Что такое сварка плавлением определение: сущность процесса и основные виды

Сварка плавлением.

Сварка плавлением — это процесс соединения двух деталей или заготовок в результате кристаллизации общей сварочной ванны, полученной расплавлением соединяемых кромок. Этот процесс наиболее распространен в сварочной технике.

Нагреть металл соединяемых кромок изделия выше температуры плавления для образования сварочной ванны можно только в том случае, если источником энергии вводится в зону сварки теплоты гораздо больше, чем отводится за это же время процессами охлаждения.

Основная часть теплоты уходит на нагрев холодного изделия, так как теплопроводность металлов очень высокая. Кроме того, большое количество теплоты теряется излучением в окружающую среду.

Поэтому источник энергии при сварке плавлением должен быть большой мощности, высокой сосредоточенности, т. е. концентрировать выделяющуюся энергию на малой площади сварочной ванны и успевать расплавлять все новые и новые порции металла, обеспечивая этим определенную скорость сварки.

Из всех источников энергии, применяемых при сварке плавлением, наибольшей плотностью энергии обладает электронный луч (10⁹ Вт/см²).

Однако наиболее широкое применение в качестве источников энергии для сварки плавлением получил дуговой электрический разряд, или электрическая дуга. Это связано с тем, что для возбуждения электронного луча требуется вакуум 10^-4—10^-5 мм рт. ст.; кроме этого, применение электронного луча для сварки связано с разработкой специальной аппаратуры, высоким напряжением (~20 кВ) и с необходимостью защиты обслуживающего персонала от опасного рентгеновского излучения.

Поэтому его используют для специальных целей, главным образом для сварки тугоплавких и химически активных металлов.

Пламя ацетилено-кислородной горелки находит более ограниченное применение, главным образом при ремонтных работах.

Итак, процесс сварки плавлением осуществляется источником энергии, движущимся по свариваемым кромкам с заданной скоростью (рис. 7).

Рис. 7. Схема сварки плавлением.

Если бы он был неподвижным, то форма сварочной ванны была бы симметричной, а ее сечение круглым. Так как источник энергии движется, то форма сварочной ванны оказывается несимметричной и имеет вид вытянутого овала. Размеры и форма сварочной ванны зависят от мощности источника и от скорости его перемещения, а также от теплофизических свойств металла.

При сварке листовых конструкций из пластически деформированного металла (проката) зона сварки существенно отличается по структуре и свойствам от основного металла. Наличие неоднородностей металла вызывает, в свою очередь, деформацию при короблении сварного соединения.

Введение большого количества энергии при сварке для образования сварного шва вызывает существенную неоднородность в металле сварного соединения — как результат воздействия теплового поля.

Рис. 8. Структура металла шва и околошовной зоны после сварки плавлением.

В сварном соединении резко различаются три области (рис. 8):

а) основной металл, имеющий в результате прокатки и термической обработки однородную мелкозернистую кристаллическую структуру;

б) зона термического влияния (околошовная зона), в которой металл находился некоторое время при высокой температуре, доходящей на линии сплавления до температуры плавления металла; в этих условиях может резко изменяться структура металла, особенно структура заливающихся сталей; увеличивается размер кристаллических зерен, прорастающих в процессе кристаллизации ванны за линию сплавления; по ширине зоны термического влияния структура металла тоже неоднородна в соответствии с температурным полем при сварке;

в) сварной шов — металл шва представляет собой литую структуру, но имеет характерные особенности.

Кристаллизация сварочной ванны начинается от поверхности сплавления, состоящей из оплавленных кристаллов, которые прорастают в еще жидкую сварочную ванну, как только ее температура достигнет точки плавления. Такая встречная кристаллизация с двух поверхностей сплавления (оплавленные кромки) оттесняет примеси в центр сварочной ванны, создавая неоднородность состава металла шва. Правда, эта неоднородность сглаживается в результате диффузии, идущей при высоких температурах с большой скоростью; в целом структура металла шва оказывается неблагоприятной.

Однако, регулируя процесс кристаллизации изменением скорости охлаждения и направлением отвода теплоты, можно значительно улучшить литую структуру металла шва. Академик Н. Н. Рыкалин создал стройную теорию тепловых процессов при сварке, позволяющую заранее определить оптимальные режимы сварки изделий и регулировать процессы кристаллизации в зоне сварки.

Нагрев металла при сварке до температур, превышающих температуру его плавления, вызывает окисление металла шва и изменение его химического состава. Как будет показано при рассмотрении отдельных способов сварки, существуют два основных пути сохранения требуемого качества металла шва и защиты его от окисления:

1) защита металла сварочной ванны шлаком и введение в процессе сварки легирующих компонентов, повышающих качество металла шва и предохраняющих его от окисления;

2) защита зоны сварки от воздушной атмосферы путем создания защитной атмосферы из инертных газов (аргона, гелия) или из активных газов, таких, как углекислый газ (С0

2), а также путем создания вакуума.

Сварка плавлением: технология, способы, виды, оборудование

Не всегда удаётся целиком изготовить разнообразные железные конструкции. В каких-то случаях нет целесообразности их изготовления из одной заготовки ввиду большого количества нежелательных отходов, в других случаях габариты деталей не позволят провести нормальную механическую обработку. Поэтому были изобретены разнообразные способы соединения заготовок между собой. Это всевозможные резьбовые соединения, склеивание деталей, пайка, а также, известная всем, сварка. Она применима не только к деталям и заготовкам, изготовленным из разнообразных металлов и их сплавов, но и вообще к любым материалам, которые можно расплавить. Различают несколько видов сварки: та, где требуется только нагрев для плавления материала, где требуется только давление и комбинированные. Ниже будет рассмотрен вариант сварки методом плавления.

Сварка плавлением

Сварка плавлением

Процесс сварки – это метод соединения двух и более металлических деталей путём термического плавления кромок соединяемых заготовок. Будучи в расплавленном состоянии, металл, из которого состоят заготовки, смешивается и на этом месте образуется прочное неразъемное соединение. После остывания, на месте расплавленного металла образуется так называемый сварочный шов. Этот процесс чем-то сходный с литьём, но в ограниченных размерах. Нынче сварка нашла широкое применение для соединения двух и более заготовок как в промышленных масштабах, так и при кустарном производстве металлических изделий. Также её используют в процессе ремонта разнообразных узлов, так как она позволяет провести наплавление металла там, где он сточился.

Сварочный шов

В зависимости от того, какой способ нагрева материала заготовки до точки плавления выбран, разделяют несколько видов сварки, о которых поговорим ниже.

Классификация видов сварки плавлением

В зависимости от источника термической энергии, который способен нагреть кромки деталей до температуры плавления, сварка плавлением делится на электрическую, газовую и другие виды сварки. Электрическую опять же можно разделить на электродуговую и индукционную. Рассмотрим наиболее применяемые как в быту, так и промышленности виды. Наибольшее применение получила электродуговая и газовая виды сварок. В случае электродуговой, плавление металла происходит за счёт высокой температуры электрической дуги (около 5000 градусов), которая возникает между заготовкой и электродом. При использовании газовой сварки, источником тепла, способным довести сталь до точки плавления, является горящий газ или смесь газов (например, пропан и кислород с температурой горения до 2050 градусов). Присадочным материалом для шва в таком виде сваривания чаще всего применяется либо отдельная специальная присадка, либо его роль играет металл из тела заготовки.

И также, в зависимости от типа применяемого электрода, можно выделить следующие виды сварки:

• С применением плавящегося электрода. Шов образуется в процессе плавления электрода, покрытого специальной обмазкой. Его подбирают индивидуально, в зависимости от видов соединяемых сталей. Не применяется при соединении тонких листовых металлов из-за чрезмерного их перегрева, частых прожогов.
• С применением неплавящегося электрода. Он изготовлен из тугоплавкого металла, чаще всего вольфрамовый сплав и предназначен только для розжига и поддержания дуги. Сварку зачастую производят в среде защитного инертного газа, который изолирует шов от содержащегося в окружающем воздухе азота. Наиболее часто применим в случае листовых изделий.

Газовая сварка

Другие виды сварки стали плавлением, такие как индукционная, лазерная, плазменная и др., пока ещё не нашли широкого применения ввиду дороговизны оборудования, поэтому рассматриваться не будут.

