сообществе такой опыт высоко ценится. Сварщики на местах обладают высокой квалификацией и являются важной частью успешного производственного проекта. Умение понимать и общаться со сварщиками является важным инженерным навыком.

Наличие инженерного образования в области машиностроения дает знания в области дизайна, материалов, математики и других фундаментальных наук. Эта широта знаний позволяет инженеру-сварщику общаться с инженерами в других специализированных дисциплинах и понимать коды, чертежи, экономику и другие предметы, необходимые для эффективного выполнения крупных и дорогостоящих проектов.

Востребован

Дипломированные инженеры-сварщики встречаются редко. В США существует несколько программ инженерии по сварке, гораздо меньше, чем вы найдете для машиностроения, гражданского строительства, химической инженерии или инженерии материалов. Акцент на сварке в рамках программы машиностроения обеспечивает основные элементы сварочной техники. Многим компаниям или крупным проектам нужны инженеры, специализирующиеся в области сварки.

При нехватке инженеров-сварщиков с высшим образованием сосредоточение внимания на технике сварки может позволить человеку принадлежать к относительно небольшому техническому сообществу. Разговорный язык не совсем секретный код, и секретных рукопожатий не бывает, но сварочная техника является специализированной. Большинство членов сообщества знают друг друга благодаря сильной социальной сети инженеров-сварщиков, подкрепленной профессиональными встречами и конференциями.

Профессиональные услуги по сварке | Сварочные компании

Ведущий многопрофильный механический подрядчик M&M Welding — ваш универсальный поставщик всех ваших потребностей в машиностроении. Наши услуги Круглосуточная аварийная служба В любое время дня и ночи наша команда опытных профессионалов находится на расстоянии одного телефонного звонка. Свяжитесь с нами Смотрите наши последние работы У нас долгая история качественной работы и довольных клиентов. Посмотрите, чем мы занимались в последнее время Клиенты

Нам доверяют более 45 лет в MD, VA и DC

M&M Welding and Fabricators, Inc. уже более 45 лет поставляет все этапы механического строительства в Мэриленд, Вирджинию и Вашингтон, округ Колумбия. Мы являемся полностью готовой под ключ, принадлежащей женщине и сертифицированной MDOT многопрофильной механической подрядной компанией, которая с гордостью обслуживает своих клиентов с апреля 1972 года. От профессиональных механических подрядных работ до качественных сварочных услуг мы обеспечим вас.

 

Доверьтесь нам во всех механических подрядах потребностей. Благодаря более чем 45-летнему успеху в отрасли мы можем выполнить вашу большую или маленькую работу с надежностью, эффективностью и непревзойденным опытом. Вы можете доверить нам работу в соответствии с самыми высокими стандартами и этическими нормами заключения договоров на механическое обслуживание — мы работаем вовремя, в рамках бюджета и являемся лучшими экспертами в своей области.

Краткий обзор некоторых наших услуг по механическому подряду

Котлы

Ремонт, установка, аренда, замена труб и т. д. — все это входит в услуги по обслуживанию котлов, которые мы предлагаем нашим клиентам.

Мы сертифицированы R-Stamp и имеем опыт работы с паровыми котлами, водогрейными котлами, котельными трубами и многим другим.

Если вы планируете расширение, закрытие и т. д., у нас есть аренда котлов, чтобы помочь вам. Наши арендные платы варьируются от промышленных паровых котлов стоимостью 220 000 фунтов в час до квартирных отопительных приборов мощностью 100 лошадиных сил.

Запросить цену

Чиллеры

M&M Welding and Fabricators является подрядчиком по установке нескольких крупнейших и наиболее авторитетных производителей чиллеров в округе Колумбия.

M&M специализируется на рынке модернизации чиллеров с водяным, центробежным и воздушным охлаждением.

Мы также выполняем новые установки, ремонт, техническое обслуживание и аренду в рамках наших услуг промышленных чиллеров.

Запросить цену

Градирни

Мы предоставляем услуги для всех видов градирен, включая водяные градирни, градирни электростанций, испарительные градирни и многое другое.

Ремонт, установка и техническое обслуживание — все это часть нашего обещания вам, чтобы ваша градирня работала как новая.

Доверьтесь экспертам. Мы уверены, что вы в надежных руках.

