Сварочные технологии

Сварка – это создание соединения двух и больше деталей на межатомном уровне, которое выполняется посредством сильного нагрева. Сегодня разработано множество сварочных технологий, которые целесообразно ознакомиться новичку, чтобы знать основы теории.

Термическое соединение деталей

Начинающему мастеру нужно с самого начала понять, что такое сварка, и как она происходит.

Детали из металла можно соединять без нагревания – механическим способом. Для создания надежного и прочного контакта между отдельными элементами их нужно разогреть до температуры плавления. Сварка – это и есть такой процесс, в результате которого получается неразъемное соединение, детали превращаются в целое, их невозможно отделить друг от друга. Теория сообщает, что это высокотемпературная технология, посредством которой металла расплавляются. Сегодня используется множество видов сварки посредством различных видов аппаратов.

Основные виды сварки

Чтобы правильно выбирать оборудование, грамотно установить на нем режим и использовать адекватные расходные материалы нужно знать методики сварки и виды соединений. В результате это разрешит стабильно получать качественный, ровный и прочный шов. Каждый способ характеризуют достоинства и недостатки.

Процесс соединения деталей может выполняться плавлением, давлением или их комбинацией. Но в целом технология заключается в необходимости сформировать межатомную связь между изделиями, которая обуславливает прочность коммутации. Классические виды сварки основаны только на плавлении, более современные методики используют давление. Далее перечень применяемых в настоящее время видов сварки:

• электродуговая ручная;
• автоматическая;
• полуавтоматическая;
• контактная стыковая;
• газовая;
• ТИГ;
• электрическая контактная;
• электронно-лучевая;
• диффузионная;
• индукционная;
• контактная шовная;
• контактная точечная;
• плазменная;
• конденсатная точечная;
• электрошлаковая.

Одни методики используют плавящиеся электроды, другие – неплавящиеся. Описание технологий основных видов сварки разрешит найти оптимальный способ для каждого конкретного случая и выбрать нужное оборудование.

Особенности сварки различных металлов

Например, сложность соединения деталей из углеродистых сталей в том, что вокруг шва формируется зона закалки, и образуются трещины. Чтобы избежать появления этих дефектов, рекомендуется предварительно нагреть металл до температуры от +100 до +300 градусов С, выбирать электроды с покрытием, формировать многослойный шов, использовать электроды с покрытием, на финальном этапе – выполнять отпуск до температуры в +300 градусов С.

Сварка деталей из ферритовых сталей со значительным содержанием хрома чревата рисками выпадения зерен карбидов хрома при охлаждении, в результате изделие утрачивает стойкость к коррозии. Предотвратить негативный эффект можно использованием тока невысокого значения и на финальном этапе осуществлять отжиг, это решение создает возможность более быстрого возвращения к температуре окружающей среды и выравнивает число хрома в зернах.

Чугунные детали сначала прогреваются, затем соединяются электродами из чугуна диаметром от 8 до 25 мм. Медные изделия из-за примесей свинца, кислорода и водорода сваривают газовой сваркой или дуговой с использованием металлических или угольных электродов. Алюминиевые детали соединяют с использованием флюса, который растворяет защитную пленку. Особенности есть у каждого металла.

Дуговая ручная сварка

Этот вид сварки иначе называют ММА. Работы проводятся трансформатором или инвертором с использованием электродов с обмазкой, из которой формируется защитное газовое облако и происходит процесс соединения. Это минимизирует риски образования пористости в сварном шве. Методика максимально востребована, благодаря таким преимуществам:

• эффективность, простота, доступность;
• методика универсальна, ее можно использовать для соединения деталей из большинства металлов и сплавов;
• работать можно при любом положении изделий в пространстве и в труднодоступных местах;
• работы можно выполнять в условиях, включая неблагоприятные;
• возможность использовать методику на производственных площадках и в быту.

