Введение. С давних пор одной из важных задач в сфере материального производства является задача прочного соединения составных частей изделия в единое целое

С давних пор одной из важных задач в сфере материального производства является задача прочного соединения составных частей изделия в единое целое. Процессы соединения элементов из металла, дерева, пластмассы, в строительстве – камня, бетона, и других материалов, а также разделения и дробления этих материалов дополняют друг друга и составляют основу обработки твёрдых материалов. Без использования этих процессов невозможно представить себе современную промышленность, строительство и другие области производственной деятельности.

Существующие способы соединения твёрдых тел можно разделить на механические способы и способы соединения за счет межатомных сил сцепления.

С помощью первых получают, например, широко применяемые в технике резьбовые соединения и соединения, выполняемые с применением резьбовых крепежных элементов, заклёпочные соединения, клиновые, прессовые посадки и т.п. Ко второй группе относятся такие способы, как сварка, пайка, склеивание; в строительстве - соединение цементами. Каждый из способов соединения твёрдых тел отличается определенными особенностями и имеет свою область применения. Все они дополняют друг друга и в совокупности обеспечивают выполнение самых разнообразных производственных задач.

Способы соединения первой группы в большинстве своём обеспечивают получение соединений т.н.разъёмных, т.е. таких, которые при необходимости можно сравнительно легко демонтировать без повреждений деталей. Соединения, выполненные с помощью способов второй группы, чаще всего, бывают неразъёмными – при их разделении нарушается целостность либо их элементов, либо их связи.

Сварка является одним из основных способов получения неразъёмных соединений.

Она обладает большими достоинствами и по ряду позиций имеет преимущества перед другими способами получения соединений. Сварные соединения характеризуются высокой прочностью и жаропрочностью, герметичностью; они имеют большой ресурс, технологичны. Применение сварки, например, позволяет сложный узел расчленить на простые элементы, которые можно изготовить с помощью высокопроизводительных технологий штамповки, прокатки, прессования, литья. Применение сварочных процессов дает возможность снижения массогабаритных характеристик узлов, обеспечивает значительную экономию металла. Так, сварные конструкции в среднем на 15-20% легче клёпаных и на 25-30% легче литых. К указанным достоинствам сварочных процессов следует добавить также широкие возможности для их механизации, автоматизации и роботизации, сравнительно невысокую трудоёмкость изготовления сварных узлов и конструкций.

Сварка и родственный ей процесс пайки возникли очень давно - несколько тысячелетий назад. За прошедший огромный период своего развития в вопросах практики и теории сварки и пайки достигнуты большие успехи. В настоящее время сваривают детали толщиной от нескольких микрон (в микроэлектронике) до нескольких метров (в тяжелом машиностроении). Наряду с конструкционными и низколегированными сталями сваривают специальные стали, легкие сплавы на основе алюминия, магния, титана, тугоплавкие металлы - цирконий, молибден, ниобий, их сплавы и многие другие материалы. Разработаны способы сварки, позволяющие успешно решать проблемы соединения разнородных материалов. Так, на сегодняшний день, в частности, с помощью технологии диффузионной сварки в вакууме получены соединения более 900 сочетаний материалов, в том числе металлических материалов с неметаллами (конструкционной керамикой, графитом, стеклом). Существенно расширились условия проведения сварочных работ: сварку выполняют как в обычной атмосфере, так и под водой, в условиях высоких температур, радиации, в глубоком вакууме, в космосе.

Следует отметить, что большая заслуга в этом принадлежит ученым нашей страны. В России разработаны способы сварки, которые сегодня относятся к числу основных – различные виды дуговой сварки, электрошлаковая сварка; все большее применение получают сварка трением, диффузионная сварка в вакууме, и др.

Широкие технологические возможности сварки и пайки позволяют решать с их помощью самые сложные технические задачи, делают их незаменимыми процессами в современном производстве. Они широко используются в самых различных отраслях промышленности, в том числе и в таких передовых, как аэрокосмическая. В авиастроении с помощью различных способов сварки изготавливаются фюзеляжи, панели, крылья, двигатели, топливные баки, трубопроводы, узлы шасси, детали приборов и радиоаппаратуры самолётов и вертолетов. В космическом ракетостроении превалирующую часть неразъёмных соединений деталей и конструкций получают с помощью сварки; например, баки для горючего и окислителя, арматуру баков, топливные и магистральные трубопроводы, ферменные конструкции отсеков и устройств крепления маршевых двигателей, устройства для крепления приборов (кронштейны; фермы; рамы) и многое другое. Весьма показательно, что при ремонте авиационной техники около 60% всех деталей и узлов может быть восстановлено с помощью сварки пайки.

Приобретение знаний основ теории сварочных процессов и практических навыков в выборе рациональных способов сварки, необходимых сварочного оборудования и технологической оснастки при решении задач, связанных с изготовлением неразъемных узлов и конструкций, являются обязательными компонентами подготовки инженеров.

Дата добавления: 2014-11-20