Конструктивными деталями сварного решетчатого настила являются стальные решетки из несущих перемычек. Для соединения их друг с другом с помощью покровных прутков используется кузнечно-прессовая сварка. Это дает возможность сообщить изделию высокие прочностные и эксплуатационные характеристики.
Принцип метода
Под кузнечной сваркой понимается такой способ создания надежных соединений отдельных металлических деталей, когда в ходе термического нагрева на скрепляемый участок воздействует давление извне. Вначале железные поверхности нагревают на участке их будущей сварки до высоких температур (пока металл не перейдет в тестообразное состояние). После этого на них начинают воздействовать посредством молота или пресса, в результате чего образуется неразъемное соединение. Данный метод подходит для сварки изделий из низкоуглеродистых конструкционных сталей, доля углерода в которых не превышает 0,3%. Превышение содержания этого элемента приводит к ухудшению свариваемости деталей.
Технология реализации
Для нагревания изделий перед кузнечной сваркой используются горны и печи. В ходе этого необходимо внимательно дозировать порции топлива. Пламя не должно оказывать окисляющее воздействие. Самым удобным вариантом топлива для горна при реализации кузнечной сварки считается уголь и кокс, практически не содержащие серу (ее наличие уменьшает прочность швов).
На практике для нагревания заготовок чаще всего используют каменный уголь. Процентная доля серы в нем – до 1%, золы – до 7%. Чтобы сварка прошла успешно, уголь необходимо тщательно отбирать и просеивать. Наилучшими характеристиками обладают небольшие куски черного топлива – т.н. «орешки». Горн нуждается в качественной чистке. Порции загруженного топлива должно хватать для разогрева перед сваркой одной детали. Ее вводят в очаг после достаточного прогорания угля, когда выделится большей части серы.
Разновидности
Для реализации кузнечной сварки детали соединяют одним из следующих способов:
- Встык (внахлест, в обхват). Торцевым частям заготовок сообщается выпуклая конфигурация. Это дает возможность при сближении не испытывать проблем с удалением шлака. Этот метод построен на соприкосновении свариваемых деталей друг с другом под требуемым углом.
- Вразруб. Таким способом соединяются заготовки значительного диаметра, или когда материал соединяемых деталей имеет разную степень твердости. Свариваемых поверхности проходят более сложную подготовку (высаживание). После этого высаженную часть мягкой заготовки разрубают, а на твердом конце делают клин по размеру углубления. Это дает возможность вкладывать выступы друг в друга и проводить кузнечную сварку.
- В расщеп. Хороший вариант для соединения изделий из листового металла. Сделав определенный отступ от кромки, проводят оттягивание и надрезание листов на 3-5 секторов. Далее, наложив соединяемые листы друг на друга, приступают к нагреванию и ковке (прессовке).
- С шашками. Это метод удобен при сваривании габаритных деталей. Кромкам заготовок методом ковки предварительно сообщается угловая форма (30-40 градусов). Далее, используя этот же материал, изготовляются накладки с аналогичным углом. Уложив их между заготовками, производят кузнечную сварку.
Сильные и слабые стороны метода
Преимущества кузнечно-прессовой сварки:
- Возможность соединять детали из несовместимых материалов. Кузнечная сварка немного похожа на пайку. Однако в этом случае соединение происходит на молекулярном уровне напрямую, без промежуточных пайковых прокладок. Что касается флюсов или буры, то они выполняют исключительно очищающую функцию.
- Полное сохранение химического состава деталей. Этому способствует отсутствие доступа воздуха, благодаря чему стальные заготовки сберегают свои изначальные характеристики.
- Возможность реанимации и восстановления первоначальной структуры металла. Силовые воздействия на металл приводят к измельчению зерен и уничтожению пустот.
- Высокое качество сварного шва. Технология постепенного охлаждения препятствует появлению внутренних напряжений внутри шва.
- Возможность соединять между собой детали из современных сплавов. Это дает возможность получать композитные изделия.
Среди недостатков этого способа соединения можно выделить:
- Малую производительность. Особенно это касается ручного исполнения кузнечной ковки. Использование промышленных прессов существенно повышает КПД.
- Небольшую точность готового шва. Таким способом не рекомендуется соединять ответственные детали.
- Ограничения по толщине металла. Превышение норматива по сечению приводит к неравномерному прогреву внутренних слоев металла.
В процессе реализации кузнечно-прессовой сварки необходимо тщательно следить за технологическими предписаниями: если материал пережечь или недогреть, качество соединения будет очень низким.
