Одним из способов электрической С. является контактная С., или С. сопротивлением (в этом случае электрический ток пропускают через место С., оказывающее омическое сопротивление прохождению тока). Разогретые и обычно оплавленные детали сдавливаются или осаживаются, т. о. контактная С. по методу осадки относится к способам С. давлением (см. Контактная электросварка ) .Этот способ отличается высокой степенью механизации и автоматизации и получает всё большее распространение в массовом и серийном производстве (например, соединение деталей автомобилей, самолётов, электронной и радиотехнической аппаратуры), а также применяется для стыковки труб больших диаметров, рельсов и т. п.
Наплавка.От наиболее распространённой соединительной С. отличается наплавка, применяемая для наращения на поверхность детали слоя материала, несколько увеличивающего массу и размеры детали. Наплавкой можно осуществлять восстановление размеров детали, уменьшенных износом, и облицовку поверхностного слоя. Восстановительная наплавка имеет высокую экономическую эффективность, т. к. таким способом восстанавливают сложные дорогие детали; распространена при ремонте на транспорте, в сельском хозяйстве, строительстве, горной промышленности и т. д. Облицовочная наплавка применяется для создания на поверхности детали слоя материала с особыми свойствами - высокой твёрдостью, износостойкостью и т. д. не только при ремонте, но и при производстве новых изделий. Для этого вида наплавки изготовляют наплавочные материалы с особыми свойствами (например, износостойкий сплав сормайт). Наплавочные работы ведут различными способами С.: дуговой, газовой, плазменной, электронной и т. п. Процесс наплавки может быть механизирован и автоматизирован. Выпускаются специальные наплавочные установки с автоматизацией основных операций.
Термическая резка.Резка технологически отлична от С. и противоположна ей по смыслу, но оборудование, материалы, приёмы выполнения операций близки к применяемым в сварочной технике. Под термической, или огневой, резкой подразумевают процессы, при которых металл в зоне резки нагревается до высокой температуры и самопроизвольно вытекает или удаляется в виде размягченных шлаков и окислов, а также может выталкиваться механическим действием (струей газа, электродом и т. п.). Резка выполняется несколькими способами. Наиболее важный и практически распространённый способ - кислородная резка, основанная на способности железа сгорать в кислороде, применяется обычно для резки сталей толщиной от 5 до 100 мм,возможно разделение материала толщиной до 2000 мм.Кислородной резкой выполняют также операции, аналогичные обработке режущим инструментом, - строжку, обточку, зачистку и т. п. Резку некоторых легированных сталей, чугуна, цветных металлов, для которых обычный способ малопригоден, осуществляют кислородно-флюсовым способом. Кислородная обработка нашла применение на металлургических и машиностроительных заводах, ремонтных предприятиях и т. п.
Дуговая резка, выполняемая как угольным, так и металлическим электродами, применяется при монтажных и ремонтных работах (например, в судостроении). Для поверхностной обработки и строжки металлов используют воздушно-дуговую резку, при которой металл из реза выдувается струей воздуха, что позволяет существенно улучшить качество резки.
Резку можно выполнять высокотемпературной плазменной струей. Для резки и прожигания отверстий перспективно применение светового луча, струи фтора, лазерного излучения (см. Лазерная технология ).
Дальнейшее развитие и совершенствование методов сварки и резки связано с внедрением и расширением сферы применения новых видов обработки - плазменной, электронной, лазерной, с разработкой совершенных технологических приёмов и улучшением конструкции оборудования. Возможно значительное расширение использования С. и резки для подводных работ и в космосе. Направление прогресса в области сварочной техники характеризуется дальнейшей механизацией и автоматизацией основных сварочных работ и всех вспомогательных работ, предшествующих С. и следующих за ней (применение манипуляторов, кантователей, роботов ). Актуальной является проблема улучшения контроля качества С., в том числе применение аппаратов с обратной связью, способных регулировать в автоматическом режиме работу сварочных автоматов. См. также Вибрационная (вибродуговая) наплавка , Высокочастотная сварка , Взрывная сварка , Диффузионная сварка , Конденсаторная сварка , Термитная сварка , Электролитическая сварка , Сварка пластмасс , Сварка в космосе .
