Термитная сварка. Малкин Б.В., Воробьев А.А. 1963 | Библиотека: книги по архитектуре и строительству

В книге дано общее теоретическое обоснование термитных смесей, приведена методика расчета сварочного термита, изложена технология термитной сварки стыков рельсов и производства специальных частей трамвайного пути — крестовин и пересечений, а также кратко освещены вопросы использования термита в других отраслях народного хозяйства. Книга рассчитана на инженерно-технических работников мастеров и рабочих городского электротранспорта, занимающихся вопросами термитной сварки.

Введение

Глава 1. Сущность процесса термитной сварки
История развития производства термита и термитной сварки рельсов
Применение термитной сварки в трамвайных хозяйствах

Глава 2. Физико-химические и металлургические основы термитной сварки
Условия, необходимые для проведения термитной реакции
Термохимические реакции
Тепловой баланс термитных реакций
Продукты термитных реакций
Получение термитного металла заданного химического состава

Воспламеняющиеся средства, применяемые при проведении термитных реакций

Глава 3. Расчет состава термитной шихты
Компоненты термитной шихты
Состав термитной шихты
Методы расчета термитной шихты
Контроль состава сварочного термита

Глава 4. Технология производства железо-алюминиевого термита
Производство алюминиевого порошка
Обработка железной окалины
Подготовка стального наполнителя
Технологическая обработка и подготовка ферросплавов и других легирующих элементов, вводимых в термитную шихту
Технологические процессы изготовления термитных порций
Порции сварочного термита

Глава 5. Производство огнеупоров для термитной сварки

Требования, предъявляемые к огнеупорам
Конструкции сварочных форм, тиглей и моделей
Хранение и транспортировка огнеупоров

Глава 6. Технологические указания по сборке рельсовых стыков под сварку

Глава 7. Технологические процессы термитной сварки рельсовых стыков
Кузнечный способ термитной сварки
Термитная сварка рельсов способом промежуточного литья
Комбинированный способ термитной сварки стыков рельсов
Термитная сварка рельсов способом промежуточного литья, применяемая в ГДР
Технология термитной сварки промежуточным литьем с заливкой металла сверху по обе стороны от шейки
Сварка переходных рельсовых стыков

Глава 8. Термитная сварка крестовин и пересечений
Сборка и термитная сварка трамвайных глухих пересечений рельсов Т-65 (180х180)
Железнодорожные пересечения

Глава 9. Технологические процессы термитной сварки рельсов с высокомарганцовистыми спецчастями пути

Глава 10. Различные способы сварки рельсов
Электроконтактная сварка
Газопрессовая сварка стыков рельсов
Электродуговая сварка стыков рельсов
Электрошлаковая сварка стыков рельсов

Глава 11. Методы повышения прочности сварных рельсовых стыков
Механическая обработка
Термообработка
Комплектовка рельсов под сварку

Рекомендации по содержанию пути

Глава 12. Технико-экономические показатели термитной сварки рельсов

Глава 13. Краткие рекомендации по технике безопасности при термитной сварке рельсовых стыков

Глава 14. Применение термита в других отраслях народного хозяйства
Термитная сварка крупногабаритных деталей
Термитная сварка деталей из серого чугуна
Термитная сварка арматурных стержней
Сварка стыков труб высокого давления термитно-прессовым способом
Приварка стыковых соединений к рельсам
Приварка элементов заземления к металлоконструкциям
Термитно-муфельная сварка стальных проводов
Пайка

Термитная сварка многопроволочных проводов
Термитная сварка стыков узкоколейных рельсов
Термитная наплавка рельсов
Термитное стальное литье
Художественное антикоррозийное стальное литье

Литература

Введение

Одним из наиболее экономичных и надежных в работе видов общественного транспорта по-прежнему остается трамвай.

Основной элемент трамвайного хозяйства — путь, техническое состояние которого обусловливает работу трамвая.

Наличие бесстыкового сварного пути во многом улучшает работу трамвая: устраняется шум от удара колес по стыкам рельсов, уменьшаются затраты на содержание пути, повышается скорость движения трамвая, увеличивается межремонтный пробег подвижного состава и кардинально решается проблема борьбы с блуждающими токами. Все это свидетельствует о необходимости как можно скорее внедрить во всех трамвайных хозяйствах современную технологию сварки стыков рельсов. Применение устаревшей технологии термитной сварки стыков наносит экономический ущерб и заставляет некоторые хозяйства применять иные способы сварки с низкими прочностными данными.

