Сварка что такое: Сварка | это… Что такое Сварка? — Лазерная резка металла от "ТМК" Ярославль (Тутаев)

Содержание

что такое сварка, классификация способов сварки

Сваркой называют соединение металлов путем их плавления. Этот процесс широко применяется во многих отраслях машиностроения и строительства. Его физическая сущность заключается в создании связей между атомами и молекулами двух поверхностей, соединяемых между собой. Чтобы они имели высокую прочность нужно соблюдать следующие условия:

очистка заготовок от грязи;
энергетическая активация атомов;
размещение свариваемых деталей на таком расстоянии, равным с межатомным расстоянием.

Сварной шов

Благодаря развитию технологий сварку можно осуществлять не только в условиях промышленных предприятий, но и в монтажных и полевых и даже в космосе. Для обработки используют различные источники энергии, поэтому данный процесс требует предельного внимания и соблюдения норм работы.

Содержание

Разновидности сварки

На сегодняшний день существует не менее 10 видов, которые применяются в деле. Наибольшую популярность получили виды сварки, с помощью которых скрепляют не только металлы, но и стекло керамику и пластик. В настоящее время выделяют сварки, отличающихся между собой типом энергии, используемым для выполнения работ.

Термическая сварка

При термической сварке происходит соединение деталей на молекулярном уровне, с применением металла расплавленного от воздействия источника энергии. Прочный монолитный шов образовывается за счет жидкого металла, который заполняет промежуток между деталями.

прочность соединения

небольшой расход металла

низкая себестоимость

термическую обработку можно осуществлять только на тугоплавких металлах

наличие оксидной пленки на поверхности изделия существенно ухудшает качество соединения

Электродуговая контактная сварка

Этот универсальный вид сварки является самым распространенным способом и применяется как в производстве, так и в бытовых условиях. При выполнении электросварки не требуется использование дорогостоящего оборудования, к тому же проводить ее могут даже новички.

Схема электродуговой ручной сварки плавящимся электродом.

Принцип работы такого метода подразумевает расплавление прилегающих друг к другу областей свариваемых деталей при помощи тепла, поступающего от электрической дуги. Дуга расплавляет электрод и основной металл, образуя сварочную ванну. При остывании сварочного шва происходит затвердевание жидкого металла, благодаря чему происходит прочное соединение изделий.

ММА – ручная дуговая сварка

Данный вид обработки осуществляется исключительно одним электродом с использованием дуги, горящей между сварочной ванной и металлическим стержнем, на который нанесено покрытие. В результате замыкания электрической цепи вырабатывается тепловая энергия и передается на элементы, вследствие чего металл начинает плавиться. Когда подача электричества прекращается, получается сварное соединение.

MMA сварка

Внимание: Для ручной сварки используются электроды, покрытые специальной обмазкой, их состав зависит от предназначения и обеспечивает правильное формирование при кристаллизации.

ММА — наиболее простой способ соединения, для выполнения которого достаточно иметь сварочный аппарат и подходящие электроды. Они выпускаются определенного типа и имеют ограниченную длину, поэтому необходимо постоянно прерывать процесс сварки для смены данного элемента. Как и любой вид соединения металлов, технология ММА имеет свои плюсы и минусы.

возможность соединения практически всех видов металлов

стоимость оборудования позволяет приобрести аппарат для применения в быту

сварочные работы можно проводить в условиях ограниченного пространства

атмосферные условия не являются преградой к применению оборудования (за исключением осадков)

низкая продуктивность

покрытие быстро испаряется

сложный технологический процесс: нередко происходит залипание электрода

На фоне преимуществ, минусы незначительные и не являются основанием для отказа от использования ручной сварки. Это универсальное оборудование доступно по стоимости, а также неприхотлив в эксплуатации.

Аргоновая сварка TIG

Тиг сварка — способ соединения металлов с использованием вольфрамового электрода с защитным газом. Стержень в процессе не плавится, чтобы получить ровный шов сварщику необходимо затачивать его перед применением. Среди других методов сваривания технология Тиг позволяет получать высокое качество шва.

TIG сварка

Для осуществления аргоновой сварки вольфрамовый электрод нужно закрепить в горелке. По краям горелки расположены отверстия, через которые производится подача защитного газа — аргона. Проникая в сварочную ванну аргон защищает ее от воздействия других атмосферных газов. Благодаря этому происходит качественное соединение металлов без оксидной пленки.

Работа на таком оборудовании не требует особых умений, чтобы освоить навык создания красивых швов достаточно поработать 2-3 раза. На качество шва могут повлиять ветер и другие неблагоприятные атмосферные условия, поэтому при использовании оборудования на открытом воздухе, следует закрывать место соединения.

MAG –сварка полуавтоматом

Этот вид соединения подразумевает использование активного газа и металлической проволоки. Во время сваривания между электродом и металлом загорается дуга, в результате чего изделие полностью расплавляется и образовывается сварочная ванна. От воздействия кислорода ее защищает газообразное вещество. По истечение определенного времени, появляется сварной шов за счет кристаллизации элементов, находящихся в сварочной ванне.

В отличие от других технологий сваривания MAG имеет следующие особенности:

Полностью автоматизированный процесс сваривания.
Смена сварочных проволок занимает минимум времени.
Сварка возможна в любом пространственном положении.

Данный метод применяется для соединения разных металлов, поэтому популярен во многих отраслях промышленности. Технология нашла широкое применение при производстве морских судов и автомобилей.

Важно: Сварка полуавтоматом требует от сварщика множество профессиональных навыков и умений, поэтому работать с аппаратом могут только профессионалы.

