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.

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

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.

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.

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.

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.

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

Дуговая сварка

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

• 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.
• 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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Источник:https://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/vidy-svarki.html

Классы (группы) видов сварки

Сварку можно разделить на три основные группы или класса. Простыми словами, выделяются три большие группы, в которые входят виды сварки. Которые различаются по способу защиты процесса сварки от воздействия внешней среды( воздуха), а так же, по особенностям техники, методам управления и самого материала. Три основные группы по способу влияния на металл:

• Термическая — способ воздействия на свариваемый металл путем расплавления основного металла и присадочного. Во время процесса происходит смешивание основного металла и присадочного, в связи с чем, образуется неразъемное сварное соединение.
• Механическая — класс включает в себя виды воздействия на свариваемый металл наружным давлением. Целью этого процесса является сжать необходимый металл друг с другом так, что бы произошло соединение на молекулярном уровне.
• Комбинированная — объединение двух только что рассмотренных класса. То есть, металл могут предварительно нагреть, затем воздействовать на него внешним давлением до образования неразъемного соединения.

Термическая группа

Группа сварки, в которую входят виды, характеризующиеся образованием сварочной ванны во время процесса сварки. Сварочная ванна образуется в связи с выделением тепла источником и является смесью расплавленных металлов — основного и присадочного.

Присадочным может выступать — электрод, металлический пруток. А источником тепла служит сварочная дуга, образующаяся в связи с замыканием электрического проводника или горением горючего газа, а так же, термит(смесь горючих реагентов) и сконцентрированный поток световых лучей.

Газовая

Газовая сварка — при которой источником тепла выступает пламя. Как правило, используется пропан или ацетилен, обязательно в совокупности с кислородом. Газовая сварка не зависит от питания от электрической сети, по этому, её можно использовать в поле и других местах, где отсутствует электроэнергия.

При газовой сварке нагрев свариваемых металлов происходит более плавно, проще говоря медленно. По этому, как правило, данную сварку применяют для работы с тонким металлом, а так же, цветными. Выполняют так же наплавку.

При газовой сварке используется присадочный пруток, которым заполняют стык свариваемого соединения.

Электродуговая

Самая распространенная сварка — электродуговая. Во время процесса сварка кромки свариваемых металлов расплавляют с помощью электрической дуги. Которая, в своё время, возникает в связи с замыканием проводника (электрод или проволока). Такую сварку можно разделить на несколько подгруппы:

• Плавящимся электродов. Ручна дуговая сварка плавящимся электродом. Во время этой сварки расплавляется металл электрической дуги, которая горит между электродом и основным металлом. Плавятся кромки основного металла и сам плавящийся электрод. В процессе такой сварки, происходит смешивание основного металла с присадочным(электрод), в связи с чем и образуется сварочный шов. Плавящиеся электроды выполняются в специальной обмазке. При расплавлении которой выделяются газы, которые и служат защитой сварочной ванны от воздействия внешней среды. Самое вредное для сварочной ванны во внешней среде является — кислород.
• Не плавящимся электродов. Такую сварку еще называют аргонодуговой. Во время которой, сварочная дуга горит между неплавящимся электродом(угольный, вольфрамовый). В качестве присадочного металла используют специальный присадочный пруток. А сварочную ванну защищает инертный газ, я его называю защитный. Таким газом может выступать — аргон, углекислый газ, гелий или их смеси.
• С использованием сварочной проволоки. Данный вид сварки, как правило — полуавтоматический. Сварочная дуга горит между подаваемой, в полуавтоматическом режиме, сварочной проволоки. Она и служит присадочным металлом. В качестве защиты сварочной ванны выступает инертный газ, как правило углекислый газ или аргон, а так же их смеси. Поступает проволока и газ в область сварки после нажатия на кнопку на специальном «держаке».

