Заключение - Развитие сварочного производства

Задачей сварочной операции является получение механически неразъемных соединений, подобных по свойствам свариваемому материалу. Это может быть достигнуто, когда по своей природе сварное соединение будет максимально приближаться к свариваемому металлу.

Свойства твердых тел, в том числе и механические (прочность, упругость, пластичность и др.), определяются их внутренними энергетическими связями, т. е. связями межмолекулярного, межатомного и ионного взаимодействия.

В зависимости от материала сварной конструкции, ее габаритов, толщины свариваемого металла и других особенностей свариваемого изделия предпочтительное применение находят определенные разновидности электрической дуговой сварки.

Так, при изготовлении конструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей наибольшее применение находят как ручная дуговая сварка качественными электродами с толстым покрытием, так и автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом, а так же сварка в углекислом газе; при сварке конструкций из высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов на их основе предпочтительное использование находит аргонно-дуговая сварка, хотя при определенных условиях применяются и некоторые другие разновидности электрической дуговой сварки.

Сварка является широко распространенным и эффективным технологическим процессом. В машиностроении и стройиндустрии, на транспорте и в сельском хозяйстве процессы сварки, пайки, огневой резки, наплавки и металлизации являются эффективным средством промышленного производства. От технического уровня применяемых сварочных процессов в значительной степени зависит качество и стоимость выпускаемых машин и приборов, аппаратов и изделий, строящихся объектов и другой техники.

Сварке подвергаются самые различные материалы: углеродистые и нержавеющие стали, медь, алюминий, никелевые сплавы, бронза, пластмассы и т. д. Толщина свариваемых изделий колеблется от десятков микронов до сотен миллиметров. Для решения этих задач необходимо использовать самые разнообразные способы сварки. Поэтому постоянно происходит совершенствование известных способов сварки и создание новых.

Особенностью сварочного процесса является то, что в нем объединены самые различные направления: электротехника, металлургия, химия, физика, металловедение, теплофизика, математика, вычислительная техника и многое другое.

Поэтому перед сварщиками встают постоянно новые задачи. Как сказал великий датский ученый Нильс Стивен: "Прекрасно то, что мы видим, еще прекраснее то, что мы знаем, но далеко превышает по красоте то, что нам не известно". Таких, неизвестных решений в сварке еще очень много.

В последнее время стали широко использоваться методы плазменной резки, сварки, наплавки, напыления и плазменно - механической обработки, что позволяет значительно повысить производительность труда и сократить расход дефицитных материалов.

Разработан принципиально новый для сварочного производства технологический процесс - лазерная технология. Преимущества данного способа состоят в том, что энергия лазерного луча может передаваться на большие расстояния, а также от одной точки изделия к другой в соответствии с заданной программой. Лазерным лучом можно варить или резать детали в любой атмосфере и в таких местах, куда невозможно проникнуть ни одним из известных сварочных источников теплоты, за исключением электронного луча.

Надежность и экономичность, быстрота и универсальность - все это делает сварку незаменимым технологическим процессом. Сейчас невозможно себе представить, как суметь осуществить производство миниатюрных электровакуумных и полупроводниковых приборов, современных самолетов и космических ракет, трубопроводов и высотных зданий, ЭВМ и атомных реакторов без применения сварки. Реальностью стало применение сварки в медицине - сварка сетчатки глаза, сварка и резка костей, других органических тканей.

По заданию кардиологов разработана технология микроплазменной сварки сердечных клапанов. Заметными преимуществами по сравнению с другими, обычными медицинскими приемами, обладает сварка биологических тканей. В организм не нужно вводить инородные тела, а потом извлекать их, как это делается при сшивании, скреплении стержнями или скобками. Обеспечивается герметичность соединений, упрощается работа хирургов, соответственно уменьшаются страдания пациентов.

Интенсификация производства, увеличение скоростей, давлений и температур - важнейшие требования научно-технического прогресса. И чем дальше идут специалисты по этому пути, тем серьезнее препятствия приходится преодолевать. Одно из них - недостаточная стойкость узлов машин и оборудования. Например, недостаточная стойкость против износа деталей вызывает простои оборудования, понижение режимов его эксплуатации, является причиной брака. Иногда износ или коррозия приводят и к еще худшим последствиям - авариям в промышленности и на транспорте, загрязнению окружающей среды (в результате утечки газов, нефтепродуктов, кислот и т. п.). Конечно, принимаются все меры к тому, чтобы не допускать критических ситуаций. Но цена этих мер еще более высока. Так, на изготовление запасных частей для автомобилей и сельскохозяйственной техники сейчас расходуется столько же металла, сколько и на производство новых машин. Каждая шестая доменная печь в мире работает только для того, чтобы возместить потери металла от коррозии. К этому можно добавить и недополучение продукции в период ремонта и затраты труда на сам ремонт и многое другое.