Запросить предложение

Сварка

Профессиональные услуги по сварке, которые мы предоставляем в M&M Welding and Fabricators, соответствуют всем стандартам контроля качества кода ASME, а наши сотрудники ежегодно проходят обучение передовым методам безопасности.

Мы работаем с углеродистой сталью, нержавеющей сталью, сваркой алюминия и т.д. на промышленных сварочных работах.

Мы сертифицированы R-Stamp и предлагаем изготовление на заказ, включая подиумы, настилы, лестницы, ступени и многое другое. Если вам нужно, чтобы вам доверяли, профессиональные механики и сварщики, позвоните нам.

Запросить предложение

Коммерческие системы ОВКВ

Для ваших коммерческих систем ОВКВ, будь то бойлеры, градирни, чиллеры или другие системы, мы обеспечим вас.

Наши коммерческие услуги HVAC включают в себя установку, комплексное профилактическое обслуживание, аренду, ремонт, модернизацию и многое другое.

Для нас никогда не бывает слишком сложной работы — мы приходим вовремя и выполняем каждую услугу ОВКВ с непревзойденным мастерством и мастерством, чтобы все ваши коммерческие системы ОВКВ работали должным образом долгие годы.

Запросить предложение

Подземные распределительные трубопроводы ОВКВ

M&M Welding and Fabricators специализируются на установке новых подземных распределительных трубопроводов ОВКВ, а также на обслуживании существующих подземных распределительных систем.

Работаем с подземными паровыми и конденсатными системами, высокотемпературным горячим водоснабжением, охлажденным водоснабжением и ГВС.

M&M Welding and Fabricators уже более 45 лет оказывает эти услуги в многоквартирных домах, университетах и ​​различных студенческих городках федерального правительства и правительства штата в районе Большого Вашингтона, округ Колумбия.

Запросить предложение

Противопожарные трубопроводы

M&M Welding and Fabricators имеет полное подразделение противопожарной защиты, специализирующееся на установке, ремонте и замене систем сухих и мокрых стояков.

M&M имеет сертификат NICET уровня III и является членом NFPA.

Запросить предложение

Изоляция систем отопления, вентиляции и кондиционирования

В отличие от большинства механических подрядчиков, M&M Welding имеет собственное подразделение по изоляции, что позволяет нашей компании самостоятельно выполнять изоляцию труб и механического оборудования, а также огнеупоров для котлов.

Эта самостоятельная услуга устраняет необходимость в субподрядчике по изоляции, что дает M&M еще больший контроль над своими проектами.

Запросить предложение

Аренда

Компания M&M Welding and Fabricators предоставляет различные услуги по аренде коммерческой недвижимости и компаниям по всей территории Мэриленда и округа Колумбия.

Если вам нужен бойлер или чиллер, свяжитесь с нами, чтобы узнать, как мы можем помочь вам сохранить работоспособность.

Стоимость аренды котлов варьируется от промышленных паровых котлов стоимостью 220 000 фунтов в час до квартирных отопительных агрегатов мощностью 100 лошадиных сил. Если вы подвергаетесь отключению или другому техническому обслуживанию, свяжитесь с нами, чтобы оставаться на полной рабочей мощности.

Свяжитесь с нами

Свяжитесь с нами сейчас, чтобы получить бесплатное предложение по вашему проекту

Запросить предложение

Сертификаты

Штамп ремонта «R» | Напорный трубопровод «ПП» | Отопительные котлы «Н» | Сборка энергетических котлов «С» | U-образные сосуды под давлением.

Сертификаты меньшинства

Департамент транспорта Мэриленда (MDOT MBE 03-386) | Транзитное управление столичного округа Вашингтона (WMATA DBE 786) | Правительство округа Принс-Джордж (11-7619) | Государственные школы округа Принс-Джордж (811)

Коммерческие механические подрядчики и профессиональные услуги по сварке рядом с вами

Все потребности в отоплении и охлаждении покрываются опытными сотрудниками M&M Welding and Fabricators. Мы являемся сертифицированными ASME многопрофильными механическими подрядчиками, предлагающими профессиональные услуги ОВКВ, сварочные услуги , коммерческие услуги ОВКВ и многое другое.