Лит.:Справочник по сварке, т. 1-4, М., 1960-71; Глизманенко Д. Л., Евсеев Г. Б., Газовая сварка и резка металлов, 2 изд., М., 1961; Технология электрической сварки плавлением, под ред. Б. Е., Патона, М. - К., 1962; Багрянский К. В., Добротина 3. А., Хренов К. К., Теория сварочных процессов, Хар., 1968; Хренов К. К., Сварка, резка и пайка металлов, 4 изд., М., 1973; Словарь-справочник по сварке, сост. Т. А. Кулик, К., 1974.
К. К. Хренов.
Сварка в защитных газах
Сва'рка в защи'тных га'зах,дуговая сварка , при которой в зону соединения подаются защитные газы (см. Сварочные материалы ) для предотвращения воздействия воздуха на металл шва. Газовая защита способствует также устойчивому горению дуги, улучшает условия формирования шва, повышает его качество.
Сварка в космосе
Сва'рка в ко'смосе,отличается необычными сложными условиями: вакуум до 10 -10 н/ м 2 (10 -12 мм рт. ст.), большая скорость диффузии газов, невесомость и широкий интервал температур (от - 150 до 130 °С). Вследствие высокого вакуума и относительно высокой температуры в космических условиях иногда происходит самопроизвольная диффузионная сварка (схватывание) плотно сжатых деталей. При конструировании космических аппаратов предусматривают различные защитные меры, предотвращающие это явление. В космических условиях сварка может применяться при сборке и монтаже крупных космических кораблей и орбитальных станций, ремонте оборудования и аппаратуры космических аппаратов, а также для изготовления материалов и изделий с особыми свойствами, которые не могут быть получены на Земле. Металлы, свариваемые в условиях космического пространства, - алюминий, титановые сплавы, нержавеющие и жаропрочные стали. Условия космического пространства чрезвычайно благоприятны для следующих видов сварки : диффузионной, холодной, электроннолучевой, контактной и гелиосварки. Выполнение же дуговой и плазменной сварки, особенно при большом объёме сварочной ванны, хотя и перспективно, но в ряде случаев технически значительно затруднено из-за невесомости , когда изменяются условия разделения жидкой, твёрдой и газообразной фаз, что может привести к появлению пористости в швах, увеличению неметаллических включений и т. п.
Большой градиент температуры в ряде случаев вызывает появление трещин. Преодоление неблагоприятных воздействий космической среды требует разработки специальных приёмов сварки и оборудования, которое должно отличаться высокой надёжностью и безопасностью, иметь небольшую массу, обладать низкой энергоёмкостью, а также быть простым в эксплуатации. Особенно пригодны автоматические и полуавтоматические сварочные установки.
Впервые в мире С. в к. была осуществлена 16 октября 1969 лётчиками-космонавтами космического корабля «Союз-6» В. Н. Кубасовым и Г. С. Шониным на автоматической установке «Вулкан», сконструированной в институте электросварки им. Е. О. Патона.
В. Ф. Лапчинский.
Сварка пластмасс
Сва'рка пластма'сс,процесс неразъёмного соединения термопластов и реактопластов, в результате которого исчезает граница раздела между соединяемыми деталями. Сварку термопластов производят с использованием тепла посторонних источников нагрева (газовых теплоносителей, нагретого присадочного материала, нагретого инструмента) или с генерированием тепла внутри пластмассы при преобразовании различных видов энергии (сварка трением, токами ВЧ, ультразвуком, инфракрасным излучением и др.).
Соединение реактопластов осуществляют способом, основанным на химическом взаимодействии между поверхностями непосредственно или с участием присадочного материала (т. н. химическая сварка). Осуществление этого способа требует интенсивного прогрева поверхностей и интенсификации колебаний звеньев молекул полимера токами ВЧ или ультразвуком. С. п., например плёночных и листовых материалов, внедряется в различных областях промышленности и строительства.
Лит.:Николаев Г. А., Ольшанский Н. А., Новые методы сварки металлов и пластмасс, М., 1966; Тростянская Е. Б., Комаров Г. В., Шишкин В. А., Сварка пластмасс, М., 1967; Волков С. С., Орлов Ю. Н., Астахова Р. Н., Сварка и склеивание пластмасс, М., 1972.
Л. М. Лобанов.
Сварка под флюсом
Сва'рка под флю'сом,дуговая сварка с применением для защиты сварочной ванны от воздействия воздуха и для улучшения формирования сварного шва специального сварочного материала-флюса. Этот способ обеспечивает постоянство режима, позволяет увеличить сварочный ток до 1000-2000 а, получить большую глубину проплавления материала и высокое качество сварного шва по всей длине.
