Сущность процесса сварки: Сварка. Процесс сварки и его виды

Содержание

Сварка. Процесс сварки и его виды

Сваркой называют технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми заготовками при их нагревании и (или) пластическом деформировании. Это позволяет в результате сварки получить непрерывность структуры соединяемых металлических изделий. Сварочные процессы применяют для изготовления разнообразных конструкций, исправления брака литья, восстановления поломанных и изношенных деталей (ГОСТ Р ИСО 857-1–2009).

Существенным преимуществом сварки является плотность швов, обеспечивающая герметичность резервуаров, котлов, вагонов-цистерн, трубопроводов, корпусов судов. Сварка позволяет соединять элементы, имеющие различную толщину, и упрощать технологию изготовления сложных узлов и конструкций. Возможность механизации и автоматизации производственных процессов, высокое качество сварных соединений и рациональное использование металла сделали сварку прогрессивным высокопроизводительным и экономически выгодным технологическим процессом.

Сущность процесса сварки заключается в возникновении атомномолекулярных связей между контактирующими поверхностями. Для этого необходимо поверхности сблизить на расстояние, соизмеримое с атомным радиусом. В реальных условиях сближению поверхностей препятствуют микронеровности, окисные и органические пленки, адсорбированные газы. Для получения качественного соединения необходимо устранить причины, препятствующие сближению контактирующих поверхностей, и сообщить атомам твердого тела некоторую энергию для повышения энергии поверхностных атомов, которая называется энергией активации. Эта энергия может сообщаться в виде теплоты (термическая активация) и в виде упругопластической деформации (механическая активация).

В зависимости от типа активации образование связей между атомами соединяемых поверхностей происходит в твердой или жидкой фазах. В соответствии с этим все способы сварки можно разделить на две основные группы: сварка пластическим деформированием (давлением) и сварка плавлением.

Сварка давлением осуществляется приложением внешней силы и сопровождается пластическим деформированием сопрягаемых поверхностей, обычно без присадочного металла. При этой сварке сближение атомов и активация соединяемых поверхностей достигаются в результате совместной упругопластической деформации. В контактирующих слоях заготовок выравниваются микронеровности, разрушается адсорбированный слой и увеличивается число активных центров взаимодействия, атомы активизированных поверхностей вступают во взаимодействие, и между ними образуется металлическая связь.

Методы сварки давлением разделяются на две подгруппы – термомеханические и механические.

Сварку давлением можно проводить:

  • без предварительного нагрева места соединения (холодная, взрывом, ультразвуковая, трением), когда применяется только механическая энергия;
  • с предварительным нагревом (контактная, диффузионная, газопрессовая), когда наряду с механической, применяется и тепловая энергия от внешних или внутренних источников теплоты.

Предварительный нагрев до пластического состояния или до оплавления применяют для металлов и сплавов, обладающих повышенным сопротивлением пластическим деформациям в холодном состоянии, что затрудняет их совместное деформирование, так как требует больших давлений на единицу поверхности.

Нагрев металла при сварке давлением осуществляется либо за счет дополнительных энергетических затрат (пропускание тока, сжигание газов, индуктирование в деталях токов высокой частоты), либо за счет частичного преобразования сообщаемой энергии в тепловую.

Сварка плавлением осуществляется оплавлением свариваемых поверхностей без приложения внешней силы. Расплавляется либо только основной металл (заготовки) по кромкам, либо основной металл с дополнительным – электродным или присадочным.

Расплавленный металл заготовок с дополнительным образуют общую сварочную ванну. При этом достигается разрушение окисных пленок, покрывающих поверхность соединяемых элементов, и сближение атомов до расстояния, при котором возникают металлические связи. После кристаллизации металла образуется сварной шов, имеющий литую структуру.

Для расплавления основного и электродного (или присадочного) металлов применяют источники теплоты с температурой не ниже 3 000 °С.

В зависимости от характера источника теплоты различают электрическую и химическую сварку плавлением.

При электрической сварке плавлением источником теплоты служит электрический ток. Существуют следующие виды электрической сварки плавлением:

  • дуговая, при которой нагрев осуществляется электрической дугой;
  • плазменная, при которой нагрев осуществляется сжатой дугой;
  • электрошлаковая, при которой нагрев и плавление металла осуществляются за счет термической энергии, выделяемой шлаком при прохождении через него электрического тока;
  • лучевые способы сварки, к которым относятся лазерная и электронно-лучевая сварки. При лазерной сварке для нагрева используется монохроматический когерентный луч, а при электронно-лучевой сварке – сфокусированный электронный луч;
  • газовая сварка, где в качестве источника теплоты используют экзотермическую реакцию горения горючего газа или смеси горючих газов и кислорода.

Свариваемость – свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия. Понятие свариваемости часто применяют при сравнительной оценке существующих и разработке новых материалов.

