Электросварка металлов: виды, технологии, особенности - Домашний уют - журнал
Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Современные и классические сварочные технологии

Что такое сварка? Каковы основы сварки? Эти вопросы задаю многие начинающие умельцы. По сути своей, сварка — это процесс соединения разных металлов. Соединение (его также называют швом) формируется на межатомном уровне с помощью нагрева или механической деформации.

Теория сварки металлов очень обширна и невозможно в рамках одной статьи описать все нюансы. Также как невозможно описать все способы сварки металлов, поскольку на данный момент способов около сотни. Но мы постараемся кратко классифицировать методы сварки, чтобы новички не запутались.

Итак, на данный момент возможна термическая, термомеханическая и полностью механическая сварка деталей из металла или других материалов (например, пластика или стекла). При выборе способа сварки учитывается каждый нюанс: толщина деталей, их состав, условия работы и прочее. От этого зависит технология сварки металла.

Термическая сварка — это процесс соединения деталей только с помощью высоких температур. Металл плавится, образуется надежное сварное соединение. К термическим методам относится, например, дуговая и газовая сварка (о них мы поговорим позже).

Термомеханическая сварка — это процесс соединения деталей с помощью высоких температур и механического воздействия, например, давления. К такому типу принадлежит контактная сварка. Деталь нагревается не так сильно, как в случае обычной термической сварки, а для формирования шва используется механическая нагрузка, а не плавление металла как такового.

Механическая сварка — процесс соединения деталей без применения высоких температур и вообще тепловой энергии. Здесь ключевой элемент — механическое воздействие. К такому типу относится холодная сварка, ультразвуковая сварка или соединение деталей трением.

Также существует классификация способов сварки по техническим признакам. Используя такую классификацию можно довольно кратко описать все имеющиеся типы сварки. Они делятся на:

  • Сварку в защитной среде (для защиты может использоваться флюс, инертный газ, активный газ, вакуум, защита может быть комбинированной и состоять из нескольких материалов сразу).
  • Сварку прерывистую и непрерывную.
  • Сварку ручную, механизированную, полуавтоматическую, автоматическую, роботизированную.

Если вы ранее не сталкивались со сваркой и все перечисленное выше кажется чем-то запутанным и непонятным, то не беспокойтесь. Далее мы расскажем, какие самые популярные методы сварки используются в домашних и промышленных условиях.

Вам будем дана характеристика основных видов сварки и некоторые особенности, которые нужно учесть. Кстати, многим видам сварки мы посвящали отдельные статьи, которые вы можете прочесть, открыв рубрику «Виды и способы сварки» на нашем сайте.

Характеристики электрической дуги

Электрическая дуга, которая формируется при помощи сварочного аппарата, – это, по сути, электрический разряд, протекающий в среде газов. Электрический ток, который перемещается в ней, получает такую возможность благодаря наличию в ней электрического поля. Такую дугу в целях упорядочения терминологии принято называть сварочной.

Читать еще:  Термитная сварка электрохимической защиты трубопроводов

Сварочная дуга, которая является основным элементом формируемой электрической цепи, характеризуется снижением напряжения. Если сварочный электрод подсоединяется к плюсовому контакту сварочного аппарата, его называют анодом, если к минусовому — катодом. При выполнении электродуговой сварки с использованием переменного тока катоды и аноды попеременно меняются местами.

Важнейшим параметром сварочной дуги является расстояние между взаимодействующими электродами. Такой промежуток, по которому и протекает электрический ток, называется дуговым. Протекание электрического тока по такому промежутку возможно только в том случае, если в нем присутствуют заряженные частицы — электроны и ионы. Изначально, естественно, таких частиц в данном промежутке не существует. Чтобы они появились, необходимо, чтобы был запущен процесс ионизации.

Структура дуговой сварки

Ионизация дугового промежутка происходит следующим образом: с поверхности катода начинают испускаться электроны, которые и заряжают пары и газы, образующиеся над сварочной ванной. Сварочная дуга бывает:

  • сжатого типа (ее сечение можно изменять при помощи сопла сварочного аппарата, величины электромагнитного поля, параметров газового потока);
  • свободной (ее еще называют дугой прямого действия — параметры дуги данного типа не регулируются, они неизменны).

Применение MMA сварки

Технология ручной дуговой сварки нашла широкое отображение в различных производственных сферах. Это:

  • машиностроение
  • прокладка различных трасс для теплоснабжения, перекачки газа и подачи воды;
  • кораблестроение;
  • ремонтные работы на СТО;
  • коммунальные службы.

Данный метод позволяет сваривать обычную углеродистую сталь во всех пространственных положениях. При использовании электродов со специальным омеднением покрытия возможна сварка чугуна. Если применять нержавеющие покрытые электроды, то свариванию поддаются легированные виды стали. Полученные швы отличаются высокой устойчивостью к сопротивлению на разрыв и излом. Об этом свидетельствуют многочисленные испытания и подтверждающие видео. Метод сварки используется не только для сваривания частей, но и для наплавки поверхностей истертых деталей и последующей механической обработки.