Сварное соединение
Сварно'е соедине'ние,участок конструкции или изделия, на котором сваркой соединены между собой составляющие их элементы, выполненные из однородного или разнородных материалов.
Классификация С. с. и швов.По взаимному расположению соединяемых элементов различают стыковые, тавровые, нахлёсточные и угловые С. с. Каждое из них имеет специфические признаки в зависимости от выбранного способа сварки - дуговой ( рис. 1 ), электрошлаковой ( рис. 2 ), контактной ( рис. 3 ) и др. Участок С. с., непосредственно связывающий свариваемые элементы, называются сварным швом. Швы всех типов различают: по технике наложения - выполненные «напроход», от середины к концам, обратноступенчатым способом; по положению в пространстве при сварке - вертикальные, горизонтальные, нижние, потолочные; по технике образования сечения - однослойные и многослойные и т. д. Основные виды С. с., конструктивные элементы кромок и швов, предельные отклонения и рациональные диапазоны толщин соединяемых элементов для швов всех типов регламентированы государственными стандартами и отраслевыми нормалями.
Характеристика С. с.Для С. с. свойственна совокупность зон, образующихся в материале соединённых сваркой элементов. Зоны отличаются от основных материалов и между собой по химическому составу, структуре, физическим и механическим свойствам, микро- и макронапряжённости. К С. с., выполненному сваркой плавлением, относят зоны ( рис. 4 , а) материала шва (сварной шов), сплавления, термического влияния, прилегающего основного материала, сохраняющего свои свойства и структуру. С. с., выполненное сваркой давлением, зон материала шва и сплавления не имеет и состоит ( рис. 4 , б) из зоны соединения, в которой образовались межатомные связи соединённых элементов, зоны механического влияния, зоны прилегающего основного материала. В сварном шве материал представляет собой сплав, образованный переплавленными основными материалами и дополнительными электродным и присадочным материалами или только переплавленными основными материалами. В зоне термического влияния основной материал не претерпевает расплавления, но на отдельных участках в результате воздействия нагрева и охлаждения по-разному изменяет свойства и структуру. В наиболее общем случае сварки плавлением низкоуглеродистой стали зона термического влияния С. с. состоит из участков, показанных на рис. 5 . Участок перегрева Iпримыкает непосредственно к зоне сплавления. Материал на этом участке перегрева нагревается выше 1100 °С и приобретает крупнозернистую структуру, что обусловливает понижение его вязкости. На участке перекристаллизации (нормализации) IIматериал нагревается в интервале температур от 900 до 1100 °С, что вызывает значительное измельчение зерна и повышение вязкости. На участке частичной перекристаллизации IIIметалл нагревается в интервале температур от 700 до 900 °С и характеризуется неравномерностью структуры или частичным измельчением зерна. На участке рекристаллизации IVпри нагреве материала от 500 °С до температуры, соответствующей критической точке A 1 ,наблюдается снижение прочности, в некоторых случаях - уменьшение пластичности. На участке старения Vпри нагреве от 100 до 500 °С материал не имеет видимых изменений структуры, но отличается от исходного основного материала пониженной вязкостью, наиболее резко выраженной в интервале 100-300 °С. Ширина зоны термического влияния при сварке стали зависит от способа сварки, технологического процесса, теплового режима сварки, теплофизических свойств основного металла.
Свойства С. с.Качество С. с. определяется их работоспособностью, сопротивляемостью хрупким и усталостным разрушениям. Работоспособность С. с. характеризуется комплексной совокупностью свойств чередующихся зон - прослоек, отличающихся от основного материала и между собой прочностными свойствами. Прослойки с более высокими прочностными свойствами условно называют твёрдыми, а смежные с ними прослойки с более низкими прочностными свойствами - мягкими. В зависимости от свойств основного материала, сварочных материалов , способа и режима сварки и термообработки, а также температурно-скоростных условий нагружения мягкими прослойками могут быть сварной шов, зона сплавления, разупрочнённый участок зоны термического влияния, промежуточные вставки других (разнородных с основным) материалов. Мягкие прослойки - локализаторы деформаций: при весьма малой относительной толщине они не снижают несущей способности С. с., при сравнительно большой толщине их свойства ограничивают несущую способность С. с. При расчёте, проектировании и изготовлении сварных конструкций учитывают степень влияния напряжённо-деформационного состояния на работоспособность С. с., точность их размеров и формы, а также на стабильность этих качеств при эксплуатации. При этом различают зону пластических деформаций, зону упругих деформаций, собственные остаточные напряжения (растягивающие и сжимающие). Эпюры, на которых показаны временные и остаточные продольные деформации и напряжения в стыковом соединении пластины из углеродистой стали, представлены на рис. 6 .
