Классификация способов и видов сварки. Используемые материалы и оборудование в отдельных видах сварки

Сварка представляет собой технологический процесс создания единого соединения свариваемых частей при помощи образования междуатомных взаимодействий в их среде, которое происходит при нагреве (общем или местном), пластическом деформировании или комбинации нагрева и деформирования. На сегодняшний день имеется большое разнообразие видов сварки (ориентировочно, около 100).

Существует классификация типов сварки по следующим признакам: техническим, физическим и технологическим.

Классификация по физическим признакам

По форме энергии существуют следующие классы сварки: механический класс сварки, термический класс и термомеханический.

Технология термической сварки подразумевает использование энергии тепла. К термической сварке относятся такие виды как аргоновая, плазменная, дуговая, газовая и иные виды сварки. К термомеханическому типу сварки относятся – диффузная и контактная сварки. При данных видах сварки применяются энергия тепла и давление.

Классификация сварки по техническим критериям

Во-первых, различают виды сварки в зависимости от неразрывности процесса. Сварка бывает непрерывной и прерывистой.
Во-вторых, по типу защиты металла в области проведения сварки. Сварка может проводиться в воздухе, под флюсом, в защитном газе, в вакууме, в пене и в комбинированной защите.
В-третьих, по типу защиты металла в области сварки - дифференцируют сварку в контролируемой атмосфере и сварку со струйной защитой.
В-четвертых, по уровню механизации - существуют ручной вид сварки, автоматизированный вид сварки, автоматическая сварка, механизированный вид сварки.

Для каждого типа сварки технологические признаки предусмотрены по отдельности. Далее, в статье будут обозначены широко-применяемые виды сварки и оборудование

Что является дуговой сваркой?

По определению это технологический процесс, при котором происходит плавление свариваемых частей, нагрев которых обеспечивается с помощью теплоты электрической дуги.

На производстве широко применяются несколько разновидностей дуговой сварки.

Осуществляется ручная дуговая сварка, способная осуществляться при помощи неплавящегося электрода или плавящимся электродом.

В случае проведения дуговой сварки металла при помощи неплавящегося электрода происходит следующее: кромки изделия, подверженные свариванию, соприкасаются. Как правило, используются графитовый или угольный электроды. Между электродом и получаемым изделием возбуждается дуга. В область дуги вводится присадочный материал. Осуществляется нагревание кромок изделия и материала до плавления, после чего происходит образование ванночки расплавленного металла. Металл становится твердым и, тем самым, образуется сварной шов. Данный вид сварки получил распространение при проведении сварочных работ цветных металлов, сплава цветных металлов, наваривании твердых сплавов.

Ручная дуговая сварка посредством плавящегося электрода

При данной разновидности сварки металлов применяется электрод. Такой метод используется в качестве основного при ручном виде сварки. Возбуждение электрической дуги происходит одинаково как и в случае сварки с неплавящимся электродом. В результате образуется ванная расплавленного металла, которая при последующем охлаждении представляет шов.

Дуговая сварка с применением защитного газа

При выполнении данного вида сварки используется плавящийся или неплавящийся (вольфрамовый) электрод. В случае применения последнего, сварные швы образуются с помощью металла расплавленных краев изделия. В область дуги также может подаваться присадочный материал.

При использовании плавящегося электрода в область дуги подают электродную проволоку, которая, впоследствии, подлежит расплавлению и также задействована в образовании сварочного шва. Струя защитного газа вытесняет воздух из области дуги, защищая шов, образовавшийся в ходе сварки, от разрушающего влияния газов.

Как происходит сварка металла под флюсом

Необходимо отметить, что существует два вида сварки под флюсом – автоматический вид и полуавтоматический. Оба вида сварки под флюсом осуществляются посредством механизации действий, выполняющимися работником в ручной сварке, а точнее - процессы перемещения электрода в области дуги и вдоль частей изделия, подлежащих сварке, становятся автоматизированными.

Как правило, при ручной сварке, этот процесс выполняется сварщиком при помощи рук. Напротив, в автоматической сварке все процессы механизированы. Для защиты расплавленного металла используется специальный шлак, который образуется в ходе плавления флюса в области дуги. Автоматический вид сварки несомненно превосходит ручной вид сварки по качеству получаемого сварного шва и производительности.

Электрошлаковая сварка

Принципом данного типа сварки следующий - плавлению подвергаются электрод и металлические кромки изделия, устанавливающиеся под углом 45 градусов, или вертикально. Ток, проникая в шлак, выделяет тепло, которое используется для плавления.

Функция шлака заключается в защите расплавленного металла от неблагоприятного воздействия воздуха. К изделиям, подвергающимся сварке, внизу при помощи ручной сварки устанавливается поддон. Между изделиями существуют зазоры, по сторонам которых фиксируются медные задвижки с водяным охлаждением. В процессе сварки используется флюс, который необходимо насыпать на поддон. Электродные проволоки устанавливаются непосредственно над флюсом. Над флюсом, в области посреди поддона и электродами, приводится в возбуждение дуга. Электродная проволока подается в область горения дуги посредством технического приспособления. Дуга выбрасывает тепловую энергию. В процессе, электродная проволока и флюс подлежат расплавлению, образуя металлическую и шлаковую ванны.

Далее, тепло образуется при помощи тока, проходящего через шлак. В соответствии с законом Ленца-Джоуля, ток имеет высокое сопротивление. Ванны шлака и жидкого металла накапливаются, механизмы подвода флюса и электродной проволоки, а также медные ползуны автоматически производят перемещение снизу вверх. Их скорость аналогична скорости увеличения уровня жидкого металла.

Отдельные виды сварки

В строительстве и на производстве всегда есть потребность в получении сварочных швов высокого качества и надежности, и поэтому в важных узлах интенсивно применяются огнеупорные, металлы (обладающие химической активностью) и их сплавы. Для этого нужны источники с высоким содержанием тепла и среда с низким уровнем кислорода, азота и водорода.

Самыми известными и широко применяемыми видами являются – плазменная и электронно-лучевая сварки.

Принцип плазменной сварки заключается в применении плазмы. Плазма – это струя ионизированного газа, способная проводить ток и несущая в себе электрически заряженные частицы, а также защищать металл от воздуха. На энергию струи плазмы воздействуют такие факторы как, расход газа, напряжение, сварочный ток и иные. Напряжение генераторов питания должно превышать 120 В.

При проведении электронно-лучевой сварки используется кинетическая энергия потока электронов, обладающих высокой скоростью в вакуумном пространстве. Для проведения сварки используется катод, придающий ускорение электроду, магнитная линза. Также, необходимым условием является напряжение в диапазоне от 30 до 100 кВ.