Принцип сваривания

Как говорилось выше, принцип сваривания плавлением основан на процессе смешивания расплавленного металла в зоне сваривания, с образованием прочного, неразборного соединения. Источник тепловой энергии, имеющий довольно большую мощность, концентрирует тепловую энергию на малой площади сварочной ванны. Именно в этой ванне и находится доведённый до точки плавления сплав, который туда подаётся либо с использованием электрода, либо со специальной проволокой (в случае сваривания несгораемым электродом). Перемещая источник тепловой энергии вдоль кромки соединяемых деталей, перемещают и сварочную ванну, постепенно добавляя в неё присадочный материал. После остывания, материал ванны кристаллизуется, что приводит к образованию прочного сварного шва.

Процесс розжига высокотемпературной дуги состоит из трёх последовательных действий. Сначала электродом касаются заготовки, в результате чего получается короткое замыкание, вызывающее нагрев его кончика. Далее, кончик отводят на небольшое расстояние от детали, это расстояние подбирается опытным путём. Оно должно быть таким, при котором дуга наиболее устойчива. Разогрев электрода необходим для устойчивой экзоэмиссии электронов, которая также гарантирует устойчивую электрическую дугу.

Принцип сварки плавлением

При плавлении электрода происходит перенос присадочного материала в сварную ванну, и детали соединяются. На некоторых сварочных аппаратах, предназначенных для сварки несгораемым электродом, поджиг дуги является бесконтактным. Он выполняется специальным устройством, называемым осциллятором.

Специфические черты

Спецификой процесса сваривания металлов является то, что в результате образуется единая целая деталь, даже если в процессе применялись различные разнородные металлы. Для такого типа соединения требуется только нагрев, который способен вызвать плавление материала из которого состоят соединяемые детали. Исходя из того, какие металлы (или их сплавы) соединяются, необходимо правильно выбрать присадочную проволоку или электрод.

Разновидности применяемых электродов

Качественный шов можно получить только при правильном подборе присадочного материала, поэтому на их разновидностях стоит заострить внимание. Сварочный электрод представляет собой стальной пруток, покрытый специальной обмазкой, которая плавится в процессе сварки и защищает шов от воздействия азота из воздуха. В случае сварки несгораемым электродом или газовой, обмазка не требуется, шов защищает инертный газ или пламя из горелки. Поэтому, в принципе, электрод, проволока и другой присадочный материал практически одно и то же.

Присадочный материал, из которого полностью состоит проволока, играет первостепенную роль в прочности шва. В процессе нагрева и плавления из сплавов выгорают легирующие элементы, ухудшая при этом качество соединения. Для того чтобы этого избежать, выбираются прутки из стали, которые по степени легирования равны соединяемым маркам или даже выше их. В случае если марки сплавов разные, степень легирования оценивается по максимально легированному сплаву. Избыток легирующих элементов компенсирует их выгорание.

Если марки сталей неизвестны, а также отсутствует возможность их определить, то используется специальный переходной (его ещё называют буферным) электрод или специальная присадочная проволока. Он позволяет сварить даже разнородные стали, например, такие, как нержавейка и простая чёрная низколегированная сталь, играя роль переходного материала.

Требования к сварочным швам

Требования, которые могут предъявляться к сварочным швам, по большей мере зависят от конечного назначения готовой конструкции. Тем не менее можно выделить несколько общих требований, которым должны удовлетворять соединения такого типа. Твёрдость и предел прочности сварного соединения должны иметь такие же показатели (или близкие), как и показатели основного металла. Испытания проводят на специальном оборудовании с образцом готового изделия.

Визуально контроль качества шва проверяют следующим образом. После завершения сварочных работ, производится очистка швов от шлака и окислов, также убираются все вспомогательные приспособления. Шов должен быть однородным, мелкочешуйчатым и иметь равномерную ширину. Наплывы, прожоги, сужения или перерывы должны отсутствовать. Металл, который наплавлен должен быть однородным, не иметь пор или поверхностных трещин.

сущность процесса, классификация, источники нагрева. Соединение деталей сваркой плавлением, ГОСТ

К самым простым типам сварки относится плавление. В нашем обзоре мы подробнее остановимся на сущности этого технологического процесса, его разновидностях и сфере применения.

Особенности

Сварка плавлением представляет собой скрепление пары заготовок, которое происходит вследствие кристаллизации единой сварочной ванны, сформированной в ходе расплавления соединяемых друг с другом кромок.

Данный процесс широко распространён в сварочных работах. Важно понимать, что нагреть любой металл или его сплав выше уровня плавления, чтобы получить сварочную ванну, можно исключительно тогда, когда основной источник энергии дает в участок сварки чуть больше тепла, чем отводится за такое же время в ходе охлаждения.

Основная часть тепла в данном случае уходит на прогревание холодного изделия, поскольку у металлов довольно высокая теплопроводность. Помимо этого, значительный объем тепла утрачивается вследствие излучения во внешнюю среду. Именно поэтому отличительной особенностью этого способа сварки является наличие источника энергии большой мощности и повышенной сосредоточенности. Очень важно, чтобы он мог сконцентрировать на небольшой площади сварочной ванны всю массу выделяющейся тепловой энергии и успеть за небольшое время расплавить дополнительные порции металла, сохраняя заданную скорость сварки.

Виды

Существует классификация сварки плавлением.

• Ручная. В данном случае тепло необходимо для расплавления металлических кромок. Температура сварочной дуги доходит до 4000–6000°, при этом металлы перемешиваются и по мере перемещения дуги довольно быстро затвердевают — так формируется сварной шов. Нанесённое на металлический стержень электрода покрытие включает в себя несколько компонентов, при расплавлении они создают газовую и шлаковую защиту сварочной ванны от негативного воздействия азота и кислорода из воздушной массы.

• Дуговая сварка под флюсом. При таком типе работ электрическая дуга загорается, находясь под слоем зернистого флюса. Он защищает расплавленный металл от контакта с воздухом и в случае необходимости легирует его. Электродная проволока перемещается в дугу автоматически при помощи сварочной головки электродвигателя. Флюс перемещается в участок сварки под действием собственной тяжести, одновременно вся конструкция перемещается по линии свариваемого шва. Такой тип сварки характеризуется повышенной производительностью.

• Газовая. Этот вид сварки основывается на том, что электрическая дуга возгорается, находясь между основным металлом и вольфрамовым электродом. Сварочную ванну от окисления защищает среда инертного газа, как правило, это гелий либо аргон. Газ вытесняет атмосферный воздух от участка сварки. Для заполнения шва в сварочную ванну вводят присадку. Способ востребован при заваривании высоколегированных сталей, активных и редких, а также цветных металлов и их сплавов.

• Дуговая сварка в защитном газе. Данная технология предполагает, что специальные ролики подают электродную проволоку в беспрерывном режиме в зону сварки, причём скорость подачи соответствует скорости плавления. Сварочная ванна защищена от неблагоприятного воздействия воздуха активным газом, например, углекислотой или инертным. Углекислоту обычно используют при сварке легированных и углеродистых сталей, а инертные газы — при сваривании цветных металлов, а также сплавов высоколегированных сталей.

• Сварка трехфазной дугой. В этом случае к паре электродов и основному изделию подводят переменный ток. В этот момент возникает 3 дуги, горящие в едином сварочном фокусе: одна между самими электродами и по одной между изделием и каждым электродом. Горение сопровождается выделением большого количества тепловой энергии, и это многократно повышает производительность всего сварочного процесса.

• Электрошлаковая сварка. Выделение энергии основано на прохождении тока через электропроводный расплавленный шлак. По окончании затвердевания электродного и основного материала формируется сварной шов, при этом сварку обычно выполняют при вертикальном размещении свариваемых деталей с большим зазором между заготовками. Чтобы сформировать шов, с обеих сторон от зазора помещают медные ползуны, охлаждаемые водой — такой метод оптимален для соединения деталей большой толщины: от 30 до 1000 мм.

Применение

Сварка плавлением широко востребована в строительстве. Она позволяет надежно скрепить между собой металлические детали и элементы металлоконструкций. Этим сфера ее применения не ограничивается, ее используют в самолето- и автомобилестроении, а также во многих других областях техники и науки.