Сварка под флюсом

Под СПФ понимается соединение металлов при помощи электрической дуги, где конец электрода и литой сварной шов скрыты под слоем из гранулированного плавкого флюса. Такая функция защищает от окисления, повышает прочность и формирует соединение с высокой степенью однородности.

Во время сварки создается ультрафиолетовое излучение и образование брызг и искр. На рисунке 2 указано как СПФ исключает такие факторы, т.к. в процессе расплавленный металл покрыт толстым слоем флюса. Существует 3 основных способа:

Ручной. Для ручного метода используют небольшое оборудование с неплавящимся электродом. Сила тока сварки и подача флюса регулируется сварщиком в ручном режиме.
На полуавтоматическом сварочном аппарате практически все функции регулируются автоматически, вручную осуществляется лишь ведение дуги с помощью рукоятки или дистанционного управления.
Автоматический способ предполагает участие рабочих только в качестве контроллеров, все остальные функции выполняются управляющим процессором.

Газопламенная

Данный вид подразумевает применение пламени открытой горелки для плавления и соединения двух металлов. Для нагрева используют смеси газов из кислорода и ацетилена, также возможны другие варианты. При соприкосновении с пламенем происходит структурное изменение металла и образование жидкой сварочной ванны. Для защиты металла от атмосферного воздействия используются флюсы. По мере снижения воздействия пламени происходит снижение температуры и возникает процесс кристаллизации, что способствует к образованию сварного шва.

Электрошлаковая

ЭШС — один из способов сварки, при котором тепло образуется в среде расплавленного шлака. Металл нагревается в массе, пропуская электрический ток, который генерирует тепло в шлаке. При ЭШС не требуется использование дуги, вертикальная сварка позволяет проварить толстый слой сплава за один проход.

Данный метод применяется для соединения толстостенных элементов из различных стальных сплавов от чугуна до высоколегированных.

Плазменная

В основе плазменной сварки лежит принцип использования узконаправленной струи плазмы для расплавления сплавов. Такой вид технологии подходит для соединения изделий из разных материалов: нержавеющей стали, цветных металлов. При плазменной сварке применяется аргонодуговая технология, в отличие от электрической, она имеет вид сжатой плазменной струи и обладает мощной энергией.

В основу плазмы входят нейтральные молекулы и атомы, а также электроны и ионы. Во время сваривания образовывается очень высокая температура до 300 тыс. °C и давление на поверхность свариваемых металлов, а дуга приобретает цилиндрическую форму, сохраняя показатели мощности по всей длине. Данный метод подходит для применения в труднодоступных местах, т.к. незначительное изменение расстояния между деталью и электродом не влияет на качество шва.

Термомеханический класс сварки

К термомеханическому классу относятся соединения, получаемые на использовании совместного действия тепла и давления, вводимых в зону сварки извне. При термомеханической сварке происходит расплавление конца электрода и того участка детали, который подлежит соединению. Прочный сварочный шов получается после остывания металла.

Классификация способов сварки

В современном мире существует множество способов сварки, каждый из которых находит свое применение. Виды и классификация видов сварки проводится по разным критериям и разделены на 2 основные группы:

Сварка плавлением.
Сварка давлением.

Для расплавления соединяемых частей используется источник тепла с очень высокой температурой, после чего они сливаются в общую сварочную ванну. При удалении источника тепла сварочная ванна охлаждается и затвердевает, прочно соединяя 2 детали.

Во второй группе доминирующую роль играет давление, прилагаемое к месту сварки, нагрев металла играет второстепенную роль, в некоторых случаях соединение может быть осуществлено без использования нагрева.

Сварка давлением, в свою очередь делится на 2 подгруппы:

Холодная, в зоне соединения металл не нагревается, данный процесс подразумевает сварку при комнатной температуре.
Сварка давлением без оплавления. В этом случае металл подогревается до определенной температуры, при котором снижается его механическая прочность и упругие свойства. Подогрев элементов значительно облегчает процесс сварки, иногда является практически необходимым. Данный метод не требует использования высоких температур, поэтому для нагрева можно использовать разные источники тепла.

Методы и технологии сварки

Помимо вышеуказанных традиционных способов бывают другие методы, позволяющие соединить уникальные металлы. Они обладают выраженными свойствами, из-за которых привычные способы не подходят для их соединения.

Одним из таких методов является лазерная сварка, которая выполняется при помощи полуавтоматического или автоматического оборудования. Данный способ подразумевает подачу тепла строго в одну точку для соединения очень мелких деталей.

Внимание: Чтобы сварить несколько деталей сразу, рекомендуется использовать призму, с помощью которой можно расщепить лазер и направить в разные стороны.

Краткая характеристика сварки

Независимо от вида сварки и классификации способов, сваркой называется технология создания прочных соединений, путем нагрева, оказания давления, деформирования или комбинирования всех методов.

Сущность данного процесса заключается в воздействии внешнего источника энергии для установления межатомных связей между деталями. В процессе остывания происходит кристаллизация и образуется сварочный шов. Варианты соединений подбираются, учитывая материал, площадь и химические свойства свариваемых изделий.

Принцип сварки

Принцип сварки металлов определяется по технологическим признакам установлен для каждого вида отдельно, так как специфика их работы отличаются. Для получения прочного сварного соединения необходимо сблизить поверхности двух металлов под большим давлением, чтобы впоследствии появилось электронное облако, взаимодействующее с ионизированными атомами обоих металлических поверхностей.

Нагрев в месте соединения приводит к амплитуде колебания атомов относительно постоянных точек, что в свою очередь создает более легкое получение связи между изделиями. Сила давления зависит от показателей температуры нагрева.

