Оборудование для сварки и резки

Сегодня вряд ли найдется человек, который не знает термина сварка и не видел результатов применения этого процесса. Сварка, что же скрывается за этим термином? Если говорить строго техническим языком, то сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. В промышленности, строительстве и на транспорте в широких масштабах применяются различные способы сварки, наплавки, пайки, склеивания и других смежных процессов.

Способность металлов свариваться открыта человеком еще в период первоначального освоения этих материалов, в каменном веке, значительно раньше, чем появилась металлургия. Первоначально древние мастера использовали самородки таких металлов, как золото, серебро, медь, чтобы отковать из них скребки, лезвия, пластины. Естественно, что нередко размер исходной заготовки не удовлетворял мастеров. Необходимость увеличения размеров изделия привела к «открытию», видимо, первого способа сварки, поставленного на службу человека – холодной сварки, когда пластичные металлы соединяются между собой без нагрева путем приложения деформирующих усилий. В те далекие времена этот способ особенно пригодился для работы с золотом – металлом, обладающим хорошей пластичностью и имеющим тонкую оксидную пленку.

Практически одновременно с «электрогефестом» родился еще один вид электросварки – контактная сварка. В процессе исследований, которые привели к установлению в 1856 г. известного закона, английский физик Дж.П. Джоуль заметил, что скрученные концы проволочек, через которые протекает электрический ток, раскаляются и сплавляются между собой. Но новые способы получения соединений его не интересовали. Только через девять лет джоулева теплота была специально применена англичанином Ф. Уальдом для сварки брусков небольшого сечения сварочным аппаратом. Он получил патент на способ соединения с помощью электричества и сдавливания.

Оборудование для сварки и резки.

Применение различных способов сварки, сложность процесса, используемые основные и сварочные материалы предопределили многообразие оборудования для производства сварных конструкций.

В первом приближении можно выделить следующие группы оборудования:

— для изготовления деталей сварных конструкций; — для сборки сварных конструкций; — сварочное; — механическое; — для отделочных операций; — для контроля и испытаний сварных конструкций.

К оборудованию для установки и перемещения сварочных аппаратов относят колонны и тележки. Колонны служат для установки и перемещения сварочных аппаратов при автоматической и полуавтоматической сварке. Колонны представляют собой стойку, по которой в вертикальном направлении перемещается каретка. К каретке при помощи различных приспособлений могут крепиться сварочные аппараты.

Это обеспечивает горизонтальное и вертикальное перемещение сварочного аппарата и сварку прямолинейных и кольцевых швов. В большинстве случаев сварочные колонны выполняют поворотными с ручным или электромеханическим приводом.

Электрическая дуга представляет собой один из видов устойчивого электрического разряда через газовый промежуток. Этот разряд характеризуется высокими плотностью тока и температурой. Ток при этом протекает через газ, находящийся между двумя электродами, присоединенными к источнику электрической энергии достаточной мощности и напряжения. Эти электроды называются полюсами дуги.

Электрод, являющийся отрицательным полюсом, называется катодом, а электрод, являющийся положительным полюсом, – анодом. При использовании переменного тока полярность сварочных электродов меняется с частотой, определяемой частотой тока, питающего дугу. В обычном состоянии газовые молекулы электрически нейтральны. Газ становится проводником тока в том случае, когда в нем появляются электрически заряженные частицы – электроны и ионы. Под действием напряжения, имеющегося между полюсами, электроны и отрицательно заряженные ионы (анионы) перемещаются к аноду, а положительно заряженные ионы (катионы) – к катоду. Этим обеспечивается перенос определенного количества электричества через газовый промежуток, т.е. протекание электрического тока в дуге. Электроны поступают в дуговой промежуток вследствие их эмиссии из катода и отрыва от молекул газа (пара) при превращении их в катионы. Анионы и катионы появляются в дуговом промежутке только в результате ионизации молекул газа.

Источником теплоты при различных вариантах дуговой сварки является электрическая дуга. В зависимости от способов включения электродов и заготовки в электрическую цепь, а также от материала и количества электродов различают следующие виды дуговой сварки:

* сварка плавящимся электродом дугой прямого действия (горящей между сварочным электродом и заготовкой) с одновременным расплавлением основного и электродного металлов, которые формируют сварочную ванну;
* сварка неплавящимся (графитовым или вольфрамовым) электродом дугой прямого действия – сварочная ванна формируется в основном за счет плавления основного металла, в отдельных случаях дополнительно может применяться присадочный материал;
* сварка дугой косвенного действия, горящей между электродами, как правило, неплавящимися; в этом случае заготовка не включена в электрическую цепь, и ее расплавление происходит за счет передачи теплоты от столба дуги к поверхности материала.