Особняком стоит плавление при помощи электрических дуг. Дело в том, что использование электронных лучей сопряжено с применением специальной аппаратуры и потребностью в защите работников от рентгеновских лучей. Поэтому к такому типу сварки обычно прибегают в тех случаях, когда речь идет о тугоплавких, а также химически активных металлах, сплавах и полимерах. Самый простой вариант – газовая сварка – востребован в быту, в основном при проведении ремонтно-отделочных работ.

Контроль качества

Сварка плавлением подчиняется установленным требованиям ГОСТ. Контроль качества выполняют несколькими методами,

• Всякая проверка качества сварочного шва начинается с визуального контроля. Это самый быстрый способ, который не требует специальных приборов и жидкостей. Чтобы провести контроль качества, нужно осмотреть сварное соединение. Не допускается наличие трещин, сколов, наплывов и других видимых дефектов.
• Капиллярный контроль. Этот способ заключается в использовании особых жидкостей, проникающих в мельчайшие поры. Способ позволяет удостовериться в отсутствии скрытых дефектов в условиях ограниченного бюджета на проверку.
• На производстве повсеместно используется магнитный контроль. Сварщик создает со всех сторон от шва магнитное поле, оно испускает пучок электромагнитных лучей. В идеале они должны быть прямыми, любое их искажение указывает на наличие дефектов.
• Ультразвуковой контроль — довольно эффективный метод определения качества шва. Контроллер подаёт на шов ультразвук. Если в ходе своего перемещения он встречается с дефектом, то меняет направление распространения. Интересно, что различные виды дефектов искажают звуковую волну по-разному, поэтому любые недоработки можно с легкостью определить.

О том, какие особенности и правила применения сварки плавлением, смотрите в следующем видео.

СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ — это… Что такое СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ?



СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ

сварка, осуществляемая местным плавлением соединяемых частей без приложения давления

(Болгарский язык; Български) — заваряване чрез стопяване

(Чешский язык; Čeština) — tavné svařování

(Немецкий язык; Deutsch) — Schmelzschweißen

(Венгерский язык; Magyar) — ömlesztőhegesztés

(Монгольский язык) — хайламтгай гагналт

(Польский язык; Polska) — spawanie

(Румынский язык; Român) — sudură prin topire

(Сербско-хорватский язык; Српски језик; Hrvatski jezik) — zavarivanje topljenjem

(Испанский язык; Español) — soldadura por fusión

(Английский язык; English) — fusion welding

(Французский язык; Français) — soudage par fusion

Источник: Терминологический словарь по строительству на 12 языках

Строительный словарь.

• СВАРКА ОБРАТНОСТУПЕНЧАТАЯ
• СВАРКА ПЛАЗМЕННАЯ

Смотреть что такое «СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ» в других словарях:

• сварка плавлением — Сварка, осуществляемая оплавлением сопрягаемых поверхностей без приложения внешней силы; обычно, но необязательно, добавляется расплавленный присадочный металл. [ГОСТ Р ИСО 857 1 2009] [ГОСТ Р ИСО 17659 2009] [ISO 17659:2002] сварка плавлением… …   Справочник технического переводчика

• Сварка плавлением — – сварка, осуществляемая местным сплавлением соединяемых частей без приложения давления. [ГОСТ 2601 84] Сварка плавлением – осуществляемая местным сплавлением соединяемых частей без приложения давления. [Терминологический словарь по… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• сварка плавлением — [flash welding] сварка местами расплавленного металла свариванием элементов без приложения давления. При сварка плавлением для распления соединенных кромок (частей) используются разные источники тепла: электрическая дуга, плазма, электронный луч …   Энциклопедический словарь по металлургии

• Сварка плавлением — 5. Сварка плавлением Сварка, осуществляемая местным сплавлением соединяемых частей без приложения давления Источник: ГОСТ 2601 84: Сварка металлов. Термины и определения основных понятий оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ — [flash welding; fusion welding] сварка местная расплавлением металла свариваемых элементов без приложения давления. При сварке пплавлением для расплавления соединяемых кромок (частей) используются разные источники тепла: электрическая дуга,… …   Металлургический словарь

• Сварка плавлением — Fusion welding Сварка плавлением. Любой метод сварки, в котором присадочный металл и металл основы или только металл основы расплавляется. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО Профессионал , НПО Мир и семья… …   Словарь металлургических терминов

• сварка плавлением — Syn: сваривание плавлением …   Металлургический словарь терминов

• ГОСТ Р 53690-2009: Аттестационные испытания сварщиков. Сварка плавлением. Часть 1. Стали — Терминология ГОСТ Р 53690 2009: Аттестационные испытания сварщиков. Сварка плавлением. Часть 1. Стали оригинал документа: 3.6 заполняющий проход: При многослойной сварке проход(ы), накладываемый(ые) после корневого шва(швов) и перед облицовочным… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ Р 53688-2009: Аттестационные испытания сварщиков. Сварка плавлением. Часть 2. Алюминий и алюминиевые сплавы — Терминология ГОСТ Р 53688 2009: Аттестационные испытания сварщиков. Сварка плавлением. Часть 2. Алюминий и алюминиевые сплавы оригинал документа: 3.6 заполняющий проход: При многослойной сварке проход(ы), накладываемый(ые) после корневого шва… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ 11969-79: Сварка плавлением. Основные положения и их обозначения — Терминология ГОСТ 11969 79: Сварка плавлением. Основные положения и их обозначения оригинал документа: Нулевое положение продольной оси сварного шва Положение, при котором продольная ось шва находится в горизонтальной плоскости 0I0 черт. 2 Угол… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Книги

• Материаловедение сварки. Сварка плавлением. Учебное пособие, Зорин Николай Евгеньевич, Зорин Евгений Евгеньевич. Учебное пособие содержит современные представления об особенностях формирования сварных соединений, полученных сваркой плавлением, на современных конструкционных сталях и сплавах, их… Подробнее  Купить за 1706 руб
• Материаловедение сварки. Сварка плавлением. Учебное пособие, Зорин Николай Евгеньевич, Зорин Евгений Евгеньевич. Учебное пособие содержит современные представления об особенностях формирования сварных соединений, полученных сваркой плавлением, на современных конструкционных сталях и сплавах, их… Подробнее  Купить за 1130 грн (только Украина)
• Материаловедение сварки. Сварка плавлением. Учебное пособие, Зорин Н.Е.. Учебное пособие содержит современные представления об особенностях формирования сварных соединений, полученных сваркой плавлением, на современных конструкционных сталях и сплавах, их… Подробнее  Купить за 935 руб

Другие книги по запросу «СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ» >>

Основные виды сварки плавлением | svarnoy.info

Ручная дуговая сварка штучным электродом. Теплота, необходимая для расплавления основного металла и электродного стержня, образуется в результате горения электрической (сварочной) дуги, обладающей высокой температурой (до 4000—6000°С). Расплавленные основной и электродный металлы перемешиваются в сварочной ванне и по мере продвижения дуги быстро затвердевают, образуя сварной шов. Электродное покрытие, нанесенное на металлический стержень электрода, состоит из различных компонентов, которые при расплавлении создают, шлаковую и газовую защиту сварочной ванны от вредного влияния кислорода и азота воздуха.

Ручная дуговая сварка штучным электродом

1 — основной металл,
2 — сварочная ванна.
3 — электрическая дуга,
4 — проплавленный металл.
5 — наплавленный металл,
6 — шлаковая корка,
7 — жидкий шлак,
8 — электродное покрытие,
9 — металлический стержень электрода,
10 — электрододержатель.

Автоматическая дуговая сварка под флюсом. Электрическая дуга горит под слоем зернистого флюса, который предохраняет расплавленный металл от воздуха и при необходимости легирует его. Электродная проволока подается в дугу автоматически с помощью сварочной головки, снабженной электродвигателем. Флюс ссыпается в зону сварки под действием собственного веса. Одновременно с этим вся установка передвигается вдоль свариваемого шва. При этом виде сварки обеспечиваются высокая производительность и хорошее качество шва.

 

Автоматическая дуговая сварка под флюсом

1 — бункер с флюсом,
2 — электродная проволока.
3 — сварочная головка.
4 — основной металл.
5 — сварной шов.
6 — шлаковая корка.
7 — не расплавленный флюс.
8 — ограничители флюса.
9 — медная пластина-подкладка

Дуговая сварка в защитном газе неплавяшимся электродом. Электрическая дуга горит между вольфрамовым электродом и основным металлом. Сварочная ванна защищается от окисления инертным защитным газом (аргоном, гелием), который оттесняет воздух от места сварки. Для заполнения шва в сварочную ванну вводится присадочный материал. Сварка может производиться ручным, механизированным и автоматическим способами. Этот метод широко применяют при сварке высоколегированных сталей, цветных металлов и их сплавов, а также активных и редких металлов.

