Разновидности методов сварки

Что такое сварка и ее виды

В промышленности и строительстве, а также при ремонте сварка получила широкое распространение. В чем заключается суть процесса, какая принята классификация и каковы основные характеристики каждого класса вы узнаете из этой статьи.

1. Определение процесса сварки

Для стыковки деталей в промышленности и строительстве используют различные технологии. Лидерскую позицию удерживает сварка. Она широко используется в машиностроении и других отраслях промышленности, при проведении строительных и ремонтных работ. Такую популярность можно объяснить высокой надежностью конструкций, получаемых в результате, и их прочностью. Технология экономически выгодна, отличается высокой производительностью.

Сварка — это технологический процесс, в результате которого образуются неразъемные соединения материалов. Иногда понятие ошибочно относят только к технологии соединения металлических элементов. На деле же разнообразные виды сварки позволяют надежно скрепить не только металл, но и стекло, графит, керамику, пластик. Соединение происходит под воздействием температуры на межатомном уровне, в результате деформирования, либо при сочетании двух способов.

На физическом уровне при сварке атомы и молекулы соединяемых поверхностей образуют прочные связи. Чтобы такие соединения возникли, необходимо соблюдать некоторые условия:

  • свариваемые поверхности нужно очистить от загрязнений, оксидов, инородных атомов;
  • для облегчения взаимодействия атомов между собой должна произойти их энергетическая активация;
  • свариваемые заготовки необходимо разместить на таком расстоянии, которое можно было бы сопоставить с межатомным расстоянием в элементах.

В процессе остывания происходит образование сварочного шва на стыке.

2. Классификация видов сварки

Существующие виды сварки можно поделить на три класса. Эти большие группы выделяют на основании таких различий:

  • специфика техники;
  • характеристики свариваемого материала;
  • особенности защиты процесса сварки от воздействия воздуха.

Способ воздействия на детали — это главный критерий, который позволяет выделить следующие три вида этого процесса:

  1. Термическая сварка. Совершается при помощи тепла, с применением дополнительных материалов. Источником тепловой энергии при данном виде сварки может служить газовое пламя, плазменный поток, электрическая дуга. Под воздействием высокой температуры присадочный металл плавится, получившаяся жидкость заполняет промежутки между элементами. После остывания получается неразъемное соединение.
  2. Механическая сварка. Главную роль в соединении элементов играет наружное воздействие на свариваемые детали. Все виды механической сварки предполагают деформацию поверхностей, которая приводит к плотному скреплению на молекулярном уровне. При физическом воздействии происходит переход механической энергии в кинетическую, что позволяет нагреть элементы до нужной температуры.
  3. Комбинированная сварка. Также известна как термомеханическая, заключается в сочетании перечисленных выше способов. В таком процессе используется давление и тепловая энергия. Например, металл могут предварительно нагреть до нужной температуры, а затем при помощи внешнего воздействия образуется неразъемное соединение.

В каждый из перечисленных классов входит несколько видов сварочного процесса. Основной критерий для разделения — это источник энергии, которая воздействует на свариваемые поверхности.

3. Термический класс сварки

Приведенные ниже способы сварки связаны с образованием сварочной ванны в ходе процесса. Ее образование происходит при участии двух металлов: основного и присадочного. Присадочным металлом при термической сварке может выступать металлический пруток, электрод. Источником тепла — сварочная дуга, пламя горючего газа, сконцентрированный поток лучей, термит. Используемый источник тепла определяет, к какому виду относится конкретный способ соединения деталей.

3.1 Дуговая

Дуговая сварка наиболее распространена. Для нее не нужны специальные приспособления или инструменты. Для дуговой сварки необходим мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов. Во время зажигания дуги происходит ионизация дугового промежутка, которая поддерживается на протяжении всего горения.

dugovaya.jpg

Зажигание дуги — это процесс, происходящий в три этапа:

  1. Контакт металлической заготовки и электрода вызывает короткое замыкание. Оно служит для достижения температуры, необходимой при сварке.
  2. Затем инструмент отводится на небольшое расстояние (от 3 до 6 мм). Такое действие провоцирует начало термоэлектронной эмиссии электронов.
  3. Предыдущие действия позволяют добиться возникновения устойчивого дугового разряда. Это происходит, так как дуговой промежуток становится электропроводным.

Данный вид сварки разделяется на три подгруппы исходя из метода соединения деталей:

Материал, число электродов, а также способ их включения в цепь электротока формируют еще одну классификацию дугового вида сварки на несколько подвидов:

  • Сварка неплавящимся электродом дугой прямого действия. Используется графитный или вольфрамовый электрод, присадочный материал применяется не всегда.
  • Сварка плавящимся электродом дугой прямого действия. Применяется металлический электрод, одновременно происходит плавление основного металла.
  • Сварка косвенной дугой. Как правило, этот способ предполагает использование двух неплавящихся электродов.
  • Сварка трехфазной дугой. Горение дуги при таком способе происходит между электродами, а также между основным металлом и каждый электродом.

3.2 Газовая

При газовой сварке источником тепла выступает пламя. Это делает данный способ пригодным для использования в полевых условиях и местах, где нет доступа к электричеству, так как питание от электросети не требуется. Еще одно характерное отличие газовой сварки от дуговой — нагрев и остывание свариваемых поверхностей происходят достаточно медленно и плавно. Поэтому технология подходит для соединения тонкостенной стали, цветных металлов, а также для проведения наплавки.

gazovaya.jpg

Данный вид предполагает расплавление металла под воздействием пламени, которое образуется в результате горения смеси горючих газов с кислородом. Обычно используют ацетилен или пропан, реже — пары бензина или керосин. Плавление присадочного металла участвует в формировании шва на стыке элементов, соединенных сваркой.

3.3 Лучевая

Области применения лучевого вида сварки — радиодетали, электронные схемы и другие микродетали. Сам процесс происходит под воздействием светового луча. В отличие от других видов сварки, этот должен происходить в специальной камере с вакуумной средой. В противном случае луч будет рассеиваться из-за плотности воздуха.

Способность соединять микро-детали — это отличительное преимущество такого способа, чего нельзя достичь при применении любого другого. Технология широко применяется в радиоэлектронной отрасли.

luchevaya.jpg

Лазерную сварку отличают швы высокой точности. В то же время нагревание поверхностей минимально, поэтому даже тонкий материал в результате соединения не деформируется. Такой способ позволяет направлять энергию с помощью призмы в труднодоступные места, которые не получилось бы соединить, применяя другие виды соединений.

Источником энергии может выступать не только световой луч, но и поток электронов из электронной пушки.

3.4 Термитная

Термит, который используют при данном виде соединения деталей, представляет собой специальную смесь для расплавления металла. В ее состав входят алюминий, магний, металлическая окалина. Смесь в виде порошка засыпают в жаропрочную емкость и разжигают с помощью электрической дуги, пропастрона или специального шнура. Тепло, которое выделяется при горении термита, плавит кромки деталей. Расплавленная деталь, смешиваясь с металлом свариваемых деталей, образует неразъемное соединение — происходит сварка.

termitnaya.png

Соединение, которое получается в результате, отличается высокой прочностью. Этим объясняется востребованность и популярность данного вида сварки в работе с крупногабаритными изделиями. В частности, способ применяется для стыковки труб, рельсов, а также для наплавки крупногабаритных изделий.

3.5 Электрошлаковая

Ни один другой из приведенных видов не подходит для соединения толстых металлических деталей толщиной от 5 см до 3 метров лучше, чем электрошлаковый. При такой сварке вертикально установленные заготовки с двух сторон закрывают с помощью подвижных ползунов из меди с водяным охлаждением. На поддон насыпают слой флюса, который служит источником тепла, а под ним зажигают дугу. Расплавленный флюс становится токопроводящим, он хорошо плавит кромки основного металла и присадочную проволоку.

svarka-pod-flyusom-10.jpg

Сварку такого типа применяют для работы со всеми видами стали, чугуна, некоторыми цветными металлами. Промышленное значение электрошлакового способа очень велико, благодаря экономической выгоде. Чем больше площадь поверхности, которая поддается сварке, тем рациональнее его использование.

4. Термомеханический класс сварки

Термомеханические или комбинированные виды сварочного соединения применяются тогда, когда другим способом невозможно создать ровный шов. Чаще всего таким образом требуется соединить небольшие элементы. В этом классе различают три вида сварки:

  • кузнечная;
  • контактная;
  • диффузионная.

Каждый из них предполагает комбинацию теплового и механического воздействия на соединяемые детали.

4.1. Кузнечная

Соединение железных заготовок при помощи молота и наковальни было известно задолго до возникновения современных видов сварки.

Качество соединения напрямую зависит от мастерства кузнеца, а также от того, насколько хорошо поверхности были очищены от налета перед началом работы. Мастер, производящий сварку данным способом, нагревает заготовки в горне и соединяет их ударами молота, положив друг на друга.

process-sozdaniya-nerazryvnogo-prochnogo-soedineniya.jpg

Соединить таким образом получится только пластичные металлы. Невысокая производительность и недостаточная надежность привели к низкой востребованности кузнечного вида сварки. Иногда используется механизированный подвид: когда нагретые заготовки сдавливает пресс. Описанный способ называют прессовой сваркой.

4.2 Контактная

Сварное соединение формируется в процессе пластической деформации. Контактная сварка названа так потому что нагрев происходит благодаря прилеганию поверхности иглы к изделию. В точках контакта выделяется максимальное количество теплоты, которое способствует достижению термопластичного состояния или плавления. Дальнейшее сдавливание провоцирует образование новых точек контакта. Это, в свою очередь, способствует сближению поверхностей на межатомные расстояния, то есть, сварке.

kontaktnaya.jpg

Существуют различные классификации данного процесса по типу сварного соединения, виду сварочной машины, роду питающего трансформатор тока. По типу сварочного соединения выделяют несколько видов для решения разных задач:

  • стыковая — нагревается вся площадь контакта;
  • точечная — образуются соединения в местах сдавливания под воздействием тока;
  • шовная — предполагает соединение деталей внахлест с помощью роликовых электродов;
  • рельефная — на плоскости предварительно наносятся выступы, которые разглаживаются после подачи тока.

Контактной сваркой можно легко соединить мелкие детали. Она высокопроизводительная, легко автоматизируется. По этой причине такую сварку используют в машиностроении в составе роботизированных комплексов.