Термомеханическое сваривание материалов

К термомеханическому свариванию относится кузнечная, контактная и подобные им виды. Эти способы сваривания металла используют одномоментно тепловую и механическую энергию. К этому виду относят такие технологии:

  • кузнечная;
  • контактная;
  • диффузионная;

Кузнечной сваркой называется способ, в котором свариваемые изделия сначала нагреваются до необходимой температуры в горне, а потом молотом соединяют друг с другом. Если вместо молота используется пресс, то такой способ называется прессовый.

Читать еще:  Устройство и схема самодельного сварочного полуавтомата

Контактный вид имеет такое название благодаря тому, что сваривание осуществляется в месте контакта соединяемых деталей. Их сильно прижимают друг к другу с помощью специальных электродов, а затем через точку сдавливания пропускают мощный ток.

В месте контакта получается наибольшее сопротивление, что вызывает выделение основного тепла именно в этой точке. Соответственно, это приводит к расплавлению металла в точке контакта. С помощью контактной получают точечную или шовную сварку.

Контактная сварка получила широкое распространение в машиностроении, особенно в автомобилестроении. Это связано с высокой производительностью и экономичностью данного вида сварки. Она проще всего автоматизируется и широко используется в роботизированных комплексах.

Нельзя не упомянуть диффузионный вид сварки. Его сущность в предварительном нагреве заготовок и последующем их соединении с помощью деформации, которая возникает от механического давления. В таком процессе происходит диффузия атомов из одной соединяемой части в другую и получается неразрывное соединение.

Как свариваются разные металлы и сплавы?

Особым качеством металлов является такое понятие как свариваемость, то есть способность соединятся сваркой с помощью того, или иного метода. Зависеть она может от многих причин: химический состав, специфические свойства металла либо сплава, методика подготовки деталей под сварку и многое другое.

ГОСТ разделяет это свойство на следующие группы, свариваемые:

  • хорошо;
  • удовлетворительно;
  • ограниченно;
  • плохо.

Плохой свариваемостью отличается чугун, алюминий, высоколегированные стали. Основных препятствий два:

  • окисная пленка, препятствующая контакту;
  • наличие легирующих добавок, в частности углерода делающих шов хрупким и непрочным.

Свариваемость улучшают предварительной специфической подготовкой металла к сварке.

Особенно сложны в отношении свариваемости цветные металлы, каждый со своей спецификой.

Способы соединения дугой

Электродуговая сварка осуществляется тремя способами:

  1. Ручным методом. В этом случае все этапы соединения выполняются вручную, с применением простой электродуговой сварки.
  2. Более производительной является сварка металла полуавтоматом. При таком способе сварной шов делается вручную, а присадочная проволока подается в автоматическом режиме.
  3. Автоматическая сварка производится под наблюдением оператора, а вся работа делается сварочным станком.

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.

Ручная дуговая сварка неплавящимися и плавящимися электродов

Вариант с плавящимися электродами

Вероятно, самый доступный вариант не только для производства, но и в быту. Благодаря компактности и сравнительно невысокой стоимости сварочный аппарат с применением технологии плавящихся электродом доступен практически каждому, и способен помочь при решении самых разнообразных задач. От ремонта кузовов автомобилей, до изготовления самых различных металлических конструкций прямо у себя во дворе.

Если коротко описать процесс, то это электрод — свариваемая поверхность и электрическая дуга между ними. Под действием высоких температур дуги происходит плавление электрода с одной стороны и обрабатываемого участка металла соответственно.

В результате чего металлы электрода и основной смешиваются. При остывании образуется характерный шов и некоторое количество шлака, который легко счищающегося щеткой для металла. В целом очень удачное решение, которое, впрочем, имеет и свои недостатки.

  1. Производительность;
  2. Простота;
  3. Локальный нагрев обрабатываемой поверхности;
  4. Возможность обеспечить процесс не только механическими средствами, но и автоматизировать.

Недостатки (их не так и много):

  1. Потребность в применении специального оборудования (трансформаторы, инверторы);
  2. «Привязанность к розетке»;
  3. Необходимость в подготовке поверхности (чистка ржавчины и прочее);
  4. Однако преимущества практически на нет сводят все недостатки данного вида сварки, что и делает его самым популярным.

С неплавящимися электродами

Основным условием для процесса сварки с неплавящимися электродами является наличие защитного «облака» инертного газа. Данный вид сварки считается одним из самых высокопродуктивных и обеспечивает получение высокопрочных швов. Для некоторых видов металлов необходимы и «некоторые» условия, которые делают возможной сварку последних в принципе.

Магний, алюминий, их сплавы, никель, медь, нержавеющая сталь и другие металлы с неферромагнитными качествами. Металлические конструкции именно из этих металлов чаще всего и обрабатывают данным видом сварки.

Существует три вида неплавящихся электродов:

  1. Угольные;
  2. Вольфрамовые;
  3. Графитовые.

Название «неплавкие» получили благодаря своей способности выдерживать большие температуры и токи. В основном данная технология сварки используется на производстве. В частном секторе практически не используется.

Вывод

Мы описали основные моменты. Все виды сварочных работ в одной статье охватить невозможно, но у нас есть много других статей, где описываются другие виды сварки разнообразные элементов.

Для сварщика теоретическая часть по вопросу сварок нужна, но не нарабатывая ее на практике, они бесполезны.

Поэтому, прочитав статьи, приступайте к работе и пробуйте методы, подбирая удобный для себя, тогда и результат станет лучше. Успеха в начинаниях!

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector