Сварка давлением.
Способы
С. в твёрдой фазе дают сварное соединение, прочность к-рого иногда превышает
прочность осн. металла. Кроме того, в большинстве случаев при С. давлением
не происходит значит. изменений в хим. составе металла, т. к. металл либо
не нагревается, либо нагревается незначительно. Это делает способы С. давлением
незаменимыми в ряде отраслей пром-сти (электротехнич., электронной, космич.
и др.).
Холодная С. выполняется без
применения нагрева, одним только приложением давления, создающим значит.
пластич. деформацию (до состояния текучести), к-рая должна быть не ниже
определённого значения, характерного для данного металла. Перед С. требуется
тщательная обработка и очистка соединяемых поверхностей (осуществляется
обычно механич. путём, напр. вращающимися проволочными щётками). Этот способ
С. достаточно универсален, пригоден для соединения мн. металлич. изделий
(проводов, стержней, полос, тонкостенных труб и оболочек) и неметал-лич.
материалов, обладающих достаточной пластичностью (смолы, пластмассы, стекло
и
т. п.). Перспективно применение холодной С. в космосе.
Для С. можно использовать
механич. энергию трения. С. трением осуществляется на машине, внешне напоминающей
токарный станок. Детали зажимаются в патронах и сдвигаются до соприкосновения
торцами. Одна из деталей приводится во вращение от электродвигателя. В
результате трения разогреваются и оплавляются поверхностные слои на торцах,
вращение прекращается и производится осадка деталей. С. высокопроизводительна,
экономична, применяется, напр., для присоединения режущей части металлорежущего
инструмента к державке.
Ультразвуковая С. основана
на использовании механич. колебаний частотой 20 кгц. Колебания создаются
магнитострикц. преобразователем, превращающим электромагнитные колебания
в механические. На сердечник, изготовленный из магнитострикционного
материала, намотана обмотка. При питании обмотки токами ВЧ из электрич.
сети в сердечнике возникают продольные механич. колебания. Металлич. наконечник,
соединённый с сердечником, служит сварочным инструментом. Если наконечник
с нек-рым усилием прижать к свариваемым деталям, то через неск. секунд
они оказываются сваренными в месте давления инструмента. В результате колебаний
сердечника поверхности очищаются и немного разогреваются, что способствует
образованию прочного сварного соединения. Этот способ С. металлов малых
толщин (от неск. мкм до 1,5 мм) и нек-рых пластмасс нашёл
применение в электротехнич., электронной, радиотехнич. пром-сти. В нач.
70-х гг. этот вид С. использован в медицине (работы коллектива сотрудников
Моск. высшего технич. уч-ща им. Н. Э. Баумана под рук. Г. А. Николаева
в
содружестве с медиками) для соединения, наплавки, резки живых тканей. При
С. и наплавке костных тканей, напр. отломков берцовых костей, рёбер и пр.,
конгломерат из жидкого мономера циа-крина и твёрдых добавок (костной стружки
и разных наполнителей и упрочнителей) наносится на повреждённое место и
уплотняется ультразвуковым инструментом, в результате чего ускоряется полимеризация.
Эффективно применение ультразвуковой резки в хирургии. Сварочный инструмент
ультразвукового аппарата заменяется пилой, скальпелем или ножом. Значительно
сокращаются время операции, потеря крови и болевые ощущения.
Одним из способов электрической
С. является контактная С., или С. сопротивлением (в этом случае электрический
ток пропускают через место С., оказывающее омическое сопротивление прохождению
тока). Разогретые и обычно оплавленные детали сдавливаются или осаживаются,
т. о. контактная С. по методу осадки относится к способам С. давлением
(см. Контактная электросварка). Этот способ отличается высокой степенью
механизации и автоматизации и получает всё большее распространение в массовом
и серийном производстве (напр., соединение деталей автомобилей, самолётов,
электронной и радиотехнич. аппаратуры), а также применяется для стыковки
труб больших диаметров, рельсов и т. п.
Наплавка. От наиболее
распространённой соединительной С. отличается наплавка, применяемая для
наращения на поверхность детали слоя материала, несколько увеличивающего
массу и размеры детали. Наплавкой можно осуществлять восстановление размеров
детали, уменьшенных износом, и облицовку поверхностного слоя. Восстановит.