 

M&M Welding and Fabricators известна как одна из лучших сварочных компаний в районе метро DC. Мы предоставляем код ASME, рентгеновскую сварку и сварку R Stamp или различные другие сварочные услуги. Большинство наших сотрудников работают в нашей компании более десяти лет, как на местах, так и в офисе. Некоторые из нашей команды работают в M&M Welding and Fabricators более трех десятилетий.

 

Мы владеем, эксплуатируем и обслуживаем собственный парк строительной техники, включая автокраны, экскаваторы-погрузчики, мини-погрузчики и самосвалы. Мы можем предоставить инструменты, опыт и оборудование, необходимые для любой работы.

Свяжитесь с нами сегодня

Наша производственная группа обладает многолетним опытом в области машиностроения, и мы готовы использовать этот опыт и умение решать проблемы для вас. Вы можете рассчитывать на быстрые, компетентные ответы и ответы на любые ваши вопросы. С несколькими внутренними командами у нас есть члены, которые точно знают, что вам нужно, и могут помочь вам без промедления.

 

Мы не были одним из самых востребованных коммерческих механических подрядчиков для выполнения очень сложных работ по стечению обстоятельств — мы снова и снова доказывали свою эффективность правильным отношением, правильным подходом и правильными результатами. Свяжитесь с M&M сегодня — вашими механическими подрядчиками и промышленными сварщиками по вашему выбору.

Свяжитесь с нами

Квалификация № 1: есть ли у вашего подрядчика по механическим работам сертифицированные сварщики, процедуры, соответствующие требованиям AWS и ASME?

10.10.2017

BY Дэн Бюхлер, начальник производства, и Тим Дрисколл, старший инженер по качеству

Квалификация № 1: есть ли у вашего подрядчика по механическим работам сертифицированные сварщики, процедуры, соответствующие требованиям AWS и ASME?

Есть ли у вашего механического подрядчика все необходимое? При выборе механического подрядчика следует учитывать три вещи: безопасность, квалификацию и возможности. Чтобы лучше служить вам, мы создали эту серию в качестве руководства, чтобы помочь вам определить правильных подрядчиков по механическому оборудованию, которые соответствуют вашим потребностям и выполняют работу правильно. Следуйте этой серии, чтобы убедиться, что у вашего механического подрядчика есть все необходимое.

---

Не все сварные швы одинаковы… и подрядчики-механики тоже. Важно убедиться, что ваш подрядчик по механическому оборудованию выполняет свои сварочные процессы в соответствии с заданными параметрами. Кодексы сварки содержат рекомендации и процедуры, используемые для сертификации сварщиков, а также для измерения и проверки сварных швов, чтобы ваша работа выполнялась правильно. Это гарантирует наличие системы для контроля конкретных сварных швов, необходимых для вашего производства. Вы можете быть удивлены, узнав, что не всегда основной металл выходит из строя. Неудача также может быть связана с плохим качеством сварки, поэтому очень важно, чтобы процессы и строгость соблюдались для защиты ваших людей, вашего объекта и ваших инвестиций.

ВАЖНОСТЬ НОРМ СВАРКИ

Важность НОРМ СВАРКИ. ASME (Американское общество инженеров-механиков) определяет требования к конструкции и сварке таких продуктов, как энергетические котлы, сосуды под давлением и системы трубопроводов. AWS (Американское общество сварщиков) описывает требования к конструкции и сварке конструктивных элементов, рам для салазок и несущих конструкций и т. д. Эти коды содержат рекомендации по силе тока, вольту (нагреву), скорости перемещения (длительности), требованиям к предварительному нагреву и используемым присадочным металлам для достижения соответствующих механических свойств сварного шва.

В рамках кода ASME многие продукты (в зависимости от размера и области применения) также проходят гидроиспытания. Сосуды под давлением представляют собой уникальную проблему из-за их способности содержать токсичные вещества или содержимое под очень высоким давлением. Следовательно, сосуды под давлением должны получить маркировку ASME, предварительно пройдя испытание под давлением (обычно в 1,3 раза превышающее рабочее давление). Этот процесс включает контрольные точки на разных этапах производства для подтверждения соответствия каждому коду и WPS (спецификациям процедур сварки). AWS также поддерживает список требований к дизайну, определенных инженером или нотариусом, которые необходимо соблюдать для обеспечения соответствия.