Лучевая

Как правило, данный вид сварки используют для маленьких(микро) деталей. Радио детали, электронные схемы. Суть сварки заключается в создании светового луча или луча электронов. И в том и другом случае, главное сконцентрировать луч непосредственно в области сварки. Ч

то бы луч не рассеивался из за плотности воздуха, такую сварку производят в специальных камерах, где обеспечивают вакуумную среду.

Преимущество такой сварки заключается в том, что её можно использовать для микро-деталей, чем не похвастается другая сварка. А так же, в процессе сварки практически не нагревается околошовная зона. В случае, когда необходимо произвести сварку в труднодоступном месте, прибегают к помощи специальных призм, которыми и направляют луч в необходимое место.

Электрошлаковая

Данным способом сварки, ка кправило пользуются для работы с толстым металлом, в вертикальных швах. Источником тепла, в основном процессе служит флюс. Он выделяет достаточное количества теплоты для плавления кромок основного металла и присадочной проволоки. А нагревается флюс под воздействием электричества, которое через него проходит.

Для начала процесса такой сварки, зажигают электрическую дугу, которая начинает плавить флюс. В расплавленном состоянии флюс, становится токопроводящим, что позволяет пропускать через него ток, который его разогревает. В это время начинается процесс плавления кромок основного металла и присадочной проволоки.

Термитная

В процессе термитной сварки используют термит — специальная смесь, состоящая из алюминия, магния и металлической окалины. Задачей данной смеси является расплавление основного металла. Так как температура горения этой смеси достигает 2700 градусов, она легко справляется со своей задачей.

Данную смесь засыпают в специальную ёмкость, которая изготовлена из тугоплавких металлов. Затем, разжигают её либо пиропатроном или электрической дугой. А так же, могут разжигать при помощи специального шнура- бикфордов шнур.

Данным видом сварки обычно сваривают рельсы или крупногабаритные изделия. Более того, её применяют для наплавки, все тех же крупногабаритных изделий.

Механическая группа

Данная группа сварки представляет из себя выделение тепла, для плавления свариваемого металла путём механического воздействия на него. Такое воздействие, как правило, представлено в виде трения, взрыва или давления, а так же ультразвука.

Трением

Суть процесса сварки трением заключается, как правило, во вращении и оказываемом давлении на свариваемый металл. Вращаться могут как обе детали так и одна из них, другая в это время надежно закреплена. Во время вращения, детали создают силы трения, которые и разогревают металл для температуры плавления.

В это время, давление, оказываемое на заготовки, вдавливает их друг в друга. Таким образом образуется прочный сварочный шов. Более того, преимуществом данного вида сварки является то, что можно соединять металлы с разной температурой плавления. Существует несколько основных способа движения при сварке трением:

• Вращающийся
• Поступательно -вращающийся
• Возвратно -поступательный

Взрывом

Сварка взрывом один из экзотических способов сварки металлов. Применяется он, чаще всего, для создания износостойкого слоя на монолитные металлические заготовки. А так же, для усиления рабочей поверхности деталей.

Процесс сварки взрывом заключается в том, что бы установить привариваемую заготовку над основным металлом, а на привариваемую установить взрывчатое вещество и детонатор. После детонирования заряда, привариваемая заготовка, под действием ударной волны, простыми словами, впечатывается в основной металл. После чего, за доли секунды, два металла соединяются на молекулярном уровне. Создавая, при этом, общую кристаллическую решетку.

Ультразвуком

Довольно интересный вид сварки — сварка ультразвуком. Данный вид предпочтительно используется в производстве электро-схем минимальных размеров, а так же, при соединении металла с неметаллами.

Ультразвуковая сварка работает по принципу сближения атомов свариваемых заготовок на такое расстояние, на котором они соединяются в общую структуру. Этому способствуют ультразвуковые волны, которые создают колебания(по типу микровибрации).

Не смотря на то, что оборудования для такой сварки стоит не малых денег, ультразвуковая сварка все же считается востребованной. Качество соединений считается очень качественным.

Холодная

Холодная сварка относится к виду сварки давлением. В процессе которой, свариваемые детали деформируются и вдавливаются друг в друга. За счет чего и образуется неразъемное соединение. Такую сварку принято делить на три подгруппы:

• Шовная
• Стыковая
• Точечная

Оборудование и расходники парой слов

Хорошее оборудование для сварки — ключ к качеству выполняемых работ. Конечно не достаточно только качества оборудования, необходимы знания теории, наличие практики, правильно подобранные расходники и прочее. Но без хорошего оборудования и расходником гораздо сложнее добиться качественного сварного соединения.

Оборудование при выполнении сварочных работ играет важную роль. Это, как минимум, инструмент преобразования бытового или производственного электричества в сварочный ток. Во многих случаях, оборудование обеспечивает не только сварочным током, но и функциями подачи сварочной проволоки, подачи защитного газа( при полуавтоматической или автоматической сварки). Смешивании газов при газовой сварки(например пропана и кислорода). Более того, многое сварочное оборудование обладает вспомогательными функциями. Такими как стабилизацией горения дуги, защитой от залипания электрода, защитой от короткого замыкания в электрической цепи и другими.

Какое оборудование и расходные материалы необходимы для сварки

Каждый начинающий или опытный сварщик должен четко знать, какой оборудование необходимо для того или иного вида сварки. Должен уметь правильно сделать выбор и отдать предпочтение.

При каждом виде сварки, применяется разное оборудование.

Ручная-дуговая сварка

Самая распространенный вид сварки, как в быту, так и в производстве. И это обусловлено доступностью, мобильностью и простоте использования. Для данного вида сварки применяются сварочные инверторы и трансформаторы. Более распространены, конечно, сварочные инверторы.

Волгоград

Они компактны, а многие из них оснащены дополнительным функционалом( на пример форсажем дуги), который обеспечивает комфортное использование и повышает шансы на качество выполняемых работ.

Расходники для РДС

Мало того, что для каждого вида сварки используется отдельное оборудование, так еще и расходники тоже разные. Вот для ручной-дуговой сварки используются сварочные электроды. Их еще называют плавящиеся покрытые электроды для сварки. Бывают они разного диаметра, за счет чего и длина их тоже разная(чем больше диаметр, тем больше длина).

Полуавтоматическая сварка

Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов, далее ПА. Данный вид сварки не менее востребован чем РДС. Но, лично я считаю, что такая сварка более востребована в случае стационарной работы, например в цеху или домашней мастерской. По тому что, оборудованием для полуавтоматической сварки является не только аппарат, но и газовый баллон, что обеспечивает трудности для мобильности(исключение — перемещение по цеху).

Так вот, для работы потребуется сам сварочный аппарат для полуавтоматической сварки, делее полуавтомат и газовый балон. Полуавтомат, как правило, более массивен и больше по габаритам чем аппарат для ручной-дуговой сварки. Для баллона потребуется редуктор и шланги для транспортировки газа от балона к аппарату. Для полуавтомата потребуется специальный держак для полуавтоматической сварки и кабель массы.

Преимуществами данного вида сварки являются.

• Высокая производительность
• Качество и эстетика шва
• Чистота сварочного поста
• Минимальное задымление
• Простота в освоении и работе.

Расходные материалы

К расходным материала для полуавтоматической сварки относятся:

• Сварочная проволока

Сварочная проволока для ПА сварки различается по диаметру, марке стали и покрытию. Так же, бывает простая и порошковая. В каком случае используют порошковую сварочную проволоку? В том случае, когда имеется необходимость ограничить использование защитного газа, в этом случае, функцию инертного газа выполняет порошковая проволока.

Вы могли бы прочитать статью о том, как правильно варить полуавтоматом для новичков. Многим будет полезно!

Хочется добавить еще то, что сварочная проволока для ПА может быть намотана на бухты разных размеров, за счет чего, вес у них отличается.Защитным газом является углекислый газ, аргон или их смесь. Высокое качество защитный сварочной ванны обеспечивает смесь газов аргон + углекислый.

