Виды сварки
В промышленности и производстве, строительстве и ремонте используется несколько различных способов стыковки деталей конструкций, в том числе широкое распространение получили виды и методы сварки, которыми можно скрепить не только металлы, но и керамику, пластик и стекло. Сварка существовала еще очень давно, однако ее автоматизация произошла не так давно. Внедрение электроники позволило автоматизировать сварочный процесс, увеличить точность выполнения работ и производительность.
Содержание статьи
Что такое сварка
Виды сварочных аппаратов
Признаки сварки
Процесс сварки
Виды сварки
Термическая сварка
Термомеханическая сварка
Механическая сварка
Что такое сварка
Принцип сварки заключается в том, что поверхности соединяются друг с другом под воздействием высоких температур (материал оплавляется и как бы склеивается). Когда сварочные работы прекращаются, место стыка остывает и кристаллизуется, образуя прочное крепление. Сварочных способов очень много. В каждом плюсы, минусы, нюансы, которые нужно знать и понимать.
Виды сварочных аппаратов
Сварочные аппараты делятся на два основных типа: переменные и постоянные. Переменные (АС) аппараты, как правило, недорогие и используются в бытовых целях. Название такое они получили за счет меняющегося напряжения дуги, в результате чего металл может разбрызгиваться, сварный шов может уходить от намеченной траектории и изделие может получиться с большим количеством дефектов. Как правило, так и получается. Чтобы получить качественный шов потребуется постоянный аппарат. Однако, данный материал хорош для сваривания намагниченных поверхностей, так как постоянное напряжение тут бесполезно.
Постоянные сварочные аппараты (DC) применяются везде - как в домашних условиях, так и профессионалами в мастерских. Важно отметить, что постоянный ток подходит не для всех условиях (как в ситуации с намагниченными материалами), однако качество шва и удобство использования очень высоко. Для получения постоянного тока используют трансформатор.
Признаки сварки
В целом, сварочные работы классифицируют по следующим признакам:
- Воздействие температуры (термические признаки) - происходит без механического влияния, исключительно за счет повышения температуры ванне до необходимых параметров. Достигнуть мощный температурный уровень можно несколькими способами: сварными дужками и газом.
- Работы под давлением - из-за сильного давления происходит деформация металлических заготовок, за счет чего возможна текучесть мест стыковки.
- Стыковка - осуществляется за счет “наползания” металлических пластов стыковой частью друг на друга.
Процесс сварки
Вне зависимости от количества видов сварки существуют 3 основных этапа процесса сварки, присущей всем технологическим разновидностям, это:
- Формирование контакта (предварительно);
- Образование связи;
- Создание шва.
Виды и классы сварки
Ни одну разновидность сварочных работ по металлу нельзя назвать полностью заменяющей все остальные, потому как каждая из них по своему ограничена и имеет свои характеристики и особенности.
Термическая сварка
Всего видов термической сварки шесть: электрошлаковая, термитная, лучевая, газовая, ручная дуговая и сварка неплавящимся электродом. Рассмотрим каждый из них.
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. По сути дуга представляет собой сильнейший разряд в воздухе. Дуговой вид выполняется плавящимися и неплавящимися угольными или вольфрамовыми электродами с введением присадочной проволоки в рабочую зону.
Ручная дуговая сварка подходит как для настоящих профи, так и новичков - осваивается этот метод довольно быстро и имеет такое преимущество как сваривание в труднодоступных местах.
Электродуговая сварка. Принцип работы электрической дуговой сварки основан на расплавлении металлов под воздействием электрической дуги.
Газовая.
В отличие от дугового метода, охлаждение и нагрев материала происходит более плавно и медленно. За счет этого, данным способом легче сваривать тонкостенную сталь и цветные металлы, в данном случае тепло подается не электродом, а газовой горелкой. Металл поверхностей плавится факелом горелки, а потому оборудование и инструмент не зависит от электроэнергии и подходит для работы в полевых условиях. Могут применяться дополнительные газы - кислород, ацетилен.
Существует и газоплазменная сварка (оборудование состоит из источника постоянного тока, газового аргонового баллона, плазмотрона; подключение к баллонам выполняется через редукторы с манометрами) - плавит и соединяет кромки струя плазмы, которая генерируется в плазмотроне или между поверхностью заготовок и электродом. Подходит в том числе для черных металлов.
Свариванию материалов в газовой среде характерны следующие преимущества:
отменное качество сварных соединений;
возможность стыковки в разных пространственных положениях;
легкость процесса за счет автоматизации и возможность наблюдать за образованием стыка.