ВАЖНОСТЬ КВАЛИФИКАЦИИ СВАРЩИКОВ

Тщательно тестируются не только процессы и продукты, но и сами сварщики. Сертифицированные и квалифицированные сварщики ASME проходят физические испытания посредством ручной сварки. Они подвергаются визуальной критике, а их сварные швы механически проверяются на прочность. В то время как визуальные и механические испытания могут проводиться на многих предприятиях собственными силами, часто требуется сторонний источник для рентгеновского (рентгенографического) контроля и для обеспечения окончательной объемной интерпретации соответствия/несоответствия.

Квалификация сварщика по ASME основана на типе применения изготавливаемого изделия. Это означает, что существует множество уникальных испытаний и процедур для продуктов, используемых для таких вещей, как присутствие людей, высокая чистота, ядерная энергия, высокое давление, низкие температуры и т. д. Существует общее минимальное стандартное требование, которое, однако, всегда проверяется на основе по типу процесса добавляются дополнительные испытания и критерии для прохождения квалификации.

AWS имеет аналогичный процесс квалификации на основе использования продукта. В этом случае критерии тестирования основаны на способности изделия выдерживать такие явления, как землетрясения (сейсмические), сдвиг ветра, нагрузка и т. д.

Эти коды введены для того, чтобы вы не подвергали риску своих операторов, конечных пользователей или компании.

НАСКОЛЬКО СЕРЬЕЗНЫМ МОЖЕТ БЫТЬ РАЗРЫВ СВАРКИ?

Неисправности могут быть как незначительными, как небольшая трещина или капля, так и катастрофическими, как взрыв или утечка токсичных веществ. Эти коды введены, чтобы убедиться, что вы не подвергаете риску своих операторов, конечных пользователей или компании. Даже если сбой небольшой, он напрямую повлияет на людей на этажах вашего объекта, подвергая их небезопасным условиям и риску телесных повреждений.

По своей сути ASME и AWS сосредоточены на качестве продукта. Выбирая механического подрядчика, который имеет эти сертификаты и процессы, вы получаете наилучшую общую ценность и долговечность своих инвестиций и предоставляете своим людям максимально безопасную рабочую среду.

РЕШЕНИЕ НЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ПОДРЯДЧИКА, КОТОРЫЙ ИСПОЛЬЗУЕТ ИНЖЕНЕРНЫЕ КОДЫ, ТАКИЕ КАК ASME И AWS, МОЖЕТ ПРИВЕСТИ К КАТАСТРОФИЧЕСКИМ ПОСЛЕДСТВИЯМ.

Без специальных процедур вы увеличиваете риск нестабильности сварного шва и, следовательно, повышаете риск отказа. Процедуры ASME и AWS были разработаны и проверены и дают вам уверенность в том, что вы помещаете свой продукт и своих людей в максимально безопасную среду.

 

СВЯЗАННЫЕ СТАТЬИ

Heavy Welding & Fabrication — Benicia, California

Имея 60-тонную такелажную и грузоподъемность, Unico Mechanical предлагает услуги по сварке и изготовлению тяжелых грузов для удовлетворения самых крупных требований. Мы предлагаем сертифицированную рентгеновскую сварку и можем работать с материалом толщиной до 6 дюймов для сварочных операций.

Сварочные процессы, в которых мы имеем опыт, включают:

• MIG и TIG/GMAW и GTAW
• Дуговая сварка под флюсом (SAW)

• Сварка распылением
• Орбитальная сварка

Были парными деталями, включая трубопроводы, конструкционные балки, сосуды под давлением, теплообменники, основания насосов, платформы и многое другое. Unico может сваривать разнородные металлы, шовную сварку, твердую поверхность, узкую разделку и полосы. Некоторые из металлов, с которыми мы работаем, включают алюминий, чугун, нержавеющую сталь и медь, а также большинство сплавов, хастеллой, монель и титан. Unico Mechanical также может предоставить множество дополнительных услуг, помимо фактической сварки ваших деталей: исследования и разработки, прототипирование, проектирование и сборка. Свяжитесь с нами и сообщите детали вашего проекта для получения дополнительной информации.