Сварка, виды сварки, история сварки

Сварка — технологический процесс соединения твёрдых материалов в результате действия межатомных сил, которое происходит при местном сплавлении или совместном пластическом деформировании свариваемых частей. Сваркой получают изделия из металла и неметаллических материалов (стекла, керамики, пластмасс и др.). Изменяя режимы сварки, можно наплавлять слои металла различной толщины и различного состава.

На специальном оборудовании в определенных условиях можно осуществлять процессы, противоположные по своей сущности процессу соединения, например огневую, или термическую, резку металлов.

Историческая справка

Простейшие приёмы сварки были известны в 8-7-м тыс. до н. э. В основном сваривались изделия из меди, которые предварительно подогревались, а затем сдавливались. При изготовлении изделий из меди, бронзы, свинца, благородных металлов применялась т. н. литейная сварка. Соединяемые детали заформовывали, подогревали и место соединения заливали заранее приготовленным расплавленным металлом.

Изделия из железа и его сплавов получали их нагревом до «сварочного жара» в кузнечных горнах с последующей проковкой. Этот способ известен под названием горновая, или кузнечная, сварка. Только эти два способа сварки были распространены вплоть до конца 19 в. Толчком к появлению принципиально новых способов соединения металлов явилось открытие в 1802 дугового разряда В. В. Петровым. В 1882 Н. Н. Бенардос и в 1890 Н. Г. Славянов предложили первые практически пригодные способы сварки с использованием электрической дуги. В начале 20 в. дуговая электросварка постепенно стала ведущим промышленным способом соединения металлов. К началу 20 в. относятся и первые попытки применения для сварки и резки горючих газов в смеси с кислородом. Первую ацетилено-кислородную сварочную горелку сконструировал французский инженер Э. Фуше, который получил на неё патент в Германии в 1903. В России этот способ стал известен предположительно к 1905, получил распространение к 1911. Процесс дуговой сварки совершенствовался, появились её разновидности: под флюсом, в среде защитных газов и др. Во 2-й половине 20 в. для сварки стали использовать др. виды энергии: плазму, электронный, фотонный и лазерный лучи, взрыв, ультразвук и др.

Классификация

Современные способы сварки. металлов можно разделить на две большие группы: сварка плавлением, или сварка в жидкой фазе, и сварка давлением, или сварка в твёрдой фазе. При сварке плавлением расплавленный металл соединяемых частей самопроизвольно, без приложения внешних сил соединяется в одно целое в результате расплавления и смачивания в зоне сварки и взаимного растворения материала. При сварке давлением для соединения частей без расплавления необходимо значительное давление. Граница между этими группами не всегда достаточно чёткая, например возможна сварка с частичным оплавлением деталей и последующим сдавливанием их (контактная электросварка). В предлагаемой классификации в каждую группу входит несколько способов. К сварке плавлением относятся: дуговая, плазменная, электрошлаковая, газовая, лучевая и др.; к сварке давлением — горновая, холодная, ультразвуковая, трением, взрывом и др. В основу классификации может быть положен и какой-либо др. признак. Например, по роду энергии могут быть выделены следующие виды сварки электрическая (дуговая, контактная, электрошлаковая, плазменная, индукционная и т. д.), механическая (трением, холодная, ультразвуковая и т. п.), химическая (газовая, термитная), лучевая (фотонная, электронная, лазерная).

Сварка плавлением

Простейший способ сварки — ручная дуговая сварки — основан на использовании электрической дуги. К одному полюсу источника тока гибким проводом присоединяется держатель, к другому — свариваемое изделие. В держатель вставляется угольный или металлический электрод. При коротком прикосновении электрода к изделию зажигается дуга, которая плавит основной металл и стержень электрода (при металлическом электроде), образуя сварочную ванну, дающую при затвердевании сварной шов. Температура сварочной дуги 6000-10000 С (при стальном электроде). Для питания дуги используют ток силой 100-350 а, напряжением 25-40 в от специальных источников.

При дуговой сварке кислород и азот атмосферного воздуха активно взаимодействуют с расплавленным металлом, образуют окислы и нитриды, снижающие прочность и пластичность сварного соединения. Существуют внутренние и внешние способы защиты места сварки введение различных веществ в материал электрода и электродного покрытия (внутренняя защита), введение в зону сварки инертных газов и окиси углерода, покрытие места сварки сварочными флюсами (внешняя защита). При отсутствии внешних средств защиты сварочная дуга называется открытой, при наличии их — защищенной или погруженной. Наибольшее практическое значение имеет электросварка открытой дугой покрытым плавящимся электродом. Высокое качество сварного соединения позволяет использовать этот способ при изготовлении ответственных изделий. Одной из важнейших проблем сварочной техники является механизация и автоматизация дуговой сварки . При изготовлении изделий сложной формы часто более рациональной оказывается полуавтоматическая дуговая сварки , при которой механизирована подача электродной проволоки в держатель сварочного полуавтомата. Защиту дуги осуществляют также сварочным флюсом. Идея этого способа, получившего название сварки под флюсом, принадлежит Н. Г. Славянову (конец 19 в.), применившему в качестве флюса дроблёное стекло. Промышленный способ разработан и внедрён в производство под руководством академика Е. О. Патона (40-е гг. 20 в.). сварка под флюсом получила значительное промышленное применение, т. к. позволяет автоматизировать процесс, является достаточно производительной, пригодна для осуществления различного рода сварных соединений, обеспечивает хорошее качество шва. В процессе С. дуга находится под слоем флюса, который защищает глаза работающих от излучений, но затрудняет наблюдение за формированием шва.