Газовая сварка

Газовая сварка — сварка с использованием горючих газов в смеси с кислородом. Горючий газ используется в качестве расходного материала для образования высокой температуры, в свою очередь которая, плавит кромки основного металла и присадочного.

Основные смеси газов

• Ацетилен + кислород
• Пропан + кислород
• Водород + кислород
• Метан + кислород

Выше, перечислен список основных видов смесей горючих газов с кислородом. Все они различаются, как правило, по температуре, которую способны добиться при сгорании.

Обращаю ваше внимание на то, что самой востребованной смесью, на данный момент, является Ацетилен + кислород. Связано это все с той же температурой при сгорании. Она достигает отметки 3400 градусов цельсии. Для сравнения, температура пламени при работе со смесью Пропан + кислород достигает 2800 градусов цельсии.

Основные приемущества работы с газовой сваркой

Как и у любой другой сварки, у газовой имеются свои преимущества. К примеру, газовая сварка актуальна в отдаленных местах, где нет электроэнергии. Так же, к преимуществам можно отнести и то, что нагрев происходит плавно, что подходит к сварке цветных металлов.

Недостатки

На ряду с преимуществами, имеются и недостатки газовой сварки. К примеру область термического влияния у газовой сварки самая большая. Относительно высокая стоимость расходных материалов, тот же баллон газа может стоит дороже чем электроэнергия. Более того, громоздкое оборудование не всегда удобно использовать и перемещать.

Расходные материалы

• Присадочная проволока
• Горючий газ
• Кислород

Оборудование

• • Баллон с горючим газом
  • Баллон с кислородом
  • Шланги под кислород и горючий газ
  • Сварочная горелка
  • Ацетиленовый генератор
  • Газовые редуктора

Источник:

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.

Читайте также: Как варить трубы электросваркой, полуавтоматом, газом

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.

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.

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:

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

Читайте также: Как соединить металлическую трубу с пластиковой без резьбы и сварки

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.

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.

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.

Источник: https://svarkaprosto.ru/tehnologii/chto-takoe-svarka-i-kakie-vidy-byvayut

ММА, TIG, MIG-MAG

Сварка электротоком делится на 2 принципиальных класса: недуговая и дуговая.

Недуговую сварку чаще называют контактной. В контактной сварке электроды, подающие ток, прикладываются непосредственно к металлу, который сваривают. Сквозь метал, расположенный между поднесенными электродами, подается короткий, но очень мощный разряд тока (тысячи ампер). Сплавление при этом получается только между приложенными электродами. Если электроды расположены прямо друг против друга, то сварное соединение получается точечным. Хотя точечная сварка – не единственный вид контактной сварки, но зато самый распространенный. Поэтому понятия «точечной сварки» и «контактной сварки» часто используют в виде синонимов. Напряжение точечной сварки составляет считанные вольты. Поэтому контактная сварка применяется преимущественно для скрепления тонколистового металла. Например, в автомобилестроении.

В строительстве гораздо большее распространение получила сварка электродуговая. При электродуговой сварке между источником тока (электродом) и свариваемым металлом находится небольшой промежуток, заполняемый электрической дугой. Ошибочно предполагать, что это промежуток воздуха. Это промежуток ионизированного газа, проводящего ток. Дуговая сварка, как мы ее представляем сегодня, без газа невозможна. Просто газ может подаваться из отдельного баллона, а может образовываться в результате горения обмазки электрода.

Самыми распространенными в строительстве являются следующие технологии:

• ММА (в отечественной классификации – ручная дуговая сварка, или РДС)
• TIG (аргоно-дуговая)
• MIG-MAG (полуавтоматическая, проволокой).

ММА

Популярность данного вида сварки предопределена как раз отсутствием необходимости таскать с собой баллон с газом. Обмазка электрода – и есть «застывшее» газовое облако. Как только электрод коснется металла и полученный ток короткого замыкания расплавит металл электрода, расплавится и обмазка вокруг него. Образовавшееся облако газа обеспечит проводящую ионизированную среду для дуги и защиту расплавляемого металла от доступа кислорода.