Книга знакомит читателя с современными достижениями сварочной техники в области термитной сварки. Кроме того, в ней рассматриваются вопросы применения термитной сварки в других отраслях народного хозяйства.

Термитная сварка :: Книги по металлургии

Основным высококалорийным горючим, применяющимся в термитных смесях, является алюминий. После кислорода и крем­ния алюминий является самым распространенным элементом земной коры и составляет около 8% массы Земли (железо 4,7%).

Алюминий в тонкоизмельченном состоянии при нагревании на воздухе быстро окисляется, выделяя большое количество тепла, и образует окись алюминия А1₂Oз—прочное химическое соединение с температурой плавления 2050° и температурой кипения 2980°. Теплота образования окиси алюминия 378 ккал/моль.

Удельный вес алюминия 2,7 г/см^ъ при 20°; в расплавленном состоянии, при температуре 1000^°C — 2,35 г/см^г. Температура плав­ления технически чистого алюминия (99,5%)—659,8°; температу­ра кипения—2400°. Для окисления алюминия на 1,12 г металла требуется 1 г кислорода. При этом алюминий, сгорая, выделяет 714 кал тепла и развивает температуру до 3000°.

Принцип получения трудновосстанавливаемых металлов из их окислов впервые был выдвинут крупнейшим русским ученым-химиком, основоположником современной физической химии Н. Н. Бекетовым. В 1865 г. в своей докторской диссертации «Ис­следования над явлениями вытеснения одних элементов другими» Бекетов превратил этот принцип в научную теорию, заложив ос­нову алюминотермии. Он установил, что алюминий обладает очень большой активностью, соединяясь с кислородом, и что при опре­деленных условиях алюминий легко восстанавливает из окислов другие металлы, стоящие правее его в таблице напряжений хими­ческих элементов.

Сварочный термит состоит из порошкообразного металличе­ского алюминия и окислов железа в виде окалины (технологиче­ского отхода горячей обработки стали), а также различных при­садок, вводимых в шихту для легирования получаемой стали.

 

Какие условия необходимы для начала термитной реакции?

1. Термитная шихта должна быть рассчитана так, чтобы в ходе реакции выделилось необходимое количество тепла для расплавления и перегрева конечных продуктов термитной реакции.

2. Компоненты термитной шихты: алюминиевый порошок и оки­слы железа должны быть мелких фракций и тщательно переме­шаны.

3. Для начала термитной реакции в любой точке термитной шихты необходимо создать температурный толчок не ниже 1350°, после чего термитная реакция быстро распространится на всю шихту.

В результате термитной реакции, которая в течение 15—30 сек. протекает очень активно, образуются металл (около 50% от пер­воначального веса термитной шихты) и шлак.

В процессе термитной реакции часть тепла расходуется на на­гревание стенок тигля, лучеиспускание и т. д. Однако, несмотря на это, количество выделяющегося тепла достаточно для того, чтобы расплавить шихту и перегреть продукты реакции—жидкий металл и шлак—до 2600—2700°. Это обусловливает возможность получения чистого металла, так как благодаря значительной раз­нице в удельных весах жидкий шлак всплывает на поверхность, а металл опускается на дгго тигля.

Качество термитного металла определяется физико-химически­ми свойствами компонентов шихты.

Для получения металла (стали) нужного химического состава в шихту вводят в измельченном состоянии легирующие матери­алы: ферромарганец, ферромолибден, ферротитан, феррованадий, углерод и т. д.

Измельчзнная легирующая присадка закладывается в тигель вместе с термитными компонентами.

Участие легирующих элементов в термитной реакции—очень многообразно: они легируют термитную сталь, раскисляют и ра­финируют ее. Кроме того, они частично теряются—испаряются и переходят в шлак.

Ценные ферросплавы (ферротитан, феррованадий и др.) повышают прочность термитной стали, так как в ходе реакции, находясь в'» жидком состоянии, они образуют карбидную фазу ти­тана и ванадия. Наличие в стали перечисленных карбидов уве­личивает ее мелкозернистость, повышает твердость и т. п.