Но технология не может обеспечить производительную работу, чревата залипанием электродов при разжигании дуги, в обмазке содержатся токсичные компоненты. Купировать недостатки методики, можно современными инверторами и электродами, толщина которых адекватна толщине металла. Разжигать дугу можно чирканьем и касанием, а затем поддерживать ее стабильное горение, соблюдать дистанцию к деталям около 2 мм, прогревать материал круговыми движениями – для формирования сварочной ванны, вести шов на средней скорости.

Газовая сварка

Для работ используется горелка в составе сварочного оборудования, ей металл разогревается до требуемой температуры. Вместо электродов используется проволока. Газовая методика проверена временем, проста в исполнении, экономична по энергопотреблению, действенна для большинства металлов и сплавов, оборудование – не дорого. Но металл – разогревается медленно, особенно при работе с толстыми заготовками. Технология оптимальна для соединения листового материала до 6 мм. Высокие температуры создаются горением смеси кислорода с ацетиленом, или пропан-бутаном, или метаном. Работы выполняются «правым» или «левым» способом.

Полуавтоматическая сварка

Работы выполняются полуавтоматическим аппаратом. Это разновидность дуговой сварки, но действие газа и подача в рабочую зону проволоки из бобины происходит одновременно. Если сварка выполняется в углекислом газе – это MAG, в инертном – MIG. Полуавтомат – это простое в эксплуатации оборудование. Им можно работать в труднодоступных местах, объемы отходов – небольшие, шов – прочные и тонкий, высокая скорость создания соединения. Защита: проволока порошкового типа, газы или флюс.

Автоматическая сварка

Эта технология производительна, характеризуется рядом преимущества, широко используется на производственных площадках. Она является лучшим техническим воплощением электродуговой сварки, выполняется с флюсом. Проволока подается в рабочую зону механизировано, горение дуги – всегда ровное. Если сварщик хорошо знает настройку аппарата и умеет правильно запускать его, шов формируется ровным и прочным.

ТИГ сварка

Современная технология, которая предполагает горение дуги в аргоне. Этот газ тяжелее воздуха, он плотно обволакивает зону работ, что полностью исключает появление оксидной пленке на шве. Для работы используются вольфрамовые электроды, которыми можно соединять любые металлы и сплавы. Розжиг выполняется осциллятором, который вырабатывает ток с высокой частотой, сварочные работы – инвертор. Процессы осуществляются в автоматическом режиме, который устанавливает оператор в программе. Электроды нужно регулярно затачивать.

Электрошлаковая сварка

Это экономичный и производительный метод соединения металлических деталей. Его можно применять на любых производственных площадках. Соединение осуществляется в среде расплавленного шлака, в которую погружается электрод, проходит ток, генерируется тепло. Работы выполняются сварочным аппаратом с использованием дополнительных устройств.

Электронно-лучевая сварка

Метод заключается в предварительном нагреве, последующем плавлении кромок деталей под действием потока высокоскоростных электронов, движущихся в вакууме в электрическом поле. Технология разрешает соединять любые металлы и сплавы, включая активные и тугоплавкие. Поскольку процесс происходит в вакууме, поверхности остаются чистыми, шов формируется быстро, его толщина – минимальна. Можно сваривать между собой летали разных габаритов и составов. Оборудование – просто в эксплуатации.

Диффузионная сварка

Эта технология соединения предполагает проникновение атомов деталей посредством одновременного сильного сдавливания и нагревания до нужной температуры, которая зависит от характеристик конкретного металла.

Контактная сварка

Неразъемные соединения формируются в процессе разогрева деталей электрическим током и давлении на них. Контактная сварка классифицируется на подвиды: шовно-стыковая, точечная, рельефная, стыковая, шовная. Методика преимущественно используется на производственных площадках.

Технологический процесс сварки

Сварочный процесс подробно описывается в технологической карте: марки металлов, рекомендации по способу соединения конкретных деталей, их положению в пространстве, последовательность действий, эскизы, требования к оборудованию, диаметрам электродов, типу защиты, полярности.