Б. Сванстрём.
Сваны
Сва'ны, этнографическая группа грузин; живут в Местийском и Лентехском районах Грузинской ССР. Сванские племена, занимавшие в древности обширную территорию на южных склонах Большого Кавказа (см. Сванети) и частично на северных склонах (главным образом в верховьях р. Кубани), вместе с племенами картов и мегрелолазов (чанов) составили основу формирования грузинского народа. С. говорят на грузинском языке, в быту — и на сванском языке. В прошлом характеризовались локальными чертами культуры и быта (оригинальные формы башенной архитектуры, развитое альпийское хозяйство, пережитки военной демократии и др.).
Свапа
Свапа', Свопа, река в Курской области РСФСР, истоки на границе с Орловской области, правый приток р. Сейма (бассейн Днепра). Длина 197 км, площадь бассейна 4990 км2. Протекает в пределах Среднерусской возвышенности. Питание преимущественно снеговое. Половодье в марте — апреле. Средний расход воды в 75 км от устья 16,7 м3/сек. Замерзает в ноябре — декабре, вскрывается в марте — первой половине апреля. На С. — г. Дмитриев-Льговский.
Сварадж
Свара'дж (санскр., буквально — своё правление), программный политический лозунг национально-освободительного движения в Индии, призывал к борьбе против английского господства, за самоуправление. Появился в начале 20 в. и, как программное требование, впервые был принят на калькуттской сессии Индийского национального конгресса (ИНК) в 1906. Нагпурская сессия ИНК (1920) борьбу за реализацию С. поставила основной целью деятельности ИНК. Однако С. понимался группировками конгресса по-разному. Умеренные конгрессисты призывали к борьбе за ограниченное самоуправление в рамках Британской империи, радикальное крыло ИНК считало целью борьбы достижение Индией независимости. Лахорская сессия ИНК (1929) выдвинула задачу достижения полного С. (пурна сварадж). Но оттенки в толковании С. продолжали сохраняться: представители правого крыла национально-освободительного движения вкладывали в понятие С. достижение Индией статута доминиона, представители левого крыла (Дж. Неру, С. Ч. Бос и др.) — достижение Индией полной независимости.
Свараджисты
Свараджи'сты, часть членов партии Индийский национальный конгресс, образовавшая в 1923 внутри конгресса самостоятельную партию. Её лидеры — М. Неру и Ч. Дас. В отличие от М. К. Ганди, призывавшего к бойкоту законодательных органов, созданных в 1921 по «Монтегю — Челмсфорда реформе», С. считали возможным использовать парламентскую трибуну в борьбе за сварадж, который ими толковался как борьба за получение Индией прав доминиона. В период революционного подъёма в 1928—33, проходившего под лозунгом достижения Индией полной независимости, партия С. распалась.
Сварка
Сва'рка, технологический процесс соединения твёрдых материалов в результате действия межатомных сил, которое происходит при местном сплавлении или совместном пластическом деформировании свариваемых частей. С. получают изделия из металла и неметаллических материалов (стекла, керамики, пластмасс и др.). Изменяя режимы С., можно наплавлять слои металла различной толщины и различного состава. На специальном оборудовании в определенных условиях можно осуществлять процессы, противоположные по своей сущности процессу соединения, например огневую, или термическую, резку металлов.