Длительность термитной реакции от момента зажигания тер­мита до ее окончания и полного отделения металла от шлака на­ходится в прямой зависимости от количества сжигаемого тер­мита и колеблется от 15 до 40—50 сек.

При одновременном сжигании больших количеств термита ре­акция протекает с относительно небольшими потерями тепла.

Термитные смеси в зависимости от их назначения можно ус­ловно разделить на следующие группы:

1) элементарная термитная смесь — железная окалина плюс алюминиевый порошок в стехиометрическом соотношении;

2) термит для сварки рельсовых стыков. В шихту вводится стальной наполнитель—мелкие кусочки малоуглеродистой прово^ локи или стальная малоуглеродистая стружка, ферромарганец и порошкообразный графит;

3) термит для сварки легированных сталей. В качестве при­садки используются ферротитан, феррованадий и др.;

4) термит для сварки чугуна. В присадку вводится значитель­ное количество кремния. Марганец исключается. Высокое содер­жание кремния в термитном металле способствует выделению графита в сварочной и переходной зонах и обеспечивает получе­ние достаточно прочных сварных соединений;

5) термит для сварки высокомарганцовистых сталей. В этот термит вводится увеличенное количество марганца и углерода в виде ферромарганца и чугунной стружки;

6) специальные термиты — пиротехнические, для наварки пода в металлургических печах, уменьшения усадочных раковин в слит­ках, вторичного дробления минералов и руд, изготовления термитных брикетов и т. п.

 

1. История развития производства термита и термитной сварки рельсов

В Москве термитную сварку впервые применили в 1915 г., когда было сварено 126 стыков. В 1918 г. сварили еще 151 стык. С 1923 г. в трамвайных путях столицы начинают регулярно варить стыки термитом. До 1925 г. стыки сваривали импортным терми­том. В 1925 г. на Московском термитно-стрелочном заводе инже­нером М. А. Карасевым было налажено промышленное производ­ство термита.

М. А. Карасев внес крупный вклад в развитие алюминотер­мии, организовав на базе отечественной технологии выпуск тер­митных смесей для народного хозяйства. Он предложил рацио­нальные способы производства алюминиевого порошка и термита. Ему были выданы авторские свидетельства на «аппарат для по­лучения зерноволокнистого алюминия», «шаровой мельницы для производства алюминиевого порошка», «механической нагрева­тельной печи для обжига железной обсечки и окалины при изго­товлении термита» и т. п.

В последующие годы в путях московского трамвая было сва­рено термитом свыше 100 000 стыков.

Сварка производилась двумя способами: комбинированным и врасклинку. Ввиду того, что стыки, свариваемые последним спо­собом, Часто выходили из строя, к 1931 г. этот способ перестали применять. Вместо него начали внедрять способ сварки промежу­точным литьем. Одновременно начали применять способ сварки «дуплекс» (способ промежуточного литья с последующим прессо­ванием). Однако этот способ не получил широкого распростране­ния из-за сложности технологического процесса.

Качество сварки термитных стыков за первые 10 лет ежегод­но улучшалось, и количество лопнувших (в течение года) стыков в среднем не превышало 0,8%.

Применение отечественного термита для сварки рельсовых стыков показало его превосходство перед импортировавшимся тер­митом. В стыках рельсов, сваренных отечественным термитом, значительно меньше процент брака. Это подтверждают резуль­таты эксплуатации первой очереди Московского метрополитена. Так, например, каждый рельсовый стык на участке Сокольники— Парк культуры в 1938 г. выдержал 13,4 млн. ударов с грузона­пряженностью 53 млн. т-км.

В 1936 г. вышло из строя 0,17% от количества эксплуатируе­мых в путях стыков, в 1937 и 1938 г. — по 0,5%.

Из приведенного количества выбывших из строя стыков 75% разрушились из-за наличия болтовых отверстий в зоне сварки.

В эти же годы термит стали внедрять в другие отрасли народ­ного хозяйства. В частности, была разработана и успешно осу­ществлена термитная сварка стыков легированных труб первого прямоточного котла высокого давления; начали применять также термитную сварку для ремонта крупногабаритных стальных де­талей: валов, колонн и т. п.