Цитата запроса

Hydro сварка

Бруач сварки

Процесс тяжелой сварки

Сварка тяжелой масштаба

готовая сварка

Служба сварки

Сварка на большом клапане батте

Общие возможности	Контракт Производство Крупные детали Ремонт сварки Сварные накладки Наплавка Сосуды под давлением
Дуговая/контактная сварка	FCAW (дуговая сварка с флюсовой сердцевиной) В этом процессе используется оборудование, аналогичное GMAW, но вместо стандартной сплошной проволоки используется проволока, состоящая из стального электрода, окружающего порошковый наполнитель. GMAW (дуговая сварка металлическим газом) Также известна как сварка в среде инертного газа или сварка MIG. GTAW (дуговая сварка вольфрамовым электродом) Также известна как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG). В этом процессе используется нерасходуемый вольфрамовый электрод, инертный газ и отдельный присадочный материал. Этот процесс иногда ошибочно называют сваркой Heliarc. МИГ Сварка металла в среде инертного газа, также называемая дуговой сваркой металлическим газом. Орбитальный Этот процесс, также известный как трубная дуговая сварка, используется для круговой сварки труб, труб и круглых заготовок. SMAW (дуговая сварка защищенным металлом) Также известна как ручная дуговая сварка металлическим электродом или дуговая сварка. В этом процессе используется расходуемый стержень электрода, который в качестве присадочного материала покрывается флюсом и защищает зону сварки от окисления и загрязнения. Спрей Сварка распылением – это процесс, при котором сварочный материал напыляется на заготовку. Этот процесс может быть использован для нанесения износостойких и термостойких покрытий, а также для наращивания изношенных участков. Погружная дуга Дуговая сварка под флюсом (SAW) — это процесс сварки, при котором дуга зажигается под слоем флюса, который повышает качество дуги и блокирует атмосферные загрязнения. ТИГ Вольфрамовая сварка в среде инертного газа. Также называется дуговой сваркой вольфрамовым электродом.
Материал	Алюминий Чугун Медь Экзотические сплавы Хастеллой® Металл Монель® Никель Нержавеющая сталь Титан Углеродистая сталь
Сварочные работы	Свободная рука на материале толщиной до 6 дюймов
Дополнительные услуги	Сборки Машиностроение На месте/поле/мобильный Прототип Исследования и разработки Ремонтные работы Запасные части Накладки
Предполагаемое применение	Сосуды под давлением Облицовка/накладка Разнородные металлы Трубопровод Жесткое лицо Прецизионная сборка Шовная сварная труба Структурный Полоса Ремонт Трубчатая рама
Отраслевой фокус	Производство электроэнергии НПЗ Муниципалитеты Судоремонт Ремонт набережной Очистка воды Производство Аэрокосмическая промышленность Военный Сельскохозяйственный Целлюлозно-бумажная промышленность Медицинский Строительство Кровля
Сертификация	Американское общество сварщиков (AWS) Национальный совет по сосудам под давлением ASME Раздел 8

вернуться к началу

Создание сетки и моделирование сварных швов с помощью Ansys Mechanical

БЛОГ ANSYS

23 июня 2021 г.

В нашем предыдущем блоге «Основы построения сетки методом конечных элементов для структурного анализа и построения сетки на основе решателя: как поддерживать сетку высокого качества» мы рассмотрели, что такое создание сетки методом конечных элементов (МКЭ), типы методов построения сетки и почему сетка хорошего качества важно для точности ваших симуляций.

Давайте снова воспользуемся примером рамы мотоцикла из этого блога. Использование различных стратегий создания сетки, где сварные швы или болтовые соединения расположены в вашей геометрии, позволяет создавать более точную сетку в определенных местах, а не во всей модели, что может занять больше времени для решения. В этом блоге мы обсудим создание сетки сварки и почему важно иметь сетку хорошего качества для анализа сварки.

Геометрия рамы мотоцикла показывает различные типы сварных соединений.

 

Типы элементов, используемые в сварных конструкциях

Сварка представляет собой удобный производственный процесс, в котором используется тепло для соединения нескольких деталей путем плавления материала в локализованной области и сплавления соединяемых основных металлов. Сварные швы распространены как в толстых литых деталях, таких как блоки цилиндров двигателя, так и в тонкостенных деталях, таких как рамы автомобилей.