Историческая справка. Простейшие приёмы С. были известны в 8—7-м тыс. до н. э. В основном сваривались изделия из меди, которые предварительно подогревались, а затем сдавливались. При изготовлении изделий из меди, бронзы, свинца, благородных металлов применялась т. н. литейная С. Соединяемые детали заформовывали, подогревали и место соединения заливали заранее приготовленным расплавленным металлом. Изделия из железа и его сплавов получали их нагревом до «сварочного жара» в кузнечных горнах с последующей проковкой. Этот способ известен под названием горновая, или кузнечная, С. Только эти два способа С. были распространены вплоть до конца 19 в. Толчком к появлению принципиально новых способов соединения металлов явилось открытие в 1802 дугового разряда В. В. Петровым. В 1882 Н. Н. Бенардос и в 1890 Н. Г. Славянов предложили первые практически пригодные способы С. с использованием электрической дуги. В начале 20 в. дуговая электросварка постепенно стала ведущим промышленным способом соединения металлов. К началу 20 в. относятся и первые попытки применения для С. и резки горючих газов в смеси с кислородом. Первую ацетилено-кислородную сварочную горелку сконструировал французский инженер Э. Фуше, который получил на неё патент в Германии в 1903. В России этот способ стал известен предположительно к 1905, получил распространение к 1911. Процесс дуговой С. совершенствовался, появились её разновидности: под флюсом, в среде защитных газов и др. Во 2-й половине 20 в. для С. стали использовать др. виды энергии: плазму, электронный, фотонный и лазерный лучи, взрыв, ультразвук и др.
Классификация. Современные способы С. металлов можно разделить на две большие группы: С. плавлением, или С. в жидкой фазе, и С. давлением, или С. в твёрдой фазе. При С. плавлением расплавленный металл соединяемых частей самопроизвольно, без приложения внешних сил соединяется в одно целое в результате расплавления и смачивания в зоне С. и взаимного растворения материала. При С. давлением для соединения частей без расплавления необходимо значительное давление. Граница между этими группами не всегда достаточно чёткая, например возможна С. с частичным оплавлением деталей и последующим сдавливанием их (контактная электросварка). В предлагаемой классификации в каждую группу входит несколько способов. К С. плавлением относятся: дуговая, плазменная, электрошлаковая, газовая, лучевая и др.; к С. давлением — горновая, холодная, ультразвуковая, трением, взрывом и др. В основу классификации может быть положен и какой-либо др. признак. Например, по роду энергии могут быть выделены следующие виды С.: электрическая (дуговая, контактная, электрошлаковая, плазменная, индукционная и т. д.), механическая (трением, холодная, ультразвуковая и т. п.), химическая (газовая, термитная), лучевая (фотонная, электронная, лазерная).
Сварка плавлением. Простейший способ С. — ручная дуговая С. — основан на использовании электрической дуги. К одному полюсу источника тока гибким проводом присоединяется держатель, к другому — свариваемое изделие. В держатель вставляется угольный или металлический электрод (см. в ст. Сварочные материалы). При коротком прикосновении электрода к изделию зажигается дуга, которая плавит основной металл и стержень электрода (при металлическом электроде), образуя сварочную ванну, дающую при затвердевании сварной шов. Температура сварочной дуги 6000—10000 °С (при стальном электроде). Для питания дуги используют ток силой 100—350 а, напряжением 25—40 в от специальных источников (см. Сварочное оборудование).
При дуговой сварке кислород и азот атмосферного воздуха активно взаимодействуют с расплавленным металлом, образуют окислы и нитриды, снижающие прочность и пластичность сварного соединения. Существуют внутренние и внешние способы защиты места С.: введение различных веществ в материал электрода и электродного покрытия (внутренняя защита), введение в зону С. инертных газов и окиси углерода, покрытие места С. сварочными флюсами (внешняя защита). При отсутствии внешних средств защиты сварочная дуга называется открытой, при наличии их — защищенной или погруженной. Наибольшее практическое значение имеет электросварка открытой дугой покрытым плавящимся электродом. Высокое качество сварного соединения позволяет использовать этот способ при изготовлении ответственных изделий. Одной из важнейших проблем сварочной техники является механизация и автоматизация дуговой С. (см. Автоматическая сварка). При изготовлении изделий сложной формы часто более рациональной оказывается полуавтоматическая дуговая С., при которой механизирована подача электродной проволоки в держатель сварочного полуавтомата. Защиту дуги осуществляют также сварочным флюсом (см. в ст. Сварочные материалы). Идея этого способа, получившего название С. под флюсом, принадлежит Н. Г. Славянову (конец 19 в.), применившему в качестве флюса дроблёное стекло. Промышленный способ разработан и внедрён в производство под руководством академика Е. О. Патона (40-е гг. 20 в.). С. под флюсом получила значительное промышленное применение, т. к. позволяет автоматизировать процесс, является достаточно производительной, пригодна для осуществления различного рода сварных соединений, обеспечивает хорошее качество шва. В процессе С. дуга находится под слоем флюса, который защищает глаза работающих от излучений, но затрудняет наблюдение за формированием шва.