Термитная сварка

Технология создания и применения термитных составов в производственных процессах.

 

 

Малкин Б.В., Воробьев А.А. «Термитная сварка» МинКоммунхоз, 1963 год, 105 стр., (1,2 мб djvu)

Авторы книги исследуют теоретические и практические методы создания и применения термитных составов в производственных процессах. Раскрываются принципы и методы расчета термита для сварочных работ, рассмотрены технические приемы выполнения термитной сварки стыковых соединений рельсов и производства специальных частей трамвайного пути — крестовин и пересечений.

Книга так же информирует по основным направлениям промышленного производства, где используется термитная сварка. Издание расчитано на инженеров и технических работников, обслуживающий персонал городского электротранспорта, в рабочем процессе которых применяется термитная сварка.
Скачать бесплатно

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I. Сущность процесса термитной сварки
1. История развития производства термита и термитной сварки рельсов
2. Применение термитной сварки в трамвайных хозяйствах

Глава II. Физико-химические и металлургические основы термитной сварки
1. Условия, необходимые для проведения термитной реакции
2. Термохимические реакции
3. Тепловой баланс термитных реакций
4. Продукты термитных реакций
5. Получение термитного металла заданного химического состава
6. Воспламеняющие средства, применяемые при проведении термитных реакций

Глава III. Расчет состава термитной шихты
1. Компоненты термитной шихты
2. Состав термитной стали
3. Методы расчета термитной шихты
4. Контроль состава сварочного термита

Глава IV. Технология производства железо-алюминиевого термита
1. Производство алюминиевого порошка
2. Обработка железной окалины
3. Подготовка стального наполнителя
4. Технологическая обработка и подготовка ферросплавов и других легирующих элементов, вводимых в термитную шихту
5. Технологические процессы изготовления термитных порций
6. Порции сварочного термита

Глава V. Производство огнеупоров для термитной сварки
1. Требования, предъявляемые к огнеупорам
2. Конструкции сварочных форм, тиглей и моделей
3. Хранение и транспортировка огнеупоров

Глава VI. Технологические указания по сборке рельсовых стыков под сварку

Г л а в а VII. Технологические процессы термитной сварки рельсовых стыков
1. Кузнечный способ термитной сварки
2. Термитная сварка стыков рельсов способом промежуточного литья
3. Комбинированный способ термитной сварки стыков рельсов
4. Термитная сварка рельсов способом промежуточного литья
5. Технология термитной сварки промежуточным литьем с заливкой металла сверху по обе стороны от шейки
6. Сварка переходных рельсовых стыков

Глава VIII. Термитная сварка крестовин и пересечений
1. Сборка и термитная сварка трамвайных глухих пересечений рельсов Т-65 (180 X1180)
2. Железнодорожные пересечения.

Глава IX. Технологические процессы термитной сварки рельсов с высокомарганцовистыми спецчастями пути.

Глава X. Различные способы сварки рельсов
1. Электроконтактная сварка
2. Газопрессовая сварка стыков рельсов.
3. Электродуговая сварка стыков рельсов.
4. Электрошлаковая сварка стыков рельсов.

Глава XI. Методы повышения прочности сварных рельсовых стыков
1. Механическая обработка
2. Термообработка
3. Комплектовка рельсов под сварку
4. Рекомендации по содержанию путни.

Глава XII. Технико-экономические показатели термитной сварки рельсов

Глава XIII. Краткие рекомендации по технике безопасности при термитной сварке рельсовых стыков

Глава XIV. Применение термита в других отраслях народного хозяйства
1. Термитная сварка крупногабаритных деталей
2. Термитная сварка деталей из серого чугуна
3. Термитная сварка арматурных стержней
4. Сварка стыков труб зысокого давления термитно-прессовым способом
5. Приварка стыковых соединений к рельсам
6. Приварка элементов заземления к металлоконструкциям
7. Термитно-муфельная сварка’ стальных проводов
8. Пайка
9. Термитная сварка многопроволочных проводов
10. Термитная сварка стыков узкоколейных рельсов
11. Термитная наплавка рельсов
12. Термитное стальное литье .
13. Художественное антикоррозийное стальное литье
Литература