Свариваемость материалов оценивают степенью соответствия заданных свойств сварного соединения одноименным свойствам основного металла и их склонностью к образованию таких сварочных дефектов, как трещины, поры, шлаковые включения и др. По этим признакам материалы разделяют на хорошо, удовлетворительно и плохо сваривающиеся. Многие разнородные материалы, особенно металлы с неметаллами, не вступают во взаимодействие друг с другом. Такие материалы относятся к числу практически несваривающихся.

Свариваемость материалов в основном определяется типом и свойствами структуры, возникающей в сварном соединении при сварке. При сварке однородных металлов и сплавов в месте соединения, как правило, образуется структура, идентичная или близкая структуре соединяемых заготовок. Этому случаю соответствует хорошая свариваемость материалов.

При сварке разнородных материалов, в зависимости от различия их физико-химических свойств, в месте соединения образуется твердый раствор с решеткой одного из материалов либо химическое или интерметаллидное соединение с решеткой, отличающейся от решеток исходных материалов. Механические и физические свойства твердых растворов, особенно химических или интерметаллидных соединений, могут значительно отличаться от свойств соединяемых материалов. Такие материалы относятся к удовлетворительно сваривающимся.

Если образуются хрупкие и твердые структурные составляющие в сварном соединении, то в условиях действия сварочных напряжений возможно возникновение трещин в шве или околошовной зоне. В последнем случае материалы относятся к категории плохо сваривающихся.

Свариваемость, с одной стороны, зависит от материала, технологии сварки, конструктивного оформления соединения, а с другой — от эксплуатационных свойств сварной конструкции, которые определяются предъявляемыми к ним техническими требованиями. Это может быть одно свойство или комплекс свойств, в зависимости от назначения конструкции. Если эксплуатационные требования удовлетворяются, то свариваемость материалов считается достаточной. Если не обеспечивается хотя бы одно из этих свойств, то свариваемость материала считается недостаточной.

Для исследования свариваемости, как правило, применяют сварные образцы специальной конструкции или образцы с имитацией сварочных циклов. В результате испытания сварных образцов определяются условия появления дефектов, механические и специальные свойства соединений. Наряду с экспериментальными используют расчетные методы определения показателей свариваемости, учитывающие химический состав, тип соединения, вид, режим сварки и другие факторы.

В каждом конкретном случае основные показатели выбирают с учетом того, какие свойства и характеристики связаны с наиболее частыми отказами сварных соединений при эксплуатации.

При сварке однородных металлов в месте соединения, как правило, образуется структура, близкая к структуре соединяемых заготовок. В этом случае свариваемость оценивается как хорошая или удовлетворительная. В процессе сварки разнородных материалов в зависимости от степени их взаимной растворимости в соединении могут образовываться твердые растворы, химические и интерметаллические соединения. Механические и физические свойства соединений могут существенно отличаться от свойств свариваемых материалов. При этом высока вероятность образования несплошностей в виде трещин и несплавлений. Свариваемость в этом случае оценивается как ограниченная или плохая.

Рис. 1. Неоднородность механических свойств различных зон сварного соединения легированной стали: 1 — основной металл; 2 — шов с литой структурой; 3 — зона термического влияния

Прочность и твердость шва при сварке сплавов, как правило, ниже, чем у основного материала. Это объясняется тем, что для предотвращения образования трещин при сварке плавлением применяют менее легированный присадочный материал, чем металл заготовок. Пониженная пластичность шва также может быть обусловлена крупнокристаллической литой макроструктурой (рис. 1) и повышенным содержанием газов.

 

Просмотров: 1 132

Сущность и классификация процесса сварки. Конспект

Конспект. Ручная электро-дуговая сварка.

… … …

Введение:

Сварка является одним из технологических процессов, как в области маши­ностроения, так и в строительной индустрии.

Несмотря на большие масштабы использования в промышленности различ­ных видов механизированной сварки, объем применения ручной дуговой сварки се­годня не только не снижается, но и возрастает, что связано с созданием новых мате­риалов и нового оборудования для ручной дуговой сварки.

Электрическая дуга впервые была открыта в 1802 г. профессором физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В.В. Петровым.

А в 1882 году русский изобретатель Н.Н. Бенардос применил электрическую дугу для соединения металлов. В 1885 году он получил патент под названием «спо­соб соединения и разъединения металлов непосредственным действием электриче­ского тока», используя для этого дугу, горящую между угольным электродом и ме­таллом и питающую электрической энергией от аккумулятора.

Русский инженер-металлург и изобретатель Н.Г. Славянов в 1888 году разра­ботал способ сварки металлическим электродом, в 1891 году он получил два патента под названием «способ и аппараты для электрической отливки металлов» и «способ электрического уплотнения металлических отливок». Бенардос предложил различ­ные способы сварки наклонными металлическими электродами и устройства, в кото­рых подача электрода в зону дуги выполнялась за счет давления пружины.