При механизированных способах С. применяют газовую защиту — С. в защитных газах, или газоэлектрическую С. Идея этого способа принадлежит Н. Н. Бенардосу (конец 19 в.). С. осуществляется сварочной горелкой или в камерах, заполненных газом. Газы непрерывно подаются в дугу и обеспечивают высокое качество соединения. Используют инертные и активные газы (см. в ст. Сварочные материалы). Наилучшие результаты даёт применение гелия и аргона. Гелий из-за высокой стоимости его получения используют только при выполнении специальных ответственных работ. Более широко распространена автоматическая и полуавтоматическая С. в аргоне или в смеси его с другими газами неплавящимся вольфрамовым и плавящимся стальным электродами. Этот способ применим для соединения деталей обычно небольших толщин из алюминия, магния и их сплавов, всевозможных сталей, жаропрочных сплавов, титана и его сплавов, никелевых и медных сплавов, ниобия, циркония, тантала и др. Самый дешёвый способ, обеспечивающий высокое качество, — С. в углекислом газе, промышленное применение которой разработано в 50-е гг. 20 в. в Центральном научно-исследовательском институте технологии и машиностроения (ЦНИИТМАШ) под руководством К. В. Любавского. Для С. в углекислом газе используют электродную проволоку. Способ пригоден для соединения изделий из стали толщиной 1—30 мм.
К электрическим способам С. плавлением относится электрошлаковая С., при которой процесс начинается, как при дуговой С. плавящимся электродом — зажиганием дуги, а продолжается без дугового разряда. При этом значительное количество шлака закрывает сварочную ванну. Источником нагрева металла служит тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через шлак. Способ разработан в институте электросварки им. Е. О. Патона и получил промышленное применение (в конце 50-х гг.). Возможна электрошлаковая С. металлов толщиной до 200 мм (одним электродом), до 2000 мм (одновременно работающими несколькими электродами). Она целесообразна и экономически выгодна при толщине основного металла более 30 мм. Электрошлаковым способом можно выполнять ремонтные работы, производить наплавку, когда требуется значительная толщина наплавляемого слоя. Способ нашёл применение в производстве паровых котлов, станин прессов, прокатных станов, строительных металлоконструкций и т. п.
Осуществление дуговой электросварки возможно также в воде (пресной и морской). Первый практически пригодный способ С. под водой был создан в СССР в Московском электромеханическом институте инженеров ж.-д. транспорта в 1932 под руководством К. К. Хренова. Дуга в воде горит устойчиво, охлаждающее действие воды компенсируется небольшим повышением напряжения дуги, которая плавит металл в воде так же легко, как и на воздухе. С. производится вручную штучным плавящимся стальным электродом с толстым (до 30% толщины электрода) водонепроницаемым покрытием. Качество С. несколько ниже, чем на воздухе, металл шва недостаточно пластичен. В 70-е гг. в СССР в институте электросварки им. Е. О. Патона осуществлена С. под водой полуавтоматом, в котором в качестве электрода использована т. н. порошковая проволока (тонкая стальная трубка, набитая смесью порошков), непрерывно подаваемая в дугу. Порошок является флюсом. Подводная С. ведётся на глубине до 100 м, получила распространение в судоремонтных и аварийно-спасательных работах.