Похожая литература

Термитная сварка (Б.В. Малкин )

Термитная сварка (Б.В. Малкин )

Подробности

Категория: Сварка

Год выпуска: 1963
Автор: Б.В. Малкин ., А.А. Воробьев
Жанр: Технические науки
Издательство:  Министерства коммунального хозяйства РСФСР
Язык: Русский
Формат: DJVU
Количество страниц: 102

В книге дано общее теоретическое обоснование термитных смесей, приведена методика расчета сварочного термита, изложена технология термитной сварки стыков рельсов и производства специальных частей трамвайного пути — крестовин и пересечений, а также кратко освещены вопросы использования термита в других отраслях народного хозяйства.

Книга рассчитана на инженерно-технических работников мастеров и рабочих городского электротранспорта, занимаю-щихся вопросами термитной сварки.

 

Скачать

 

Одним из наиболее экономичных и надежных в работе видов общественного транспорта по-прежнему остается трамвай.

Основной элемент трамвайного хозяйства — путь, техническое состояние которого обусловливает работу трамвая.

Наличие бесстыкового сварного пути во многом улучшает работу трамвая: устраняется шум от удара колес по стыкам рельсов, уменьшаются затраты на содержание пути, повышается скорость движения трамвая, увеличивается межремонтный пробег подвижного состава и кардинально решается проблема борьбы с блуждающими токами. Все это свидетельствует о необходимости как можно скорее внедрить во всех трамвайных хозяйствах современную технологию сварки стыков рельсов. Применение устаревшей технологии термитной сварки стыков наносит экономический ущерб и заставляет некоторые хозяйства применять иные способы сварки с низкими прочностными данными.

Книга знакомит читателя с современными достижениями сварочной техники в области термитной сварки. Кроме того, в ней рассматриваются вопросы применения термитной сварки в других отраслях народного хозяйства.

 

Книга Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка — читать онлайн

Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка

Составитель Юрий Подольский

Введение

Сварка является одним из ведущих технологических процессов изготовления, упрочнения и ремонта строительных конструкций, трубопроводов, машин и механизмов, транспортных средств и прочих промышленных и бытовых изделий. Использование технологических приемов сварки очень эффективно и при резке металлов. Исторически сварка известна человечеству со времен использования меди, серебра, золота и особенно железа, при получении которого выполняли проковку, т. е. сваривание криц (кусочков технически чистого железа). Это и есть первый (и до недавнего времени основной) способ сварки – кузнечная сварка металла.

Газовая сварка появилась в конце XIX века после разработки промышленного способа производства карбида кальция путем спекания кокса с негашеной известью (1893–1895). Из карбида легко получается горючий газ – ацетилен, который и применяется при газовой сварке. Первые газовые горелки появились в 1900 г., а с 1906 г. ацетиленокислородная сварка получила промышленное применение. До 1950 г. газосварка называлась автогенной – по названию процесса автоматической генерации, т. е. получения ацетилена из карбида кальция при взаимодействии с водой в газогенераторе. До настоящего времени она применяется весьма широко как в производстве, так и при ремонте металлоизделий, а в ряде случаев является и единственно возможным способом сварки.

Наиболее же распространена в производстве и в быту электродуговая сварка – отечественное, кстати, изобретение. Впервые электрический дуговой разряд был выявлен профессором физики Петербургской медико-хирургической академии Василием Владимировичем Петровым в 1802 г. Через 80 лет (в 1882 г.) российский инженер Николай Николаевич Бенардос, работая со свинцовыми аккумуляторными батареями, открыл способ сварки неплавящим угольным электродом. Он же освоил технологию сварки свинцовых пластин, разработал способы сварки металла в среде защитного газа и электродуговой резки металла. Бенардос назвал свое изобретение «Электрогефест». В греческой мифологии бог Гефест – покровитель кузнецов, и этим названием ученый объединил наследие античных мастеров кузнечной сварки с новейшими технологическими достижениями и открытиями.