Моделирование является широко используемым и хорошо зарекомендовавшим себя методом анализа прочности и долговечности этих сварных конструкций. Пристальное внимание к сетке сварных швов позволяет точно рассчитать срок службы сварных швов и представить жесткость конструкции для анализа ударов или шума, вибрации и жесткости (NVH).

Для анализа сварных конструкций обычно используется сочетание сплошных, оболочечных и балочных элементов.

В то время как твердотельные элементы могут использоваться для моделирования объемных деталей, изготовленных с помощью процессов литья и ковки, элементы оболочки и балки удобны для представления тонкостенных геометрических форм, изготовленных с помощью операций штамповки, прокатки и волочения листового металла. Связав изменение кривизны балочных и оболочечных элементов с деформациями, тонкие срезы могут быть удобно представлены моделями меньшего размера, но с высокой точностью.

Сварные швы, смоделированные как элементы оболочки (справа) и сварные швы, смоделированные как балочные элементы (слева).

 

Создание сетки и моделирование сварных швов

Использование структурированной и неструктурированной сетки для моделирования сварных швов

Технология создания сетки для сложных тонкостенных геометрических форм значительно продвинулась вперед и сделала возможным создание структурированных сеток даже для сложных геометрических форм. В некоторых приложениях характер деформации и изменение значений деформации имеют предпочтительное направление, что делает предпочтительными структурированные сетки.

Структурированные сетки удобны тем, что вы получаете точное, независимое от размера сетки решение с относительно большими элементами по сравнению с неструктурированными сетками. Это особенно полезно при оценке срока службы отдельных сварных швов.

Структурированная (слева) и неструктурированная (справа) сетка показаны на сварной геометрии.

 

Сложность моделирования сварных швов

Особой проблемой при анализе сварных конструкций является создание и создание сетки сварных швов для анализа. Например, типичная автомобильная рама может содержать несколько тысяч отдельных точечных сварных швов, в то время как конструкция шасси внедорожника может содержать несколько десятков сварных швов.

Ansys Mechanical позволяет пользователям создавать и моделировать точечные и шовные сварные швы эффективным автоматизированным способом. Пользователи могут быстро создавать соединения точечной сваркой, вводя местоположения сварных швов из систем автоматизированного проектирования (САПР). Это включает в себя возможность контролировать жесткость отдельных сварных швов для точного отображения. Удобные инструменты создания сетки позволяют создавать сварные швы с соответствующими схемами сетки в местах корня шва и в зонах термического влияния, которые имеют решающее значение для прогнозирования усталостной долговечности.

Важность качества сетки и срока службы сварных швов

Сварные конструкции подвергаются различным нагрузкам, в том числе гармоническим или случайным образом изменяющимся нагрузкам, герметичным и разгерметизированным резервуарам, автомобильным шасси, подвергающимся ускорению, торможению и ударам по дороге.

При оценке долговечности сварных швов при таких усталостных нагрузках необходимо учитывать процесс сварки, который изменяет свойства основного материала. Быстрое охлаждение сварочной ванны может увеличить твердость, хотя и с меньшей пластичностью. Примеси в процессе сварки также могут отрицательно сказаться на прочности отдельных сварных швов. Для точного прогнозирования срока службы вам также необходимо учитывать вышеперечисленное и любые остаточные напряжения в основном материале после процесса сварки.

Сохранение зон термического влияния в сварных соединениях для расчетов усталости.

 

Эти факторы можно учитывать при расчете долговечность сварных швов с использованием усталостных инструментов. Потому что предсказание жизни чувствительно к градиентам напряжения в зоне термического влияния сварного шва необходимо, чтобы сетка имеет соответствующий размер в этой области.

Структурированная четырехугольная сетка идеально подходит для этих типов ситуации. Он подходит для регистрации пикового напряжения на кромке сварного шва и крутой градиент напряжения вокруг области. В то время как градуированная сетка правильной формы размер идеально подходит для оценки долговечности сварных швов, требования разные для анализа безопасности при столкновении. Здесь предпочтительнее сетка одинакового размера. для вычислительной эффективности.

Плохой размер сетки может увеличить время решения явного решателя. Как для анализа аварии, так и для анализа NVH точный Представление жесткости сварного шва является наиболее важным. Это важно для точный расчет поглощения энергии конструкцией при динамическом аварийные нагрузки или режимы собственной частоты в модальном и гармоническом анализе.