Николаев Г.А. и др.Сварка в машиностроении - файл n1.doc

Николаев Г.А. и др.Сварка в машиностроении

Доступные файлы (1):

n1.doc

25957kb.

15.02.2014 14:49

скачать

n1.doc

В МАШИНОСТРОЕНИИ

^{Справочник в 4 томах}

Редакционная коллегия:

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР,

Герой Социалистического Труда, академик АН СССР,

лауреат Государственной премии Г. А. НИКОЛАЕВ (председатель);

чл.-кор, АН УССР, д-р техн. наук, В. И, МАХНЕНКО:

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР,

д-р техн. наук Н» А. ОЛЬШАНСКИЙ;

лауреат Ленинской премии, д-р техн. наук А, И, АКУЛОВ;

д-р техн. наук В» А. ВИНОКУРОВ;

канд. техн. наук, Ю, Н. ЗОРИН




В МАШИНОСТРОЕНИ

<sub>том

4</sub>

ББК 30.616

С24

УДК 621.791 (031)

Авторы:

Канд. техн. наук Ф. А. АКСЕЛЬРОД, канд, техн. наук Л. Е. АЛЕКИН, д-р техн. наук О. Н. БРАТКОВА, канд. техн. наук К. В. ВАСИЛЬЕВ, д-р техн. наук В. Н. ВОЛЧЕНКО, канд. техн. яаук В. И, ГИРШ, канд. техн. наук Л. Н. ГОЛЬДФАРБ, канд. техн. и,т.'к А, К. ГУРВИЧ, канд. техн. наук Ю. С. ДОЛГОВ, канд. техн. наук М. И. ЗАКС, д-р техн. наук В. В. КЛЮЕВ, канд. техн. наук В. П. КУПРЕЕВ, канд. техн. наук Е. Д, ЛОНСКИЙ, инж. А. М. МИРКИН, канд. техн. наук Ю. И, НЕКРАСОВ, канд. техн. наук 3. В. НИКИФОРОВА, канд, техн. наук Н. И. НИКИФОРОВ, д-р техн. наук А. В. ПЕТРОВ, д-р техн. наук С. В. РУМЯНЦЕВ, канд. техн. наук А. А. ТРО­ФИМОВ, канд, техн. каук В. С. ХАУСТОВ, канд техп, нлук А. И ЧВЕРТКО

Рецензенты:

Н. П. АЛЕШИН, В. С. В. С. ФАСТРИЦКИЙ, В,

БОРИСЕНКО, Э. А. ГЛАДКОВ, А. И. КРАСОВСКИЙ, Г. ЩЕРБИНСКИЙ, В. М, ЯМПОЛЬСКИЙ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ПАРА­
МЕТРОВ СВАРНОГО ШВА, ВЫЗВАННЫХ ДЕЙ­
СТВИЕМ ВОЗМУЩЕНИЙ (Л. Е. Алешн) 9

Общие сведения 9

Структурные схемы основных типов универсальных дуговых

автоматов _. 10

Передаточные функции и статические ошибки системы

И-А-Д-Ш 19

Определение коэффициентов передачи и постоянных вре­
мени звеньев структурных схем 24

Оценка статических свойств системы И—А—Д—Ш. Коэф­
фициенты качества регулирования параметров сварного шва 26
Определение, физический смысл и размерность коэффициен­
тов качества 28

Методики расчета и выбора основных параметров универ­
сальных дуговых автоматов типа МРДП, АРДС и АРНД 32
Список литературы 40

Глава 2. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ, НАПЛАВКИ И РЕЗКИ (О. Н. Браткова, Л. Н. Гольд-

фарб, /VI. И. Закс, В. С. Хаустов) 42

Свойства сварочной дуги и требования к источнику пита-

пия 42

Вспомогательные устройства источников питания 47

Режимы работы и единая структура обозначений источни­
ков питания 50

Источники питания переменного тока 52

Источники питания постоянного тока 57

Сварочные многопостовые системы 76

Специализированные источники питания 80

Глава 3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В ЗА­
ЩИТНЫХ ГАЗАХ (Л. В. Петров, В. П. Купреев) ... 94