В 1888 г. другой российский инженер Николай Гаврилович Славянов разработал способ сварки плавящим электродом. Дальнейшую работу по разработке сварочных методик Славянов и Бенардос выполняли вместе. С 1890 по 1892 г. по их технологии в Российской империи было отремонтировано с высоким качеством 1631 изделие общим весом свыше 17 тыс. пудов, в основном чугунные и бронзовые детали. Они даже разработали проект ремонта Царь-колокола, но «благодаря» высочайшему запрету это чудо литейного искусства так ни разу и не зазвонило. Известный мостостроитель академик Евгений Оскарович Патон, предвидя огромную роль электросварки в мостостроении и в других отраслях хозяйства, в 1929 г. резко сменил поле своей научной деятельности и организовал в Киеве сначала лабораторию, а позднее первый в мире институт электросварки. Им было разработано и предложено много новых и эффективных технологических процессов электросварки. В годы войны под его руководством были разработаны технология и автоматические стенды для сварки под слоем флюса башен и корпусов танков, самоходных орудий, авиабомб.

В настоящее время широкое развитие получили такие способы сварки, как плазменная и электронно-лучевая, контактная и электрошлаковая, сварка под водой и в космосе, порошковыми материалами и др. Многие из них были разработаны именно в Институте электросварки имени Е. О. Патона.

Основы

теории сварочных процессов

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании. Именно так определяет сварку ГОСТ 2601-84. Это определение относится к металлам, неметаллическим материалам (пластмассы, стекло и т. д.) и к их сочетаниям.

Классификация видов сварки

Сварка металлов, согласно ГОСТ 19521-74, классифицируется по основным физическим, техническим и технологическим признакам.

Физические признаки, в зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, подразделяются на три класса: термический (плавление с использованием тепловой энергии), термомеханический (использование тепловой энергии и давления) и механический (сварка при помощи механической энергии и давления). К техническим признакам относятся: способ защиты металла в сварочной зоне, непрерывность сварки и степень механизации процесса. Технологические признаки установлены для каждого способа сварки отдельно.

К механическому

классу

относят

сварку взрывом

, при которой атомы свариваемых изделий сближаются за счет энергии, выделяемой при взрыве;

холод

ную сварку

пластической деформацией свариваемых металлов в зоне стыка под воздействием механического усилия и

ультразву

ковую сварку

– соединение металлов энергией ультразвуковых колебаний.

Термоме

ханический класс

содержит больше видов.

Диффузионная сварка

осуществляется за счет взаимного проникновения атомов свариваемых изделий (диффузии) при повышенной температуре в вакуумной установке.

Сварка высокочастотными

токами

осуществляется благодаря пластическому деформированию свариваемых изделий, предварительно нагретых высокочастотным током, проходящим между ними. При

сварке трение

м

сближают торцы вращающихся вокруг своих осей заготовок; от трения друг о друга торцы деталей сильно разогреваются, а при остановке вращения под большим давлением образуется качественное неразъемное соединение.

К термомеханическому классу относятся и разновидности

контактной сварки

.

Стыковую контактную сварку непрерывным оплавлением применяют для соединения заготовок сечением до 0,1 м. Типичными изделиями являются элементы трубчатых конструкций, колеса, рельсы, железобетонная арматура, листы, трубы. Плавление током металла ведется в постоянном или периодическом режиме, одновременно со сближением заготовок, которые в процессе оплавления укорачиваются на заданный припуск. При рельефной контактной сварке на заготовках предварительно создают рельефы – локальные возвышения на поверхности размером несколько миллиметров в диаметре. При контактной сварке таких деталей рельефы расплавляются проходящим через них сварочным током, выдавливаются оксиды и загрязнения.

Ввиду сложной технологии и необходимости использования дорогого оборудования вышеописанные виды сварки получили исключительно промышленное применение. Из видов этого класса в кустарном производстве применяются кузнечная и точечная контактная сварки. При

точеч

ной сварке

детали зажимают в электродах сварочной машины или специальных сварочных клещах. После этого между электродами начинает протекать большой ток, который разогревает металл деталей в месте их контакта до температур плавления. Затем ток отключается и осуществляется «проковка» за счет увеличения силы сжатия электродов. Металл кристаллизуется при сжатых электродах, образуя сварное соединение[1].

