Техника - молодёжи 2003-06, страница 64

ТАК ЛИ НЕОБХОДИМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА? Нельзя ли вовсе обойтись без нее? Способ сварки, где нагрев поверхностей свариваемых деталей осуществляется проходящим через них током, предложил еще в 1882 г. сам Н.Н. Бенардос (см. рис. 2, а). Две тщательно защищенные поверхности деталей 1 нужно привести в плотное соприкосновение, пропустить через них ток и сдавить электроды 2 (рис 5, б). Разогрев деталей происходит только в местах контакта соприкасающихся поверхностей, так как здесь имеет место повышенное, так называемое контактное электрическое сопротивление. Сварка получила название контактной, а по форме сварного соединения — точечной, шовной, стыковой, рельефной. На «Способ точечной электросварки клещами с угольными электродами» в 1885 г. выдан патент Германии № 46776

Потребовалось 70 лет чтобы преобразовать традиционную сварку с неподвижным контактом деталей в сварку трущегося контакта. «Начудесил» А.И. Чудинов, предложив сварку трением (а.с. № 106270, 1957 г.). Для этого одну деталь 1, закрепленную в патроне токарного или сверлильного станка, приводят во вращение, а другую, неподвижную, деталь 2 прижимают к ней (рис. 5, в). В зоне трения температура быстро повышается, и сила прижима обеспечивает сварку Трение позволяет не только разогревать свариваемые поверхности, но и разрушать поверхностные окислы. Это необходимо при сварке металлов, имеющих прочные окисные пленки.

Чтобы не вращать детали больших размеров относительно друг друга, нагрев свариваемых поверхностей осуществляют с помощью плоского диска трения 1, вращающегося между свариваемыми деталями 2 (рис. 5, г). Затем раскаленный диск удаляют, а нагретые детали сжимают силой F, значительно большей, чем во время вращения диска (автор В.И. Виль, а.с. № 106972, 1957 г.).

Если плотно прижать друг к другу детали 1 и подвести к ним с помощью специального инструмента (волновода) 2 ультразвуковые колебания (частотой выше 18 кГц), как предложил Л.О. Макаров в 1960 г. (а.с. № 132060), то произойдет ультразвуковая сварка (рис. 6, а). Она получила широкое применение в микроэлектронике, при сварке миниатюрных площадок кристаллов полупроводниковых приборов.

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

обнаружили, что разлетающиеся куски металла, ударяясь об окружающие металлоконструкции, иногда прочно привариваются к ним. Заметив это интересное явление, специалисты Института гидродинамики Сибирского отделения АН СССР А.Ф. Демчук, А.А. Дерибас, В М Кудинов, Ф.И. Матвеенков, В.А. Симонов и И.В. Яковлев провели соответствующие исследования и разработали промышленно пригодный способ сварки взрывом (а.с. № 193900, 1967 г). Для получения сварного соединения, например, двух пластин, одну из них 1 кладут на массивную плиту, вторую 2 располагают над первой под небольшим углом « = 2° — 4" (рис. 6, б). На верхнюю пластину укладывают взрывчатое вещество распределенное по ячейкам 3. Детонатор 4 располагают вблизи вершины угла Следует подрыв от детонатора, и пластины схлопываются в одно целое — биметаллическую пластину Сварка взрывом позволяет быстро и просто, без специального оборудования получать соединения очень большой площади из разнородных материалов.

С развитием электроники, вакуумной техники, космонавтики появилась необходимость соединять разнородные ма

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 6 2 С С 3

62

териалы, например, металлы со стеклом или керамикой. Ни один из известных способов сварки не позволял получать такие соединения. Вышел из затруднительного положения Н.Ф. Казаков, разработав способ диффузной сварки (а.с. № 112460, 1958 г.). Соединяемые детали 1 помещают в вакуумную камеру 2, из которой откачивают воздух (рис 6, в). Затем излучением электрического радиатора 3 их нагревают до температуры диффундирования атомов в стыке материалов. Она ниже температуры плавления наиболее легкоплавкого материала из пары. Детали сдавливают пуансоном 4, и через несколько минут образуется прочное соединение.

ШИРОКО ИЗВЕСТНА ГАЗОВАЯ СВАРКА,

при которой вместо электрического тока используют энергию сгорания горючих газов Хотя газовая сварка на 20 лет моложе электрической, ее промышленное применение стало возможным после изобретения в 1903 г. французским инженером Э.Фуше специальной сварочной горелки. Такая горелка 1 позволяет регулировать смесь горючего газа и кислорода и получать различное высокотемпературное пламя (рис. 7, а). В качестве горючего газа используют ацетилен, который образуется при взаимодействии карбида кальция с водой в ацетиленовом генераторе 2. Кислород к месту сварки привозят в специальных баллонах 3.

Изменяя соотношение ацетилена и кислорода в смесительной камере горелки, получают различное пламя: нормальное, восстановительное — при одинаковых пропорциях кислорода и ацетилена; окислительное — при из

а) Ультразвуковая сварка

1

LS-J1

6) Сварка взрывом в) Термодиффузионная |

сварка

2 3 4