При механизированных способах сварки применяют газовую защиту — сварка в защитных газах, или газоэлектрическая сварка. Идея этого способа принадлежит Н. Н. Бенардосу (конец 19 в.). Сварка осуществляется сварочной горелкой или в камерах, заполненных газом. Газы непрерывно подаются в дугу и обеспечивают высокое качество соединения. Используют инертные и активные газы. Наилучшие результаты даёт применение гелия и аргона. Гелий из-за высокой стоимости его получения используют только при выполнении специальных ответственных работ. Более широко распространена автоматическая и полуавтоматическая сварка в аргоне или в смеси его с другими газами неплавящимся вольфрамовым и плавящимся стальным электродами. Этот способ применим для соединения деталей обычно небольших толщин из алюминия, магния и их сплавов, всевозможных сталей, жаропрочных сплавов, титана и его сплавов, никелевых и медных сплавов, ниобия, циркония, тантала и др. Самый дешёвый способ, обеспечивающий высокое качество, — сварка в углекислом газе, промышленное применение которой разработано в 50-е гг. 20 в. в Центральном научно-исследовательском институте технологии и машиностроения (ЦНИИТМАШ) под руководством К. В. Любавского. Для сварки в углекислом газе используют электродную проволоку. Способ пригоден для соединения изделий из стали толщиной 1-30 мм.

К электрическим способам сварки плавлением относится электрошлаковая сварка, при которой процесс начинается, как при дуговой сварке плавящимся электродом — зажиганием дуги, а продолжается без дугового разряда. При этом значительное количество шлака закрывает сварочную ванну. Источником нагрева металла служит тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через шлак. Способ разработан в институте электросварки им. Е. О. Патона и получил промышленное применение (в конце 50-х гг.). Возможна электрошлаковая сварка металлов толщиной до 200 мм (одним электродом), до 2000 мм (одновременно работающими несколькими электродами). Она целесообразна и экономически выгодна при толщине основного металла более 30 мм. Электрошлаковым способом можно выполнять ремонтные работы, производить наплавку, когда требуется значительная толщина наплавляемого слоя. Способ нашёл применение в производстве паровых котлов, станин прессов, прокатных станов, строительных металлоконструкций и т. п.

Осуществление дуговой электросварки возможно также в воде (пресной и морской). Первый практически пригодный способ сварки под водой был создан в СССР в Московском электромеханическом институте инженеров ж.-д. транспорта в 1932 под руководством К. К. Хренова. Дуга в воде горит устойчиво, охлаждающее действие воды компенсируется небольшим повышением напряжения дуги, которая плавит металл в воде так же легко, как и на воздухе. Сварка производится вручную штучным плавящимся стальным электродом с толстым (до 30% толщины электрода) водонепроницаемым покрытием. Качество сварки несколько ниже, чем на воздухе, металл шва недостаточно пластичен. В 70-е гг. в СССР в институте электросварки им. Е. О. Патона осуществлена сварка под водой полуавтоматом, в котором в качестве электрода использована т. н. порошковая проволока (тонкая стальная трубка, набитая смесью порошков), непрерывно подаваемая в дугу. Порошок является флюсом. Подводная сварка ведётся на глубине до 100 м, получила распространение в судоремонтных и аварийно-спасательных работах.

Один из перспективных способов сварки — плазменная сварка — производится плазменной горелкой. Сущность этого способа сварки состоит в том, что дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием и продувается потоком газа, в результате чего образуется плазма, используемая для высокотемпературного нагрева металла. Перспективная разновидность плазменной сварки — сварка сжатой дугой (газы столба дуги, проходя через калиброванный канал сопла горелки, вытягиваются в тонкую струю). При сжатии дуги меняются её свойства: значительно повышается напряжение дуги, резко возрастает температура (до 20000-30000 С). Плазменная сварка получила промышленное применение для соединения тугоплавких металлов, причём автоматы и полуавтоматы для дуговой сварки легко могут быть приспособлены для плазменной при соответствующей замене горелки. Плазменную сварку используют как для соединения металлов больших толщин (многослойная сварка с защитой аргоном), так и для соединения пластин и проволоки толщиной от десятков мкм до 1 мм (микросварка, сварка. игольчатой дугой). Плазменной струей можно осуществлять также др. виды плазменной обработки, в том числе плазменную резку металлов.

Газовая сварка

Газовая сварка относится к способам сварка плавлением с использованием энергии газового пламени, применяется для соединения различных металлов обычно небольшой толщины — до 10 мм. Газовое пламя с такой температурой получается при сжигании различных горючих в кислороде (водородно-кислородная, бензино-кислородная, ацетилено-кислородная сварка и др.).

Промышленное применение получила ацетилено-кислородная газовая сварка. Существенное отличие газовой сварки от дуговой сварки — более плавный и медленный нагрев металла, Это обстоятельство определяет применение газовой сварки для соединения металлов малых толщин, требующих подогрева в процессе сварки (например, чугун и некоторые специальные стали), замедленного охлаждения (например, инструментальные стали) и т. д. Благодаря универсальности, сравнительной простоте и портативности оборудования газовая сварка целесообразна при выполнении ремонтных работ. Промышленное применение имеет также газопрессовая сварка стальных труб и рельсов, заключающаяся в равномерном нагреве ацетилено-кислородным пламенем металла в месте стыка до пластического состояния и последующей осадке с прессованием или проковкой.