4.3 Диффузионная

Технология базируется на диффузии, то есть взаимном проникновении атомов соединяемых материалов при плотном прижатии друг к другу. Сварку проводят в вакуумной среде или среде инертного газа. В начале процесса детали помещают в специальную камеру, где их закрепляют и начинают передавать усилие. Под воздействием электрического тока происходит нагревание поверхностных слоев металла до близких к плавлению температур. Этому виду соединения металлов способствует высокая диффузионная способность атомов. Более надежное скрепление деталей можно обеспечить, если оставить их на некоторое время под воздействием тока.

diffuzionnaya.png

Сварку этого типа применяют при плохо контрастирующих материалах. Распространение этого способа не настолько широкое, как у других в группе.

5. Механический класс сварки

Главная особенность способов сварки, относящихся к данному классу, — механическое воздействие на металл с целью нагревания. Выделяемое тепло плавит металл, происходит его соединение. Способы, с помощью которых производят сварку — трение, взрыв, давление, ультразвук.

5.1 Трение

Суть процесса: вращение и давление оказываются на свариваемые металлические элементы. Технология сварки трением считается перспективной разработкой. В процессе могут вращаться как обе заготовки, так и одна из них, в то время как другая неподвижно закреплена.

treniyem.jpg

В зависимости от особенностей технологии различают такую сварку:

  1. Трение с перемешиванием.
  2. Инерционная.
  3. Колебательная.
  4. С непрерывным приводом.
  5. Радиальная.
  6. Орбитальная.

Во всех случаях сила трения разогревает металл до температуры плавления, что делает возможной сварку деталей.

Основные преимущества данного способа заключаются в его высоком качестве и прочности полученной конструкции, небольшом энергопотреблении в сравнении с другими методами. Сварку таким способом можно применять для соединения металлов с разной температурой плавления. Процесс хорошо поддается автоматизации и широко используется в промышленных целях. Чаще всего такую сварку применяют при работе со стержневыми конструкциями и трубами небольшого диаметра.

5.2 Холодная

Применение этого способа сварки предполагает соединение деталей давлением. Неразъемное крепление образуется, когда элементы деформируются и вдавливаются друг в друга. Стыковка деталей становится возможна благодаря межатомным связям.

Холодную сварку делят на три категории:

holodnaya-svarka.jpg

Технологию применяют для соединения шин, труб или проволоки. Для получения качественного и прочного соединения холодной сваркой необходимо тщательно подготовить место стыка. Результат также зависит от степени сжатия и характера воздействия — вибрационного или статичного.

5.3 Взрывом

Детальная методика данного способа сварки до сих пор не разработана, он считается одним из самых редких.

Процесс сварки взрывом начинается с установки привариваемой заготовки над основным металлом. Затем на привариваемую часть устанавливают детонатор. В качестве взрывных веществ чаще всего используют состав гранулотола, аммонита, гексогена.

После взрыва ударная волна на большой скорости направляет подвижную деталь — она ударяется о нижнюю пластину. Давление в месте контакта значительно превосходит прочность металлов, при котором они переходят в жидкое состояние. За доли секунды происходит молекулярное соединение двух металлических деталей с общей кристаллической решеткой. То есть, прочную сварку обеспечивает синхронная пластическая деформация двух элементов. При этом диффузия происходит только в верхних слоях металла за счет низкой продолжительности процесса.

svarka-vzryvom.jpg

Сварку взрывом используют в промышленных целях для соединения разнородных металлов. С ее помощью изготавливают крупногабаритные заготовки и детали, в том числе биметаллические, а также наносят износостойкий слой толщиной до 45 мм на металлические заготовки.

5.4 Ультразвуковая

Ультразвуковой сваркой называют соединение деталей при помощи ультразвуковых волн. Они создают колебания, которые сближают атомы свариваемых заготовок на расстояние, позволяющее им соединиться в общую структуру. Высокое качество соединений делает ультразвуковую сварку достаточно востребованной, несмотря на высокую стоимость оборудования, в производстве электросхем маленьких размеров, соединении металлов с неметаллами. Сварку можно применять точечно, контурно или шовно.

ultrazvukovaya.jpg

Перед проведением ультразвукового соединения деталей не нужно предварительно очищать поверхности, что экономит время. При сварке элементов из пластмассы важную роль играет возможность контролировать температурный диапазон во избежание перегрева. Ультразвук нагревает поверхность за доли секунды, не выделяя вредные пары и газы.

Череповецкий завод металлоконструкций имеет многолетний опыт изготовления мостовых конструкций, навесов, настилов, гидротехнических сооружений и других металлоконструкций. Сварка и сборка происходит с соблюдением технологий и стандартов качества. Наши клиенты получают продукцию в оговоренный срок и по выгодным ценам.

Краткая классификация основных типов сварки

Сварка, как технологический процесс, была известна еще в VII веке в виде кузнечной ковки и литьевого соединения. Бурная ее эволюция началась с открытия электрической дуги и последующего изобретения покрытых электродов. Основной скачок развития пришелся на конец ХХ века в связи с внедрением в производство лазерных, плазменных и ультразвуковых технологий. Широкое развитие электроники позволило сделать сварочный процесс автоматизированным, высокоточным и высокопроизводительным. В ходе развития выделилось три основных вида сварки в зависимости от типа энергии используемой для выполнения соединения:

  • термический,
  • термомеханический,
  • механический (представлен холодной, взрывной и ультразвуковой сваркой).

Термический вид сварки

Сварка данного вида осуществляется с помощью тепла. Воздействие высоких температур приводит к плавлению стыковых поверхностей соединяемых деталей и их скреплению при последующей кристаллизации. Источником тепла может служить электрическая дуга, газовое пламя или плазменный поток.

Электродуговая

Эта сварка получила наиболее популярна. Для нагрева контактирующих поверхностей и последующего их расплавления используется электрическая дуга – разряд, возникающий между концом электрода и соединяемой металлической поверхностью при прохождении электрического тока. Тепловая энергия тока высвобождается в электрическую дугу и обуславливает ее высокую температуру. Воздействие на металл приводит к его ограниченному расплавлению и образованию сварочной ванны из жидкого металла. При остывании происходит кристаллизация жидкого металла и образование соединения, имеющего состав и прочность, аналогичную соединяемым частям.

Виды электродуговой сварки:

    (ММА, manual metal arc) выполняется с использованием штучных электродов имеющих различное специальное покрытие (обмазку). Этот процесс может протекать с использованием постоянного (DC) или переменного (АС) тока. Разное покрытие электродов образует при своем расплавлении газовое облако для защиты зоны сварки от воздуха, обеспечивает попадание химических добавок в сварочную ванну для изменения свойств металла в области шва и стабильность самой электрической дуги. Сварка этим методом возможна во всех пространственных плоскостях, применяются сварочные трансформаторы, выпрямители и инверторы.
    Этот метод, при условии правильного подбора электродов, позволяет сваривать все виды металлов («черные», «цветные», любой степени легированности), делает возможной работу в труднодоступных местах.
    Сварка ММА может стать выбором, как профессионального работника, так и новичка. Она находит широкое применение в строительстве и монтаже металлоконструкций, в различных направлениях тяжелой промышленности. Это может быть выбором слесарной мастерской по изготовлению металлических дверей, машиностроительного завода или обычного дачника, решившего своими руками сделать решетки к подвальным оконным проемам. неплавящимся электродом в среде инертного газа (TIG, tungsten inert gas). Встречаются вольфрамовые, угольные и графитовые неплавящиеся электроды. Инертный газ – аргон, гелий, азот или смеси этих газов, в зависимости от соединяемого металла. При таком процессе сварной шов образуется только из металла соединяемых деталей, либо с добавлением присадки, в качестве которой используются металлические прутья и полосы. Наличие инертных газов или их смесей в зоне сварки защищает металл шва от вредного воздействия компонентов воздуха и поддерживает стабильность электрической дуги. Такая сварка может протекать с использованием переменного и постоянного тока. Низкая производительность сочетается с высоким качеством получаемого шва. Рабочий процесс трудоемкий и требует от оператора развитых профессиональных навыков.
    TIG сварка используется при необходимости получения ответственных швов, выдерживающих высокие нагрузки и имеющих приемлемый эстетический вид.
    Это может быть сварка газо- и нефтепроводов, сосудов высокого давления, предметов для пищевой промышленности, микросхем в электротехнической отрасли.
    Она незаменима при работе с тонкостенными металлическими конструкциями и листовым металлом (до 6 мм), с нержавеющей, легированной, углеродистой сталью, медью, титаном, магнием. плавящимся непрерывным электродом в среде инертного (MIG, metal inert gas) или активного (MAG, metal active gas) газа. Роль электрода выполняет плавящаяся под действием тока проволока, автоматически подающаяся в зону сварки. Проволока поступает в специальную горелку, туда же осуществляется доставка защитного инертного или активного газа. Состав газовой защиты зависит от типа свариваемого материала. Такая сварка возможна только при постоянном электрическом токе. Высокая ее производительность компенсирует неаккуратность шва и разбрызгивание, возникающее при использовании в качестве защиты активных газов (углекислый газ, кислородные смеси). Автоматическая подача проволоки в зону сварной ванны и возможность электронной регулировки рабочих настроек в аппаратах, делают ее популярной как среди профессионалов, так и у новичков сварочного дела.
    Такой метод получил широчайшее распространение в европейских и североамериканских странах. Он позволяет работать с низколегированными и высоколегированными сталями, со многими видами чугуна, алюминием, медью, никелем, марганцем и их сплавами, выполнять соединение разнотипных металлов.
  • Сварка под флюсом. При соединении деталей используется различный по химическому составу флюсовый порошок, покрывающий защитным слоем сварную ванну и область остывающего сварного шва. При термическом разрушении порошковых частиц происходит выделение защитного газа для обеспечения стабильности дуги и высокого качества сварки. Меняя виды флюса, добиваются определенных свойств металла в месте стыка.
    Такой метод, чаще всего, имеет промышленное применение и полностью автоматизирован от подачи флюса до перемещения самого сварочного аппарата. Изготовление корабельных корпусов, авиационных фюзеляжей, железнодорожных вагонов и локомотивов, роторов и турбин, спутниковых модулей и башенных кранов. Любые металлы подвергшиеся такому виду сварки выдерживают самые тяжелые условия эксплуатации, огромные перепады давления и температуры.
Читайте также:  Правила устройства электроустановок ПУЭ-7

Газоплазменная

При данном виде сварки расплавление металла осуществляется под воздействием пламени, образующегося в результате горения кислородных смесей горючих газов. Для этого используются ацетилен, бутан, пропан, керосин, бензин, водород. Наиболее эффективным считается применение МАФ (метилацетиленовая фракция), так как она имеет высокую температуру горения (2927 С) в кислороде и хорошую теплоотдачу. Это соединение не так токсично, как дициан (4500 С) и не так взрывоопасно, как ацетилендинитрил (5000 С).