Чтобы обеспечить нормальную, безопасную работу самых различных изделий, сварщиками предложено использовать наплавку, которая применяется для ремонта и улучшения качества новых деталей.

Но кроме наплавки сварщиками освоен еще один способ - напыление. Методы термического нанесения покрытий получают в последнее время широкое распространение. Плазменное, газопламенное, лазерное, детонационное напыление, электродуговая металлизация объединены общим принципом. Защитный слой формируется из отдельных частиц материала, нагретых и движущихся к напыляемой поверхности.

Таким способом можно наносить покрытие на металлы, керамику, пластмассы и даже дерево и ткани. При этом покрытие может быть тугоплавким (карбида, оксиды) и таким же легкоплавким, как пластмасса, потому что скоростью нагрева деталей и частиц можно управлять, не допуская чрезмерного термического воздействия. Толщина напиленного слоя может изменяться от нескольких микронов до десятков миллиметров.

Невозможно перечислить все проблемы, которые приходится решать сварщикам при производстве различных изделий. И решить эти проблемы может только специалист, хорошо подготовленный теоретически, ибо "увлекающийся практикой без науки - словно кормчий, ступающий на корабль без руля и компаса, он никогда не уверен, куда 'приплывет" (Леонардо да Винчи).

Отличительной чертой сварочного процесса является его универсальность. Сварка применяется для изготовления самых различных изделий на земле, в космосе и под водой. Зачастую эти изделия отличаются высокой надежностью. Так, удар струи мощного пламени, вырывающейся из-под ракеты, принимает на себя сварной пламеразделитель массой 650 тонн и высотой 12,7 м. В 1970 году на дне реки Днепр в районе города Днепропетровска на десятиметровой глубине впервые в мировой практике была осуществлена полуавтоматическая сварка стального трубопровода высокого давления.

В различных странах мира сварщики накапливают опыт подводных работ и находят решения многочисленных проблем, возникающих при этом. Уже сейчас подводная сварка нашла применение при строительстве мостов, портовых сооружений, буровых платформ, подводных трубопроводов и т. д.

Много научных и технических вопросов возникло перед сварщиками при разработке технологии сварки в космосе. Эксперименты и практические работы в космосе выдвинули не только проблемы, но и приятные и интересные загадки. Например, в космических условиях оказалось гораздо легче, чем в земных условиях сваривать листы небольшой толщины. Прочность сварных швов-то, за что в конце концов борются сварщики и что иногда приводит к катастрофам и жертвам, вдруг увеличилась на 30-40%. Этот эффект еще подлежит изучению.

Совершенно иначе ведет себя электрическая дуга в вакууме. Она может поддерживаться долго, поскольку ни высокие напряжения источника энергии, ни существующие до пробоя вискеры ей не нужны. Впрочем, физика вакуумной дуги загадочна, и наше представление о ней очень запутано. Как сказано в книге "Вакуумная дуга": "Очень немногие физические явления породили такое огромное количество различных и даже взаимоисключающих объяснений".

Сложность и многофакторность процесса сварки заставляет сварщиков прибегать к моделированию. Какой должнa быть моделъ и что от нее нужно требовать? Вероятно, наличия хотя бы доли правды, о явлении. В жизни к полуправде мы относимся презрительно, а вот по отношению к модели "полуправда" - высокая похвала.

Подлинное понимание процесса или явления, как правило, приходит тогда, когда рушатся многоступенчатые логические построения и лес сложных формул, а истина предстает в своей простоте.

"В родстве со всем, что есть, уверясь

И знаясь с будущим в быту,

Нельзя не впасть к концу, как в ересь,

В неслыханную простоту".

(Б. Пастернак)

Достижения науки в техники сделали сварочное производство ведущим технологическим процессом. Сварные конструкции несут свою службу при сверхвысоких и сверхнизких температурах, при высоких давлениях и в условиях космического вакуума. И пока останется необходимость соединения деталей, будет существовать и сварка, а значит, это будет всегда.

Похожие статьи




Заключение - Развитие сварочного производства

Предыдущая | Следующая