Перспективными являются появившиеся в 60-е гг. способы лучевой сварки , также осуществляемые без применения давления. Электроннолучевая (электронная) сварка производится сфокусированным потоком электронов. Изделие помещается в камеру, в которой поддерживается вакуум (10-2-10-4 н/м2), необходимый для свободного движения электронов и сохранения концентрированного пучка электронов. От мощного источника электронов (электронной пушки) на изделие направляется управляемый электронный луч, фокусируемый магнитным и электростатическими полями. Концентрация энергии в сфокусированном пятне до 109 вт/см2. Перемещая луч по линии сварки , можно сваривать швы любой конфигурации при высокой скорости. Вакуум способствует меньшему окислению металла шва. Электронный луч плавит и доводит до кипения практически все металлы и используется не только для сварки , но и для резки, сверления отверстий и т. п. Скорость сварки этим способом в 1,5- 2 раза превышает скорость дуговой при аналогичных операциях. Недостаток этого способа — большие затраты на создание вакуума и необходимость высокого напряжения для обеспечения достаточно мощного излучения. Этих недостатков лишён др. способ лучевой сварки — фотонная (световая) сварка. В отличие от электронного луча, световой луч может проходить значительные расстояния в воздухе, не теряя заметно энергии (т. е. отпадает необходимость в вакууме), может почти без ослабления просвечивать прозрачные материалы (стекло, кварц и т. п.), т. е. обеспечивается стерильность зоны сварки при пропускании луча через прозрачную оболочку. Луч фокусируется зеркалом и концентрируется оптической системой (например, кварцевой линзой). При потребляемой мощности 50 квт в луче удаётся сконцентрировать около 15 квт.

Для создания светового луча может служить не только искусственный источник света, но и естественный — Солнце. Этот способ сварки , называется гелиосваркой, применяется в условиях значительной солнечной радиации, Для сварки используется также излучение оптических квантовых генераторов — лазеров, Лазерная сварка занимает видное место в лазерной технологии.

Сварка давлением

Способы сварки в твёрдой фазе дают сварное соединение, прочность которого иногда превышает прочность основного металла. Кроме того, в большинстве случаев при сварке давлением не происходит значительных изменений в химическом составе металла, т. к. металл либо не нагревается, либо нагревается незначительно. Это делает способы сварки давлением незаменимыми в ряде отраслей промышленности (электротехнической, электронной, космической и др.).

Холодная сварка выполняется без применения нагрева, одним только приложением давления, создающим значительную пластическую деформацию (до состояния текучести), которая должна быть не ниже определённого значения, характерного для данного металла. Перед сваркой требуется тщательная обработка и очистка соединяемых поверхностей (осуществляется обычно механическим путём, например вращающимися проволочными щётками). Этот способ сварки достаточно универсален, пригоден для соединения многих металлических изделий (проводов, стержней, полос, тонкостенных труб и оболочек) и неметаллических материалов, обладающих достаточной пластичностью (смолы, пластмассы, стекло и т. п.). Перспективно применение холодной сварки в космосе.

Для сварки можно использовать механическую энергию трения. Сварка трением осуществляется на машине, внешне напоминающей токарный станок. Детали зажимаются в патронах и сдвигаются до соприкосновения торцами. Одна из деталей приводится во вращение от электродвигателя. В результате трения разогреваются и оплавляются поверхностные слои на торцах, вращение прекращается и производится осадка деталей, сварка высокопроизводительна, экономична, применяется, например, для присоединения режущей части металлорежущего инструмента к державке.

Ультразвуковая сварка основана на использовании механических колебаний частотой 20 кгц. Колебания создаются магнитострикционным преобразователем, превращающим электромагнитные колебания в механические. На сердечник, изготовленный из магнитострикционного материала, намотана обмотка. При питании обмотки токами ВЧ из электрической сети в сердечнике возникают продольные механические колебания. Металлический наконечник, соединённый с сердечником, служит сварочным инструментом. Если наконечник с некоторым усилием прижать к свариваемым деталям, то через несколько секунд они оказываются сваренными в месте давления инструмента. В результате колебаний сердечника поверхности очищаются и немного разогреваются, что способствует образованию прочного сварного соединения. Этот способ сварки металлов малых толщин (от нескольких мкм до1,5 мм) и некоторых пластмасс нашёл применение в электротехнической, электронной, радиотехнической промышленности. В начале 70-х гг. этот вид сварки использован в медицине (работы коллектива сотрудников Московского высшего технического училища им. Н. Э. Баумана под руководством Г. А. Николаева в содружестве с медиками) для соединения, наплавки, резки живых тканей. При сварке и наплавке костных тканей, например отломков берцовых костей, рёбер и пр., конгломерат из жидкого мономера циакрина и твёрдых добавок (костной стружки и разных наполнителей и упрочнителей) наносится на поврежденное место и уплотняется ультразвуковым инструментом, в результате чего ускоряется полимеризация. Эффективно применение ультразвуковой резки в хирургии. Сварочный инструмент ультразвукового аппарата заменяется пилой, скальпелем или ножом. Значительно сокращаются время операции, потеря крови и болевые ощущения.

Одним из способов электрической сварки является контактная сварка, или сварка сопротивлением (в этом случае электрический ток пропускают через место сварки , оказывающее омическое сопротивление прохождению тока). Разогретые и обычно оплавленные детали сдавливаются или осаживаются, т. о. контактная сварка по методу осадки относится к способам сварки давлением (см. Контактная электросварка). Этот способ отличается высокой степенью механизации и автоматизации и получает всё большее распространение в массовом и серийном производстве (например, соединение деталей автомобилей, самолётов, электронной и радиотехнической аппаратуры), а также применяется для стыковки труб больших диаметров, рельсов и т. п.