Использование в качестве источника тепла газового пламени делает этот вид сварки независимым от наличия электропитания. Потому она находит широкое применение в полевых условиях, но непригодна к автоматизированной промышленной эксплуатации, в связи с низкой производительностью.

Так же одним из ее преимуществ является постепенный регулируемый нагрев металла, что удобно при работе с листовым металлом. Использование такой сварки требует от оператора большого опыта сварочных работ.

Электрошлаковая

Расплавление кромок соединения при этом виде сварки происходит за счет нагрева шлака от расплавленного электрическим током флюса, который засыпается в проем между двумя деталями. При данном процессе используется присадочный прут или проволока. Основным материалом для сварки служат все виды сталей и чугуна, реже цветные металлы.

Этот вид сварки имеет большое промышленное значение и используется для сварки толстостенных (40-500 мм и более) крупногабаритных деталей: турбинных и роторных валов, паровых котлов и опор. Чем больше площадь свариваемой поверхности, тем выше экономическая выгода от такого метода сварки.

Плазменная

Для расплавления кромок и соединения металлических деталей используется струя плазмы, образующаяся в плазматроне или между электродом и поверхностью металла. Такая сварка характеризуется тонким точным швом и большой глубиной проплавления. Поэтому, ее применяют для соединения тонкостенных и мелких деталей в электротехнической отрасли, массивных и габаритных заготовок и конструкций в тяжелой промышленности, в строительстве и монтаже. Действию высокотемпературной струи плазмы подвержены любые виды металлов.

Кроме выше перечисленных, к термическим видам соединения относятся:

  • лазерная сварка (используется лазерный луч),
  • электронно-лучевая сварка (применяется электронно-лучевая пушка в условиях вакуума),
  • сварка с закладными нагревателями (для сварки полиэтиленовых труб используя нагревательные элементы),
  • контактная стыковая сварка оплавлением (в качестве источника теплоты выступает нагревательный элемент с фторопластовым покрытием).

Термомеханический вид сварки

Контактная сварка характеризуется нагревом соединяемых деталей и обоюдным деформированием под давлением. Точечная сварка выполняется с помощью аппаратов точечной сварки либо малогабаритными клещами. Две детали закрепляются между электродами, через них пропускается электрический ток, что приводит к локальному разогреву металла. После этого электрический ток отключают и усиливают давление электродов на обе детали. Кристаллизация локального расплавленного металла ведет к получению точечного сварного соединения. Существует односторонняя (оба электрода на одной поверхности) и двухсторонняя (электроды расположены на двух свариваемых деталях) точечная сварка. Недостатком такой сварки является возможность выполнения только нахлестного соединения. Отличается высокой производительностью и возможностью ее автоматизации.

Точечная сварка находит широкое применение в автостроительной промышленности. По всему миру автосборочные конвейеры работают с применением именно этого вида сварки. Компактные и мобильные клещи для точечной сварки используют в условиях индивидуальных гаражей и мелких автомастерских для рихтовочных работ. Крупные автосервисы и станции технического обслуживания применяют эту сварку для выполнения обширного спектра работ по кузовному ремонту.

Так же к этому типу относятся различная стыковая и рельефная сварка.Остальные виды термомеханической сварки не получили такого широкого распространения. К ним относится диффузная (соединение композитных и неоднородных металлов в вакууме или в среде защитных газов), кузнечная (соединение разогретых металлов возникает за счет пластичной деформации), сварка высокочастотными токами (пропуск токов высокой частоты через соединяемые детали) и трением (вращение деталей друг относительно друга).

Определив разновидность необходимого вам сварочного процесса, вы с легкостью сможете подобрать нужный сварочный аппарат, учитывая его индивидуальные характеристики. Сварочный процесс позволяет экономить металл на 30% и более, легко автоматизируется, отличается надежностью и герметичностью шва, низкой себестоимостью работ и небольшими затратами времени.

Наиболее распространённые виды сварки и их применение.

Идея написания данного поста по праву принадлежит товарищу @bagzon Он попросил перечислить основные виды ручной сварки и область их применения,а поскольку его поддержало и подписалось на меня около стапятидесяти! (О_О) человек,то пишу,не откладывая в долгий ящик) Также хочу написать,что лезть в глубины теории я не буду и опишу способы максимально доступные для большинства людей.

1: Ручная дуговая сварка.

Ручная дуговая сварка,без сомнения,это наиболее широко распространённый вид сварки. Она используется во всех видах промышленности,а так же в быту. Предназначена для сварки большого вида сталей,чугуна и цветных металлов. На частном подворье,практически у каждого второго хозяина имеется сварочный аппарат который,к слову,состоит из самого аппарат,держателя электрода и держателя массы,который крепится на свариваемую деталь. Сварить забор или мангал – идеальный вариант сварочного аппарата!

Сварка осуществляется плавящимся электродом состоящим из металлического стержня, предназначенного для проведения эл. тока и формирования сварочного шва, и обмазки предназначеной для защиты шва от воздействий окружающей среды, стабильного горения дуги раскисления расплавленного металла сварочной ванны, легирование металла, для связывания составляющих покрытия и образования шлака, который должен обладать определёнными физ., хим. данными. Видов электродов великое множество,каждый предназначен для своих целей. Загуглить подходящий для ваших целей вид электродов не составит не малейшего труда =)

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Сварка осуществляется таким способом:

Между электродом и основным металлом зажигается электрическая дуга, которая расплавляет металл и образует на нем жидкую ванну. Сварщик вводит в пламя дуги конец электрода, который расплавляется и смешивается в ванне с основным металлом.

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Так выглядят швы выполненые РДС:

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

В настоящее время чаще используются более лёгкие по весу (3-6 кг) сварочные инверторы, которые производятся разными фирмами в большом разнообразии. Сварочные трансформаторы же имеют больший вес и большую надежность.

Купить в хозяйство сварочный инвертор,справляющийся с большинством бытовых задач,можно уже за 150-200$.

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Плюсы и минусы данного вида сварки:

+довольно легко обучиться азам РДС

+возможность сварки в любых пространственных положениях;

+возможность сварки в местах с ограниченным доступом;

+сравнительно быстрый переход от одного свариваемого материала к другому;

+возможность сварки самых различных сталей благодаря широкому выбору выпускаемых марок электродов;

+простота,дешевизна и транспортабельность сварочного оборудования.

-проблематична сварка тонкого (меньше 1,5-2 мм) металла и сварка цветных металлов неопытными сварщиками;

-низкие КПД и производительность по сравнению с другими технологиями сварки;

-качество соединений во многом зависит от квалификации сварщика;

-вредные условия процесса сварки.

Полуавтоматическая сварка – это вид дуговой сварки, при котором сваривание происходит благодаря автоматически подающейся в зону сварки электродной проволоки с одновременной подачей в ту же зону защитного газа. Задача газа – это защита расплавленного и нагретого металлов от вредного воздействия окружающей среды. В большинстве своем используется углекислый газ или аргон. Данный вид сварки также весьма распространён,так так позволяет сваривать как черные,так и цветные металлы.

Причем можно варить,как тонкий (0,5мм) листовой металл,так и ответственные металлоконструкции из металла толщиной 30мм во всех пространственных положениях. Отлично подходит практически для всех сварочных нужд! От ремонта автомобиля,до сварки конструкции из металлопрофиля любой толщины.

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Неплохой аппарат для полуавтоматической сварки можно купить примерно за 250-300$,что я считаю неплохо.

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

+хорошие условия работы сварщика;

+малая зона термического влияния и относительно небольшие деформации изделия в результате высокой степени концентрации дуги;

+возможность сварки во всех пространственных положениях;

+возможность сварки тонкого металла;

+возможность работы сварщика с более низкой квалификацией;

+высокое качество сварного шва;

+высокую оперативность работы.

-невысокая мобильность из-за баллона с газом (Что,впрочем,решается использованием проволоки содержащей в своем составе флюс).

Газосварка — сварка плавлением с применением смеси кислорода и горючего газа (Пропана,бутана,ацетилена,МАФ и др.) Факелом горелки расплавляется свариваемый металл и в полученую ванну добавляется сварочная присадка.

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Газовая сварка характеризуется плавным и медленным нагревом металла, что обусловливает основные области его применения для сварки:

-стали толщиной 0,2—5 мм (с увеличением толщины металла, в связи с медленным нагревом, снижается производительность)

-инструментальные стали, требующие постепенного мягкого нагрева и замедленного охлаждения

-чугун и некоторые специальные стали, требующие подогрева при сварке

Также применяется в ремонтных работах, твердой пайке и некоторых видах наплавочных работ. Отлично позволяет варить трубы в условиях стесненного пространства и тонкие детали.

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

+Простота сварочного процесса;

+Возможность варить во всех пространственных положениях;

+Сварка тонкого металла;

+Сварка и пайка цыетных металлов;

-Очень низкая производительность;

-Высокий нагрев свариваемой детали;

-Довольно низкая мобильность.

TIG – Tungsten Inert Gas – ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа. Электрод чаще всего изготовлен из вольфрама с различными добавками,в зависимости от свариваемого металла. Сварка TIG ac/dc легко соединяет углеродистые, конструкционные, нержавеющие стали, детали алюминия и его сплавы с титаном, никелем, медью, латунью, кремнистых бронз, сплавы нержавейки и других самых разнообразных металлов. TIG обладает наиболее широким спектром возможностей из всех видов сварки.