Электроды подбираются по типу металла и диаметру. Тип металла важен, так как в процессе работы метал стержня электрода капля по капле перетекает в свариваемый метал и сплавляется с ним. Для крепкого соединения металл стержня электрода и свариваемый метал должны быть идентичны. На упаковке электродов всегда указывается, для каких металлов подходят данные электроды.

После того, как определились с типом электрода, необходимо определиться с его толщиной. Вопрос новичка: зачем нужны электроды разных диаметров? Все просто. Чем толще электрод, тем больше сила тока, которая его может расплавить. То же и с кромками свариваемого металла. Поэтому толщина электрода подбирается под толщину свариваемого металла. Для черных металлов рекомендуется:

Технология ММА позволяет работать с большинством распространенных металлов, за исключением алюминия и сплавов на его основе. Хотя теоретически и это возможно при наличии помощника, если добиться, чтобы зачищенные алюминиевые поверхности не успевали покрыться пленкой до расплавления. Но правильнее, конечно, просто использовать подходящие для этого сварочные технологии.

TIG

Потребители сварки TIG – сплошь профессионалы и продвинутые пользователи, причем почти поголовно не строительного направления. TIG обеспечивает более аккуратные швы, но сильно уступает ММА в производительности и простоте использования.

Например, многие «любители», отточив свое мастерство на аппаратах ММА, испытывают досаду от неудач при первом опыте с TIG. Оказывается, в отличие от ММА, зажечь дугу аппаратом TIG, если только он не оборудован таким устройством, как осциллятор, непросто. (А практически все аппараты «2 в 1» не оборудованы, конечно). Чиркает сварщик вольфрамовым электродом – искра есть, а дугу поднять не получается. Но вот бывалый сварщик подкладывает под электрод кусочек угля – и дуга пошла без проблем. Не случайно, что в продажах розничных магазинов специализированные аппараты TIG редко превышают долю в 1%.

Отдельного упоминания в сварке TIG заслуживают аппараты с возможностью переключения на режим переменного сварочного тока, т.н. AC/DC. Вот эти аппараты и являются основным оборудованием для сварки алюминия. Именно они преимущественно и составляют этот самый 1% TIG в розничных продажах сварочного оборудования.

MIG-MAG

Полуавтоматическая сварка проволокой применяется в основном для сварки листового металла. Поэтому традиционно ее основная сфера применения – кузовной ремонт, а также строительство конструкций из черного тонколистового металла. Использование проволоки вместо сменных электродов сильно повышает производительность. На бытовых аппаратах используются катушки емкостью 1 и 5 кг, а на профессиональных – 5 или 15 кг.

Проволока может использоваться как обычная (без обмазки), так и с обмазкой (т.н. флюсовая). В первом случае обязательно применение баллона с газом (режим GAS).

Во втором баллон не требуется (NO GAS). Несмотря на то, что работать без баллона удобнее, в продажах с большим отрывом лидирует проволока без обмазки. Причина банальна: она гораздо дешевле флюсовой. Кроме того, многие профессионалы считают, что аккуратность швов в среде газа от баллона получается выше.

Несмотря на то, что данный вид сварки тоже относится к электродуговой, принцип устройства у MIG-MAG принципиально отличается от принципов MMA и TIG. В ММА и TIG важно поддерживать стабильность тока, несмотря на колебания электрода, в MIG-MAG важно поддерживать стабильность напряжения дуги. А сила сварочного тока в аппаратах MIG-MAG – показатель условный (хотя по привычке, выработанной в ММА, большинство ориентируется именно на него). Сила сварочного тока в MIG-MAG будет зависеть от выставленного напряжения, диаметра используемой проволоки, применяемого газа и скорости подачи проволоки. Так что сделать из аппарата ММА полуавтомат MIG-MAG путем приделывания блока подачи проволоки и горелки не получится.

Источник: https://www.kuvalda.ru/blog/articles/polz/osnovnye-vidy-svarki.html