Schweißen ist ein Prozess, bei dem zwei oder mehr Arten des gleichen oder unterschiedlichen Materials durch Bindung und Diffusion zwischen Atomen oder Molekülen miteinander verbunden werden
Das Verfahren zur Förderung der Bindung und Diffusion zwischen Atomen und Molekülen ist Erhitzen oder Pressen oder gleichzeitiges Erhitzen und Pressen
Klassifizierung des Schweißens
Das Metallschweißen kann nach den Eigenschaften seines Prozesses in Schmelzschweißen, Druckschweißen und Löten unterteilt werden
Wenn beim Schmelzschweißen die Atmosphäre in direktem Kontakt mit dem Hochtemperaturschmelzbad steht, oxidiert der Sauerstoff in der Atmosphäre Metalle und verschiedene Legierungselemente.Stickstoff und Wasserdampf aus der Atmosphäre gelangen in das Schmelzbad, und während des anschließenden Abkühlprozesses bilden sich Defekte wie Poren, Schlackeneinschlüsse und Risse in der Schweißnaht, die die Qualität und Leistung der Schweißnaht verschlechtern.
Um die Schweißqualität zu verbessern, wurden verschiedene Schutzverfahren entwickelt.Zum Beispiel besteht das Schutzgasschweißen darin, die Atmosphäre mit Argon, Kohlendioxid und anderen Gasen zu isolieren, um den Lichtbogen und die Poolrate während des Schweißens zu schützen;Beim Schweißen von Stahl beispielsweise kann die Zugabe von Ferrotitanpulver mit hoher Sauerstoffaffinität zur Elektrodenbeschichtung zur Desoxidation die nützlichen Elemente wie Mangan und Silizium in der Elektrode vor Oxidation schützen und in das Schmelzbad gelangen und nach dem Abkühlen hochwertige Schweißnähte erzielen.
Tisch-Kaltschweißmaschine
Gemeinsames Merkmal verschiedener Pressschweißverfahren ist die Druckbeaufschlagung beim Schweißen ohne Füllmaterialien.Die meisten Druckschweißverfahren, wie Diffusionsschweißen, Hochfrequenzschweißen und Kaltpressschweißen, haben keinen Schmelzprozess, daher gibt es keine Probleme wie beim Schmelzschweißen, wie das Verbrennen nützlicher Legierungselemente und das Eindringen schädlicher Elemente in die Schweißnaht vereinfacht den Schweißprozess und verbessert die Sicherheits- und Gesundheitsbedingungen beim Schweißen.Da gleichzeitig die Erwärmungstemperatur niedriger ist als beim Schmelzschweißen und die Erwärmungszeit kürzer ist, ist die Wärmeeinflusszone klein.Viele Materialien, die durch Schmelzschweißen schwer zu schweißen sind, können oft zu hochwertigen Verbindungen mit der gleichen Festigkeit wie das Grundmetall pressgeschweißt werden.
Die Verbindung, die während des Schweißens entsteht und die zwei verbundenen Körper verbindet, wird als Schweißnaht bezeichnet.Während des Schweißens werden beide Seiten der Schweißnaht von der Schweißwärme beeinflusst, und die Struktur und Eigenschaften ändern sich.Dieser Bereich wird als Wärmeeinflusszone bezeichnet.Beim Schweißen sind Werkstückmaterial, Schweißmaterial und Schweißstrom unterschiedlich.Um die Schweißbarkeit zu verschlechtern, ist es notwendig, die Schweißbedingungen anzupassen.Vorwärmen, Wärmeerhaltung während des Schweißens und Wärmebehandlung nach dem Schweißen an der Grenzfläche des Schweißteils vor dem Schweißen können die Schweißqualität des Schweißteils verbessern.
Außerdem ist das Schweißen ein lokaler schneller Erwärmungs- und Abkühlungsprozess.Der Schweißbereich kann sich aufgrund der Beschränkung durch den umgebenden Werkstückkörper nicht frei ausdehnen und zusammenziehen.Nach dem Abkühlen treten in der Schweißkonstruktion Schweißspannungen und Verformungen auf.Wichtige Produkte müssen Schweißspannungen eliminieren und Schweißverformungen nach dem Schweißen korrigieren.
Die moderne Schweißtechnologie war in der Lage, Schweißnähte ohne innere und äußere Defekte und mit mechanischen Eigenschaften herzustellen, die denen des verbundenen Körpers gleich oder sogar überlegen sind.Die gegenseitige Position der geschweißten Körper im Raum wird als Schweißverbindung bezeichnet.Die Festigkeit der Verbindung wird nicht nur von der Qualität der Schweißnaht beeinflusst, sondern auch von ihrer Geometrie, Größe, Belastung und den Arbeitsbedingungen.Zu den Grundformen von Verbindungen gehören Stoßverbindung, Überlappverbindung, T-Verbindung (formschlüssige Verbindung) und Eckverbindung.