Кузнечная сварка

осуществляется за счет возникновения в раскаленном металле межатомных связей при пластическом деформировании ковочным молотом. В настоящее время в промышленности практически не используется, но применяется в мелкосерийном и кустарном производстве[2].

Термитная сварка и резка металла — Сварочные работы. Практическое пособие — Юрий Федорович Подольский — Ogrik2.ru

• Научная и техническая литература
  • Бизнес (589)
  • Военно-историческая литература (457)
  • Гуманитарные науки и искусство (258)
  • Иностранные языки (27)
  • Медицина (64)
  • Научно-популярная литература (457)
  • Нормативная документация (22)
  • Техническая литература (21)
  • Точные и естественные науки (44)
  • Учебники (75)
  • Энциклопедии и словари (32)
• Компьютерная литература
  • Веб-дизайн (1)
  • Программирование (55)
• Разное
  • Историография (607)
  • Кулинария (217)
  • На досуге (144)
  • Настольные игры и Поделки (5)
  • Нетрадиционная медицина (292)
  • Образование, воспитание и развитие детей (29)
  • Популярная психология (794)
  • Публицистика (442)
  • Религиозная литература (310)
  • Сад, огород, животноводство (148)
  • Спорт и Боевые искусства (63)
  • Строительство и ремонт (81)
  • Эзотерика (243)
• Художественная литература
  • 1001 обязательная книга (597)
  • Библиотеки (314)
  • Боевики (188)
  • Детективы (1102)
  • Детская, подростковая литература (750)
  • Исторические книги (161)
  • Классика, современная проза и поэзия (1332)
  • Любовный роман (192)
  • Мистика, ужасы (226)
  • Многоавторские сборники (11997)
  • Приключенческая литература (203)
  • Сатира, юмор (121)
  • Собрания книг иностранных авторов (1155)
  • Собрания книг русскоязычных авторов (3742)
  • Фантастика, фэнтези (3816)

Книга Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка

Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка

Составитель Юрий Подольский

Введение

Сварка является одним из ведущих технологических процессов изготовления, упрочнения и ремонта строительных конструкций, трубопроводов, машин и механизмов, транспортных средств и прочих промышленных и бытовых изделий. Использование технологических приемов сварки очень эффективно и при резке металлов. Исторически сварка известна человечеству со времен использования меди, серебра, золота и особенно железа, при получении которого выполняли проковку, т. е. сваривание криц (кусочков технически чистого железа). Это и есть первый (и до недавнего времени основной) способ сварки – кузнечная сварка металла.

Газовая сварка появилась в конце XIX века после разработки промышленного способа производства карбида кальция путем спекания кокса с негашеной известью (1893–1895). Из карбида легко получается горючий газ – ацетилен, который и применяется при газовой сварке. Первые газовые горелки появились в 1900 г., а с 1906 г. ацетиленокислородная сварка получила промышленное применение. До 1950 г. газосварка называлась автогенной – по названию процесса автоматической генерации, т. е. получения ацетилена из карбида кальция при взаимодействии с водой в газогенераторе. До настоящего времени она применяется весьма широко как в производстве, так и при ремонте металлоизделий, а в ряде случаев является и единственно возможным способом сварки.

Наиболее же распространена в производстве и в быту электродуговая сварка – отечественное, кстати, изобретение. Впервые электрический дуговой разряд был выявлен профессором физики Петербургской медико-хирургической академии Василием Владимировичем Петровым в 1802 г. Через 80 лет (в 1882 г.) российский инженер Николай Николаевич Бенардос, работая со свинцовыми аккумуляторными батареями, открыл способ сварки неплавящим угольным электродом. Он же освоил технологию сварки свинцовых пластин, разработал способы сварки металла в среде защитного газа и электродуговой резки металла. Бенардос назвал свое изобретение «Электрогефест». В греческой мифологии бог Гефест – покровитель кузнецов, и этим названием ученый объединил наследие античных мастеров кузнечной сварки с новейшими технологическими достижениями и открытиями.