наплавка имеет высокую экономич. эффективность, т. к. таким способом восстанавливают
сложные дорогие детали; распространена при ремонте на транспорте, в с.
х-ве, стр-ве, горной пром-сти и т. д. Облицовочная наплавка применяется
для создания на поверхности детали слоя материала с особыми свойствами
- высокой твёрдостью, износостойкостью и т. д.
не только при ремонте, но
и при произ-ве новых изделий. Для этого вида наплавки изготовляют наплавочные
материалы с особыми свойствами (напр., износостойкий сплав сормайт). Наплавочные
работы ведут различными способами С.: дуговой, газовой, плазменной, электронной
и т. п. Процесс наплавки может быть механизирован и автоматизирован. Выпускаются
спец. наплавочные установки с автоматизацией осн. операций.
Термическая резка. Резка
технологически отлична от С. и противоположна ей по смыслу, но оборудование,
материалы, приёмы выполнения операций близки к применяемым в сварочной
технике. Под термической, или огневой, резкой подразумевают процессы, при
к-рых металл в зоне резки нагревается до высокой темп-ры и самопроизвольно
вытекает или удаляется в виде размягчённых шлаков и окислов, а также может
выталкиваться механическим действием (струёй газа, электродом и т. п.).
Резка выполняется неск. способами. Наиболее важный и практически распространённый
способ - кислородная резка, основанная на способности железа сгорать в
кислороде, применяется обычно для резки сталей толщиной от 5 до 100 мм,
возможно
разделение материала толщиной до 2000 мм. Кислородной резкой выполняют
также операции, аналогичные обработке режущим инструментом,- строжку, обточку,
зачистку и т. п. Резку нек-рых легированных сталей, чугуна, цветных металлов,
для к-рых обычный способ малопригоден, осуществляют кислородно-флюсовым
способом. Кислородная обработка нашла применение на металлургических и
машиностроительных з-дах, ремонтных предприятиях и т. п.
Дуговая резка, выполняемая
как угольным, так и металлическим электродами, применяется при монтажных
и ремонтных работах (напр., в судостроении). Для поверхностной обработки
и строжки металлов используют воздушно-дуговую резку, при к-рой металл
из реза выдувается струёй воздуха, что позволяет существенно улучшить качество
резки.
Резку можно выполнять высокотемпературной
плазменной струёй. Для резки и прожигания отверстий перспективно применение
светового луча, струи фтора, лазерного излучения (см. Лазерная технология).
Дальнейшее развитие и совершенствование
методов сварки и резки связано с внедрением и расширением сферы применения
новых видов обработки -плазменной, электронной, лазерной, с разработкой
совершенных технологич. приёмов и улучшением конструкции оборудования.
Возможно значит, расширение использования С. и резки для подводных работ
и в космосе. Направление прогресса в области сварочной техники характеризуется
дальнейшей механизацией и автоматизацией осн. сварочных работ и всех вспомогат.
работ, предшествующих С. и следующих за ней (применение манипуляторов,
кантователей, роботов). Актуальной является проблема улучшения контроля
качества С., в т. ч. применение аппаратов с обратной связью, способных
регулировать в автоматич. режиме работу сварочных автоматов. См. также
Вибрационная
(вибродуговая) наплавка, Высокочастотная сварка, Взрывная сварка, Диффузионная
сварка, Конденсаторная сварка, Термитная сварка, Электролитическая сварка,
Сварка пластмасс, Сварка в космосе.
Лит.: Справочник по
сварке, т. 1 - 4, М., 1960-71; Г л и з м а н е н к о Д. Л., Е в с е е в
Г. Б., Газовая сварка и резка металлов, 2 изд., М., 1961; Технология электрической
сварки плавлением, под ред. Б. Е. Патона, М.- К., 1962; Багрянский К. В.,
Добротина 3. А., Хренов К. К., Теория сварочных процессов, Хар., 1968;
Хренов К. К., Сварка, резка и пайка металлов, 4 изд., М., 1973; Словарь-справочник
по сварке, сост. Т. А. Кулик, К., 1974.
К. К. Хренов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я