Наплавка

От наиболее распространённой соединительной сварки отличается наплавка, применяемая для наращения на поверхность детали слоя материала, несколько увеличивающего массу и размеры детали. Наплавкой можно осуществлять восстановление размеров детали, уменьшенных износом, и облицовку поверхностного слоя. Восстановительная наплавка имеет высокую экономическую эффективность, т. к. таким способом восстанавливают сложные дорогие детали; распространена при ремонте на транспорте, в сельском хозяйстве, строительстве, горной промышленности и т. д. Облицовочная наплавка применяется для создания на поверхности детали слоя материала с особыми свойствами — высокой твёрдостью, износостойкостью и т. д. не только при ремонте, но и при производстве новых изделий. Для этого вида наплавки изготовляют наплавочные материалы с особыми свойствами (например, износостойкий сплав сормайт). Наплавочные работы ведут различными способами сварки дуговой, газовой, плазменной, электронной и т. п. Процесс наплавки может быть механизирован и автоматизирован. Выпускаются специальные наплавочные установки с автоматизацией основных операций.

Термическая резка

Резка технологически отлична от сварки и противоположна ей по смыслу, но оборудование, материалы, приёмы выполнения операций близки к применяемым в сварочной технике. Под термической, или огневой, резкой подразумевают процессы, при которых металл в зоне резки нагревается до высокой температуры и самопроизвольно вытекает или удаляется в виде размягченных шлаков и окислов, а также может выталкиваться механическим действием (струей газа, электродом и т. п.). Резка выполняется несколькими способами. Наиболее важный и практически распространённый способ — кислородная резка, основанная на способности железа сгорать в кислороде, применяется обычно для резки сталей толщиной от 5 до 100 мм, возможно разделение материала толщиной до 2000 мм. Кислородной резкой выполняют также операции, аналогичные обработке режущим инструментом, — строжку, обточку, зачистку и т. п. Резку некоторых легированных сталей, чугуна, цветных металлов, для которых обычный способ малопригоден, осуществляют кислородно-флюсовым способом. Кислородная обработка нашла применение на металлургических и машиностроительных заводах, ремонтных предприятиях и т. п.

Дуговая резка, выполняемая как угольным, так и металлическим электродами, применяется при монтажных и ремонтных работах (например, в судостроении). Для поверхностной обработки и строжки металлов используют воздушно-дуговую резку, при которой металл из реза выдувается струей воздуха, что позволяет существенно улучшить качество резки.

Резку можно выполнять высокотемпературной плазменной струей. Для резки и прожигания отверстий перспективно применение светового луча, струи фтора, лазерного излучения. Дальнейшее развитие и совершенствование методов сварки и резки связано с внедрением и расширением сферы применения новых видов обработки — плазменной, электронной, лазерной, с разработкой совершенных технологических приёмов и улучшением конструкции оборудования. Возможно значительное расширение использования сварки и резки для подводных работ и в космосе. Направление прогресса в области сварочной техники характеризуется дальнейшей механизацией и автоматизацией основных сварочных работ и всех вспомогательных работ, предшествующих сварке и следующих за ней (применение манипуляторов, кантователей, роботов). Актуальной является проблема улучшения контроля качества С. , в том числе применение аппаратов с обратной связью, способных регулировать в автоматическом режиме работу сварочных автоматов.

Что такое сварка? — Полное руководство

Люди обычно используют слово «сварка», не понимая, что оно означает. Да, основное значение этого слова относится к соединению металлических частей вместе, но это гораздо больше.

Итак, что такое сварка?

Сварка — это важная деятельность, связанная со строительством, которая обычно используется для соединения материалов друг с другом посредством применения тепла. Это производственный процесс, который включает использование тепла, давления или того и другого для сплавления двух частей.

Содержание

Основы сварки

Подайте заявку на получение степени сварщика в NEIT!
Загрузка…

Хотя приведенное выше определение может показаться простым, сварка — это далеко не просто.

Взгляните на некоторые из основных принципов сварки:

Сварка предполагает высокий уровень квалификации и практические знания таких предметов, как физика, химия и металлургия.
Сварка обычно выполняется на металлах, но также используется для сплавления деревянных или термопластичных деталей.
Готовое соединение представляет собой сварное соединение или сварное соединение.
Сплавленные детали являются основным материалом, а материал, используемый для образования этого сварного соединения, является присадочным материалом.
Сварка включает соединение материалов одного и того же типа (металла и металла или дерева и дерева) с помощью тепловой сварки, сварки давлением или того и другого.

Сварщики добавляют металл в сварной шов, чтобы укрепить его, а защитный газ, такой как двуокись углерода, защищает шов от загрязнения природными элементами.
Различные металлы реагируют по-разному, в зависимости от их физических, механических и химических свойств.
Тепло может изменить прочность, пластичность и ковкость металла. Сварка может выпрямить деформированный кусок металла при достаточном нагреве.
Сварка включает в себя нагрев и охлаждение металла — никакой другой химической реакции не происходит. Однако сварной шов становится слабым, если кислород вступает в реакцию с расплавленным металлом. Использование защитных газов вокруг сварочной ванны предотвращает повреждение соединения кислородом и другими загрязняющими веществами.

Высокая температура может изменить кристаллическую структуру и ослабить любой металл.

Преимущества сварки

Сварка предлагает ряд преимуществ, в том числе следующие:

Этот метод создает неразъемный шов и отлично подходит для сплавления двух материалов.
Использование правильного присадочного металла обеспечивает прочность и долговечность сварных соединений.
С точки зрения затрат этот метод достаточно экономичен с точки зрения материалов, изготовления и оборудования.
Этот процесс является универсальным и гибким – его можно использовать как внутри помещений, так и снаружи.
Сварные соединения хорошо выглядят, гладкие и полированные.
Один из самых быстрых способов по скорости изготовления.