В 1888 г. другой российский инженер Николай Гаврилович Славянов разработал способ сварки плавящим электродом. Дальнейшую работу по разработке сварочных методик Славянов и Бенардос выполняли вместе. С 1890 по 1892 г. по их технологии в Российской империи было отремонтировано с высоким качеством 1631 изделие общим весом свыше 17 тыс. пудов, в основном чугунные и бронзовые детали. Они даже разработали проект ремонта Царь-колокола, но «благодаря» высочайшему запрету это чудо литейного искусства так ни разу и не зазвонило. Известный мостостроитель академик Евгений Оскарович Патон, предвидя огромную роль электросварки в мостостроении и в других отраслях хозяйства, в 1929 г. резко сменил поле своей научной деятельности и организовал в Киеве сначала лабораторию, а позднее первый в мире институт электросварки. Им было разработано и предложено много новых и эффективных технологических процессов электросварки. В годы войны под его руководством были разработаны технология и автоматические стенды для сварки под слоем флюса башен и корпусов танков, самоходных орудий, авиабомб.

В настоящее время широкое развитие получили такие способы сварки, как плазменная и электронно-лучевая, контактная и электрошлаковая, сварка под водой и в космосе, порошковыми материалами и др. Многие из них были разработаны именно в Институте электросварки имени Е. О. Патона.

Основы

теории сварочных процессов

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании. Именно так определяет сварку ГОСТ 2601-84. Это определение относится к металлам, неметаллическим материалам (пластмассы, стекло и т. д.) и к их сочетаниям.

Классификация видов сварки

Сварка металлов, согласно ГОСТ 19521-74, классифицируется по основным физическим, техническим и технологическим признакам.

Физические признаки, в зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, подразделяются на три класса: термический (плавление с использованием тепловой энергии), термомеханический (использование тепловой энергии и давления) и механический (сварка при помощи механической энергии и давления). К техническим признакам относятся: способ защиты металла в сварочной зоне, непрерывность сварки и степень механизации процесса. Технологические признаки установлены для каждого способа сварки отдельно.

К механическому

классу

относят

сварку взрывом

, при которой атомы свариваемых изделий сближаются за счет энергии, выделяемой при взрыве;

холод

ную сварку

пластической деформацией свариваемых металлов в зоне стыка под воздействием механического усилия и

ультразву

ковую сварку

– соединение металлов энергией ультразвуковых колебаний.

Термоме

ханический класс

содержит больше видов.

Диффузионная сварка

осуществляется за счет взаимного проникновения атомов свариваемых изделий (диффузии) при повышенной температуре в вакуумной установке.

Сварка высокочастотными

токами

осуществляется благодаря пластическому деформированию свариваемых изделий, предварительно нагретых высокочастотным током, проходящим между ними. При

сварке трение

м

сближают торцы вращающихся вокруг своих осей заготовок; от трения друг о друга торцы деталей сильно разогреваются, а при остановке вращения под большим давлением образуется качественное неразъемное соединение.

К термомеханическому классу относятся и разновидности

контактной сварки

.

Стыковую контактную сварку непрерывным оплавлением применяют для соединения заготовок сечением до 0,1 м. Типичными изделиями являются элементы трубчатых конструкций, колеса, рельсы, железобетонная арматура, листы, трубы. Плавление током металла ведется в постоянном или периодическом режиме, одновременно со сближением заготовок, которые в процессе оплавления укорачиваются на заданный припуск. При рельефной контактной сварке на заготовках предварительно создают рельефы – локальные возвышения на поверхности размером несколько миллиметров в диаметре. При контактной сварке таких деталей рельефы расплавляются проходящим через них сварочным током, выдавливаются оксиды и загрязнения.

Ввиду сложной технологии и необходимости использования дорогого оборудования вышеописанные виды сварки получили исключительно промышленное применение. Из видов этого класса в кустарном производстве применяются кузнечная и точечная контактная сварки. При

точеч

ной сварке

детали зажимают в электродах сварочной машины или специальных сварочных клещах. После этого между электродами начинает протекать большой ток, который разогревает металл деталей в месте их контакта до температур плавления. Затем ток отключается и осуществляется «проковка» за счет увеличения силы сжатия электродов. Металл кристаллизуется при сжатых электродах, образуя сварное соединение[1].

Кузнечная сварка

осуществляется за счет возникновения в раскаленном металле межатомных связей при пластическом деформировании ковочным молотом. В настоящее время в промышленности практически не используется, но применяется в мелкосерийном и кустарном производстве[2].