Без отсутствия недостатков не обойтись - низкая концентрация тепла из-за рассеивания.
Лучевая (или лазерная).
Данная технология предполагает плавление материала световым лучом лазера и потоком электронов. Лазерная сварка преимущественно применяется в радиоэлектронной отрасли.
Термитная.
Менее распространенный метод, основанный на использовании специального порошковой смеси - термита, которая состоит из окислов железа, магния и алюминия. При сгорании образуется тепло, которое расплавляет кромки материала; после термит смешивается с металлом и кристаллизуется.
Электрошлаковая.
Данный тип сварки востребован в промышленности для соединения крупногабаритных деталей с толстыми стенками. Суть электрошлаковой сварки заключается в соединении двух сторон металла за счет тепла, выделяемого шлаковой ванной (кромки деталей плавятся за счет нагрева шлака). Для этого зону стыковки заполняют токопроводящим флюсом (флюс — это гранулированное вещество для защиты сварочной ванны). К нему подводится сварочный электрод (проволока), который разогревает флюс, образуя жидкий шлак. Флюсовые работы позволяют добиться высочайшего качества шва.
Данная технология часто задействуется в химической промышленности
Сварка неплавящимся электродом/аргоновая(TIG)
Данная технология требует высокой квалификации от специалиста. Суть методики заключается в том, электрическая дуга загорается в атмосфере инертного газа между электродом и материалом, таким образом расплавляя металл и присадочный материал. Электрод состоит из металлического стержня и обмазки.
Таким свариванием соединяют медь, алюминий, титан, черные металлы и легированный стали.
Термомеханическая сварка
Термомеханическая сварка включает в себя три вида: кузнечный, контактный и диффузионный. Расскажем о каждом подробнее.
Диффузионная.
Технология основана на взаимном проникновении (диффузии) атомов материалов, если их плотно прижать один к другому. Работает за счет соединения неоднородных металлов в условиях вакуума или в среде защитных газов.
Контактная.
Метод характеризуется одновременным нагревом кромок соединяемых заготовок и их деформированием под давлением. Этот вид легко автоматизируется, поэтому широко используется на предприятиях машиностроительной отрасли в составе роботизированных комплексов.
К контактному методу относится и точечная сварка ,не применяемая в промышленности.
Кузнечная.
Данная методика предполагает соединение металлов в результате пластичной деформации. К этому способу прибегали задолго до изобретения современной сварки. Сейчас же чаще выполняют автоматизированную сварку, она отличается своей простотой и возможностью не прикладывать много усилий.
Механическая сварка
Механическая сварка также включает в себя несколько подвидов.
Трение.
Общий принцип данного способа соединения металлов заключается в следующем: первая заготовка фиксируется в недвижимом состоянии, пока вторая, будучи прижатой вплотную, крутится с высокой скоростью. Трение образует сварные соединения металлических конструкций. Поверхности, которые нужно сварить, вращаются, с силой сжимаются.
Сварка взрывом.
Самый специфический вид работ. Получил широкое распространение именно в промышленных условиях. Принцип работы: над стационарной заготовкой под небольшим углом (до 10 градусов)устанавливают подвижную деталь. На верхнюю пластину помещают равномерный слой взрывчатки с детонатором. Чтобы предотвратить боковой разлет металла, площадь подвижной заготовки делают больше чем у нижней.
Холодная сварка.
Наиболее популярный метод. При данном методе механической сварки задействованы пуансоны – элементы, применяющиеся в процессе прессования материалов. Метод прост: два изделия стыкуются между собой, после чего прессуются на месте шва. Прочность соединения зависит от качества подготовки места стыка, степени сжатия, характера воздействия.
Ультразвуковая сварка.
Данная методика позволяет скреплять заготовки из любого материала: пластик, металл, ткань, стекло, кожа, керамика… . Возможно использование с небольшим подогревом – это повысит скорость обработки. В таком виде берут преобразователь ультразвуковых волн и, используя его, преобразуют их в механические колебания с небольшим давлением. Далее при воздействии на поверхность сначала разрушается оксидная пленка, а потом и плавится сама деталь.
Также существует полуавтоматическая (безальтернативный метод на СТО: кузовные работы проводятся только с его помощью. В полуавтомате используются газ и специальная проволока вместо привычного электрода. Газ из горелки с проволокой подаются в сварочный рукав. В итоге процесс защищен от воздействия внешней среды. Режимы процесса определяет сварщик в зависимости от толщины металла) и автоматическая сварка (разновидность дугового способа с великолепными показателями производительности).
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