Вольфрамовый электрод закрепляется в токопроводящем устройстве специальной горелки, к которой по шлангам подводится токоведущий провод и защитный инертный газ. Истекающая из сопла горелки струя аргона оттесняет воздух и надежно защищает электрод, дугу, сварочную ванну и околошовную зону от окисления и азотирования . Таким образом, процесс осуществляется при струйной защите зоны сварки от контакта с воздухом. Если возникает необходимость в добавочном (присадочном) металле для заполнения шва (получения сварочного валика), то в дугу подается присадочная проволока, как правило, того же или близкого состава, что и свариваемый металл. Присадочная проволок, как правило, подается вручную, так же как при газовой сварке.

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

В наших реалиях данный вид сварки в основном используют для сварки аллюминия и его сплавов,а также для сварки нержавейки. Швы имеют просто невероятную красоту!

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

Цены на более-менее приличные аппараты начинаются от 400-500$,но стоимость работ быстро отобьет покупку =)

Наиболее распространённые виды сварки и их применение. Сварка, Виды сварки, Трр-трр, Пщщ-пщщ, Сварщик, Гифка, Длиннопост

+Выполнение очень тонких сварочных работ;

+Отсутствие брызг расплавленного металла;

+Хорошие условия труда;

+Лучшая сварка аллюминия и нержавейки;

+Сварка очень тонких деталей.

-Требования к опыту сварщика;

-Довольно дорогое оборудование;

-Нужна тщательная подготовка свариваемых поверхностей.

ПыСы: Я,конечно,благодаря своей рассеяности упустил массу важной информации,поэтому поправляйте меня в комментариях! Буду рад любой критике!
Всем добра!

А Лиге Сварщиков на Пикабу желаю чистого металла,высокой зарплаты и много-много работы! =)

Виды сварки металлов и их краткая характеристика

Технологические составляющие сварочного процесса были известны еще в 17 веке. Тогда они были представлены литьем и кузнечным делом. «Осовременивание» началось после открытия такого явления как электрическая дуга. Дополнительный толчок развитие сварочного дела получило с изобретением порошкового покрытия для электродов. А вот основной скачок выпал на конец 20-го века, когда стали доступны лазерные, ультразвуковые и плазменные технологии. Внедрение электроники позволило автоматизировать сварочный процесс, увеличить точность выполнения работ и производительность.

В настоящее время разделяется три вида сварки, которые отличаются между собой используемым для выполнения работ типом энергии:

  • термический;
  • механический;
  • термомеханический.

Термическая сварка

Для выполнения сварочных работ потребуется тепло. Под воздействием высоких температур стыки соединяемых заготовок оплавляются и, остывая, скрепляются между собой, а впоследствии кристаллизируются. В качестве источника тепла служит пламя газовой горелки, электрическая дуга или поток плазмы.

Электродуговая контактная сварка

Наибольшее распространение получили именно аппараты электродуговой сварки. Для нагрева и плавки металла задействуется электрическая дуга, которая представляет собой разряд между катодом и анодом. При этом освобождается тепловая энергия большой мощности. Воздействуя на металлическую заготовку, она приводит к ее плавлению с последующим образованием сварочной ванны.

После угасания дуги немедленно начинается остывание и кристаллизация расплава. В результате образуется соединение по составу и прочности сопоставимое с металлами, которые сваривались. Существует несколько видов электродуговой сварки.

ММА – ручная дуговая сварка

Используется со штучными электродами, представляющими собой металлический стержень с обмазкой. Процесс протекает под воздействием постоянного или переменного тока. Покрытие расходников плавится, выделяя газы, которые образуют облако для защиты свариваемого металла от окисления. Помимо этого, в обмазку включаются разные химические соединения, которые служат в качестве добавки в сварочную ванну для изменения свойств сварочного шва и поддержки стабильного горения электрической дуги.

Аппараты – инвертеры, выпрямители, трансформаторы – позволяют выполнять работы в любом пространственном положении. Если подобрать расходные материалы правильно, то можно сваривать любые металлы: черные, цветные, легированные и т.п. Важно подчеркнуть, что держатели могут проникать в труднодоступные места, где использование другого вида сварки невозможно.

Сварка ММА подходит и для профессионалов, и для новичков. Она широко используется в строительстве, монтаже металлоконструкций, в разных отраслях тяжелой промышленности, в частном предпринимательстве. Она необходима для небольшой мастерской по изготовлению металлоконструкций, станции технического обслуживания автомобилей, большого машиностроительного завода. Она незаменима в хозяйстве, когда требуется сконструировать что-то из металла самостоятельно или отремонтировать прохудившийся металлический каркас.

Аргоновая сварка TIG

Применяются электроды вольфрамовые, неплавящиеся, графитовые, угольные. В качестве инертного газа используется аргон, азот, гелий или смесь из этих газов в зависимости от соединяемых металлов. Процесс характерен тем, что сварной шов состоит исключительно из металлов заготовок. Добавляется только присадка – металлический пруток или полоса, по своему составу идентична свариваемым металлам. Инертные газы необходимы для защиты рабочей зоны от атмосферного воздуха, чтобы исключить окисление металла и обеспечить стабильность горения электрической дуги.

В процессе выполнения сварочных работ используется переменный или постоянный ток. Сравнительно низкая производительность компенсируется за счет высокого качества сварного соединения. Процесс характеризуется высокой трудоемкостью и требует от специалиста большого практического опыта. Использование TIG оправдано в случаях, когда требуется наложить ответственный шов, который должен выдержать высокие нагрузки, или в случаях, когда большое внимание уделяется эстетической стороне вопроса.

Аргоновая сварка востребована для герметизации нефте- и газопроводов, резервуаров для пищевой промышленности, посуды; при изготовлении сосудов высокого давления или микросхем. Она незаменима для соединения тонкостенных заготовок и листовых материалов. Сварка позволяет работать с большим перечнем металлов: нержавеющая, углеродистая, легированная сталь; магний, титан, медь.

MAG –сварка полуавтоматом

В качестве присадочного материала используется проволока, которая подобно электроду плавится под воздействием высокой температуры. Проволока поступает в рабочую зону через горелку, куда параллельно подается инертный или активный газ. Состав защитного газа напрямую зависит от типа свариваемого металла. Работает исключительно с постоянным электрическим током. Во время применения активных газов образуется много брызг, а шов получается неаккуратным. Но это с лихвой компенсируется высокой производительностью установки.

Такого рода оборудование пользуется большой популярностью среди профессионалов и большой аудитории любителей. Отчасти из-за автоматической подачи расходного материала в зону сварки и возможности электронной регулировки настроек. Технология особенно популярна в европейских и североамериканских специалистов. Полуавтоматы сваривают широкий спектр металлов: сталь низколегированную и высоколегированную, большинство марок чугуна; марганец, медь, алюминий, никель, а также их сплавы. Оборудование позволяет выполнять самые сложные разнотипные соединения.

Сварка под флюсом

При сваривании металлических заготовок применяются разные флюсовые порошки. Они необходимы для того, чтобы обеспечить рабочую область защитным газом, который выделяется в процессе плавления. Благодаря наличию флюса не только защищается расплав, но и поддерживается стабильное горение электрической дуги. Подбором флюса специалисты добиваются нужных характеристик сварного шва.

Метод активно используется в промышленном производстве и характеризуется полной автоматизацией: от подачи флюса в зону горения до перемещения оборудования вдоль стыка. Технология применяется в процессе изготовления корпусов морских судов, фюзеляжей самолетов, локомотивов и вагонов, башенных кранов, модулей спутников и множества иного оборудования. На выходе получается очень качественный сварной шов, который легко выдержит самые сложные условия эксплуатации, включая экстремальные температуры и огромное давление.

Газоплазменная

В этом случае металл заготовок плавится под воздействием температуры открытого пламени. Оно образуется в результате горения кислорода с горючими газами – водородом, пропаном, бутаном, ацетиленом и другими. Самой эффективной считается МАФ – метилацетиленовая фракция. Она отличается высокой температурой пламени (2927 градусов) в кислороде и, соответственно, более высокой теплоотдачей. Соединение кислорода и МАФ уступает по токсичности дициану (температура горения 4500 градусов) и менее взрывоопасно по сравнению с ацетилендинитрилом (температура горения 5000 градусов).

Открытое пламя в качестве источника тепла для сварки имеет важное преимущество: оно независимо от энергоснабжения. Поэтому технология широко применяется в «полевых» условиях. Еще одно достоинство заключается в постепенном нагревании металла, что практично при работе с листовыми материалами. Метод непригоден для промышленного использования из-за невозможности автоматизации и низкой производительности. Для работы с такой сваркой от оператора требуется большой стаж сварочных работ.

Электрошлаковая

Кромки деталей плавятся за счет нагрева шлака от расплавленного под воздействием электроэнергии флюса, который предварительно насыпается между свариваемыми элементами. Во время процесса применяется проволока или присадочный пруток. Технология востребована для соединения деталей из чугуна, реже – для сварки цветных металлов.

Данный тип сварки востребован в промышленности для соединения крупногабаритных деталей с толстыми стенками (40-500 мм): роторные и турбинные валы, опоры, паровые котлы и т.д. Экономическая выгода от такого метода сварки тем выше, чем больше площадь свариваемой поверхности.

Плазменная

Плавит и соединяет кромки струя плазмы, которая генерируется в плазмотроне или между поверхностью заготовок и электродом. Метод отличается большой глубиной обработки деталей и высокой точностью сваривания. Она востребована для соединения как мелких и тонкостенных элементов электротехнических конструкций, так и крупных блоков для тяжелой промышленности. Плазма эффективно воздействует на все без исключения виды металлов.

Читайте также:  Разновидности межкомнатных дверей в современном интерьере, актуальные дизайнерские и цветовые решения

Помимо рассмотренных к термическим видам сварки относится:

  • лазерная;
  • контактная стыковая с оплавлением;
  • электролучевая;
  • с закладными нагревателями.

Термомеханический класс сварки

Контактная сварка: метод характеризуется одновременным нагревом кромок соединяемых заготовок и их деформированием под давлением. Точечная сварка: выполняется при помощи специальных аппаратов или малогабаритными клещами. Обе детали закрепляются между анодом и катодом, через которые пропускается ток. В результате заготовки разогреваются в конкретном месте. После разогрева подача тока прекращается и усиливается давление электродов в месте температурного воздействия. Локальный расплав постепенно кристаллизуется и в результате получается прочное точечное соединение.

Точечная сварка может быть:

  • односторонней – оба электрода располагаются по одну сторону заготовок;
  • двухсторонней – электроды размещаются с разных сторон заготовок один напротив другого.