Дуговая сварка в защитном газе неплавяшимся электродом

 

1 — электрическая дуга,
2 — газовое сопло,
3 — вольфрамовый электрод,
4 — присадочная проволока.

Дуговая сварка в защитном газе плавящимся электродом. Электродная проволока с помощью подающих роликов непрерывно подается в зону сварки со скоростью ее плавления. Сварочную ванну от воздуха защищают как инертным, так и активным газом (например, углекислым). Углекислый газ применяют при сварке углеродистых и легированных сталей, инертные газы — при сварке высоколегированных сталей и цветных металлов. Сварку можно выполнять механизированным и автоматическим способами.

Дуговая сварка в защитном газе плавящимся электродом

1 — электрическая дуга,
2 — газовое сопло,
3 — подающие ролики,
4 — электродная проволока,
5 — токоподводяший мундштук,
6 — защитный газ.

Сварка трехфазной дугой. К двум электродам и изделию подводят переменный ток от трехфазного сварочного трансформатора. При этом возникают три дуги, горящие в одном сварочном фокусе: по одной между каждым электродом и изделием и одна между самими электродами. При горении дуг выделяется большое количество теплоты, что увеличивает производительность процесса сварки. Сварку можно выполнять как ручным, так и автоматическим способом.

Сварка трехфазной дугой

1, 2 — плавящиеся электроды,
3, 5, 6 — сварочные дуги,
4 — основной металл.

Электрошлаковая сварка отличие от дуговой сварки для плавления основного и электродного металлов используется теплота, выделяющаяся при прохождении сварочного тока через расплавленный электропроводный шлак (флюс). После затвердевания основного и электродного металлов образуется сварной шов. Сварку выполняют при вертикальном расположении свариваемых деталей с большим зазором между ‘ними. Для формирования шва по обе стороны зазора устанавливают медные ползуны, охлаждаемые водой. Для свободного перемещения ползунов вверх сборка под сварку производится с помощью специальных (сборочных) скоб. Электрошлаковую сварку применяют при соединении деталей большой толщины (от 30 до 1000 мм и более).

Электрошлаковая сварка

1 — начальная скоба для возбуждения процесса сварки,
2 — металлическая (сварочная) ванна,
3 — токоподводящий мундштук,
4 — подающие ролики,
5 — электродная проволока,
6 — шлаковая ванна,
7 — медные формующие ползуны,
3 — сварной шов,
9 — сборочная скоба,
10 — свариваемые детали.

 

 

 

Классификация видов сварки плавлением. Сварка

Классификация видов сварки плавлением

Термический класс сварки включает все виды сварки с использованием тепловой энергии.

Сварку плавлением в зависимости от различных способов, характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок деталей можно разделить на следующие основные виды:

• газовая сварка;

• электрическая дуговая сварка;

• электрошлаковая сварка;

• электронно-лучевая сварка;

• плазменная сварка;

• лазерная сварка;

• термитная сварка.

Этот класс характеризуется тем, что сварка осуществляется плавлением кромок соединяемых частей. При этом образуется ванна расплавленного металла. После отвода источника нагрева металл сварочной ванны кристаллизуется и образуется сварной шов, соединяющий свариваемые части. Сварка – сложный и быстропротекающий физико-химический процесс образования соединения материалов. Подготовка заготовок и продуманная технология делают сварку легкой, быстрой.

Из курса физики нам известно, что состояние любого вещества характеризуется взаимосвязью молекул и атомов. Различают четыре основные состояния материи:

• твердое;

• жидкое;

• газообразное;

• плазму.

Твердое тело представляет собой «агрегат» атомов, находящихся во взаимодействии, а его физические характеристики определяются их взаимным расположением (кристаллической решеткой) и химическими связями, действующими между ними.

Соединение сваркой твердых тел можно представить как образование прочных и устойчивых химических связей между атомами соединяемых элементов. Для получения прочного соединения твердых тел необходимо их сблизить до возникновения межатомных связей.

В твердом и жидком состоянии расстояние между молекулами и атомами очень мало. Этим объясняется малая сжимаемость этих веществ и их общее название – «конденсированное состояние».

В газах расстояние между молекулами значительно больше, поэтому газы сравнительно легко сжимать под воздействием внешнего давления.

Различие в электропроводности твердых, жидких и газообразных веществ также объясняется различием расстояний между атомами и молекулами. В твердых и жидких веществах крайние электроны, далеко отстоящие от ядер своих атомов, легко теряют связь с ядром. Благодаря этому появляются свободные электроны, легко перемещающиеся по объему вещества. Такие свободные электроны называются электронами проводимости и являются носителями тока в проводниках. В газах электроны притягиваются только к своим ядрам, поэтому при нормальных условиях газы электрический ток не проводят.

Вся история человечества связана с освоением энергии, в частности тепловой энергии. От древнего пламени костра до управления потоками света в лазерном луче – вот история технологии. В таблице 1 приведены данные о плотности потоков тепловой энергии и минимально достижимых площадях нагрева материалов, т. е. фокусировке потоков энергии в пятно нагрева.

Таблица 1

Энергетические свойства источников тепла

Классификацию сварки можно провести по степени механизации процессов. Тогда выделяют сварку: ручную, механизированную (полуавтоматическую), автоматическую.

Ручная сварка производится оператором (сварщиком) с помощью инструмента вручную, без применения механизмов.

Механизированная сварка выполняется оператором при помощи устройства (машины или механизма), подающего электродную проволоку в зону сварки.

Автоматическая сварка осуществляется без участия человека. При этом механизируются операции по получению сварного шва по заданной программе.

По способу защиты металла различают: сварку в воздухе, в вакууме, в среде защитных газов, под слоем флюса, в пене и т. п.

Общая схема методов сварки плавления (рис. 1) может быть представлена рядом последовательных стадий состояния металла в зоне сварки:

1 – элементы собраны под сварку и закреплены в необходимом положении относительно друг друга. Между элементами остается зазор. В зоне стыка полностью отсутствуют химические связи;

2 – на поверхность металла в зоне стыка воздействуют мощным концентрированным потоком тепловой энергии Q. Подведенный тепловой поток нагревает кромки материала выше температуры плавления. Расплавленный металл обеих кромок сливается, образуется общая ванночка из жидкого металла (сварочная ванна). Ванночка удерживается на частично оплавленных кромках. Зазор между заготовками исчезает. Химические связи в жидком металле близки к химическим связям твердого тела, поэтому эту стадию принято называть образованием физического контакта;

3 – при прекращении теплового воздействия на кромки свариваемых элементов (выключение источника тепла или перемещение его вдоль кромок) зона сварки охлаждается за счет передачи теплоты вглубь свариваемых элементов и в окружающую среду. Происходит кристаллизация сварочной ванны с образованием литой структуры шва, т. е. создание химических связей по сечению свариваемого соединения. Частично оплавленные зерна основного металла на границе сварочной ванны являются основанием для «пристройки» атомов из жидкости для кристаллизации шва.

Рис. 1. Схема стадий образования соединения сваркой плавлением:

1 – сборка под сварку;

2 – образование сварочной ванны под воздействием теплоты;

3 – кристаллизация ванны с образованием сварного соединения;

4 – макроструктура зерен на границе шва.

Рассмотрим основные виды сварки плавлением.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Что такое сварка? Виды, оборудование, расходники. Простым языком!

Приветствую дорогой друг на на нашей общей Территории сварки. Из этой статьи вы узнаете что такое сварка. А так же, о всех известных видах сварки, оборудовании, инструменте и расходных материалах. Обещаем рассказывать просто и понятно каждому! Ну что, погнали?

Кстати, сваркой называют не только соединение металлов. Существует так же сварка стекла, пластика, керамических материалов и других…

Что такое сварка? Определение.

Что такое сварка? Во-первых, это процесс, во время которого образуются неразъемные соединения металла. Во время его нагрева одним из способом(местный или общий, трение), а так же, методом деформации — металлы соединяются на молекулярном уровне, что и обеспечивает неразъемность сварного соединения.