Один из перспективных способов С. — плазменная С. — производится плазменной горелкой. Сущность этого способа С. состоит в том, что дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием и продувается потоком газа, в результате чего образуется плазма, используемая для высокотемпературного нагрева металла. Перспективная разновидность плазменной С. — С. сжатой дугой (газы столба дуги, проходя через калиброванный канал сопла горелки, вытягиваются в тонкую струю). При сжатии дуги меняются её свойства: значительно повышается напряжение дуги, резко возрастает температура (до 20000—30000 °С). Плазменная С. получила промышленное применение для соединения тугоплавких металлов, причём автоматы и полуавтоматы для дуговой С. легко могут быть приспособлены для плазменной при соответствующей замене горелки. Плазменную С. используют как для соединения металлов больших толщин (многослойная С. с защитой аргоном), так и для соединения пластин и проволоки толщиной от десятков мкм до 1 мм (микросварка, С. игольчатой дугой). Плазменной струей можно осуществлять также др. виды плазменной обработки, в том числе плазменную резку металлов.
Газовая С. относится к способам С. плавлением с использованием энергии газового пламени, применяется для соединения различных металлов обычно небольшой толщины — до 10 мм. Газовое пламя с такой температурой получается при сжигании различных горючих в кислороде (водородно-кислородная, бензино-кислородная, ацетилено-кислородная С. и др.). Промышленное применение получила ацетилено-кислородная газовая С. Существенное отличие газовой С. от дуговой С. — более плавный и медленный нагрев металла, Это обстоятельство определяет применение газовой С. для соединения металлов малых толщин, требующих подогрева в процессе С. (например, чугун и некоторые специальные стали), замедленного охлаждения (например, инструментальные стали) и т. д. Благодаря универсальности, сравнительной простоте и портативности оборудования газовая С. целесообразна при выполнении ремонтных работ. Промышленное применение имеет также газопрессовая сварка стальных труб и рельсов, заключающаяся в равномерном нагреве ацетилено-кислородным пламенем металла в месте стыка до пластического состояния и последующей осадке с прессованием или проковкой.
Перспективными являются появившиеся в 60-е гг. способы лучевой С., также осуществляемые без применения давления. Электроннолучевая (электронная) С. производится сфокусированным потоком электронов. Изделие помещается в камеру, в которой поддерживается вакуум (10-2—10-4 н/м2), необходимый для свободного движения электронов и сохранения концентрированного пучка электронов. От мощного источника электронов (электронной пушки) на изделие направляется управляемый электронный луч, фокусируемый магнитным и электростатическими полями. Концентрация энергии в сфокусированном пятне до 109 вт/см2. Перемещая луч по линии С., можно сваривать швы любой конфигурации при высокой скорости. Вакуум способствует меньшему окислению металла шва. Электронный луч плавит и доводит до кипения практически все металлы и используется не только для С., но и для резки, сверления отверстий и т. п. Скорость С. этим способом в 1,5—2 раза превышает скорость дуговой С. при аналогичных операциях. Недостаток этого способа — большие затраты на создание вакуума и необходимость высокого напряжения для обеспечения достаточно мощного излучения. Этих недостатков лишён др. способ лучевой С. — фотонная (световая) С. В отличие от электронного луча, световой луч может проходить значительные расстояния в воздухе, не теряя заметно энергии (т. е. отпадает необходимость в вакууме), может почти без ослабления просвечивать прозрачные материалы (стекло, кварц и т. п.), т. е. обеспечивается стерильность зоны С. при пропускании луча через прозрачную оболочку. Луч фокусируется зеркалом и концентрируется оптической системой (например, кварцевой линзой). При потребляемой мощности 50 квт в луче удаётся сконцентрировать около 15 квт.
Для создания светового луча может служить не только искусственный источник света, но и естественный — Солнце. Этот способ С., называется гелиосваркой, применяется в условиях значительной солнечной радиации, Для С. используется также излучение оптических квантовых генераторов — лазеров, Лазерная С. занимает видное место в лазерной технологии.
Сварка давлением. Способы С. в твёрдой фазе дают сварное соединение, прочность которого иногда превышает прочность основного металла. Кроме того, в большинстве случаев при С. давлением не происходит значительных изменений в химическом составе металла, т. к. металл либо не нагревается, либо нагревается незначительно. Это делает способы С. давлением незаменимыми в ряде отраслей промышленности (электротехнической, электронной, космической и др.).
