
Поняття про зварювання
Зварюванням називають технологію отримання нерозбірних з'єднань у конструкціях, виготовлених із металів, сплавів та інших матеріялів, розплавленням або пластичною деформацією місця з'єднання.
Зварюванням з'єднують вироби виготовлені з однорідних і різнорідних металів і сплавів (наприклад, мідь – мідь, сталь – сталь, мідь – вольфрам, мідь – алюміній, мідь – сталь); металів і неметалів, таких як кераміка, скло, графіт тощо.
З’єднання деталей зварюванням ґрунтується на міжатомній взаємодії контактуючих поверхонь. Щоб дві поверхні з'єднались зварюванням, потрібно наблизити їх на відстань, яка приблизно дорівнює лінійному параметру кристалевої комірки матеріялу, з якого виготовлені вироби.
У реальних умовах здійснити це непросто, оскільки на поверхні виробів завжди є оксидні плівки й адсорбовані гази, які перешкоджають цьому наближенню. Ось чому перед зварюванням контактуючі поверхні очищають а потім крайнім атомам очищених поверхонь надають енергії, щоб наблизити їх один до одного. Ця енергія може бути механічною або тепловою. Залежно від виду енергії зв'язок між атомами контактуючих поверхонь може відбуватись у твердій фазі або в розплаві.
У першому випадку вироби стискають із зусиллям, що дорівнює границі плинності матеріялу, з якого виготовлені вироби. У зоні контакту матеріяли переходять у пластичний стан. Зварне з'єднання утворюється за рахунок взаємної дифузії атомів одного матеріялу в інший. Для підвищення пластичності зону контакту зварюваних виробів нагрівають
У другому випадку краї зварюваних виробів розплавляють і утворюється спільна зварювальна ванна, яка під час охолодження кристалізується. Так утворюється зварний шов, який з'єднує зварювані вироби в єдине ціле.
Підготовлення поверхонь перед зварюванням і розміщення швів регламентуються стандартами і залежать від матеріялів зварювальних виробів та їх товщини.
Однією з найголовніших технологічних властивостей матеріялів є здатність утворювати міцні та надійні зварні шви. Цю властивість називають зварюваністю. Властивості зварних швів і матеріялів, з яких виготовлені вироби, не повинні значно відрізнятись, оскільки це може стати причиною руйнування виробів, а відповідно призвести до аварії, внаслідок чого будуть людські жертви та матеріяльні збитки.
У процесі зварювання металевих виробів виникає неоднорідність властивостей, зумовлена різною структурою та величиною кристалітів. Нагрівання поверхонь зварюваних виробів до температури плавлення призводить до утворення великокристалітної структури у зварному шві і може спричинити окиснення, азотування, насичення шва воднем або вигоряння легуючих компонентів у розплаві зварного шва. Навколо зварного шва структура металу також змінюється.
На зварюваність сталей впливає вміст у них вуглецю, мангану, хрому, молібдену, нікелю тощо. Маловуглецеві та малолеговані сталі, а також чистий алюміній мають добру зварюваність.
Погану зварюваність мають чавуни, багатохромисті сталі й алюмінієві сплави. Найважче зварювати вироби, виготовлені з різних матеріялів. Для отримання якісних зварних з'єднань різних матеріялів використовують нові способи зварювання.