Общие сведения 94

Сварочные горелки 95

Шланговые полуавтоматы 103

Аппараты для дуговой автоматической сварки ..... 107

Установки для дуговой сварки в защитных газах 115

Список литературы 125

Глава 4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ БЕЗ ВНЕШНЕЙ ЗАЩИТЫ ДУГИ И ПОД ФЛЮСОМ

(А. И. Чвертко) , . . . . 126

Основные сведения о сварке и применяемом оборудовании 126

Классификация оборудования . 127

Оглавление

Рабочее место, инструмент и защитные приспособления

электросварщика ручной дуговой сварки 129

Аппараты для полуавтоматической сварки и наплавки 137

Аппараты для автоматической сварки и наплавки .... 140
Специализированные установки и станки, применяемые

при комплексной автоматизации сварочного производства 147

Поточные и автоматические сборочно-сварочные линии 154

Список литературы 155

Глава 5. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ

СВАРКИ И НАПЛАВКИ (А. И. Чсгртко) 156

Классификация оборудования 156

Аппараты для полуавтоматической сварки и наплавки 156

Аппараты для автоматической сварки и наплавки .... 156

Специализированные установки и станки 158

Список литературы 161

Г л а в а 6. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

(Ф. А. Аксельрод, А. М. Маркин) 163

Общие сведения 103

Функциональные схемы основных типов машин. Клас­
сификация 163

Основные требования к оборудованию 164

Электрические характеристики машин 165

Трансформаторы , . 166

Пневматическая и гидравлическая аппаратура 169

Машины для точечной сварки . 172

Машины для рельефней сварки , 189

Машины для шовной сварки 102

Машины для стыковой сварки , И->8

Аппаратура управления 2Г--1

Включение и регулирование тока 205

Тиристорные контакторы 203

Устройства для управления циклом сварки контактных

машин 211

Синхронные прерыватели , 2i6

Аппаратура конденсаторных машин 223

Аппаратура машин для сварки постоянным током .... 226

Список литературы 229

Глава 7. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ, УЛЬТРАЗВУ­
КОВОЙ, ДИФФУЗИОННОЙ, МИКРОПЛАЗМЕННОЙ,
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ И СВАРКИ ТРЕ­
НИЕМ (В. И. Гирш, А. И. Чвертко) 231

Оборудование для холодной сварки , 231

Оборудование для сварки трением 237

Оборудование для ультразвуковой сварки 243

Оборудование для диффузионной сварки 249

Оборудование для микроплазменной сварки 251

Оборудование для электронно-лучевой сварки 253

Список литературы 269

Глава 8. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ, НА­
ПЛАВКИ И ПАЙКИ (Ю. И. Некрасов) 271

Оборудование для транспортировки, хранения и газифи­
кации жидкого кислорода 271

Ацетиленовые генераторы , 271

Оглавление

Предохранительные устройства ......,..,,. 274

Баллоны и вентили 274

Перепускные рампы , 276

Рукава , 276

Газовые редукторы . . . .■ 27G

Горелки 273

Список литературы 282

Глава 9. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОЙ И ПЛАЗ-
МЕННО-ДУГОВОЙ РЕЗКИ (/(. В. Васильев, Н. И. Ни­
кифоров, А. А. Трофимов) 283

Универсальные резаки 283

Керосинорезы ..... 283

Вставные резаки 284

Специальные резаки и установки для ручной резки . . . 285

Стационарные машины для кислородной резки 288

Машины для плазменно-дуговой резки 292

Переносные газорезательные машины 294

Машинные резаки 295

Аппаратура для плазменно-дуговой резки 296

Источники питания для плазменно-дуговой резки .... 302

Оборудование для воздушно-дуговой резки 305

Список литературы 308

Глава 10. ОБРАЗОВАНИЕ СОЕДИНЕНИ Й И СПОСОБЫ ПАЙКИ

(3. В. Никифорова) 309

Список литературы 314

Г л а в а 11. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПАЙКИ

(Ю. С. Долгов) .' 315

Припои , 315

Флюсы и газовые среды 327

Оборудование для пайки 331

Список литературы 332

Г л а в а 12. ТЕХНОЛОГИЯ ПАЙКИ И КОНСТРУИРОВАНИЕ

ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (З.В.Никифорова). .... 333

Общие вопросы технологии пайки , 333

Пайка различных металлов 338

Конструирование паяных соединений 357

Список литературы 362

Глава 13. СВАРОЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ И МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮ-

ЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА (В. Н. Волченко) ... 363
Технологические и конструктивные факторы качества

сварки •...,. 363

Дефекты и уровень дефектности , . , 365

Методы контроля качества 372

Контроль конструктивных и технологических факторов 377

Внешний осмотр соединений 378

Список литературы 379

Г л а в а 14. РАДИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕ­
СТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (С. В. Румянцев) 380
Термины и определения основных понятий в области иони­
зирующих излучений , 380

Методы регистрации ионизирующих излучений ...... 382

8 Оглавление

Классификация радиационных методов контроля 383

Радиографический метод- контроля (радиография) .... 383
Радиоскопический метод контроля (радиоскопия) .... 393
Радиометрический метод контроля (радиометрия) .... 397
Область применения радиационных методов и средств кон­
троля 398

Просвечивание сварных (и паяных) соединений 399

Оценка качества сварных соединений 401

Список литературы 402

Г л а в а 15. АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (Л. К. Гурвич) 403

Классификация методов контроля 403

Распространение, отражение и преломление упругих воли 403

Излучение и прием упругих волн 407

Аппаратура 411

Основные параметры ультразвукового контроля .... 413

Технология ультразвукового контроля ... 415

Особенности контроля соединений различного типа . . . 420

Надежность и автоматизация ультразвукового контроля 422

Список литературы . 423

Г л а в а 16. МАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

(В. В. Клюев) 424

Магнптопорошковый способ контроля А'Л

Магнитографический способ контроля 427

Феррозондовый и индукционный способы контроля .... 429

Метод вихревых токов 432

Список литературы 433

Г л а в а 17. КАПИЛЛЯРНЫЕ, /МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ, ТЕП­
ЛОВЫЕ МЕТОДЫ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ГЕР­
МЕТИЧНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (В. В. Клюев) 434

Капиллярные методы контроля 434

Металлографические методы контроля 438

Тепловые методы контроля ..... 443

Методы контроля герметичности 445

Список литературы 446

Глава 18. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КА­
ЧЕСТВОМ (В. Н. Волченко) 447

Элементы прикладной математической статистики .... 447
Статистический анализ и статистическое регулирование

качества 456

Вероятностное обоснование планов (объемов) выборочного

контроля 461

Вероятностная оценка достоверности контроля ..... 464

Вероятностное обоснование норм допустимости дефектов 467

Список литературы 469

Г л а в а 19. ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ, ИСПОЛЬЗУЕ­МЫЕ В СВАРОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ (Ј. Д. Лок-

ский) 470

Список литературы 504

Предметный указатель t 505

Глава 1

МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ СВАРНОГО ШВА, ВЫЗВАННЫХ ДЕЙСТВИЕМ ВОЗМУЩЕНИЙ

В производственных условиях на определенные части оборудования, с помощью которого осуществляется определенный технологический процесс сварки, воздей­ствуют различные внешние факторы — возмущения. ^VK возмущениям относятся изменения напряжения питающей сети и моментов нагрузки на валах приводов, отклонения давления в пневматической или гидравлической системах контакт­ных машин и другие факторы. Возмущения вызывают изменения номинальных параметров режима сварки и, как следствие, отклонения параметров сварного шва. В зависимости от свойств оборудования и возмущений, отклонения номи­нальных параметров сварного соединения могут оказаться больше или меньше допустимых. Методика определения величин отклонений номинальных параметров режима сварки и сварного швн. вызванных действием возмущений, разработана с достаточной полнотой для автоматической свчрки дугой непрерывного действия. Основополагающие труды в этой области принадлежат советским ученым: акад.АН СССР Б. Е. Патону и акад. АН УССР В. К. Лебедеву [9]; д-м техн. наук Г. М. Кае-пржаку и И. Я- Рабиновичу [12!