Холодная С. выполняется без применения нагрева, одним только приложением давления, создающим значительную пластическую деформацию (до состояния текучести), которая должна быть не ниже определённого значения, характерного для данного металла. Перед С. требуется тщательная обработка и очистка соединяемых поверхностей (осуществляется обычно механическим путём, например вращающимися проволочными щётками). Этот способ С. достаточно универсален, пригоден для соединения многих металлических изделий (проводов, стержней, полос, тонкостенных труб и оболочек) и неметаллических материалов, обладающих достаточной пластичностью (смолы, пластмассы, стекло и т. п.). Перспективно применение холодной С. в космосе.
Для С. можно использовать механическую энергию трения. С. трением осуществляется на машине, внешне напоминающей токарный станок Детали зажимаются в патронах и сдвигаются до соприкосновения торцами. Одна из деталей приводится во вращение от электродвигателя. В результате трения разогреваются и оплавляются поверхностные слои на торцах, вращение прекращается и производится осадка деталей, С. высокопроизводительна, экономична, применяется, например, для присоединения режущей части металлорежущего инструмента к державке.
Ультразвуковая С. основана на использовании механических колебаний частотой 20 кгц. Колебания создаются магнитострикционным преобразователем, превращающим электромагнитные колебания в механические. На сердечник, изготовленный из магнитострикционного материала, намотана обмотка. При питании обмотки токами ВЧ из электрической сети в сердечнике возникают продольные механические колебания. Металлический наконечник, соединённый с сердечником, служит сварочным инструментом. Если наконечник с некоторым усилием прижать к свариваемым деталям, то через несколько секунд они оказываются сваренными в месте давления инструмента. В результате колебаний сердечника поверхности очищаются и немного разогреваются, что способствует образованию прочного сварного соединения. Этот способ С. металлов малых толщин (от нескольких мкм до1,5 мм) и некоторых пластмасс нашёл применение в электротехнической, электронной, радиотехнической промышленности. В начале 70-х гг. этот вид С. использован в медицине (работы коллектива сотрудников Московского высшего технического училища им. Н. Э. Баумана под руководством Г. А. Николаева в содружестве с медиками) для соединения, наплавки, резки живых тканей. При С. и наплавке костных тканей, например отломков берцовых костей, рёбер и пр., конгломерат из жидкого мономера циакрина и твёрдых добавок (костной стружки и разных наполнителей и упрочнителей) наносится на поврежденное место и уплотняется ультразвуковым инструментом, в результате чего ускоряется полимеризация. Эффективно применение ультразвуковой резки в хирургии. Сварочный инструмент ультразвукового аппарата заменяется пилой, скальпелем или ножом. Значительно сокращаются время операции, потеря крови и болевые ощущения.
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/м2 (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 I примыкает 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) II материал нагревается в интервале температур от 900 до 1100 °С, что вызывает значительное измельчение зерна и повышение вязкости. На участке частичной перекристаллизации III металл нагревается в интервале температур от 700 до 900 °С и характеризуется неравномерностью структуры или частичным измельчением зерна. На участке рекристаллизации IV при нагреве материала от 500 °С до температуры, соответствующей критической точке A1, наблюдается снижение прочности, в некоторых случаях — уменьшение пластичности. На участке старения V при 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 Rpcв, сжатие Rccв, срез в стыковых швах Rcpcв, срез в угловых швах Ryсв, а также допускаемые напряжения на растяжение и сжатие [sсв] и срез [tсв] 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 Eмакс. < Eт; в — эпюра временных деформаций при Eмакс. > Eт; г — эпюра остаточных деформаций Eост; д — эпюра остаточных напряжений sт; 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 (Svárov, 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. Дуговой разряд), характеризующаяся малым напряжением, большим током, наличием ионизации газов в дуговом промежутке. Ионизируемый газ столба дугового разряда ярко светится и имеет температуру 6000—10000 °С в осевой части столба разряда. Основной фактор ионизации — высокая температура, поддерживаемая притоком энергии из питающей цепи. Напряжение С. д., т. е. напряжение между концами электродов, существенно зависит от длины дуги, силы тока, материала и размера сварочных электродов, состава и давления газа и других факторов. Для управления свойствами С. д. изменяют длину дуги от 0,01 до 1 см, силу тока от 0,5 до 3000 а, давление газа от 102 до 105 н/м2 (от 0,001 до 1 кгс/см2), материал, форму и размеры одного из электродов, защищают зону горения газами, сжимают дугу и т. д.