Во время процесса сварки всегда возникает неразъемное, не разборное соединение.

Классы (группы) видов сварки

Сварку можно разделить на три основные группы или класса. Простыми словами, выделяются три большие группы, в которые входят виды сварки. Которые различаются по способу защиты процесса сварки от воздействия внешней среды( воздуха), а так же, по особенностям техники, методам управления и самого материала. Три основные группы по способу влияния на металл:

• Термическая — способ воздействия на свариваемый металл путем расплавления основного металла и присадочного. Во время процесса происходит смешивание основного металла и присадочного, в связи с чем, образуется неразъемное сварное соединение.
• Механическая — класс включает в себя виды воздействия на свариваемый металл наружным давлением. Целью этого процесса является сжать необходимый металл друг с другом так, что бы произошло соединение на молекулярном уровне.
• Комбинированная — объединение двух только что рассмотренных класса. То есть, металл могут предварительно нагреть, затем воздействовать на него внешним давлением до образования неразъемного соединения.

Термическая группа

Группа сварки, в которую входят виды, характеризующиеся образованием сварочной ванны во время процесса сварки. Сварочная ванна образуется в связи с выделением тепла источником и является смесью расплавленных металлов — основного и присадочного. Присадочным может выступать — электрод, металлический пруток. А источником тепла служит сварочная дуга, образующаяся в связи с замыканием электрического проводника или горением горючего газа, а так же, термит(смесь горючих реагентов) и сконцентрированный поток световых лучей.

Газовая

Газовая сварка — при которой источником тепла выступает пламя. Как правило, используется пропан или ацетилен, обязательно в совокупности с кислородом. Газовая сварка не зависит от питания от электрической сети, по этому, её можно использовать в поле и других местах, где отсутствует электроэнергия.

Основная схема газовой сварки

При газовой сварке нагрев свариваемых металлов происходит более плавно, проще говоря медленно. По этому, как правило, данную сварку применяют для работы с тонким металлом, а так же, цветными. Выполняют так же наплавку. При газовой сварке используется присадочный пруток, которым заполняют стык свариваемого соединения.

Электродуговая

Самая распространенная сварка — электродуговая. Во время процесса сварка кромки свариваемых металлов расплавляют с помощью электрической дуги. Которая, в своё время, возникает в связи с замыканием проводника (электрод или проволока). Такую сварку можно разделить на несколько подгруппы:

Принцип работы электродуговой сварки схематично

• Плавящимся электродов. Ручна дуговая сварка плавящимся электродом. Во время этой сварки расплавляется металл электрической дуги, которая горит между электродом и основным металлом. Плавятся кромки основного металла и сам плавящийся электрод. В процессе такой сварки, происходит смешивание основного металла с присадочным(электрод), в связи с чем и образуется сварочный шов. Плавящиеся электроды выполняются в специальной обмазке. При расплавлении которой выделяются газы, которые и служат защитой сварочной ванны от воздействия внешней среды. Самое вредное для сварочной ванны во внешней среде является — кислород.
• Не плавящимся электродов. Такую сварку еще называют аргонодуговой. Во время которой, сварочная дуга горит между неплавящимся электродом(угольный, вольфрамовый). В качестве присадочного металла используют специальный присадочный пруток. А сварочную ванну защищает инертный газ, я его называю защитный. Таким газом может выступать — аргон, углекислый газ, гелий или их смеси.
• С использованием сварочной проволоки. Данный вид сварки, как правило — полуавтоматический. Сварочная дуга горит между подаваемой, в полуавтоматическом режиме, сварочной проволоки. Она и служит присадочным металлом. В качестве защиты сварочной ванны выступает инертный газ, как правило углекислый газ или аргон, а так же их смеси. Поступает проволока и газ в область сварки после нажатия на кнопку на специальном «держаке».

Лучевая

Как правило, данный вид сварки используют для маленьких(микро) деталей. Радио детали, электронные схемы. Суть сварки заключается в создании светового луча или луча электронов. И в том и другом случае, главное сконцентрировать луч непосредственно в области сварки. Что бы луч не рассеивался из за плотности воздуха, такую сварку производят в специальных камерах, где обеспечивают вакуумную среду.

Схематичная демонстрация лучевой сварки

Преимущество такой сварки заключается в том, что её можно использовать для микро-деталей, чем не похвастается другая сварка. А так же, в процессе сварки практически не нагревается околошовная зона. В случае, когда необходимо произвести сварку в труднодоступном месте, прибегают к помощи специальных призм, которыми и направляют луч в необходимое место.

Фотография оборудования для лучевой сварки

Электрошлаковая

Данным способом сварки, ка кправило пользуются для работы с толстым металлом, в вертикальных швах. Источником тепла, в основном процессе служит флюс. Он выделяет достаточное количества теплоты для плавления кромок основного металла и присадочной проволоки. А нагревается флюс под воздействием электричества, которое через него проходит.

Схематично процесс электрошлаковой сварки

Для начала процесса такой сварки, зажигают электрическую дугу, которая начинает плавить флюс. В расплавленном состоянии флюс, становится токопроводящим, что позволяет пропускать через него ток, который его разогревает. В это время начинается процесс плавления кромок основного металла и присадочной проволоки.

Термитная

В процессе термитной сварки используют термит — специальная смесь, состоящая из алюминия, магния и металлической окалины. Задачей данной смеси является расплавление основного металла. Так как температура горения этой смеси достигает 2700 градусов, она легко справляется со своей задачей.

Схематично о термитной сварке

Данную смесь засыпают в специальную ёмкость, которая изготовлена из тугоплавких металлов. Затем, разжигают её либо пиропатроном или электрической дугой. А так же, могут разжигать при помощи специального шнура- бикфордов шнур.

Данным видом сварки обычно сваривают рельсы или крупногабаритные изделия. Более того, её применяют для наплавки, все тех же крупногабаритных изделий.

Механическая группа

Данная группа сварки представляет из себя выделение тепла, для плавления свариваемого металла путём механического воздействия на него. Такое воздействие, как правило, представлено в виде трения, взрыва или давления, а так же ультразвука.

Не забудьте прочитать о дефектах сварных швов, как их обнаружить, как бороться и какие бывают.

Трением

Суть процесса сварки трением заключается, как правило, во вращении и оказываемом давлении на свариваемый металл. Вращаться могут как обе детали так и одна из них, другая в это время надежно закреплена. Во время вращения, детали создают силы трения, которые и разогревают металл для температуры плавления.

Схема сварки трением с передвижением

В это время, давление, оказываемое на заготовки, вдавливает их друг в друга. Таким образом образуется прочный сварочный шов. Более того, преимуществом данного вида сварки является то, что можно соединять металлы с разной температурой плавления. Существует несколько основных способа движения при сварке трением:

Принципы вращения

• Вращающийся
• Поступательно -вращающийся
• Возвратно -поступательный

Взрывом

Сварка взрывом один из экзотических способов сварки металлов. Применяется он, чаще всего, для создания износостойкого слоя на монолитные металлические заготовки. А так же, для усиления рабочей поверхности деталей.

Схематично о сварке взрывом

Процесс сварки взрывом заключается в том, что бы установить привариваемую заготовку над основным металлом, а на привариваемую установить взрывчатое вещество и детонатор. После детонирования заряда, привариваемая заготовка, под действием ударной волны, простыми словами, впечатывается в основной металл. После чего, за доли секунды, два металла соединяются на молекулярном уровне. Создавая, при этом, общую кристаллическую решетку.

Ультразвуком

Довольно интересный вид сварки — сварка ультразвуком. Данный вид предпочтительно используется в производстве электро-схем минимальных размеров, а так же, при соединении металла с неметаллами.

Ультразвуковая сварка работает по принципу сближения атомов свариваемых заготовок на такое расстояние, на котором они соединяются в общую структуру. Этому способствуют ультразвуковые волны, которые создают колебания(по типу микровибрации).

Принцип ультразвуковой сварки на схеме

Обратите внимание на статью — вольфрамовые электроды, для чего и как применяются.

Не смотря на то, что оборудования для такой сварки стоит не малых денег, ультразвуковая сварка все же считается востребованной. Качество соединений считается очень качественным.