Как работает сварка?

Сварочный пистолет или горелка плавит определенную часть основного металла. Этот процесс, проводимый с использованием высокой температуры (обычно с добавлением наполнителя), создает ванну расплавленного металла, так что к ней легко присоединить новую металлическую деталь. Вместо тепла для сварки металлов также используется давление (сварка давлением) в зависимости от типа и толщины материала.

Сварка металла: В большинстве случаев совместное использование давления и тепла на основном материале обеспечивает быструю и эффективную сварку металла. Как упоминалось выше, защитный газ защищает расплавленный металл или сварочную ванну от загрязнения или окисления.
Сварка пластмасс: При сварке пластмасс сначала подготавливают поверхности, а затем применяют тепло и давление. После этого материалы охлаждают.
Сварка древесины: Сварка древесины включает в себя воздействие на материалы давлением перед использованием того же тепла, которое создает линейное движение трения.

Типы и процессы сварки

Процесс сварки зависит от материала. Если вы хотите стать профессиональным сварщиком, вы должны хорошо понимать все различные процессы.

К наиболее популярным типам сварочных процессов относятся:

Ручная сварка (SMAW)

Дуговая сварка защитным металлом (SMAW), чаще называемая электродуговой сваркой, включает использование сварочных стержней или стержней. Стержень состоит из присадочного материала и флюса (которые обеспечивают процесс сварки и защищают сварной шов). Этот тип сварки, используемый в строительстве, судостроении, ремонте в полевых условиях, горнодобывающей промышленности, производстве и аэрокосмической отрасли, доступен по цене.

Газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW)

В процессе дуговой сварки металлическим газом, также называемом сваркой в среде инертного газа (MIG), используется сварочный пистолет, через который проходит электродная проволока. В результате возникает электрическая дуга, которая производит тепло, необходимое для сварки. Он также создает защитный газ, который защищает сварной шов.

Этот метод, используемый в производственных, автомобильных, промышленных и строительных процессах, прост и эффективен.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

Как и сварка MIG, FCAW отлично подходит для наружных сварочных работ и общего ремонта. Этот метод находит свое применение в промышленной сварке, производстве, ремонте трубопроводов, судостроении и производстве. Разница между MIG и FCAW заключается в том, что в последнем используется трубчатая присадочная проволока, содержащая флюс.

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (сварка ВИГ)

Этот особый тип сварки использует неплавящийся электрод, состоящий из вольфрама, для создания дуги. Среди самых популярных видов сварки сварка TIG позволяет получить чистый, гладкий и высококачественный шов. В таких отраслях, как искусство, автомобильная и аэрокосмическая, используется дуговая сварка вольфрамовым электродом.

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

SAW — это метод сварки, в котором используется флюс, но он отличается от FCAW, поскольку процесс происходит под слоем гранулированного флюса. Это один из самых безопасных видов сварки, поскольку он создает меньше сварочного дыма и ультрафиолетового излучения. SAW является предпочтительным методом сварки в судостроении, промышленном производстве и строительстве конструкций.

Гипербарическая сварка

Этот процесс используется сварщиками под водой. В методе мокрой сварки используется сварка стержнем, при которой флюс образует пузырьки, которые действуют как щит, предотвращающий поражение сварщика электрическим током.

Некоторые другие важные и часто используемые процессы и методы сварки включают:

gas welding
plasma arc welding
electroslag welding
electrogas welding
oxyacetylene welding (gas welding)
atomic hydrogen welding (AHW)
carbon arc welding (CAW)
электронно-лучевая сварка (EBW)
электронно-лучевая сварка
точечная сварка
шовная сварка
сварка пайкой
сварка растворителем
контактная сварка

Помимо этого, лазерная сварка, взрыв и вибрация являются некоторыми другими (довольно экстремальными) процессами, используемыми для сплавления металлов.

Сварочное оборудование

Сварка — это специализированная работа, требующая наличия различных необходимых инструментов, включая (но не ограничиваясь) следующее оборудование:

Welding gun
Welding torch
Wire brush
Chipping slag hammer
Angle grinder
Tape measure
Welding magnets
Soapstone marker
Pliers
C- зажимы
Очистители наконечников электродов
Кремневые бойки
Долото
Отвертки
Заряженный электрод

Подача проволоки и электродов

Сварка может быть опасной работой, если вы не используете защитное снаряжение. Сварщики должны использовать на рабочем месте следующее защитное оборудование:

Защитные очки
Сварочный шлем
Сварочные перчатки
Жаростойкая куртка
Обувь из кожи

Описание сварных соединений

В зависимости от того, к какой конфигурации соединения стремятся сварщики, существуют различные типы сварных соединений:

Стыковое соединение

Универсальное и распространенное сварочное соединение, при котором две металлические детали помещаются вместе в одной плоскости, сваривая боковые стороны каждой детали.

Тройник

Это соединение состоит из двух частей, пересекающихся под углом 90 градусов, образующих Т-образную форму. Вы также можете создать соединение, приварив трубу или трубу к основному металлу.

Угловое соединение

Как следует из названия, угловой шов сходится в углу, образуя L-образную форму.

Соединение внахлестку

Используется для листового металла, это соединение состоит из двух кусков металла, расположенных друг над другом для создания соединения внахлестку.

Краевое соединение

Известный тем, что он выдерживает нагрузку и давление лучше, чем любое другое соединение, краевое соединение предполагает совмещение металлических поверхностей для обеспечения ровных краев.

