Никому не стоит рассказывать о том, что в жизни человека металл имеет огромное значение, это и так очевидно. Каждый вид металла принято оценивать по таким параметрам как срок службы, твердость и технология обработки. Металлические конструкции незаменимы в тех случаях, когда другие материалы не способны выдерживать предполагаемую нагрузку. Поэтому человечество научилось резать, обрабатывать и сваривать металлы. Сварка представляет собой один из важнейших процессов в большинстве промышленных отраслей. Сварка стала величайшим открытием в жизни человека и в истории человечества в целом. С ее помощью создано огромное количество средств производства, инструментов и т.п.

Индивидуальное и производственное использование сварки

Очевидно, что сварочные работы в быту человека играют неоценимую важность. Доступность инструментов и материалов для сварки позволяет людям открывать небольшие цеха по производству дверей, ворот, ограждений, окон, станции по ремонту автомобилей и другой техники, где требуется сварочные соединения металлических конструкций. Необходимо также заметить, что при помощи технологии сваривания можно соединять не только конструкции из металла, но из различных полимерных материалов. При этом достигает высочайшая степень прочности соединения.

Сейчас сварочному делу может научиться практически каждый желающий. Для этого существуют различные обучающие курсы и курсы для повышения квалификацию. Спрос на такие работы никогда не будет утрачен, так как все металлоконструкции тоже имеют срок годности, а, следовательно, нуждаются в ремонте. В современном производстве происходит постепенное внедрение сварки с использованием лазерного луча, что выведет производство на новый уровень.

Лучевые способы сварки

Электронно-лучевая сварка.

Сущность процесса состоит в том, что свариваемые детали, собранные без зазора, помещают в вакуумную камеру и подают на них электродный луч – пучок электронов, движущихся с большой скоростью. При соударении с изделием электроны тормозятся, их кинетическая энергия переходит в тепловую энергию и расплавляет металл. Температура в месте соударения достигает 5000…6000 0 С. Перемещая электронный луч вдоль стыка, получают сварной шов.

Электроны, испускаемые катодом  электронной пушки, формируются в пучок электродом, расположенным непосредственно за катодом, ускоряются под действием разности потенциалов между катодом и анодом, составляющей 20…150 кВ и выше, затем фокусируются в виде луча и направляются специальной отклоняющей магнитной системой на обрабатываемое изделие. На формирующий электрод подается отрицательный или нулевой по отношению к катоду потенциал. Фокусировкой достигается высокая удельная мощность луча. Ток электронного луча невелик – от нескольких миллиампер до единиц ампер.

Процессу электронно-лучевой сварки присущи две характерные особенности:

-сварка протекает в вакууме, обеспечивается получение зеркально чистой поверхности и дегазация расплавленного металла;

-интенсивность нагрева очень велика, что обеспечивает быстрое плавление и затвердевание металла. Шов получается мелкозернистый с высокими механическими свойствами, с минимальной шириной, что позволяет сваривать сплавы, чувствительные к нагреву.

Электронно-лучевой сваркой изготовляют детали из тугоплавких, химически активных металлов и их сплавов , а также алюминиевых и титановых сплавов и высоколегированных сталей. Металлы и сплавы можно сваривать в однородных и разнородных сочетаниях, со значительной разностью толщин , температур плавления.

Лазерная сварка.

Лазерная сварка – способ сварки плавлением, при которых металл нагревают излучением лазера. Основными параметрами режимов лазерной обработки являются мощность излучения, диаметр пятна фокусировки, скорость перемещения обрабатываемого материала относительно луча.

Преимуществом лазерной сварки является быстрый точечный нагрев металла до плавления. Интенсивный сосредоточенный нагрев обуславливает и чрезвычайно большую скорость охлаждения после прекращения воздействия луча. Это позволяет свести к минимуму ширину околошовной зоны, сварочные напряжения и деформации. Механизм процессов при лазерной сварке схож с электронно-лучевой сваркой, но не обязательно вакуумировать изделие. Лазером сваривают преимущественно толщины до 1 мм.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И СПОСОБЫ СВАРКИ

Сварка это процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. В настоящее время создано очень много методов сварки. Все известные виды сварки принято классифицировать по основным физическим, техническим и технологическим признакам. По физическим признакам, в зависимости от формы используемой энергии, предусматриваются три вида сварки: термическая сварка, термомеханическая сварка и механическая сварка.

Термический вид сварки включает все методы с использованием тепловой энергии .

Термомеханический вид объединяет все методы сварки, при которых используются давление и тепловая энергия

Механический вид включает методы сварки, осуществляемые с помощью механической энергии .

Методы сварки классифицируются по следующим техническим признакам:

• по типу защитного газа ;

• по способу защиты металла в зоне сварки ;

• по степени механизации ;

• по характеру защиты металла в зоне сварки.

Искусственный интеллект увеличивает прочность контактной сварки

В Томском политехническом университете нашли способ с помощью компьютера и специальной программы значительно увеличить точность выполнения и прочность контактного сварного шва. Пресс-служба учебного заведения сообщает, что разрабатываемый метод может быть применен на предприятиях производящих корпуса для кораблей, самолетов, автомобилей и другой крупногабаритной техники. Применение этого метода также позволяет фиксировать сваркой крайние витки спирально-навитых прокладок после их профилирования.

Автором метода является Борис Пякилль, ассистент кафедры интегрированных компьютерных систем управления ТПУ. По его мнению, в настоящее время роботы-сварщики в промышленном производстве используют чрезвычайно упрощенный «рецепт» для проведения контактной сварки.

В таблице режимов сварочного аппарата указывается рекомендованное время сварки и сила сварного тока для разных металлов. Однако в такой таблице невозможно учесть все факторы, влияющие на проведение сварочных операций. Это:

• процентный состав сплава и другие свойства металла;
• качество подготовки поверхностей свариваемых деталей;
• величину напряжения в точке сварки;
• внешние условия.

Все это оказывает значительное влияние на качество получаемого сварного соединения.

Понятно, что табличный метод установки сварочных режимов не позволит учесть все внешние факторы и особенности материала. Поэтому автор предложил другой путь для определения оптимальной длительности сварки и силы тока на выходе сварочного аппарата.

Метод предполагает сосредоточиться не на особенностях материала, а на характере изменения напряжения на выходе сварочного аппарата. Известно, что в ходе проведения контактной сварки значение сопротивления между электродами зависит не только от вида металла, но и от наличия в нем примесей. А также от характера подготовки точки сварки и от температуры свариваемых поверхностей.

Изменение сопротивления в свою очередь приводят к флуктуациям напряжения на выходе аппарата. Отследить эти изменения, можно установив простейший датчик внутри сварочного аппарата.

Далее предлагается подключить к сварочному роботу компьютер с программой, анализирующей изменения напряжения между электродами. На основании анализа этих данных в сварочный аппарат будет подаваться управляющий сигнал на корректировку режима сварки. Преимущество метода в высокой скорости реакции аппарата на изменившиеся условия сварки.

Источники: vse-o-trubah.ru, weldering.com, allinminecraft.ru, allrefs.net, www.svartex.ru, remoskop.ru, www.tmz-zavod.ru