Смотрите статью в формате PDF

С незапамятных времен человечество боролось с проблемой объединения элементов из различных строительных материалов в одно функциональное целое. Первоначально они были очень примитивными узловатыми или клиновыми соединениями, но со временем использование все более современных материалов, адаптированных к более экстремальным условиям эксплуатации, требовало более высоких эксплуатационных параметров комбинаций этих материалов. Требования к технологии соединения развивались, принимая различные формы и формы. Все больше и больше передовых методов слияния начали группироваться и классифицироваться. Таким образом, основное разделение, которое в настоящее время функционирует, - это разделение на соединения элементов, которые не повреждены во время разъединения ( разъемные соединения , например, клин, паз, штифт, палец, резьбовые, упругие, трубчатые) и те, которые повреждены во время разъединения (неразъемные соединения) Например, сварные, паяные, сварные, термоусадочные, прессовые, клепаные). Как видите, соединения, выполненные с помощью сварочных технологий (сварка, сварка, пайка), доминируют среди неразделимых соединений. Конечно, со временем и прогрессом технологии сварки развились до нынешнего вида, во многих случаях очень продвинутые и сложные (например, лазерная, электронная и т. Д. Сварка).

Основное разделение Основные группы методов соединения с примерами методов сварки показаны на рис. 1. В случае сварки постоянное соединение достигается путем локального плавления основного материала (также называемого родительским или комбинированным), с добавлением связующего или без него, с теплом газового пламени, электрическая дуга, лазерный луч, электронный луч или теплота химической реакции восстановления оксидов железа алюминием (термитная сварка). В случае сварки сочетание материалов достигается путем прессования соединенных деталей без их нагрева или нагревания до состояния пластификации. В случае сварки всегда есть давление. В случае пайки используется дополнительный материал (припой) с более низкой температурой плавления, чем температура плавления связанных материалов. Мы видим, что метод создания соединения в каждой группе отличается. Следовательно, каждое соединение будет иметь совершенно другую геометрию (рисунок 2). Геометрия будет определять свойства соединений и принципы их конструкции в зависимости от выбранного метода соединения.

В каждом из трех вышеперечисленных Группы различаются многими методами, и каждая из них находит свое конкретное применение для изготовления неразделимых металлических соединений.

Вы должны знать, что не все строительные материалы подходят для создания соединений с использованием любой технологии сварки. Хотя нелегированная сталь, например, класса S355J2 + N, является очень свариваемым, свариваемым и продаваемым материалом, как друг с другом, так и с другими сталями с хорошей свариваемостью, например, комбинируя быстрорежущую инструментальную сталь друг с другом или соединяя сталь с Латунь нельзя изготовить сваркой, при этом пайка этих материальных систем не вызывает особых затруднений. Тем не менее, другие металлические материалы, такие как сплав ZnAl (известный), найденный в литейных ручках или оконных фитингах, нельзя сваривать, сваривать или паять. Ввиду вышесказанного, польский стандарт ввел следующее определение свариваемости (концепция, включающая свариваемость, свариваемость и продаваемость): «свариваемость выражает пригодность металла с заданной чувствительностью к соединению для образования соединения непрерывного металлического соединения с требуемым удобством использования в определенных условиях».

В строительно-монтажных работах сварка используется относительно редко, поэтому в следующих частях публикации мы сосредоточимся только на технологиях сварки и пайки.

Типы сварных швов, типы соединений. Структура сварного соединения в стыковом соединении с стыковым швом и в тройнике с угловым швом, а также метод определения толщины сварных швов показаны на рис. 3.

Сварные швы, в зависимости от типа, делятся на: лобные, паховые, дырочные и краевые. Торцевые сварные швы объединяют элементы таким образом, что сохраняется непрерывность поперечного сечения этих элементов (элемент расплавляется по всей толщине). В случае угловых сварных швов непрерывность поперечного сечения не сохраняется, и в сварном шве накопление напряжений значительно выше, чем в стыковых сварных швах. В зависимости от взаимного расположения деталей относительно друг друга, различают следующие типы соединений: стыковые, перекрывающие, угловые, дорсальные, Т-образные и поперечные соединения.

Техника сварки Независимо от метода сварки каждое соединение должно быть выполнено с помощью следующих шагов:

* подготовка кромок свариваемых деталей к сварке (скашивание кромок),

* чистка соединенных краев,

* подбор и привязка соединяемых частей конструкции.

Каждый из обычно используемых методов позволяет встраивать некоторый базовый материал на определенную глубину (в случае электрода, намотанного приблизительно на 8 мм, методы TIG до приблизительно 4 мм, методы MAG до приблизительно 12 мм). Если необходимо добиться полного переплава по всей толщине материала, значительно превышающего толщину максимальной глубины проникновения используемого метода сварки, необходимо наклонить края комбинированного материала, чтобы он мог расплавиться по всей толщине.

Способ скашивания кромок соединяемого материала зависит от способа сварки, толщины соединяемых деталей, формы соединения и типа свариваемого материала. Форма и размеры приведены в соответствующих стандартах (PN-EN ISO 9692-1: 2008).

Перед сваркой, а также перед любым другим процессом сварки, края швов и прилегающей металлической поверхности должны быть удалены от окалины, ржавчины, остатков смазок и красок, а материал должен быть тщательно высушен. Эта очистка направлена ​​на удаление потенциальных источников водорода, который является причиной пористости сварного шва. Наиболее распространенными методами очистки кромок комбинированных элементов являются чистка, шлифование и шлифование, а иногда (например, с помощью алюминиевых сплавов) обезжиривание и травление. Следует помнить, что для определенных групп материалов следует использовать специальные чистящие материалы, например, для высоколегированной нержавеющей стали можно использовать только щетки для этого вида стали. Кроме того, сварочные материалы, то есть защитные газы, не должны содержать влаги, а электроды и сварочные провода не должны быть ржавыми, влажными и т. Д.

Соединяемые элементы конструкции должны быть правильно расположены и отрегулированы в соответствии с требуемым расстоянием и в соответствии с технической документацией. Чтобы сохранить фиксированное положение деталей во время сварки, отдельные элементы чаще всего связаны друг с другом короткими сварными швами, которые называются прихваточными швами. В тех случаях, когда мы не можем допустить формирования сварочных деформаций, необходимо использовать анти-деформацию, то есть использовать предварительные деформации конструкции перед сваркой, чтобы сварочная деформация достигла заданной геометрии соединения. Иногда вместо анти-искажений сварные элементы фиксируются в специальном фиксирующем инструменте, который предотвращает образование сварочных деформаций.

Доктор Инь. Мацей Рожанский

Рис. 1. Группы методов соединения вместе с основными методами сварки.

Рис.2. Макроструктура (вид в поперечном разрезе) сварного соединения из меди (а), сварной латуни (б), припаянной стали (в).

Рис. 3. Структура стыкового соединения с стыковым швом толщиной t (a) и Т-образного соединения с двусторонним стыковым швом толщиной a (b).