Сварка дает ежегодную экономию металла на многие миллионы рублей. Это объясняется следующими характерными особенностями сварных соединений:
1. В сварных соединениях отсутствует ослабление металла отверстиями, которые необходимы для осуществления клепаных соединений.
Если сравнить клепаное и сварное соединение двух листов внахлестку (рис. 1, а и б), то первое из них имеет коэффициент прочности не более 65%, тогда как второе — около 120—130%, т. е. прочность швов сварного соединения внахлестку превышает прочность основного металла.
Рис. 1. Сравнение клепаного и сварного соединений
Сварные стыковые соединения (рис. 1, в) обладают практически одинаковым запасом прочности как в швах, так и в основном металле.
2. При осуществлении сварных соединений в подавляющем большинстве случаев отсутствует необходимость в применении всякого рода промежуточных элементов.
Так, при изготовлении составных тавровых профилей, отпадает необходимость в постановке соединительных угольников (рис. 2, а), в стыковых соединениях не нужны соединительные накладки (рис. 2, б), необходимые в клепаных соединениях.
В узлах сквозных металлоконструкций узловые фасонные листы (косынки) могут, быть значительно уменьшены в размерах, а иногда и полностью исключены (рис.2,и)
3. Сварка дает возможность более рационально сочетать отделельные элементы в стержнях конструкции. Для сжатых стержней в клепаных сооружениях очень часто применяют сечение, состоящее из двух уголков, расположенных, как показано на рис. 3, а.
Рис. 2. Конструктивное оформление клепаных и сварных соединений
Применяя же сварку, можно осуществить расположение уголков, дающее трубчатообразный профиль (рис. 3, б). Это обеспечивает возможность уменьшения сечения без ущерба для прочности сооружения и дает экономию в расходе металла до 10—14%.
Рис. 3. Сравнение стержней, имеющих различную форму поперечного сечения
4. Сварка дает практически неограниченные возможности использования самых разнообразных профилей металла.
Особенно эффективные результаты наблюдаются при применении трубчатых профилей для стержней конструкций, работающих на продольное сжатие, благодаря тому, что такие профили (рис. 3, в) обладают наиболее выгодным соотношением между их, весом и величиной расчетного момента инерции сечения.
Перечисленные выше преимущества спайки позволяют создавать сварные конструкции, которые легче клепаных на 15—30%.
При замене чугунных литых конструкций сварными из стали достигают уменьшения их веса до 40—50%, что обусловлено как значительной разницей в прочности серого чугуна и прокатной стали, так и более рациональным использованием металла в сварных конструкциях.
Существенным преимуществом сварки является уменьшение количества труда, затрачиваемого на изготовление сварных конструкций.
При замене литых конструкций сварными также экономится труд вследствие упрощения технологического процесса и уменьшения объема работ.
Значительный технико-экономический эффект дают сварно-литые конструкцйй. В этом случае легко изготовить уникальные изделия любого веса и габарита, сваривая их из отдельных отливок относительно небольших размеров и несложной формы. Особым достоинством этого метода является то, что применение сварки обеспечивает возможность использования существующих литейных цехов без дополнительных расходов на увеличение их мощности.
При изготовлении сложных и тяжелых кованых изделий также можно использовать принцип расчленения их на ряд простых, несложных поковок с последующим соединением в одно целое с помощью сварки. Такие изделия, называемые сварно-коваными, отличаются простотой технологии изготовления, что способствует сокращению расхода рабочего времени.
В настоящее время получили широкое распространение различные изделия, получаемые путем сварки штампованных деталей, —- штампо-сварные конструкции (кузова легковых автомобилей, кабины тракторов и грузовых автомобилей, глушители, баки для горючего и т. п.). Штамповка обеспечивает рациональное использование металла, придает изделию любую форму при высокой точности размеров, что в целом способствует как снижению веса изделий, так в уменьшению общей трудоемкости их изготовления.
Сварные комбинированные конструкции из проката, поковок и литья, размеры и вес которых практически ничем не ограничены, позволяют сравнительно легко решать все задачи, связанные с изготовлением современных машин и аппаратов большой мощности.
Можно считать, что на изготовление сварных изделий затрачивается труда на 15—25% меньше, чем на изготовление аналогичных клепаных или литых изделий.
Результатом экономии металла и экономии труда является значительное снижение стоимости продукции.
Кроме перечисленных выше основных преимуществ сварки, имеется еще ряд других причин, обусловивших широкое применение ее в промышленности: относительная простота получения герметичных соединений, уменьшение первоначальных затрат на оборудование цехов и увеличение их производительности, сокращение сроков выпуска готовой продукции, уменьшение брака продукции и отходов металла, возможность бесшумного производства работ и пр.
Особо необходимо отметить, что широкое распространение сварки как самостоятельного прогрессивного технологического процесса изготовления различных конструкций обусловлено высокими эксплуатационными свойствами, надежностью и прочностью сварных соединений.
Сварка металлов занимает прочное место в промышленности как наиболее современный и передовой технологический процесс изготовления новых металлоконструкций.
Она применяется при изготовлении металлических каркасов зданий, всевозможных трубопроводов, резервуаров, листовых конструкций доменных цехов и т, д. Мощные турбогенераторы, гидравлические турбины самых различных типов в свое время были освоены в очень короткие сроки в значительной степени благодаря применению сварки.
Металлические конструкции мостовых кранов, детали лифтов, эскалаторов, различных типов грузоподъемников и транспортеров, конвейеров, элеваторов и т. п. конструкций непрерывного транспорта, отопительные, водогрейные котлы, всевозможные типы стационарных котлов большой мощности изготовляют только с помощью сварки.
При производстве автомобилей и тракторов на наших заводах применяют все виды сварки. Особенно широко здесь используют контактную сварку. Все морские и речные суда без ограничения тоннажа строят исключительно цельносварными. В области сельскохозяйственного машиностроения сварка применяется при изготовлении различных уборочных машин, машин для обработки почвы, корпусов комбайнов, сеялок, зерносушилок и т. д.
Широко применяют сварку при постройке специальной аппаратуры для нефтеперегонных и сахарных заводов, заводов химической и резиновой промышленности.
Во многих областях промышленности сварка является основным технологическим процессом, обеспечивающим высокую производительность труда наряду со значительной экономической эффективностью. Применение сварки обеспечило чрезвычайно широкие возможности при изготовлении новых конструкций и является могучим фактором технического прогресса нашей социалистической промышленности.