Холодная

Холодная сварка относится к виду сварки давлением. В процессе которой, свариваемые детали деформируются и вдавливаются друг в друга. За счет чего и образуется неразъемное соединение. Такую сварку принято делить на три подгруппы:

Виды холодной сварки схематично

• Шовная
• Стыковая
• Точечная

Оборудование и расходники парой слов

Хорошее оборудование для сварки — ключ к качеству выполняемых работ. Конечно не достаточно только качества оборудования, необходимы знания теории, наличие практики, правильно подобранные расходники и прочее. Но без хорошего оборудования и расходником гораздо сложнее добиться качественного сварного соединения.

Оборудование при выполнении сварочных работ играет важную роль. Это, как минимум, инструмент преобразования бытового или производственного электричества в сварочный ток. Во многих случаях, оборудование обеспечивает не только сварочным током, но и функциями подачи сварочной проволоки, подачи защитного газа( при полуавтоматической или автоматической сварки). Смешивании газов при газовой сварки(например пропана и кислорода). Более того, многое сварочное оборудование обладает вспомогательными функциями. Такими как стабилизацией горения дуги, защитой от залипания электрода, защитой от короткого замыкания в электрической цепи и другими.

Какое оборудование и расходные материалы необходимы для сварки

Каждый начинающий или опытный сварщик должен четко знать, какой оборудование необходимо для того или иного вида сварки. Должен уметь правильно сделать выбор и отдать предпочтение.

При каждом виде сварки, применяется разное оборудование.

Ручная-дуговая сварка

Самая распространенный вид сварки, как в быту, так и в производстве. И это обусловлено доступностью, мобильностью и простоте использования. Для данного вида сварки применяются сварочные инверторы и трансформаторы. Более распространены, конечно, сварочные инверторы.

Сварочный инвертор для ручной-дуговой сварки. Является оборудованием для сварки.

Они компактны, а многие из них оснащены дополнительным функционалом( на пример форсажем дуги), который обеспечивает комфортное использование и повышает шансы на качество выполняемых работ.

Расходники для РДС

Мало того, что для каждого вида сварки используется отдельное оборудование, так еще и расходники тоже разные. Вот для ручной-дуговой сварки используются сварочные электроды. Их еще называют плавящиеся покрытые электроды для сварки. Бывают они разного диаметра, за счет чего и длина их тоже разная(чем больше диаметр, тем больше длина).

Электроды для ручной дуговой сварки

Более того, различают их не только по диаметру, но и по марке и производителя. Перечислю самые распространенные марки электродов: Ано 21, Уони 13/55, МР 3.

Полуавтоматическая сварка

Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов, далее ПА. Данный вид сварки не менее востребован чем РДС. Но, лично я считаю, что такая сварка более востребована в случае стационарной работы, например в цеху или домашней мастерской. По тому что, оборудованием для полуавтоматической сварки является не только аппарат, но и газовый баллон, что обеспечивает трудности для мобильности(исключение — перемещение по цеху).

Аппарат для полуавтоматической сварки в среде защитных газов

Так вот, для работы потребуется сам сварочный аппарат для полуавтоматической сварки, делее полуавтомат и газовый балон. Полуавтомат, как правило, более массивен и больше по габаритам чем аппарат для ручной-дуговой сварки. Для баллона потребуется редуктор и шланги для транспортировки газа от балона к аппарату. Для полуавтомата потребуется специальный держак для полуавтоматической сварки и кабель массы.

Преимуществами данного вида сварки являются.

1. Высокая производительность
2. Качество и эстетика шва
3. Чистота сварочного поста
4. Минимальное задымление
5. Простота в освоении и работе.

Расходные материалы

К расходным материала для полуавтоматической сварки относятся:

• Сварочная проволока

• Защитный газ
• Наконечник медный
• Сопло

Сварочная проволока для ПА сварки различается по диаметру, марке стали и покрытию. Так же, бывает простая и порошковая. В каком случае используют порошковую сварочную проволоку? В том случае, когда имеется необходимость ограничить использование защитного газа, в этом случае, функцию инертного газа выполняет порошковая проволока.

Основные виды обычной сварочной проволоки для полуавтоматической сварки в среде защитных газов.

Вы могли бы прочитать статью о том, как правильно варить полуавтоматом для новичков. Многим будет полезно!

Порошковая сварочная проволока

Хочется добавить еще то, что сварочная проволока для ПА может быть намотана на бухты разных размеров, за счет чего, вес у них отличается.Защитным газом является углекислый газ, аргон или их смесь. Высокое качество защитный сварочной ванны обеспечивает смесь газов аргон + углекислый.

Балон с защитным газом — углекислый. Для сварки

Что такое сварка плавлением? — TWI

Сварка плавлением — это процесс, в котором используется тепло для соединения или сплавления двух или более материалов путем их нагрева до точки плавления. Процесс может потребовать или не потребовать использования наполнителя. Внешнее приложение давления не требуется для процессов сварки плавлением, за исключением контактной сварки, когда во время сварки для надежного соединения требуется значительное контактное давление.

Эта статья — одна из серии часто задаваемых вопросов TWI.

Процессы сварки плавлением

Процессы сварки плавлением можно сгруппировать по источнику тепла, например, электрическая дуга, газ, электрическое сопротивление и высокая энергия.

Эти процессы включают:

Процессы дуговой сварки — наиболее распространенными являются:

Дуговая сварка защищенным металлом (SMAW) , также известная как ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMA или MMAW), дуговая сварка под защитным флюсом или сварка штучной сваркой. Подходит для сварки черных и цветных металлов во всех положениях.

Сварка металлов в инертном газе (MIG) и Сварка металлов в активном газе (MAG) , также известная как газовая дуговая сварка металла (GMAW). Сварка MIG и MAG — наиболее распространенные процессы дуговой сварки, при которых между плавящимся проволочным электродом и заготовкой образуется электрическая дуга, которая приводит к их плавлению и соединению. В обоих случаях используется защитный газ для защиты сварного шва от загрязняющих веществ, переносимых по воздуху, или окисления в случае сварки MIG.

Сварка вольфрамом в среде инертного газа (TIG) , также известная как газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW).Этот процесс дугового использует неплавящийся вольфрамовый электрод, чтобы создать дугу между электродом и опорной плитой. Инертный защитный газ используется для защиты от окисления или другого атмосферного загрязнения. Этот процесс можно использовать автогенно для тонких деталей, но для более толстых деталей потребуется добавление проволоки, прутка или расходных материалов.

Плазменно-дуговая сварка (PAW). В этом процессе используется электрическая дуга, возникающая между электродом и соплом горелки. Электрическая дуга ионизирует газ (обычно аргон) в камере, создавая так называемую плазму.Затем он пропускается через медное сопло с мелким отверстием, которое сужает дугу и направляет ее к заготовке, позволяя отделить плазменную дугу от защитного газа (который обычно изготавливается из смеси аргона и водорода).

Дуговая сварка под флюсом (SAW). В этом часто используемом процессе дуговой сварки используется плавящийся электрод с непрерывной подачей и слой плавкого флюса, который становится проводящим при расплавлении и обеспечивает прохождение тока между заготовкой и электродом.Флюс также предотвращает разбрызгивание и искры, подавляя ультрафиолетовое излучение и пары.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW). В этом процессе, разработанном как альтернатива SMAW, используется расходный электрод с постоянной подачей потока и постоянным напряжением или источником питания постоянного тока. Иногда с использованием защитного газа в этом процессе можно также просто использовать флюс для защиты от атмосферы.

Узнать больше

Процессы газовой сварки — наиболее распространенный процесс:

Кислородно-топливная сварка , также известная как кислородно-ацетиленовая сварка, но обычно называемая газовой сваркой, в этом процессе используется ручная горелка или выдувная труба и смесь кислорода и ацетилена, которая воспламеняется для создания пламени.

Процессы контактной сварки

Контактная точечная сварка. Этот быстрый процесс сварки обеспечивает передачу тепла между двумя электродами в зависимости от свойств материала и толщины заготовок. Сварочный ток концентрируется в небольшом месте, поскольку детали одновременно зажимаются вместе.

Контактная сварка швов. В этом варианте точечной сварки образуется серия перекрывающихся кусочков непрерывного соединения путем замены обычных электродов для точечной сварки колесами, которые вращаются при подаче заготовок между ними.