Как стать сварщиком

Полноценная программа по технологиям сварочного производства может позволить вам стать профессиональным сварщиком со всеми необходимыми навыками и квалификацией.

New England Tech предлагает программу младшего научного сотрудника в области технологий сварки, которая обеспечивает идеальное сочетание академической и лабораторной среды. Программа поможет вам понять теоретические и практические аспекты технологии сварки.

Ознакомьтесь с нашими сварочными технологиями

С акцентом на такие методы сварки, как кислородно-ацетиленовая и воздушно-угольная дуговая резка, пайка, SMAW, GMAW, FCAW, GTAW и монтаж трубопроводов, эта программа технологий сварки помогает начинающим сварщикам пройти практическое обучение в реальных условиях. Помимо этих предметов, вы также пройдете курсы по:

Процедуры и политика промышленной безопасности OSHA
Металлургия
Проектирование конструкций
Чтение чертежей
Компьютерное проектирование и черчение (CADD)
Разрушающий и неразрушающий контроль
Прецизионные измерения

После успешного завершения этой программы (которую вы можете пройти всего за 18 месяцев) вы сможете начать свою карьеру и занимать различные должности, такие как:

Техник-сварщик
Сварщик на производстве
Техник-технолог
Quality control engineering technician
CADD designer/technician
Welding industry salesman
Materials testing technician
Underwater welder
Aluminum welder
Fabrication welder
Maintenance welder
Sub arc оператор
Слесарь-слесарь
Слесарь-сборщик металлоконструкций

Ускорьте свою карьеру в области сварки и получите преимущество в одной из лучших школ сварки в Соединенных Штатах — запишитесь на нашу программу получения степени младшего специалиста в области инженерных технологий сварки прямо сейчас!

Думаете о карьере сварщика? Заполните эту простую форму, чтобы получить больше информации о том, как вы можете достичь своих карьерных целей в Технологическом институте Новой Англии. Кроме того, вы также можете позвонить нам по телефону 401-467-7744 или 800-736-7744, чтобы поговорить с нашими академическими консультантами.

Часто задаваемые вопросы

Почему мы свариваем?

Сварка — это удобный способ соединения металлов без использования клея, гвоздей или других плавких материалов. Сварка является не только более быстрым и эффективным методом соединения материалов, но и достаточно экономичным и надежным (по сравнению с другими методами).

Для сплавления тяжелых металлов в таких отраслях промышленности или применения, как аэрокосмическая, оборонная, судостроительная, горнодобывающая, автомобильная, нефтегазовая и промышленное производство, предпочтительным методом является сварка.

Сколько зарабатывает сварщик в час?

По данным Бюро статистики труда США, средняя заработная плата сварщиков (специалистов по сварке, пайке и пайке) составляет 42 490 долларов в год или 20,43 доллара в час.

Какие сварочные работы оплачиваются более 100 тысяч в год?

Сварщик-ядерщик, сварщик военной поддержки или сварщик под водой может зарабатывать более 100 тысяч в год. Но, как и в случае с любой карьерой, чем больше вы приобретаете опыта в этой области, тем больше вы зарабатываете. В то время как сварщики начального уровня могут не зарабатывать более 100 тысяч в год, при наличии должного опыта, опыта и навыков вы можете рассчитывать на то, что подниметесь по профессиональной лестнице и увидите соответствующий рост своей зарплаты.

Какой газ используется при сварке?

Наиболее распространенные газы, которые сварщики используют в процессах сварки и резки, включают:

Углекислый газ, аргон и гелий (защитные газы)
Ацетилен, пропан и бутан (топливные газы)

Что такое сварка? | Различные виды сварки и определения сварки

Содержание

1 Определение, процессы и типы сварки
2 Как работает сварка?
- 2.1 Соединение металлов
- 2.2 Соединение пластмасс
- 2.3 Соединение дерева
3 Общие конфигурации соединений
- 3.1 Butt Saint
- 3. 2 T Saint
- 3.3 Угловой сустав
- 3.4 На основе проплавления
- 4.3 Сварные швы На основе доступности
5 Характеристики завершенных сварных швов
6 Источники энергии
- 6.1 Дуговая сварка
- 6.2 Сварка трением
- 6.3 Электронно-лучевая сварка
- 6.4 Лазерная сварка
- 6.5 Сварка сопротивлением
7 Где используется?

Определение, процессы и типы сварных швов

Сварка — это процесс соединения таких материалов, как металлы, термопласты и/или древесина, путем использования тепла или давления для сплавления деталей друг с другом. Позволив им остыть, можно осуществить слияние.

Различные материалы требуют уникальных процессов и технологий. Есть некоторые материалы, которые считаются несвариваемыми. Хотя это не термин в словаре, он хорошо известен инженерам как термин, означающий, что определенный материал не может сваривать.

Исходные материалы — это термин, используемый для описания отдельных частей, которые соединяются вместе. Примерами исходных материалов являются трубы и пластины. Это отличается от наполнителя или расходного материала, который добавляется для облегчения соединения с исходным материалом. Примерами присадочных материалов являются проволока, металл или расходуемые электроды.

Как правило, расходные материалы выбираются так, чтобы они были сопоставимы по составу с исходным материалом. Это позволяет им создавать однородный сварной шов. Однако в некоторых случаях, например при сварке хрупких чугунов, требуется другой состав. В этом сценарии такие сварные швы будут называться неоднородными.

Наконец, окончательное сварное соединение известно как сварное соединение. Сварка — это узел, созданный путем сварки множества более мелких деталей.