Разновидности сварки металлов

Технологические составляющие сварки были известны людям еще в семнадцатом столетии. В те времена данная технология была представлена кузнечным делом и литьем. Современные способы сварки стали использоваться после открытия такого явления как «электрическая дуга». Более активно сварочное дело начало развиваться после того, как было изобретено порошковое покрытие, которое начали наносить на электроды. Еще интенсивнее процесс его развития пошел после появления плазменных, ультразвуковых и лазерных технологий. Позднее сварочный процесс был автоматизирован, благодаря чему работы стали более точными и высокопроизводительными.

Сегодня используется три способа сварки отличающихся друг от друга типом используемой энергии:

• термомеханический;
• механический;
• термический.

Процесс сварки основан на использовании тепловой энергии. Воздействие повышенных температур приводит к оплавлению стыков соединяемых друг с другом элементов, которые прочно скрепляются между собой после остывания, а затем кристаллизуются. Источником тепла служит электродуга, поток плазмы или пламя газовой горелки.

В настоящее время чаще всего используются аппараты электродуговой сварки. Нагрев металла и его плавление происходит под влиянием электродуги, представляющей собой разряд, который возникает между анодом и катодом. Это приводит к высвобождению большого количества тепловой энергии. Эта энергия воздействует на металлическое изделие и вызывает ее плавление приводящее к образованию "сварочной ванны".

В момент когда дуга угасает расплав начинает остывать и кристаллизоваться. Это приводит к образованию соединения которое по своей прочности и составу сопоставимо со свариваемыми металлами.

Процесс сварки проходит с использованием специальных штучных электродов имеющих вид металлических стержней с обмазкой. Поверхности свариваются благодаря воздействию переменного, либо постоянного тока. В процессе плавления расходников происходит выделение газов. Они образуют облако не допускающее окисления свариваемого металла. При использовании данного метода в обмазку также включаются различные химические соединения, которые после попадания в "сварочную ванну" изменяют нужным образом характеристики сварочного шва. Также они поддерживают стабильное горение электродуги.

Трансформаторы, выпрямители и инверторы дают возможность работать в любом положении. Правильно подобрав расходные материалы можно сваривать металлы любых типов - легированные, цветные, черные и пр. Держатели обеспечивают доступ в любые места, включая труднодоступные, где нельзя использовать другие виды электросварки.

Процесс сварки ММА не требует использования профессиональных знаний. Ее используют при выполнении строительных работ, монтаже металлических конструкций, в тяжелой и других видах промышленности. Такую сварку применяют как на больших машиностроительных заводах, так и на СТО или в небольших мастерских, специализирующихся на изготовлении металлоконструкций. Ее удобно использовать при необходимости отремонтировать металлокаркас или самостоятельно изготовить какую-либо металлическую конструкцию.

Для этого вида сварки используются графитовые, вольфрамовые, угольные или неплавящиеся электроды. В зависимости от вида соединяемых металлов применяют инертные газы: гелий, азот, аргон либо их смеси. Сварной шов в этом случае состоит только из тех металлов из которых сделаны заготовки. Добавляется только присадка. В качестве присадки может использоваться металлических пруток либо полоса, имеющая состав аналогичный свариваемым металлам. Инертные газы используют для того, чтобы не допустить попадания атмосферного воздуха в рабочую зону.

Сварочные работы проходят с использованием постоянного, либо переменного тока. Они обеспечивают получение качественного сварного соединения, что компенсирует относительно невысокую производительность. Процесс такой сварки является трудоемким. Для его качественного выполнения нужно обладать большим практическим опытом. Аргоновая сварка TIG используется при необходимости наложения ответственного шва, способного выдерживать повышенные нагрузки или когда соединение должно эстетично выглядеть. С помощью аргоновой сварки герметизируют газо- и нефтепроводы, а также посуду и резервуары, используемые в пищевой промышленности. С ее помощью изготавливают микросхемы и сосуды высокого давления. Этот вид сварки незаменим при соединении листовых материалов и тонкостенных заготовок. С его помощью можно соединять легированную, углеродистую и нержавеющую сталь, медь, титан, магний и другие металлы.

В этом случае присадочным материалом служит проволока, расплавляемая подобно электроду под влиянием высокой температуры. В рабочую зону она поступает через горелку. Одновременно с проволокой в рабочую зону подается газ, состав которого зависит от выбранного металла. Для этого вида сварки используется постоянный электроток. При использовании активных газов образуется много брызг, а сам шов получается недостаточно аккуратным. Однако, эти недостатки полностью компенсируются главным преимуществом данного вида сварки - высокой производительностью сварочной установки.

Это сварочное оборудование популярно среди профессионалов и многих любителей. В число преимуществ такой сварки входит возможность электронного регулирования настроек и автоматическая подача расходников в зону сварки. С помощью полуавтоматов сваривают самые разные металлы - высоко- и низколегированную сталь, большинство марок чугуна, никель, алюминий, медь, марганец, а также сплавы этих металлов. Данное оборудование дает возможность выполнять сложные соединения разных типов.

Сваривание заготовок из металла проходит с использованием флюсовых порошков, которые обеспечивают защиту рабочей зоны газом. Флюс также поддерживает стабильное горение электродуги. Используя флюс сварному шву придают необходимые характеристики.

Этот метод полностью автоматизирован. Его широко используют в промышленном производстве. С помощью данной технологии изготавливают корпуса вагонов, морских судов, локомотивов, фюзеляжей самолетов, спутников, башенных кранов и прочего оборудования. Сварной шов при применении этой технологии получается очень качественным. Он выдерживает любые условия эксплуатации включая самые сложные.

В этом случае на металл воздействует температура высокого пламени образуемого в результате взаимодействия кислорода с различными горючими газами - ацетиленом, бутаном, а также пропаном, водородом и пр. Наиболее действенна МАФ - метилацетиленовая фракция. Для нее характерна высокая температура пламени в кислороде, составляющая 2927 градусов, что обеспечивает повышенную теплоотдачу. Соединение МАФ и кислорода менее токсично, чем дициан и не так взрывоопасно как ацетилендинитрил.

Важным преимуществом использования открытого пламени является его независимость от электроснабжения. Благодаря этому преимуществу данную технологию удобно использовать в «полевых условиях». При ее применении металл нагревается постепенно, что удобно при сварке листовых материалов. Для промышленного применения этот метод не подходит, так как он является низкопроизводительным и не может быть автоматизирован. Оператор выполняющий такую сварку должен обладать большим опытом практической работы.

Расплавление кромок деталей осуществляется путем нагрева шлака от флюса расплавленного под воздействием электричества. Флюс перед началом сварки помещают между свариваемыми деталями. Во время электрошлаковой сварки применяется присадочный пруток или проволока. С помощью данной технологии соединяют чугунные детали. Иногда ее применяют для сваривания элементов изготовленных из цветных металлов. В промышленности с использованием электрошлаковой сварки соединяют крупногабаритные детали, имеющие толстые стенки: валы (турбинные и роторные), паровые котлы, опоры и пр.

Плавление кромок элементов и их соединение происходит с помощью струи плазмы генерируемой между электродом и поверхностью заготовок. Использование данной методики обеспечивает высокую точность сварки и позволяет соединять детали на большой глубине. С ее помощью соединяют и тонкостенные мелкие элементы электротехнических конструкций, и большие блоки используемые в тяжелой промышленности. Используя такой метод, можно соединять металлы любых видов.

Последние статьи