К недостаткам сварки специалисты относят то, что сваривание заготовок возможно только внахлест. Характеризуется высокой производительностью и возможностью автоматизации.

Точечная сварка широко применяется в автомобилестроении: конвейеры по всему миру используют именно данный тип соединения кузовных элементов. Клещи для точечной сварки отличаются компактностью и мобильностью. Они применяются в мелких мастерских и в домашних условиях. Однако они востребованы и на крупных СТО для выполнения разного рода кузовных работ.

К термомеханическому типу относятся также рельефная и стыковая сварки. Все остальные виды термомеханической сварки не стали популярными и не получили широкого распространения. Это:

  • диффузная – соединение неоднородных металлов в условиях вакуума или в среде защитных газов;
  • кузнечная – металлы соединяются в результате пластичной деформации;
  • за счет высокочастотного тока;
  • трением.

Определив особенности сварочного процесса, специалист легко сможет выбрать подходящий сварочный аппарат с учетом его технических показателей. Большинство сварочных процессов легко автоматизируются, дают возможность сформировать надежный и эстетичный сварочный шов, характеризуются невысокой себестоимостью и небольшими временными издержками.

29 основных виды сварки металла используемых на практике

Сварка по металлу известна минимум с 17 века. Но в тот период виды сварки по металлу были немногочисленны: кузнечное дело и литье. Привычные нам варианты появились лишь в тот момент, когда начала использоваться электрическая дуга и виды сварки стали разнообразнее. Сегодня классификация применяемых видов сварки существенно многообразнее.

В настоящий момент используется три основных варианта выполнения работ:

  • механический;
  • термический;
  • термомеханический.

Введение электроники позволило повысить производительность и точность, автоматизировало процесс.

Работы термического класса

В таком варианте соединение обеспечивает тепловое воздействие. Высокие температуры оплавляют стыки. При охлаждении они кристаллизуются. Источником подачи тепла становится:

  • газовая горелка;
  • поток плазмы;
  • электрическая дуга.

Узнавая, какие бывают сварки и технологии проведения соединений следует оценивать и квалификацию работников.

Электросварка электродугового типа

Является наиболее распространенным вариантом выполнения. Разогрев металла выполняется за счет взаимодействия анода и катода, с высвобождением энергии большой мощности. Плавление заготовки в такой ситуации происходит к образованию сварочной ванны. Кристаллизация сплава также происходит в процессе остывания. По прочности полученное соединение аналогично свариваемым металлам. В таком варианте классификация различных видов сварки включает следующие типы.

Ручная дуговая ММА

1

При проведении используются представляющие собой металлический стержень с обмазкой штучные электроды. Выполняется под постоянным воздействие переменного или прямого тока. Преимуществом становится образование при плавлении расходников облака состоящее из смеси газов (по большей части из СО2), формирующего защиту от окисления свариваемого металла.

При обмазке используются разнообразные химические соединения. В сварочной ванне они способствуют формированию дополнительной защиты сварочного шва и поддерживают стабильное горение электрической дуги. Аппараты способны работать в любом положении, в том числе в труднодоступных местах, сваривая любые металлы. Технология в равной мере доступна новичкам и профессионалам. Направления использования создание металлоконструкций, в частном предпринимательстве, на станциях технического обслуживания транспортных средств.

TIG (аргоновая сварка)

3

Используются вольфрамовые, графитовые, неплавящиеся, угольные электроды. В роли инертного газа применяется азот, аргон, гелий или их смесь. Сварной шов включает только металл заготовок и присадки. Присадка, которой выступает металлическая полоса или пруток, по составу идентичные свариваемым металлам. Использование инертных газов требуется с целью защиты от атмосферного воздуха. Это обеспечивает стабильное горение электрической дуги и исключает окисление металла.

Полуавтомат MAG (MIG)

Полуавтоматическая mig mag

Применяется в качестве присадочного материала проволока, поступающая в рабочую зону через горелку. Параллельно подается активный или инертный газ, состав которого определяется в зависимости от выбранного материала работы. Выполнение возможно только при непрерывном контакте с электрическим током, образующим много брызг. За счет этого шов теряет аккуратность, что компенсируется высокой производительностью. Расходный материал подается в автоматическом режиме. Выполняется сваривание широкого спектра материалов от марганца или чугуна до меди и алюминия. Соединяются разнотипные материалы.

Что представляет сварка под флюсом

Под слоем флюса

Проводится с использованием специальных флюсовых порошков, обеспечивающие рабочую область выделяющимся в процессе плавления защитным газом. Флюс поддерживает сохранение расплавочной дуги и обеспечивает защиту расплава. Процесс полностью автоматизирован от подачи флюса до перемещения вдоль стыка. Среди направления использования создание:

  • модулей спутников;
  • башенных кранов;
  • корпусов морских судов;
  • иного оборудования где применяются протяженные швы и швы большой толщины.

Формируется шов повышенной прочности, необходимый для создания оборудования, выдерживающие сложные условия эксплуатации. Такие, как огромное давление и экстремальные температуры.

Газоплазменная

Газовая сварка (газопламенная)

Сегодня виды сварки и конечно их краткая характеристика включает и этот все реже используемый вариант. Она состоит из образования по ходу сварочного шва все новых ванночек под воздействием горелки. Поддержание её горения обеспечивает подача в смеси с кислородом одного или нескольких горючих газов. Технология сложнее дуговой. Используется чаще всего опытными специалистами за счет универсальности и мобильности.

Сваривание обеспечивает высокая температура открытого пламени, образующаяся при горении кислорода с такими горючими газами, как ацетилен, водород, бутан, пропан и другие. Наиболее эффективным признается использование метилацетиленовая фракция. В зависимости от типа горючего газа температура составляет:

  • 2927 с кислородом;
  • 4500 при соединении кислорода и МАФ;
  • ацетилендинитрилом 5000.

Используется открытое пламя, не зависящее от энергоснабжения. За счет этого широко применяется в «полевых» условиях. Остывание происходит постепенно, что удобно в работе с листовыми материалами.

Использование метода непригодно в промышленных условиях за счет отсутствия возможности автоматизации и низкого уровня производительности. Высокая сложность работы требуется приглашения профессионала. При рассмотрении виды сварки какие бывают и какой уровень квалификации, этот считается одним из наиболее сложных.

Электрошлаковый тип

4

Кромки деталей соединяются при нагреве под воздействием электроэнергии флюса. Она предварительно насыпается между соединяемыми элементами. Дополнительно применяется расплавленный пруток или проволока. Рекомендована при соединении деталей из чугуна или, реже, цветных металлов. Используется для соединения крупногабаритных деталей в промышленности. Эффективна со всеми видами металлов.

Термитная

Название вызвано использованием при нагреве металла термита. Требуется в «полевых» условиях, при отсутствии постоянного источника электроснабжения и газовых баллонов. Является простым для выполнения вариантом деятельности. Чаще всего используется при наплавке конструкций, а также соединения хрупких и чугунных сплавов в соответствии с требованиями ГОСТ Р 57181-2016. При соединении используются порошковые смеси, в процессе горения которых образуется большое количество энергии под воздействием которого металлы переходят в полужидкое состояние.

Литейный способ

Еще один тип работ, в наши дни применяемый все реже. Он заключается в заливке предварительно подготовленного места работы жидким перегретым металлом. Нагрев может производиться, например, в тигле. Процесс сходен с выполнением отливок. Место сварки требуется заформовывать, просушивать и прокаливать. При подогреве изделия в заформованный стык заливают перегретый расплавленный металл.

В современном производстве методика наиболее применима в работе с драгоценными благородными материалами. Проводится работа с изделиями из бронзы, посудой, украшениями. Именно так в древности выполнялись свинцовые трубы трубопроводов.

Использование лазера

Один из современных типов технологий. Энергетическим источником становится лазер, обеспечивающий особую прочность готовых изделий. Рекомендуется в работе с конструкциями сложной конфигурации. При соединении создается гладкий и эстетичный ровный шов, лишенный малейших искривлений. Применяется для соединения элементов из алюминия, серебра, нержавейки. При плавлении и нагревании используется лазерный луч с монохромным потоком генерируемого лазером светового потока. Контроль потока обеспечивает фокусировка линз и отклонение призм. При работе применяются автоматические, полуавтоматические и роботизированные устройства. Плавление происходит размеренно и точно. Необходимость использования вакуума отсутствует.

Электронно-лучевая (ЭЛС)

Один из самых новых и современных способов соединения тугоплавких материалов. Метод разработан в середине ХХ века. Удобен с целью надежного соединения толстостенных и тонкостенных изделий, исключая или сводя до минимума возможность при нагреве деформироваться. Может применяться и при обработке керамики.

Главным способом использования становится готовность электронов переносить энергию. Потоки зараженных частиц образуются в условиях вакуума.

Тлеющим разрядом

Сварка тлеющим разрядом осуществляется путем взаимодействия диффузии за счет применения индукционного нагрева. За счет этого соединение происходит на атомарном уровне.

Световая

При проведении соединения используется мощный световой луч. В качестве источника его подачи используется угольная дуга, дуговые газозарядные лампы. Самым перспективными сегодня считаются дуговые ксеоновые лампы, баллоны которых наполнены ксеоном под давлением 4-10 ат (0,4-1 МН/м2). Давление при работе лампы дополнительно возрастает до 10-30 ат (1-3 МН/м2). При этом дуговой разряд сильно сжимается и образует высококонцентрированный источник лучистой энергии достигающий по температуре разряда 12 000 °С. Повышение плотности лучистого потока формируется за счет использования комбинированных полиэлипсоидных систем. Дуговые ксеоновые лампы обеспечивают фокусировку потока.

Индукционная

Индукционная

Сваривание обеспечивает нагрев под воздействием индукционного тока, формирующегося в сварочном аппарате под воздействием индукционного тока. Подобные инновационные виды отличаются повышенной точностью. Индукционная катушка возбуждается за счет использования тока высокой частоты.

Термомеханический класс

При выполнении такой работы используется сочетание термического и механического воздействия. Такие виды сварки включают:

  • прессовую;
  • контактную;
  • диффузную;
  • кузнечную.

Соединение осуществляется при помощи тепловой энергии. Стоит рассмотреть данные виды сварки и их характеристики.

Контактны тип

Контактная

Точечная технология выполняемая с помощью использования электрического тока. Применяется как в бытовых, так и в производственных условиях. Сочетание сильного нагрева и давления формирует прочное соединение с ровной поверхностью. Особенно удобен для однотипных изделий и тонких деталей.

Точечная

Аппараты для точечной сварки часто используются даже в бытовых условиях. Популярна в работе с тонкими изделиями. Часто используется при изготовлении электротехнических приборов, листовой стали, имеющей толщину не более 2 мм.

Шовная

Контактная шовная роликовая сварка предполагает соединение деталей швом, состоящим из отдельных точек, выдерживающим повышенные нагрузки. Соединение для дополнительного увеличения прочности часто соединяются внахлест. При выполнении работ ток подводится к крутящимся дисковым электродам. По линии шва постоянно катятся ролики, обеспечивая плотное прижатие друг к другу элементов. Рекомендовано для работы с тонкими листами. Характеризуется высоким уровнем производительности.

Сварка оплавлением

Как правило высокотехнологичный способ соединения деталей. Относится к электротермодеформационным процессам, выполняемы в соответствии с ГОСТ 2601. Крепление выполняется при помощи глубокой пластической деформации с оплавлением торцов изделия и отличается повышенным уровнем надежности.

Диффузионная

Изотермический тип на атомарном уровне, смешиваются молекулы и атомы соединяемых элементов в защитной среде. Допустимые параметры давления 0,5Мпа. Используются разные источники нагрева:

  • индукционный;
  • электронно-лучевой нагрев;
  • радиационный;
  • тлеющим разрядом;
  • нагрев проходящим током;
  • в расплаве солей.

Свариваемые поверхности тщательно готовятся. Требуется вакуумированная рабочая камера.

Газопресовая

Используется редко. Первым шагом становится нагрев свариваемых поверхностей газокислородным пламенем. После нагрева они сдавливаются без использования присадочного материала. Нагрев выполняется пламенем многосопловых горелок. Отличается повышенной прочностью. Используется только в производственных условиях. Выполняется при нагреве газокислородным пламенем. Поле нагрева выполняется сдавливание. Формируется единый тонкое и прочное соединение частей в единое целое.

Кузнечная

Неразъемное соединение обеспечивает внешнее давление на разогретые детали и элементы. Является одним из наиболее старинных способов выполнения работы, формируя крепкое объединение частей в единое целое.

Индукционнопрессовая

Используется электромагнитная индукция заготовки. Она возникает в металле при внесении в электромагнитное поле, создаваемое индуктором (обмоткой), которая питается переменным током. Используется с 40-х годов ХХ века для соединения тонкостенных деталей.

Дугопрессовая

Используется для соединения узкой направленности. Например, шпильки к металлической пластине. Электродом становится сама деталь. Тепло подается с помощью электрической сварочной дуги.

Шлакопрессовая

Технология повышенной производительности. Тепло формируется в расплавленном шлаке при погружении в него электрического тока без использования дуги. Наиболее удобен при создании швов, идущих снизу вверх. При выполнении детали ставятся вертикально с сохранением небольшого зазора. Поверхности закрываются ползунами, оснащенными для проведения трубками с водой. Равномерное остывание поверхностей обеспечивает постоянно движение ползунов.

Термитнопрессовая

Для получения тепла используется жидкий теяло-шситель, оно образуется за счет использования алюминиевого порошка и металла. По достижению нагрева на уровне фактически плавления, детали сдавливаются.

Печная

Вариант, хорошо известный нашим предкам. При нагреве используются горны или печи. При достижения должного уровня накаливания, выполняется сжатие.

Механический класс

При использовании механического класса используется только механическая энергия и давления. К распространенным вариантам относится:

  • взрыв;
  • ультразвуковое воздействие;
  • трение;
  • холодный способ и другое.

Распространен во всех отраслях производства за счет простоты и доступности.

Сварка взрывом

Удобна при соединении разных металлов. Применяется и с целью плакирования. Подобная технология часто неизвестна даже профессионалам высокого уровня. При выполнении на поверхностях проводится направленный взрыв. В результате чего происходит сплавление.

Холодная сварка

Соединение проводится под сильным давлением без выполнения нагрева. Склеивание осуществляется за счет происходящей пластической деформации. Специальные подготовка и оборудование не требуется. Часто используется в сантехнических работах и автолюбителями.

Ультразвуковая сварка

При воздействии используются ультразвуковые колебания. Для сжатия достаточно несколько единиц ньютона. В равной мере используется в радиоэлектронике или при работе с толстостенными изделиями. Принцип работы определяется ГОСТ 2601, СЭВ 5277. Кроме металлов так могут соединяться такие материалы, как кожа, ткани, пластмассы и другое.

Сварка трением

Трением

Основывается на использовании сильного давления. Соединяемые элементы крепко закрепляются. Один остается подвижным и при трении выполняет нагрев до состояния пластичности. Прочность шва формируется за счет разрушения окислов, жировых пленок, способных мешать уровню прочности получаемого шва.

Магнитоимпульсная

Относится у ударным типам работ с использованием соударения. Применяется пересечение магнитных полей за счет силы электромеханического взаимодействиями вихревых потоков. При столкновении электрическая энергия преобразуется в механическую с помощью установки магнитно-импульсной сварки. Детали устанавливаются под углом внахлестку.

Виды сварки металлов

На сегодняшний день применяются различные виды стыковки металлов, основные различия и характеристики подразделяются на техническую, физическую, а также технологические разновидности. Технологический процесс соединения подразумевает взаимодействия материалов на межатомном уровне путем воздействия температур. Несъемные крепления используются для множества материалов, основные из них металлические детали, также свариваются стекло, пластмасса и керамика. Процесс происходит основными способами ручной, полуавтоматической или автоматической, в зависимости от характеристик механизмов.

Виды сварки

Понятие процесса сварки

Энергия подводится к электроду, материалу для сварки, путем усиления через инвертор. Определение сварки начинается с того, что воздействие электрической дуги приводит к расплавлению металла электрода, что приводит к образованию сварочной ванны. При процессе образования ванны происходит смешивание с основным материалом, шлаки всплывают на поверхность и служат как защитная пленка. Затвердевание металла после процессов называется процессом сварки.

Процесс сварки

Для определения, что такое сварка, важно знать, что существует два вида электродов – неплавящиеся и плавящиеся. Неплавящийся электрод подразумевает использование присадочной проволоки, которая вводится в сварочную ванну отдельно. Второй вариант плавит непосредственно прут электрода. Защита от окисления в процессе стыковки производится газами, подводящийся при горении головки. Существуют переменные и постоянные агрегаты, при работах с агрегатами постоянного тока происходит более качественный, равномерный шов.

Физические признаки сварки

Взаимодействие металлов или других материалов происходит путем межатомного воздействия элементов. При обычных температурных показателях материалы не взаимодействуют друг с другом вне зависимости от условий, из-за твердой структуры металлов. Загрязнение поверхностей при соединении в виде образований жира или окисей оказывает значительное влияние при процессе связки металлов.

Под действием сдавливания возможно физическое соединение на поверхности или пластическая деформация. Атомно — металлические связи происходит путем взаимодействий электронных соединений при сварке металлов, а также стыковка ковалентных металлов. Определение типа и вида сварки происходит по нескольким параметрам взаимопроникновения, например сдавливание, распайка и термомеханическое воздействие.

Расплав металла сваркой

Расплав металла сваркой

Расплавление материала происходит без воздействия внешних механических сил, обеспечивается необходимая температура сварочными дужками, газовым пламенем, другим источникам энергии. Виды сварочных работ под давлением подразумевают деформацию металла, что придает текучесть жидким соединениям. Процесс стыковки материалов происходит за счет наплыва свежих слоев материала друг на друга.

Технологичность главное свойство сварных работ

Существует множество разновидностей способов, видов сварочных работ. Классификация имеет прямую зависимость от типа материала и оборудования. Распространенные виды сварочных работ:

  • электрошлаковые;
  • дуговые;
  • плазменное и электронно-лучевое;
  • световые, газовые;
  • ультразвуковые;
  • холодные, печные, контактные виды.

Плазменная сварка Электрошлаковая сварка

Важность технологических свойств

Бесперебойность процесса и его механизацию обеспечивают технологические свойства. Металлический компонент в сварочном шве остается защищенным в случае соблюдения требований и технологий. Виды сварки подразделяются на:

  • вакуумные;
  • воздушные;
  • защитно — газовые;
  • по флюсные;
  • пенные;
  • под флюсные виды.

Степень расплавленной среды материала подразделяется на атмосферную и струйную разновидность. Расплавленное вещество на дужке сварного шва характеризует струйную технологию. Характер заменимости способствует возможной замене газа на более или менее активный. Существует совокупность активных или инертных соединений газов. Степень механизации подразделяется на ручную, механизированную и полностью автоматический процесс.

Классификация способов сварки

Основными способами создания сварочных швов выделяются три основные виды сварки. Плавление элементов без прилагаемого усилия или давления применяется к оборудованию, способному работать электрической дугой или газовым пламенем. Расплавленные металлы соединяются в сварочной ванне, образуя защитный слой поверх деталей для предотвращения окислов и взаимодействия с кислородом.

Электродуговая сварка

Термомеханическим видом соединения подразумевается применение давления и тепловой энергии. Подогрев заготовок элементов осуществляется за счет тепловой энергии, механическое усилие придает нужное соединение пластичному металлу. Классификация сварки имеет третий вид, при котором производится давление на части материалов. В результате действий, материал сжижается, становится текучим, что дает возможность соединить материалы в труднодоступных местах. Загрязнённый слой отводится на поверхность текучей жидкости, в результате чего появляется обновлённый слой, чистый шов.

Термический класс сварки

Данный класс сварочных работ выполняется путем плавления кромок частей материалов. В начале процесса образуется сварочная ванна, после отвода которой производится шов. Классификация видов сварки термическим способом разделяется на основные подкатегории:

  • газовая;
  • электронно-лучевая;
  • плазменная;
  • лазерная;
  • термитная;
  • электрически дуговая стыковка.
Читайте также:  Оригинальный поднос из досок своими руками

Наиболее распространенным считается последний вариант т.к. не требует специализированного инструмента, приспособлений.

Дуговая сварка

Электродуговая стыковка деталей пользуется наибольшей популярностью при проведении работ. Электрическая дуга между электродами производится мощным разрядом, одним из элементов производится процесс сварки.

Схема дуговой сварки

Схема дуговой сварки

Работа производится после обработки, заготовки материала, состоит из основных этапов.

  1. Производится соприкосновение электрода с металлом, что вызывает короткое замыкание, после этого, инструмент отводится на расстояние не более 5 мм. Короткое замыкание служит для достижения электродом требуемой температуры, путем интенсивной эмиссии электронов в конструкции катода. После достижения стабильной, устойчивой дуги, производятся работы.
  2. Устойчивый дуговой заряд производится путем ускорения электронов в электрическом поле, происходит ионизация газового соединения анода с катодом. Температура электрической дуги, как источника тепла достигает до 6000⁰. Сварочный ток при напряжении дуги до 50 В, использования покрытого специальным составов, достигает до 3 кПа.

Предназначение данного вида сварки с использованием покрытых электродов состоит в легировании состава шва, защиты расплава от окружающих воздействий путем газового и шлакового способа.

Газовая сварка

Электродуговой способ, при котором осуществляется процесс в газовой защитной среде. Подразделяются газообразные вещества на инертные и активные виды.

Методики сварки существуют МИГ и МАГ разновидностей, основное предназначение состоит в использовании универсальных материалов, различаются механическими параметрами.

Перед использованием оборудования необходимо проверить все составляющие, зачистить обрабатываемый металл от окраски и ржавчины.

Устройство аппарата для газовой сварки

Устройство аппарата для газовой сварки

Комплект газосварочного оборудования состоит из:

  • кислородный рукав номинальным давлением 0,64 МПа, используется для подачи ацетилена;
  • подача кислорода производится через рукав третьей категории давлением до 2 МПА;
  • два редуктора для регулировки давления;
  • баллоны объемом от 40 л;
  • горелка с регулировочным винтом.

Давление подачи ацетилена производится регулировкой редуктора на баллоне, специальный манометр указывает на точный параметр. Давление горючей смеси должно составлять около 0,2 МПа, кислород регулируется идентичным способом до уровня 0,5 МПа. Регулировка газовой горелки происходит путем открытия подачи ацетилена до тех пор, пока огонь не стабилизируется у основания, кислородом устанавливается мощность пламени.

Основные составляющие пламени это ядро, зона восстановления и факел. Горелка располагается под определенным градусом к основному металлу, расстояние между ядром и материалом составляет 1,5 мм. Поступательными движениями разогревается металл до температуры плавления, после изменяется градус подачи горелки, подается присадочная проволока.

Лучевая сварка

Высокое качества шва достигается путем работы в вакууме. Процесс представляет собой передачу мощного пучка энергии к заготовке. Электроны взаимодействуют со составляющими веществами материала, что приводит к быстрому разогреву, достижению необходимой температуры плавления. Используются данная категория сварочных работ при работе с микроэлементами, т.к. луч можно регулировать до размеров микрона в диаметре.

Установка для лучевой сварки Схема электролучевой сварки

Термитная сварка

Сварка происходит с использованием специального материала – термит, состоящего из соединений магния или алюминия, железной окалины. Порошкообразная смесь применятся к подготовленным в жаропрочном виде материала металлам, предварительно разжигая запалом либо электрической дугой. Результатом становится прочное соединение, основное предназначение данного вида работ состоит в стыковке труб, рельсов, наплавки массивных изделий.

Электрошлаковая сварка

Относительно новый способ произведения сварочных работ разработан в институте им. Патона. Подготовленные детали обволакиваются шлаком, который нагрет до температур, превышающих плавление проволоки и металла. Электрошлаковая сварка позволяет заполнять большие разрывы в один проход, процесс не отличается от дугового вида стыковки металлов. Высокое качества шва достигается за счет образования защитной ванны, которая выдвигает нестабильные соединения металлов на поверхность.

Схема процесса электрошлаковой сварки

Схема процесса электрошлаковой сварки

Процесс электрошлакового вида сварки происходит следующим образом:

  • кромки вертикально расположенных деталей наклоняются на 20-25⁰ по отношению к размеченной части;
  • устанавливается необходимый зазор для помещения порошка;
  • дуга, разжигаемая между нижней пластиной и электродом, расположенным сверху расплавляет флюс;
  • шлаковая ванна возникает путем плавления флюса, медных ползунов, после чего шунтируемая дуга потухает;
  • происходит переход из дугового вида в шлаковую, ванная которой нагревается до 1700⁰;
  • кромки металла расплавляются шлаком в сварочной ванне, после удаления электрода происходит остывание и кристаллизация металла.

Данным способом возможно работать со сложными швами, крупногабаритными деталями. Повышенное качество, отсутствие трещинообразования, позволяют стыковать шлаковой сваркой ответственные детали.

Газовые примеси и пузыри удаляются без затруднений из зоны сварки, этому способствует вертикальное расположение конструкции.

Термомеханический класс сварки

Комбинированный способ предлагает воздействие не только повышенной температурой на металл, но и механические усилия. В большинстве случаев, используется при стыковке малогабаритных частей, которые обычным способом качественно связать не представляется возможности. Процесс происходит в электродах — губках, в которых закрепляется две части деталей. Основными видами сварки называются контактная, диффузионная и кузнечные способы.

Кузнечная сварка

Качественное соединение кузнечным способом работ достигается при условиях очищенных от налетов, окислов прилагаемых поверхностей. Работа ручным инструментом осуществляется по нагретому металлу, детали нахлестываются и производятся удары молотком по поверхности.

Способы кузнечной сварки Кузнечная сварка

Кузнечный вид сварки применяется далеко не ко всем материалам, имеет малую производительность, требует достаточного опыта от кузнеца.

Современные виды работ вытеснили кузнечное дело ввиду малой надежности стыкованных деталей.

Контактная сварка

Нагрев при сварке сопротивлением достигается прилеганием поверхности иглы к изделию. Электрический ток проходит через инструмент нужного диаметра, предварительно необходимо подготовить металл путем сдавливания или осадочного механического воздействия. Химическое воздействие атомов металла дает возможность сварить мелкие детали, легко поддается автоматизации и высокопроизводительна.

Контактная сварка

Различается на три основные способа, точечную, роликовую и стыковую разновидность. Широко применяется в промышленности и машиностроении, в труднодоступных местах и соединениях.

Диффузионная сварка

Основой способ является использования диффузии атомов при высоком уровне вакуума. Поверхностные слои металла нагреваются в силу высокой диффузионной способности атомов до температур, приближенной к плавлению. Контакт и надежная стыковка происходит механическим воздействием высокой силы, минимальная мощность сжатия составляет 20 МПа.

Применяется данный вид при плохо контактирующих материалах.

Процесс начинается с помещения деталей в специальную камеру, крепление и передачи усилия. Материалы выдерживаются определенной время, под воздействием электрического тока.

Механический класс сварки

Виды и способы механической сварки используют физическое воздействие на стыкуемые материалы. Основные способы имеют преимущества при отсутствии возможности до температуры плавления. Переход энергии из механической в кинетическую позволяют нагреть стыкуемые изделия до порога плавления.

Сварка трением

Основные детали, к которым применяется сварка трением, являются трубы небольшого диаметра, стержневые конструкции. Автоматизированный процесс позволяет производить различные виды сварочных работ в специальных машинах, в шпиндель которых крепятся заготовки. Машина работает посредством перемещения одной из деталей к неподвижной части. Частота вращения доводится до 1500 об/мин, в результате чего происходит нагрев деталей и оплавление.

Сварка трением

После выключения муфты вращения, машина выполняет осадку изделий. Экономичность, быстрое выполнение поставленных задач, делают вид работ трением преимущественнее дуговой, а также имеется возможность варить металлы из разных сплавов.

Холодная сварка

Заготовки стыкуются путем холодной сварки путем деформирования пластических свойств материалов. Температура при операции может достигать минусовой, поверхности должны быть зачищены от окислов и ржавчины. Соединение происходит на межатомном уровне, поэтому элементы должны быть идеально ровными и обработанными.

Холодная сварка

Применяется холодный вид при стыковке шин, проволоки или труб. Давление варьируется от 1 до 3 ГПа, данный способ требует подготовленного к высоким нагрузкам оборудования.

Сварка взрывом

Соединение деталей при сварке взрывом происходит путем синхронной пластической деформации деталей. Подвижная часть детали прикладывается параллельно к устойчиво закрепленной мишени, после чего производится контролируемый взрыв. Основное применение данный способ получил ввиду возможности стыковки разнородных металлов. Взрывные вещества применяются из состава гранулотола, аммонита, гексогена.

Сварка взрывом

Ультразвуковая сварка

Стыковка деталей происходит с применением источников энергии, выдающим на выходе ультразвуковые колебания. Применяется при шовной, точечной, контурного вида сварки механическим воздействием. Сухое трение способствует разрушению оксидных пленок, после заменяется на чистое трение, при котором происходит процесс сварки. Основными преимуществами данного способа является отсутствие предварительной очистки поверхностей, что значительно экономит время. При сварке пластмассовых деталей не допускается перегрев прилагаемых зон, т.к. контролируется температурный диапазон определенного участка. Отсутствуют вредные пары, газы при процессе, нагрев происходит за доли секунды.

Ультразвуковая сварка

Недостатками при ультразвуковом виде можно выделить дорогостоящее оборудование, малый диапазон толщины материалов. Необходимо четко определить толщину свариваемых видов материалов, при размерах вне допуска, возможно применение акустической линзы, что дает возможность сфокусировать энергию на определенном участке детали.

Что такое сварка и какие виды бывают

В промышленности, строительстве и при ремонте используются различные способы стыковки деталей конструкций. Наибольшее распространение получили разнообразные виды сварки, которыми скрепляют не только однотипные и разнородные металлы, но также стекло, пластик, керамику. Популярность технологии объясняется высокой прочностью и надежностью соединений.

Виды сварки и их краткая характеристика

Определение процесса сварки

Независимо от вида, сваркой называют технологию создания неразъемных соединений путем нагрева, деформирования или комбинированием обоих методов. Сущность сварки заключается в том, что под действием внешнего источника энергии (тепла, давления) между соединяемыми материалами образуются прочные связи на межатомном уровне. После кристаллизации в процессе остывания на стыке образуется сварочный шов. В зависимости от вида материала и условий проведения работы, это локальный или общий нагрев и деформирование стыкуемых поверхностей.

