Как сварка используется в машиностроении

Сварочная отрасль и машиностроительный комплекс – это те направления в промышленности, без которых не обходится ни одно производство. Сварка и машиностроение определяют развитие промышленного сектора, возможность изготовления конкурентоспособной продукции.

Особенности деталей и узлов

Есть несколько особенностей узлов и заготовок, которые применяют при создании приборов, судов, машин. Они должны быть изготовлены с высокой точностью, поэтому часто сварные изделия подвергают обработке механическим путем. Обработки нередко требуют и соединительные швы – они приобретают лучшую форму, устраняются концентрации напряжения.

Использование сварки в машиностроении

От типа соединения зависят условия дальнейшей эксплуатации изделия. Машиностроение требует изготовления таких узлов и элементов, которые могут в будущем переносить вибрационные нагрузки. Для обеспечения высокой надежности применяют сварные швы впритык и встык. Они отличаются выносливостью и прочностью при соединении с металлом.

Заготовки и узлы, используемые при сборке машин, изготавливаются в условиях крупного производства. Здесь есть возможность применять сварочную оснастку и автоматизированные методы соединения.

Типы сварных соединений

В промышленном строительстве машин и агрегатов применяют разнообразные типы узлов и соединений. Среди них выделяются мелкие элементы, для чего используют электроконтактный метод сплавления.

Для изготовления изделий в крупном машиностроении используют массовые серии, иногда – единичное уникальное изготовление агрегатов. К ним относятся шестерни, рабочие колеса, валы. Здесь преимущественно использование электрошлакового способа сварки.

В промышленности применяют такие типы соединения:

• стыковое – соединение элементов торцами;
• торцовое – примыкание боковых поверхностей;
• нахлесточное – встречается реже, это перекрывание и параллельное размещение двух элементов;
• угловое – соединение частей под углом;
• тавровое – перпендикулярное расположение, сварка торцом к боковой поверхности.

Но заготовки и узлы в промышленности разнообразны, потому применение находят все возможные типы сварки и соединений.

Типы сварных соединений используемых в машиностроении

Особенности изготовления сварных частей

Отдельные части машин делают из заготовок, которые получают разными способами. Многие конструкции можно получить из листов проката, среди них:

• станины;
• рамы;
• корпус редуктора;
• барабан;
• сварная тяга;
• штанга с проушиной.

Сварные элементы активно применяют в промышленности еще и по той причине, что они экономят до половины массы металла в сравнении с литьем тех же элементов. В строительстве машин и приборов используют такие сварные части:

• подшипниковые опоры;
• тяги;
• штанги;
• рамы, шестерни;
• турбины, котлы;
• редукторы, шкивы;
• барабаны;
• части ракет и турбин.

Использование поковки делает производство проще, требуется меньше механической обработки. Это удешевляет процесс сборки машины или прибора.

Используемые материалы

Во время производства соединительных деталей для машин используют заготовки:

• штампованные;
• прессованные;
• тонкостенные;
• фасонные;
• гнутые.

Штампованные заготовки нужны в конструкциях авиационного предназначения, при строительстве сельскохозяйственных машин и гражданских автомобилей.

Сварка штампованных деталей используемых в машиностроении

Литые используют, чтобы упростить сам процесс литья. При одинаковой жесткости и прочности соединительные части могут быть в два раза легче литых.

Электрошлаковый метод позволяет изготавливать комбинированные сварные изделия из проката, поковки и отливки. Они требуют минимальной механической обработки, экономны по весу. Без этого современные конструкции – турбины, котлы, узлы станков и металлургического оборудования – изготавливались с большими трудностями ковкой, штамповкой и литьем.

Если наложение соединительного шва затруднительно, используют пайку. Наплавки могут применяться при восстановлении изношенной поверхности, во время изготовления новых деталей для придания им нужных качеств.

Требования к деталям

Когда проектируют, из чего будет собрана та или иная машина, обязательно учитывают такие требования:

• качество конструкции должно быть высоким, возможна термообработка до соединения;
• рабочее напряжение лучше принять ниже допустимого – в этом случае размеры элементов определяются жесткостью;
• после сплавления требуется механическая обработка, так как остаточные напряжения могут менять свои значения в будущем;
• механическая обработка соединения выполняется после термической обработки.

Иногда используют так называемый горячий монтаж. В таком случае после сплавления и сборки не нужна механическая обработка, если отработанная технология тщательно соблюдалась.

Сварка удешевляет процесс машиностроения без потери качества, прочности и жесткости изделий. Во многих случаях это экономия не только по времени, но и по финансам. Качество изделий, выполненных при помощи  сварки, не уступает качеству литых, но последние обходятся значительно дороже.

Видео: Лазерная сварка и пайка в автомобилестроении