Die Querschnittsform der Stumpfnaht hängt von der Dicke des Schweißkörpers vor dem Schweißen und der Nutform der beiden Verbindungskanten ab.Beim Schweißen von dickeren Stahlblechen müssen an den Kanten verschieden geformte Rillen zum Durchdringen geschnitten werden, damit Schweißstäbe oder -drähte leicht eingeführt werden können. Rillenformen umfassen einseitige Schweißrille und zweiseitige Schweißrille.Bei der Auswahl der Rillenform sollten neben der Sicherstellung einer vollständigen Durchdringung auch Faktoren wie bequemes Schweißen, weniger Zusatzwerkstoff, geringe Schweißverformung und niedrige Rillenbearbeitungskosten berücksichtigt werden.
Wenn zwei Stahlbleche mit unterschiedlichen Dicken stumpf aneinandergefügt werden, wird die dickere Blechkante häufig allmählich verdünnt, um eine gleiche Dicke an den beiden Verbindungskanten zu erreichen, um eine starke Spannungskonzentration zu vermeiden, die durch scharfe Querschnittsänderungen verursacht wird.Die statische Festigkeit und die Ermüdungsfestigkeit von Stoßverbindungen sind höher als die anderer Verbindungen.Bei Verbindungen unter Wechsel- und Stoßbelastungen oder in Tieftemperatur- und Hochdruckbehältern wird häufig das Stumpfschweißen bevorzugt.
Die Überlappungsverbindung ist vor dem Schweißen leicht vorzubereiten, leicht zusammenzubauen und weist eine geringe Schweißverformung und Restspannung auf.Daher wird es häufig in Baufugen und unwichtigen Bauwerken eingesetzt.Generell sind Überlappstöße nicht geeignet für Arbeiten unter Wechsellast, aggressivem Medium, hoher Temperatur oder niedriger Temperatur.
Die Verwendung von T- und Winkelgelenken ist in der Regel baulichen Gegebenheiten geschuldet.Die Verarbeitungseigenschaften unvollständiger Kehlnähte an T-Stößen ähneln denen von Überlappstößen.Wenn die Schweißnaht senkrecht zur Richtung der äußeren Kraft verläuft, wird sie zu einer vorderen Kehlnaht, und die Oberflächenform der Schweißnaht verursacht eine Spannungskonzentration in unterschiedlichem Maße.Die Beanspruchung der Kehlnaht bei voller Durchschweißung ist ähnlich wie bei der Stumpfnaht.
Die Tragfähigkeit der Eckverbindung ist gering und wird im Allgemeinen nicht alleine verwendet.Sie kann nur verbessert werden, wenn eine vollständige Durchdringung oder Kehlnähte innen und außen vorhanden sind.Es wird meistens an der Ecke der geschlossenen Struktur verwendet.
Geschweißte Produkte sind leichter als genietete Teile, Guss- und Schmiedeteile, was das Eigengewicht reduzieren und Energie für Transportfahrzeuge sparen kann.Das Schweißen hat eine gute Dichtungseigenschaft und ist für die Herstellung verschiedener Behälter geeignet.Die Entwicklung einer gemeinsamen Verarbeitungstechnologie, die Schweißen mit Schmieden und Gießen kombiniert, kann großflächige, wirtschaftliche und vernünftige Guss- und Schweißstrukturen und Schmiede- und Schweißstrukturen mit hohen wirtschaftlichen Vorteilen herstellen.Der Schweißprozess kann Materialien effektiv verwenden, und die Schweißstruktur kann Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften in verschiedenen Teilen verwenden, um die Vorteile verschiedener Materialien voll auszuschöpfen und Wirtschaftlichkeit und hohe Qualität zu erreichen.Schweißen ist in der modernen Industrie zu einem unverzichtbaren und immer wichtiger werdenden Verarbeitungsverfahren geworden.
In der modernen Metallverarbeitung entwickelte sich das Schweißen später als das Gießen und Schmieden, aber es entwickelte sich schnell.Das Gewicht von Schweißkonstruktionen macht etwa 45 % der Stahlproduktion aus, und auch der Anteil von Schweißkonstruktionen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen nimmt zu.
Für den zukünftigen Schweißprozess sollten einerseits neue Schweißverfahren, Schweißgeräte und Schweißmaterialien entwickelt werden, um die Schweißqualität und -sicherheit weiter zu verbessern, wie z. B. die Verbesserung der bestehenden Schweißenergiequellen wie Lichtbogen, Plasmalichtbogen, Elektron Strahl und Laser;Verbessern Sie mithilfe von Elektronik- und Steuerungstechnologie die Prozessleistung des Lichtbogens und entwickeln Sie eine zuverlässige und leichte Lichtbogenverfolgungsmethode.
Andererseits sollten wir den Grad der Schweißmechanisierung und -automatisierung verbessern, wie z. B. die Realisierung der Programmsteuerung und der digitalen Steuerung von Schweißmaschinen;Entwicklung einer speziellen Schweißmaschine, die den gesamten Prozess von der Vorbereitung über das Schweißen bis hin zur Qualitätsüberwachung automatisiert;In der automatischen Schweißproduktionslinie kann die Förderung und Erweiterung von numerisch gesteuerten Schweißrobotern und Schweißrobotern das Schweißproduktionsniveau verbessern und die Gesundheits- und Sicherheitsbedingungen beim Schweißen verbessern
Postzeit: 02. September 2022