Процессы высокоэнергетической сварки — основные из них:

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС). Этот процесс плавления выполняется в условиях вакуума, с использованием пучка высокоскоростных электронов для плавления деталей, поскольку электроны выделяют тепло при проникновении в материал. Сварные швы часто бывают глубокими и узкими.

Лазерная сварка (LBW). LBW, который часто используется в больших объемах, использует лазерный луч для создания концентрированного источника тепла с высокой точностью, который можно использовать для соединения металла и полимеров.

,

Что такое сварка плавлением? — Примеры, преимущества и недостатки

Сварка может быть определена как один из производственных процессов, с помощью которого два или более одинаковых или разнородных материала могут быть навсегда соединены путем образования коалесценции с или без приложения внешнего давления, тепла или присадочного материала. Для формирования сварного шва не требуется сплавление стыковых поверхностей основных материалов. В зависимости от типа плавких предохранителей основного материала сварочные процессы можно условно разделить на две группы: сварка в твердом состоянии и сварка плавлением.Если стыковые поверхности основных материалов вместе с присадочным материалом плавятся, образуя сварной шов, это называется сваркой плавлением. С другой стороны, если во время сварки не происходит плавления, это называется сваркой в ​​твердом состоянии. Однако при сварке в твердом состоянии исходные детали могут нагреваться до повышенной температуры (но ниже точки плавления).

Сварочные процессы плавлением — это все процессы сварки, при которых стыковые поверхности основной детали, а также присадочный материал плавятся во время сварки для формирования сварного шва.Так что тепло всегда связано с этими процессами. Внешнее приложение давления не требуется для этих процессов, за исключением группы контактной сварки, где необходимо поддерживать значительное контактное давление во время сварки для надежного соединения. Наполнитель может применяться или не применяться.

Существует большое количество процессов сварки плавлением, и они могут быть дополнительно сгруппированы по источнику тепла. Такие процессы, при которых тепло подается с помощью электрической дуги, называются процессом дуговой сварки.Точно так же все процессы газовой сварки, процессы стойкой сварки и процессы сварки с интенсивным энергопотреблением в основном являются примерами сварки плавлением. Список таких процессов представлен ниже.

• Процессы дуговой сварки
  • Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)
  • Газовая дуговая сварка металлов (GMAW)
  • Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG)
  • Дуговая сварка под флюсом (SAW)
  • Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)
  • Электрошлаковая сварка (ESW)
  • Электрогазовая сварка (EGW)
  • Дуговая сварка шпилек (SW)
  • Угольная дуговая сварка (CAW)
  • Сварка атомарным водородом (AHW)
• Процессы газовой сварки
  • Сварка ацетилена на воздухе (AAW)
  • Кислородно-ацетиленовая сварка (OAW)
  • Кислородно-водородная сварка (OHW)
  • Сварка газом под давлением (PGW)
• Процессы контактной сварки (многие считают это твердотельной сваркой)
  • Контактная точечная сварка (RSW)
  • Сварка контактным швом (RSEW)
  • Проекционная сварка (PW)
  • Ударная сварка (PEW)
  • Сварка оплавлением (FW)
  • Сварка с высадкой (UW)
• Сварочные процессы с высокой энергией
  • Плазменно-дуговая сварка (PAW)
  • Электронно-лучевая сварка (EBW)
  • Лазерная сварка (LBW)

• Легко наносится присадочный материал.Таким образом, можно заполнить большой пробел.
• Нет необходимости прилагать внешнее давление, поэтому первичная форма компонентов не имеет значения (для равномерного приложения давления требуется подходящая форма).
• Конструкция стыка и подготовка кромки не имеют решающего значения, поскольку эти параметры влияют только на достижимое проникновение.
• За один шаг можно легко сварить более двух компонентов.

• Процесс связан с деформацией и возникновением остаточных напряжений, поскольку включает плавление и затвердевание.
• В свариваемых деталях имеется ощутимая зона термического влияния (HAZ). ЗТВ всегда считается слабым звеном в сварной сборке.
• Механические свойства основных материалов также сильно зависят от интенсивного нагрева.
• Соединение разнородных металлов сваркой плавлением является сложной задачей, особенно если металлы имеют существенно разную температуру плавления и коэффициент теплового расширения.

,

Сварка плавлением | определение сварки плавлением в Медицинском словаре

Явления, которые проявляются всякий раз, когда ЭП вмешивается в процесс, полностью отличаются от тех, которые характерны для традиционных процессов сварки плавлением. Таким образом, в данной статье описывается новый процесс, описанный здесь как сварка плавлением древесины с механическим воздействием, из-за отсутствия лучшего Сварка трением с перемешиванием — это твердотельный процесс, больше похожий на ковку и экструзию, чем на сварку плавлением.Электромагнитная сварка — это метод сварки плавлением, используемый для сборки термопластических деталей, требующих герметичных, герметичных или конструкционных сварных швов. На участке сварки трением с перемешиванием, в отличие от зоны сварного шва при традиционной сварке плавлением, на ТМАЗ создается значительное остаточное напряжение сжатия, а некоторые остаточного напряжения сжатия и остаточного напряжения тонкого растяжения формируются в области поверхности и в центральной области SZ, соответственно. В настоящее время для сварки алюминия и его сплавов используются два основных процесса сварки плавлением: TIG и MIG.Однако соединение разнородных материалов обычной сваркой плавлением затруднено из-за плохой свариваемости, связанной с различными химическими, механическими, термическими свойствами свариваемых материалов и образованием твердых и хрупких интерметаллических соединений (IMC) в больших масштабах на границе раздела сварных швов. Двенадцать лет разработки , новый «Кузов в белом» — это первый серийный кузов автомобиля, который будет построен с использованием технологий холодного соединения в аэрокосмической отрасли для всей сборки, что исключает сварку плавлением в кузовном цехе.Доктор Стив Джонс, специалист по сварке плавлением в компании Rolls-Royce и сотрудник TWI, говорит: «В течение следующих 12 месяцев мы будем нанимать довольно много сварщиков для наших гражданских ядерных проектов. [13] Из-за отсутствия основного металла. При плавлении новый процесс FSW обладает рядом преимуществ по сравнению со сваркой плавлением [4,14-15]. Ниже перечислены основные преимущества сварки трением с перемешиванием по сравнению с металлургической, экологической и энергетической отраслями [16]. Эти два российских инженера-строителя и специалисты по сварке и металлургии говорят, что сейчас на производстве используются технологические процессы, сварка плавлением является основным технологическим процессом.По словам Нила Шелдона, генерального менеджера компании Northern Specialty Supply, Миссула, штат Монтана, в прошлом сварка плавлением труб большого диаметра из полиэтилена высокой плотности или полиэтилена высокой плотности применялась только для стыковых соединений. ,

Что такое сварка? — Определение, процессы и типы сварных швов

Сварка — это операция, при которой две или более частей соединяются с помощью тепла или давления, либо того и другого. Обычно он используется для обработки металлов и термопластов, но также может применяться для обработки дерева.

Эта статья — одна из серии часто задаваемых вопросов TWI.

Некоторые материалы требуют использования определенных процессов и методов. Число считается « несвариваемым », термин, который обычно не встречается в словарях, но полезен и информативен.

Соединяемые детали называются исходным материалом . Материал, добавляемый для формирования соединения, называется наполнителем или расходным материалом . По форме эти материалы могут быть названы основной пластиной или трубой, присадочной проволокой, плавящимся электродом (для дуговой сварки) и т. Д.

Расходные материалы обычно выбираются так, чтобы они были аналогичны по составу основному материалу, таким образом образуя однородный сварной шов, но бывают случаи, например, при сварке хрупких чугунов, когда используется наполнитель с совершенно другим составом и, следовательно, свойствами.Такие сварные швы называют неоднородными.

Готовый сварной шов может называться сварной конструкцией .

В комплекте:

1. Как работает сварка?
2. Общие конфигурации швов
3. Виды сварных соединений
4. Источники энергии
5. Различные типы и для чего они используются
6. Услуги
7. Где используется?

Соединительные металлы

В отличие от пайки и пайки, при которых основной металл не плавится, сварка представляет собой процесс с высокой температурой плавления основного материала.Обычно с добавлением наполнителя.

Нагрев при высокой температуре вызывает образование сварочной ванны из расплавленного материала, которая охлаждается с образованием соединения, которое может быть прочнее, чем основной металл. Давление также можно использовать для создания сварного шва, наряду с нагревом или отдельно.