Классификация видов сварки

В зависимости от критериев, классификацию способов сварки выполняют по виду защиты расплавленного металла от кислорода воздуха, способу управления процессом, материалу и т. д. Также учитываются технологические особенности проведения сварочных работ. По способу воздействия на детали выделены три основных вида сварки:

  1. Механическую проводят внешним давлением, под действием которого поверхности деформируются, что приводит к плотному соединению.
  2. Термическую выполняют с применением дополнительных материалов, которые расплавляются теплом от источника энергии. Жидкий металл заполняет промежуток между заготовками, после остывания образуется прочное соединение.
  3. При термомеханических (комбинированных) видах сварки детали подвергаются совместному воздействию тепла и давления. Для повышения пластичности детали предварительно нагревают, затем сжимают.

Термический класс сварки

Эти способы сварки выполняются с образованием сварочной ванны из расплавленного металла деталей и электрода или присадочного материала.

Дуговая

Тепло для локального плавления металла заготовок выделяется при горении электрической дуги между электродом и заготовками. Для зажигания кратковременно касаются электродом поверхности, затем отводят на расстояние 2 — 5 мм. Чем короче дуга, тем выше ее температура.

Схема дуговой сварки

Для соединения деталей используют следующие методы сварки:

  • ручную, когда все манипуляции с электродом выполняет сварщик;
  • полуавтоматическую с подачей электродной проволоки механизмом, установленным в аппарате;
  • автоматическую, когда процесс выполняется по заданному алгоритму без вмешательства человека.

Дуговой вид выполняется плавящимися и неплавящимися угольными или вольфрамовыми электродами с введением присадочной проволоки в рабочую зону. Для защиты расплавленного металла от соприкосновения с воздухом механизированные способы проводят под флюсом или в среде инертного газа.

Газовая

В отличие от дугового вида при газовой сварке нагрев и охлаждение материала происходит более медленно. Поэтому этим методом проще сваривать тонкостенную сталь, цветные металлы, проводить наплавку. Независимость от электроэнергии позволяет работать в полевых условиях.

Схема газовой сварки

Стык нагревается факелом горелки, который образуется при сгорании в чистом кислороде ацетилена, пропана, водорода, паров бензина или керосина. Шов формируется за счет плавления присадочного материала. Для сварочных работ чаще используют ацетилен, температура пламени которого доходит до 3100⁰C. Похожая по принципу работы плазменная сварка выполняется струей ионизированного газа с температурой больше 10000⁰C.

Лучевая

Технология основана на плавлении материала деталей световым лучом лазера или потоком электронов, создаваемого электронной пушкой. Оба метода применяются преимущественно в радиоэлектронной отрасли для соединения и крепления микроэлементов. Чтобы луч не рассеивался, электронно-лучевая сварка проводится в вакуумной камере.

Схема электронно-лучевой сварки

Лазерная сварка позволяет накладывать швы с высокой точностью. При этом, практически не нагреваются прилегающие поверхности, что исключает деформирование даже очень тонкого материала. Для работы в труднодоступных местах изменяют направление луча призмами. Процесс рекомендуется проводить в среде инертного газа.

Термитная

Для сварки этого вида используют порошкообразную смесь (термит), состоящую из алюминия, магния, окислов железа. При сгорании образуется тепло, которое расплавляет кромки заготовок. Расплавленный термит смешивается с металлом деталей, после кристаллизации образуется соединение.

Принцип термитной сварки

Для запуска процесса термит дистанционно поджигают пиропатроном, электрическим разрядом, бикфордовым шнуром. Температура горения смеси достигает 2700⁰C, которой достаточно для сварки металлов распространенных видов. Термитным способом ремонтируют крупногабаритное оборудование, рельсы, сращивают провода на линиях электропередачи.

Электрошлаковая

Эта разновидность термической сварки применяется для соединения стали толщиной от 5 см до 3 м. Заготовки устанавливают вертикально, зазор между ними с обеих сторон закрывают подвижными ползунами из меди с водяным охлаждением. Снизу на поддон насыпают слой флюса, под которым зажигают дугу.

Электрошлаковая сварка

После расплавления флюса образовавшийся шлак становится электропроводным. Дуга гаснет, но проходящего через шлак тока хватает для плавления новых порций флюса, электрода и кромок. По мере остывания расплава в сварочной ванне ползуны постепенно передвигаются выше. Этим способом соединяют заготовки за один проход независимо от их толщины без образования трещин.

Термомеханический класс сварки

Комбинированными видами соединяют небольшие детали, если другими способами невозможно создать качественный шов. К термомеханическому классу относят следующие виды сварки:

  • кузнечную;
  • контактную;
  • диффузионную.

Кузнечная

Этим способом соединяли железные заготовки задолго до изобретения современных классов сварки. Заготовки нагревают в горне, кладут одна на другую, скрепляют ударами молота. Механизированный подвид, когда заготовки сдавливаются прессом, называют прессовой сваркой.

Принцип кузнечной сварки

Качество соединения зависит от опытности мастера. Перечень металлов, которые можно сваривать этим методом, ограничен видами с хорошей пластичностью. Из-за малой производительности и низкой надежности соединения кузнечный вид сварки применяется редко.

Контактная

Металл нагревают током, проходящим через место соприкосновения заготовок, затем сжимают или осаживают. Этот вид легко автоматизируется, поэтому широко используется на предприятиях машиностроительной отрасли в составе роботизированных комплексов.

Схема стыковой контактной сварки

В зависимости от решаемых задач контактный вид сварки выполняют как:

  1. Точечную, зажимая детали между электродами. После подачи тока в месте сдавливания образуется точечное соединение.
  2. Стыковую с нагревом всей площади соприкосновения.
  3. Рельефную с предварительным нанесением выступов (рельефов) на соединяемые плоскости. После подачи тока рельефы деформируются, поверхность выравнивается.
  4. Шовную, когда детали соединяют внахлест роликовыми электродами.

Диффузионная

Технология основана на взаимном проникновении (диффузии) атомов материалов, если их плотно прижать один к другому. При нагреве скорость обмена частицами увеличивается. Сварку проводят в вакуумной камере или среде инертного газа. Детали сжимают с усилием не меньше 20 МПа, поверхностные слои нагревают электротоком до температуры близкой к точке плавления. Для надежного сцепления заготовки оставляют в этом положении на некоторое время, не отключая ток.

Схема установки диффузионной сварки

Механический класс сварки

Эти виды сварки выполняют за счет энергии трения, взрыва, давления, ультразвука. При их воздействии выделяется тепло, достаточное для плавления материала.

Трением

Технология входит в список перспективных разработок. Одну из соединяемых заготовок крепят неподвижно, другая, прижатая к ней, вращается. Подробная классификация сварки трением включает следующие подвиды:

  1. С перемешиванием выполняется на оборудовании, оснащенном инструментом вращения с двумя элементами ― основанием (бурт) и наконечником (пин). Соединение создается методом выдавливания с последующим перемешиванием.
  2. Радиальной стыкуют трубы, помещая вращающееся кольцо между торцами.
  3. Штифтовой заделывают небольшие сквозные повреждения. На месте дырки просверливают круглое отверстие, в которое вставляют вращающийся штифт из такого же металла что и основной.
  4. Линейная выполняется без вращения. Заготовки трут одна о другую пока не начнут плавиться стыкуемые поверхности, затем повышают усилие сдавливания.
  5. При инерционном виде сварки заготовки двигают за счет энергии предварительно раскрученного маховика.

Метод сварки трением с перемешиванием

Холодная

В основу технологии заложен принцип сжатия деталей пуансонами с усилием 1 — 3 ГПа. Точечную сварку проводят стержнями, шовную роликами. Пуансон вдавливают в заготовку до образования пластической деформации, что способствует появлению межатомных связей и созданию соединения между деталями. Сварку выполняют простым сжатием или со сдвигом деталей после сдавливания. Прочность соединения зависит от качества подготовки места стыка, степени сжатия, характера воздействия (вибрационное либо статичное).

Разновидности холодной сварки металлов

При соединении встык величину деформации ограничивают размером выступающих из зажимов частей заготовок. Чтобы предотвратить коробление листов при соединении внахлест, их закрепляют прижимами. После пластической деформации металл становится тверже, поэтому прочность шва выше, чем у заготовок.

Холодный вид соединения применяют для работы с алюминием, медью, цинком, серебром и другими металлами с низкой температурой плавления.

Взрывом

Для сварки этим способом над стационарной заготовкой под углом 3 — 10⁰ или параллельно с зазором 2 — 10 мм устанавливают подвижную (метаемую) деталь. На верхнюю пластину помещают равномерный слой взрывчатки с детонатором. Чтобы предотвратить боковой разлет металла, площадь подвижной заготовки делают больше чем у нижней.

Схема сварки взрывом

После подрыва подвижная деталь под действием ударной волны с большой скоростью ударяется о нижнюю пластину. В месте соприкосновения образуется давление, значительно превышающее прочность металлов, при котором материал начинает течь как жидкость. В результате поверхности одновременно деформируются, создавая соединение. Длительность процесса не превышает миллионных долей секунды, поэтому диффузия происходит только в поверхностных слоях.

Несмотря на то, что до сих пор не разработана детальная методика этого вида, сварка взрывом получила широкое применение в промышленности для стыковки разнородных материалов. Таким способом получают биметаллические соединения, детали и заготовки больших размеров, наносят плакирующие слои толщиной до 45 мм.

Ультразвуковая

Такой вид сварки проводится преобразователем ультразвуковых волн в механические колебания в сочетании с небольшим давлением. При воздействии на поверхность сначала за счет сухого трения разрушается оксидная пленка, затем плавится материал. Поэтому нет необходимости в тщательной подготовке стыка. Для повышения прочности шва детали предварительно подогревают.

Ультразвуковая сварка

Помимо металлов, в том числе тугоплавких, этим видом соединяют пластик, кожу, ткани. Также доступно сваривание стекла и керамики с металлом, фольги толщиной 0,001 мм. При необходимости детали можно сваривать с металлической или пластмассовой прослойкой между ними.

В сварочном деле постоянно что-то меняется, улучшается, дорабатывается. Поэтому для повышения мастерства полезно знакомиться с новинками и тестировать на практике. Какие-то из них пригодятся профессиональным сварщикам, другие для домашних работ.

Ссылка на основную публикацию