Сопротивляемость С. с. хрупким и усталостным разрушениям зависит от свойств материала и наличия в них концентраторов напряжений и деформаций. Концентраторы бывают конструктивного происхождения (участок резкого изменения сечения С. с., например переход от шва к основному металлу в тавровом и нахлёсточном соединениях), технологического происхождения (неплавные переходы с входящими углами в месте усиления шва, непровары, несплавления и подрезы), физико-химического происхождения (поры, шлаковые включения, трещины в швах и зоне термического влияния).
Образованию С. с. сопутствует термопластический процесс деформирования основного материала, который наиболее ярко выражен для стальных сварных соединений. Этот процесс обусловливает появление хрупкости на некоторых участках зоны термического влияния. Наиболее хрупким становится металл вследствие старения, протекающего в процессе деформирования металла при температурах 150-300 °С. На этих участках С. с. имеют ограниченную сопротивляемость хрупким разрушениям.
Образование С. с. сопровождается уменьшением размеров соединяемых элементов в продольном и поперечном направлениях, т. е. продольной и поперечной усадкой, что учитывается при проектировании и изготовлении изделий.
Принципы расчёта С. с.В СССР применяют два метода расчёта С. с. на прочность при статическом нагружении: по предельному состоянию (в строительных конструкциях) и по допускаемым напряжениям (в машиностроении). Для С. с. из сталей различной прочности расчётные сопротивления на растяжение R p cв ,сжатие R c cв, срез в стыковых швах R cp cв, срез в угловых швах R y св, атакже допускаемые напряжения на растяжение и сжатие [s св] и срез [t св] установлены отраслевыми правилами и нормами проектирования конструкций. Расчёт на усталость С. с. машиностроительных металлоконструкций выполняется согласно общепринятым методам расчёта на усталость деталей машин. Влияние низких температур на работоспособность соединения может быть учтено при проектировании и изготовлении С. с. выбором основных и сварочных материалов, конструктивных и технологических решений, методов контроля качества материалов и т. п. В расчётах С. с. на прочность при статической нагрузке влияние концентраторов напряжений и температуры для обычных углеродистых и низколегированных сталей не учитывают. В расчётах С. с. на усталостную прочность влияние концентраторов и остаточных напряжений учитывают при установлении допускаемых напряжений. С. с. пролётных строений мостов и стальных конструкций промышленных сооружений рассчитывают на выносливость по предельному состоянию.
Лит.: Николаев Г. А., Сварные конструкции, 3 изд., М., 1962; Окерблом Н. О., Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций, М. - Л., 1964; Николаев Г. А., Куркин С. А., Винокуров В. А., Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций, М., 1971; Труфяков В. И., Усталость сварных соединений, К., 1973.
А. А. Казимиров.
Рис. 1. Виды сварных соединений и типы швов при дуговой сварке: а - стыковое; б - тавровое; в, г, д - нахлёсточные; е - угловое; 1 - стыковой шов; 2 - угловой шов таврового соединения; 3 - фланговый угловой шов нахлёсточного соединения; 4 - лобовой угловой шов нахлёсточного соединения; 5 - электро-заклёпочный шов нахлёсточного соединения; 6 - шов углового соединения.
Рис. 5. Схемы зоны термического влияния: I - участок перегрева; II - участок перекристаллизации (нормализации); III - участок частичной перекристаллизации; IV - участок рекристаллизации; V - участок старения; 1 - металл шва; 2 - зона сплавления.
Рис. 6. Временные и остаточные продольные деформации и напряжения в стыковом соединении пластины из углеродистой стали: а - пластина; б - эпюра временных деформаций при E макс.< E т; в - эпюра временных деформаций при E макс.> E т; г - эпюра остаточных деформаций E ост; д - эпюра остаточных напряжений s т; 1 - зона пластических деформаций сжатия; 2 - зона упругих деформаций; 3 и 4 - растягивающие и сжимающие напряжения и деформаций.