Он также может использовать защитный газ для защиты расплавленного металла и присадочного металла от загрязнения или окисления.

Соединение пластмасс

При сварке пластмасс также используется тепло для соединения материалов (но не в случае сварки растворителем), и выполняется в три этапа.

Во-первых, поверхности подготавливаются перед приложением тепла и давления и, наконец, материалам дают остыть для плавления. Способы соединения пластмасс можно разделить на методы внешнего и внутреннего нагрева, в зависимости от конкретного используемого процесса.

Соединение дерева

При сварке древесины для соединения материалов используется тепло, выделяемое трением. Соединяемые материалы подвергаются большому давлению, прежде чем линейное движение трения создает тепло для соединения деталей друг с другом.

Это быстрый процесс, который позволяет соединить древесину без клея и гвоздей за считанные секунды.

стыковое соединение

Соединение между концами или краями двух частей, образующих угол между собой 135–180 ° включительно в области стыка.

Т-образный шарнир

Соединение между концом или краем одной части и лицевой стороной другой части, при этом части составляют угол друг с другом от более 5 до 90 ° включительно в области соединения.

Угловой шарнир

Соединение между концами или краями двух частей, образующих угол друг к другу более 30, но менее 135 ° в области соединения.

Кромочный стык

Соединение краев двух частей под углом друг к другу от 0 до 30 ° включительно в области стыка.

Крестообразный шарнир

Соединение, в котором две плоские пластины или два стержня приварены к другой плоской пластине под прямым углом и на одной оси.

Lap Joint

Соединение между двумя перекрывающимися частями, образующими угол между собой 0-5 ° включительно в области сварного шва или сварных швов.

Сварные швы на основе конфигурации

Сварка с пазом

Соединение между двумя перекрывающимися компонентами, выполненное путем наложения углового сварного шва по периферии отверстия в одном компоненте таким образом, чтобы соединить его с поверхностью другого компонента, открытой через отверстие.

Электрозаклепка

Сварка, выполненная путем заполнения отверстия в одном компоненте заготовки присадочным металлом так, чтобы соединить его с поверхностью перекрывающегося компонента, открытого через отверстие (отверстие может быть круглым или овальным).

На основе проникновения

Сварной шов с полным проплавлением

Сварное соединение, в котором металл шва полностью проникает в соединение с полным проплавлением корня. В США предпочтительным термином является шов с полным проплавлением (CJP, см. AWS D1.1).

Сварной шов с частичным проплавлением

Сварной шов, в котором проплавление намеренно меньше полного проплавления. В США предпочтительным термином является шов с частичным проплавлением (PJP).

Сварные швы с учетом доступности

Характеристики завершенных сварных швов

Сварка встык

Угловой шов

Основной металл

Металл, соединяемый или покрываемый сваркой, пайкой или пайкой.

Присадочный металл

Металл, добавленный во время сварки, пайки твердым припоем или наплавки.

Сварной металл

Весь металл расплавился во время сварки и остался в сварном шве.

Зона теплового воздействия (HAZ)

Часть основного металла, подвергшаяся металлургическому воздействию тепла сварного шва или термической резки, но не расплавленная.

Линия Fusion

Граница между металлом шва и ЗТВ при сварке плавлением. Это нестандартный термин для обозначения сварного соединения.

Зона сварки

Зона, содержащая металл шва и ЗТВ.

Поверхность шва

Поверхность сварного шва, открытая со стороны, с которой был выполнен сварной шов.

Корень сварного шва

Зона на стороне первого участка, наиболее удаленной от сварщика.

Приварной носок

Граница между поверхностью шва и основным металлом или между прогонами. Это очень важная особенность сварного шва, так как пальцы ног являются точками высокой концентрации напряжений и часто они являются точками возникновения различных типов трещин (например, усталостных трещин, холодных трещин).

Чтобы снизить концентрацию напряжения, пальцы ног должны плавно переходить в поверхность основного металла.

Избыток металла шва

Сварной металл, лежащий вне плоскости, соединяющей пальцы ног. Другие нестандартные термины для этой особенности: армирование, перелива.

Примечание: термин «армирование», хотя и обычно используется, не подходит, потому что любой избыток сварочного металла над поверхностью основного металла не делает соединение прочнее.

Фактически, толщина, учитываемая при проектировании сварного компонента, является расчетной толщиной горловины, которая не включает излишки металла шва.

Пробег (проход)

Металл расплавился или выпал во время одного прохода электрода, горелки или выдувной трубки.

Слой

Слой металла шва, состоящий из одного или нескольких прогонов.

Различные процессы зависят от используемого источника энергии с использованием множества различных доступных методов.

До конца XIX века кузнечная сварка была единственным методом, который использовался, но с тех пор были разработаны более поздние процессы, такие как дуговая сварка.Современные методы используют газовое пламя, электрическую дугу, лазеры, электронный луч, трение и даже ультразвук для соединения материалов.

Необходимо соблюдать осторожность при использовании этих процессов, поскольку они могут привести к ожогам, поражению электрическим током, повреждению зрения, воздействию радиации или вдыханию ядовитых сварочных паров и газов.

Существует множество различных процессов со своими собственными технологиями и приложениями для промышленности, к ним относятся:

Arc

Эта категория включает ряд общих ручных, полуавтоматических и автоматических процессов.К ним относятся сварка металла в среде инертного газа (MIG), сварка штучной сваркой, сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), газовая сварка, сварка металлом активным газом (MAG), дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW), газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW), дуга под флюсом. сварка (SAW), дуговая сварка в среде защитного металла (SMAW) и плазменная сварка.

В этих методах обычно используется присадочный материал, и они в основном используются для соединения металлов, включая нержавеющую сталь, алюминий, никель и медные сплавы, кобальт и титан. Процессы дуговой сварки широко используются в таких отраслях, как нефтегазовая, энергетическая, аэрокосмическая, автомобильная и др.

Трение

Сварка трением соединяет материалы с использованием механического трения. Это можно сделать различными способами на различных сварочных материалах, включая сталь, алюминий или даже дерево.

При механическом трении выделяется тепло, которое смягчает смешанные материалы, создавая связь по мере их охлаждения. Способ соединения зависит от точного используемого процесса, например, сварка трением с перемешиванием (FSW), точечная сварка трением с перемешиванием (FSSW), линейная сварка трением (LFW) и ротационная сварка трением (RFW).

Сварка трением не требует использования присадочных металлов, флюса или защитного газа.

Трение часто используется в аэрокосмической промышленности, поскольку оно идеально подходит для соединения легких алюминиевых сплавов, которые иначе не поддаются сварке.

Процессы трения используются в промышленности, а также изучаются как метод склеивания древесины без использования клея или гвоздей.

Электронный луч

В этом процессе соединения сплавлением для соединения материалов используется пучок высокоскоростных электронов.Кинетическая энергия электронов преобразуется в тепло при столкновении с деталями, заставляя материалы плавиться вместе.

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) выполняется в вакууме (с использованием вакуумной камеры), чтобы предотвратить рассеивание луча.

ЭЛС имеет много общих применений, например, для соединения толстых профилей. Это означает, что его можно применять во многих отраслях, от авиакосмической до атомной энергетики и от автомобильной до железнодорожного транспорта.

Лазер

Используется для соединения термопластов или кусков металла, в этом процессе используется лазер для создания концентрированного тепла, идеально подходящего для сварных швов, глубоких сварных швов и высокой скорости соединения.Благодаря простой автоматизации, высокая скорость сварки, с которой может выполняться этот процесс, делает его идеальным для применения в больших объемах, например, в автомобильной промышленности.

Сварка лазерным лучом может выполняться на воздухе, а не в вакууме, например, при сварке электронным лучом.

Сопротивление

Это быстрый процесс, который обычно используется в автомобильной промышленности. Этот процесс можно разделить на два типа: контактная точечная сварка и контактная сварка швом.

При точечной сварке используется тепло, передаваемое между двумя электродами, которое прикладывается к небольшой площади, когда детали зажимаются вместе.

Шовная сварка похожа на точечную сварку, за исключением того, что электроды заменяются вращающимися колесами, что обеспечивает непрерывный сварной шов без утечек.

TWI предлагает один из самых обширных наборов услуг.

,