Тепловая мощность С. д. лежит в пределах от 10 до 105 вт при концентрации от 102 до 105 вт/см2. Широкий диапазон мощностей позволяет применять С. д. для сварки и резки различных материалов толщиной от 0,05 до 100 мм за один или несколько проходов.
Г. И. Лесков.
Схема дугового разряда при сварке: 1 — катод; 2 — столб дугового разряда; 3 — анод; 4 — пламя сварочной дуги.
Сварочное железо
Сва'рочное желе'зо, техническое железо, которое получали при старых способах производства непосредственно из железной руды или чугуна (см. Кричный передел, Кричнорудный процесс, Пудлингование, Сыродутный процесс). Образовавшиеся в печи (или горне) тестообразные комья железа (крицы) состояли из кристаллов железа высокой чистоты, перемежавшихся с некоторым количеством равномерно распределённых включений жидкого шлака. Извлечённую из печи (горна) горячую крицу подвергали ковке или прокатке, в результате чего из металла выдавливался шлак, а кристаллы железа сваривались (отсюда название). С. ж. характеризовалось высокими механическими свойствами (пластичностью, корозионной стойкостью, свариваемостью). В середине 20 в. С. ж. практически вытеснено сталью.
Сварочное оборудование
Сва'рочное обору'дование, машины, аппараты и приспособления, необходимые для изготовления из заготовок сварных изделий. Комплекс технологически связанного между собой С. о. для выполнения сварочных работ при том или ином участии сварщика называется сварочным постом, установкой, а при объединении нескольких постов или установок — линией.
Существуют посты и установки для дуговой, контактной, газовой, электроннолучевой и других способов сварки. К С. о. относят: сварочные аппараты и машины с источниками питания и устройствами для выполнения собственно процесса сварки; технологические приспособления для осуществления быстрой сборки деталей под сварку, удерживания их во время работы и предотвращения или уменьшения коробления свариваемого изделия; вспомогательное оборудование для перемещения изделий в процессе выполнения сварки, крепления и перемещения сварочных аппаратов; инструмент сварщика. Кроме того, при сварке используют различные транспортные средства, приборы для контроля качества сварного соединения и т. п. Техническая характеристика С. о. определяется выбранным способом сварки, характером производства и степенью механизации процесса (ручная, полуавтоматическая или автоматическая сварка).
Сварочный пост — участок производственной площади, на котором размещены источник тока, токопровод, необходимые технологические приспособления и инструменты сварщика. Для защиты окружающих от излучения участок огорожен шторами или щитами. В условиях современного производства широко распространены автоматизированные установки (рис.1). Такие стационарные посты размещают в цехе. В полевых условиях, для сварки крупногабаритных изделий, на строительстве, при выполнении ремонтных работ и т. п. организуют передвижные посты.
Сварочные аппараты и машины. В сварочные посты и установки входят источники питания и аппараты для регулирования горения сварочной дуги в процессе сварки. Для выполнения сварки применяют источники питания, которые имеют удобную, плавную или ступенчатую регулировку и удовлетворяют общим требованиям для электрических машин и аппаратов. При электросварке используют сварочные трансформаторы, генераторы и выпрямители; при газопламенной обработке — газовые генераторы. Различают источники питания одно- и многопостовые, стационарные (длительная непрерывная работа) и малогабаритные переносные (непродолжительная работа).