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Источник — автомат — дута — шов образуют замкнутую динамическую систему (система И—А—Д—Щ). Ошибки регулирования системы И—А—Д—Ш, т. е. отклонения параметров сварного шва, обусловленные воздействием возмущений, рассчитывают по передаточным функциям, полученным из структурных схем. Структурные схемы системы И—А—Д—III представляют собою упрощенные мате­матические модели процесса регулирования. Эти модели, несмотря на упроще­ния, позволяют с приемлемой для практики точностью рассчитать статические и динамические ошибки системы. Характер модели определяется в основном устройством дугового автомата. В данной главе рассмотрены только универсаль­ные дуговые автоматы, предназначенные для сварки в нижнем положении Такие автоматы широко применяются как в нашей стране, так и за рубежом.

Все многообразие реальных модификаций универсальных дуговых автоматов не зависимо от конструктивного исполнения может быть сведено к регуляторам трех основных типов- 1) механический регулятор дугового промежутка (МРДП) — автомат для сварки неплавящимся электродом без искусственных обратных свя­зей; 2) автоматический регулятор дуги с саморегулированием (АРДС) — автомат с постоянной скоростью подачи электродной проволоки и 3) автоматический perv-лятор напряжения дуги (АРНД) — автомат для сварки неплавящимся электро­дом с искусственной обратной связью по напряжению дуги.

Широко распространенное мнение о том, что к регуляторам типа АРНД от­носятся автоматы для сварки плавящимся электродом с обратной связью по на­пряжению дуги (например, АДС-1000) неверно. При сварке плавящимся электро­дом всегда имеет место саморегулирование дуги, поэтому такие автоматы отно­сятся к сложным системам: АРНД + АРДС. Описание свойств сложных систем в задачу настоящего издания не входит.

СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ОСНОВНЫХ ТИПОВ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ДУГОВЫХ АВТОМАТОВ

Структурные схемы И—А—Д—Ш о МРДП (рис. 1), АРДС (рис. 2) и АРНД (рис. 3) составлены в отклонениях. Это позволяет линеаризовать систему и полу­чить достаточно простые расчетные выражения. С этой же целью в регуляторе типа АРНД пренебрегают зоной нечувствительности сервомеханизма (звено XI V, рис. 3), так как ее значение обычно не превышает 0,1 В



Все три регулятора, пи-су иц-е ту, представляют cufxno системы стабилиза­ции, в соответствии с чем отклонения управляющих воздействий: внешней состав­ляющей длины 1_ДВ1, дуги (МРДП, рис. 1), скорости v,_m подачи электродной про­волоки (АРДС, рис. 2) и напряжения ы_дн дуги (АРНД, рис 3) — приняты рав­ными нулю. В МРДП регулирование осуществляется с помощью естественной от­рицательной обратной связи по скрытой составляющей длшш 1_дс дуги; в АРДС — с помощью естественной отрицательной обратной связи по скорости v₃ плавления электродной проволоки; в АРНД — с помощью искусственной отрицательной обратной связи по напряжению и_л дуги.

Кроме этого, в АРДС и АРНД дополнительное регулирование происходит в результате действия естественных местных отрицательных обратных связей: в АРДС — по скрытой составляющей длины /_дс дуги и скорости v_3H плавления ь.ь ктродной проволоки, вызванной отклонением длины вылета; в АРНД — в ре­зультате действия скрытой составляющей длины /_дс дуги.

На всех структурных схемах полные (суммарные) отклонения длины дуги, Напряжения дуги, тока дуги, скорости плавления электродной проволоки, глубины провара и «икс» параметра шва обозначены соответственно через 1_Я, и_а, /_д, v_s, //,, и а'_ш. Под «икс» параметром шва подразумевается любой параметр сварного итя, количественная связь которого с отклонениями и_я, (_д и о_сс может быть описана апериодическим звеном, например, ширина шва высота усиления, пло цииь прославления, содержание легирующего элемента в шве,



Подробное описание передаточных функций всех звеньев структурных схем МРДП, АРДС и АРНД приведено в табл. 1 В тапд. 1 под «икс» параметром /звенья XV, XVI, XVII), в качестве примера, рассмотрено содержание хрома в шве при наплавке иод керамическим флюсом.

На всех структурных схемах МНИ — механизм перемещения изделия, В структуре АРДС (см. рис. 2, Д1ПЭП — механизм подачи электродной прово­локи, v — относительная скорость плавления торца электродной проволоки. Все данные о возмущающих воздействиях приведены в табл. 2.