Рис. 4. Сварное соединение: 1 - сварной шов; 2 - зона сплавления (а) или соединения при сварке давлением (б); 3 - зона термического влияния; 4 - прилегающий основной материал.
Рис. 2. Виды сварных соединений и типы швов при электрошлаковой сварке: а - стыковое; б - тавровое; в - угловое; 1 - стыковой шов; 2 - угловой шов; 3 - шов углового соединения.
Рис. 3. Виды сварных соединений и типы швов при контактной сварке: а - стыковое при сварке сопротивлением; б - стыковое при сварке плавлением; в - нахлёсточное, выполненное однорядным точечным швом; г - нахлёсточное, выполненное многорядным точечным швом; д - нахлёсточное, выполненное однорядным роликовым швом.
Сварные конструкции
Сварны'е констру'кции,металлических конструкции зданий и сооружений, соединения элементов которых выполнены сваркой . В виде С. к. изготовляется примерно 95% современных стальных конструкций , среди которых особенно эффективны листовые конструкции . С. к. имеют ряд преимуществ перед клёпаными; основные из них - экономия металла (до 25%) в результате более полного использования сечения и меньшего веса соединительных элементов, меньшая стоимость (благодаря применению относительно недорогого оборудования), плотность (герметичность сварочных швов).
Сваровская забастовка 1870
Сва'ровская забасто'вка 1870,забастовка ткачей на фабрике немецкого капиталиста Либига в Сварове (Svбrov, Северная Богемия, ныне город в Чешской Социалистической Республике) 18 февраля - 11 апреля. Явилась протестом против уменьшения администрацией зарплаты на 10%. Рабочие требовали также сокращения 12-часового рабочего дня. Руководили С. з. рабочие, члены местного социал-демократического кружка. Бастовавших поддержали ткачи на фабриках в Железни-Броде (также принадлежавших Либигу). 31 марта 3 тыс. рабочих, собравшихся перед фабрикой в Сварове, подверглись нападению войск и жандармов. Были раненые, 6 рабочих убито, организаторы С. з. арестованы. Расправа над участниками С. з. вызвала волну протеста в стране. Либигу пришлось принять все требования бастовавших.
Сварог
Сваро'г,в русской и западно-славянской мифологии один из главных богов (бог неба, огня небесного). Отец бога земного огня Сварожича.
Сварочная горелка
Сва'рочная горе'лка,часть сварочного аппарата, обеспечивающая при электросварке подвод электрического тока к электроду и защитного газа в зону горения сварочной дуги, или устройство, применяемое при газовой сварке для регулируемого смешения газов и создания направленного сварочного пламени. Передвижение С. г. вдоль свариваемых кромок осуществляется вручную (при ручной или полуавтоматической сварке) или может быть механизировано (при автоматической сварке ). В С. г. для электросварки плавящимся электродом ( рис. 1 ) имеется токоподводящий и направляющий мундштук со сменным наконечником, через который проталкивается электродная проволока. Через сопло подводится и направляется газовая струя, защищающая сварочную ванну и электрод от воздействия воздуха. В С. г., применяемой при сварке неплавящихся электродом ( рис. 2 ), мундштук снабжен зажимной токоподводящей цангой. С. г. для газовой сварки подаёт горючие газы (например, ацетилен и кислород) к месту сварки. По двум каналам газы через регулировочные вентили поступают в смесительную камеру, в которой приготавливается горючая смесь, поступающая затем в мундштук. Различают горелки низкого давления со встроенным инжектором для подсоса горючего газа и горелки высокого давления, в которые горючий газ поступает из газовых генераторов или баллонов под давлением.
Лит.см. при ст. Сварочное оборудование .
М. Г. Бельфор.
Рис. 2. Ручная горелка для сварки неплавящимся электродом: 1 - токопроводящая цанга; 2 - сопло; 3 - газовая камера; 4 - мундштук; 5 - газовый вентиль; 6 - газовый канал и токопровод; 7 - рукоятка.
Рис. 1. Горелка для полуавтоматической сварки плавящимся электродом: 1 - мундштук; 2 - сменный наконечник; 3 - электродная проволока; 4 - сопло.
Сварочная дуга
Сва'рочная дуга',электрическая дуга, образующаяся в зоне сварки (или резки) при прохождении электрического тока через газ между электродами. С. д. - наиболее развитая форма разряда в газах (см.