Введение. Краткая историческая справка о применении сварки в металлических конструкциях
Роль сварных конструкций, широко используемых в строительстве, энергетике, транспорте, судостроении и других отраслях промышленности, неуклонно растет. Они работают на Земле, под водой, в космосе, при нормальных, высоких и криогенных температурах, в агрессивных средах и в условиях интенсивного радиационного облучения. Поэтому требования к их качеству, надежности и долговечности непрерывно повышаются, что вызывает необходимость поиска новых конструктивно-технологических решений, совершенствования методов расчета, всестороннего исследования прочности сварных соединений, оптимизации технологии изготовления конструкций.
В связи с этим возникает важнейшая задача по рациональному использованию металла на основе совершенствования конструктивных форм и методов расчета сварных конструкций.
Развитие сварки конструкций имеет яркую историю.
В 1882 г. талантливый русский изобретатель Н. Н. Бе-нардос впервые предложил способ соединения и Лекцияения металлов непосредственно действием электрического тока с применением угольной дуги. Этот способ сварки угольной дугой носит его имя.
В 1888–1890 гг. горный инженер Н. Г. Славянов предложил метод электрической сварки металлов металлическим электродом.
В 30-е годы ХХ-го столетия началось интенсивное применение сварки вместо клепки в конструкциях, что обеспечило экономию металла на 25…30%, повысило производительность труда, освободила рабочего от тяжелого труда молотобойца. Новая технология стала не только рекомендованной, но и обязательной в ряде объектов строительных конструкций.
|
|
|
Со второй половины 30-х годов сварка получила новое широкое применение в различных отраслях машиностроения, судостроения, энергетики и др. В эти годы было сооружено несколько сварных железнодорожных мостов.
С 40-х годов в результате деятельности Института электросварки АН УССР и в первую очередь его основателя Е. О. Патона (именем которого назван институт), а также ряда других организаций, начинается успешное применение в промышленности автоматической сварки под флюсом, которое сыграло выдающуюся роль в период Великой Отечественной войны при создании вооружения, а позднее во всех отраслях народного хозяйства.
Институт электросварки им. Е. О. Патона, возглавляемый в течение многих лет академиком президентом НАН Украины Б. Е. Патоном, является координационным и научным центром, осуществляющим в стране научно-техническую политику по вопросам сварки. Он обладает большим числом передовых научных лабораторий, конструкторских бюро, а также производственными предприятиями, реализующими научные разработки лабораторий в металле. Замечательные достижения в развитии передовых методов сварки – создание технологических процессов сварки в среде углекислого и инертных газов; контактная сварка рельсов непрерывным оплавлением, газопроводов установками «Север»; электрошлаковая, полуавтоматическая сварка порошковым электродом; плазменная и микроплазменная сварка; сварка взрывом; диффузионная и высокочастотная сварка; вибронаплавка; индустриальный метод производства сварных листовых конструкций и многие другие усовершенствованные методы – вывели нашу страну на передовое место в мире.
|
|
|
Сваривают конструкции из прочных сталей и цветных сплавов, что обеспечивает уменьшение массы металла в 1,5. . .2 раза и более. Успешно сваривают конструкции из пластмасс (трубопроводы).
Задачи и перспективы развития сварных конструкций
Развитие сварки происходит в тесном единении техники и науки.
Головной институт в области сварки – ИЭС им. Е. О. Патона – координирует все научно-исследовательские работы в области сварки заводов, вузов и др. организаций.
Проект конструкции должен быть технологичен, т. е. удобен для выполнения. Необходимо соответствие между применяемыми формами и удобством их выполнения.
|
|
|
В сложных конструкциях может применяться комбинация разных материалов: различных марок сталей, цветных сплавов, использование полимеров, керамики, в некоторых случаях двухслойных металлов и т. д.
Очень важно предвидеть не только первичную экономию материалов, но и экономию при дальнейшем его использовании в эксплуатации, принимать меры против эрозии, коррозии, случайных повреждений и т. д.
Правильное решение вопроса изготовления объекта должно быть основано на комплексном подходе.
Большое значение в отношении экономии массы материала имеет правильный выбор генеральной системы и схемы объекта. Необходим возможно более точный расчет проектируемой конструкции с позиций определения в ней напряженного состояния, остаточных деформаций после сварки, влияющих на точность изготовления.
Задачи в области проектирования и развития сварных конструкций:
1. Создание рациональных сварных конструкций под углом зрения требований металлоемкости, качества, надежности путем уточнения инженерных расчетов прочности, рационализации форм конструкций и соединений с использованием ЭВМ и САПР, применения сталей повышенного качества, цветных сплавов, механизированных линий по изготовлению конструкции, участков при роботизации.
|
|
|
2. Внедрение прогрессивных технологических процессов сварки с целью замены ручного труда, особенно в строительстве (дуговая автоматическая сварка в среде защитных и инертных газов, порошковой проволокой; контактная; электронно-лучевая; лазерная; сварка трением; диффузионная; ультразвуковая и сварка токами радиочастоты; механизированная пайка, а также плазменные процессы).
3. Совершенствование методов сварки в экстремальных условиях – в космосе; на большой глубине; в зонах, недосягаемых человеком.
4. Повышение уровня сварочного оборудования, источников питания на базе использования электроники, автоматики, сварочных материалов (электродов, флюсов), газорежущих аппаратов.
5. Дальнейшее совершенствование всех видов контроля качества продукции, обеспечивающих надежность работы в эксплуатации (механические, химические, физические).
6. Особое внимание должно быть обращено на бережное отношение к увеличению сроков эксплуатации конструкций путем уменьшения потерь от коррозии, применением всевозможных покрытий и других защитных средств.
7. Проведение научных работ в вузах, научных и промышленных организациях по дальнейшему повышению качества сварных конструкций, экономии в трудозатратах и сбережении металла и энергии.
Все дальнейшее развитие сварных конструкций, технологии и оборудования проводится на основе фундаментальных наук: физики, химии, теории прочности, электроники, автоматики с использованием передовых методов вычислительной техники (ЭВМ, микропроцессоров, САПР), позволяющих решать сложные задачи проектирования и в 2...3 раза уменьшить срок выхода готового проекта. Особенно широко автоматизированное проектирование внедряется в спецтехнику тяжелых машиностроительных конструкций и в приборостроение.
Контрольные вопросы к лекции № 1
1. Как развивались научные работы в области сварки?
2. Какие методы обеспечивающие экономию металлов, следует рекомендовать разработчикам конструкций?
3. Какие задачи ставятся перед проектантами сварных конструкций?
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 712; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!