Однако низкий уровень развития техники в России с тех лет не позволяют использовать и широко развивать идеи Петрова, Бенардоса, Славянова.

Выдающуюся роль в теоретической разработке сварных процессов сыграли видные ученые К.В. Любавский, К.К. Хренов, Г.А. Николаев, Н.О. Окерблам, Н.Н. Рыкалин, Е.О. Патон, В.П. Никитин и др.

Сварка — процесс получения неразъемного соединения двух или более деталей из твердых металлов (материалов) путем их местного сплавления или совместного деформирования с нагревом и без нагрева с получением на границе их раздела прочных межатомных связей, за счет сплавления основного и присадочного материала.

Все виды сварки можно разделить на две основные группы: сварка плавлением и сварка давлением.

При сварке плавлением, кромки свариваемых деталей и присадочный материал расплавляются теплотой сварочной дуги или газовым пламенем, образуя сварочную ванну. При кристаллизации металла сварочной ванны рост кристаллов начинается с сплавленных кристаллов основного металла.

При сварке давлением совместная направленная пластическая деформация свариваемых металлов способствует соприкосновению и перемешиванию их атомов и образованию межатомной связи.

Классификация видов сварки металлов по физическим признакам. В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, различают три класса сварочных процессов: термический, термомеханический, механический.

Вид сварки – объединяет сварочные процессы по виду источника энергии непосредственно используемого для образования сварного соединения.

К термическому классу относятся виды сварки осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии, а именно: дуговая, электрошлаковая сварка, электронно-лучевая, плазменно-лучевая, тлеющим разрядом, световая, индукционная, газовая сварка, термитная сварка и литейная.

К термомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии и давления, а именно: контактная сварка, диффузионная, индукционно-прессовая, газопрессовая, дугово-прессовая, шлакопрессовая, термитно-прессовая, печна

Сущность процессов сварки материалов и их классификация

Cварка — это технологический процесс получения неразъемных соединений металлов, сплавов и других ма­териалов, осуществляемый на основе сил межатомного сцепления свариваемых материалов. Она широко применяется в машиностроении, приборостроении, металло­обработке, в строительстве и других отраслях народного хозяйства; сварка является незаменимой в судостроении, мостостроении, авиастроении, создании трубопроводов. Сварка позволяет соединять между собой однородные металлы и сплавы, разнородные металлы (например, медь с алюминием, сталь с медью), металлы с неметал­лами (керамикой, стеклом, графитом и др.), а также пластмассы.

Развитие сварки, особенно в последние годы, привело к появлению новых методов сварки, расширило возмож­ности применения ее традиционных методов.

Сварные соединения можно получить двумя способа­ми: плавлением и давлением. В первом случае кромки свариваемых деталей расплавляют. Подвижность атомов материала в жидком состоянии приводит к образованию общей сварочной ванны. При охлаждении происходит кристаллизация атомов двух металлов и в результате образования единого литого ядра сварного шва полу­чается прочное неразъемное соединение. В другом случае сварку осуществляют сдавливанием свариваемых поверхностей

,при котором сварное соединение образуется за счет взаимного проникновения (диффузии) атомов одно­го материала в другой. Удельные давления, обеспечиваю­щие межатомные связи, должны быть весьма высокими и соответствовать пределу текучести данного материала; при этом материал переходит в пластичное состояние. Необходимость получения высоких удельных давлений, сложность обеспечения плотного контакта по всей свариваемой поверхности, наличие на поверхности оксидов, адсорбированных газов и других загрязнений затрудняют осуществление холодной сварки. Поэтому сварку давлением часто осуществляют с предварительным подо­гревом, повышающим пластичность материала.

Bce методы сварки можно классифицировать: по фи­зическим признакам, по способу образования сварного соединения, виду используемой энергии, степени автома­тизации. Классификация сварки по физическим признакам является стандартной (рис. 18.28).

По виду энергии, используемой для нагрева материа­ла, все методы сварки можно разделить на шесть групп: 1) электрическая, 2) химическая, 3) механическая, 4) лу­чевая, 5) электромеханическая, 6) химико-механическая. В промышленности наиболее широкое применение получили электросварка (электродуговая, плазменная, электрошлаковая) и электромеханическая сварка (кон­тактная, диффузионная). Из химических методов наи­большее значение имеет газовая сварка. В механических способах широкое развитие получают ультразвуковая, трением и др.

B зависимости от степени автоматизации процесса различают ручную, полуавтоматическую и автоматиче­скую сварку. При сварке автоматизируются обычно про­цессы подачи присадочного материала и флюса, а также управления источником энергии. По способу образования сварного соединения все виды сварки делятся на две группы: плавлением и давлением.

Основными видами сварных соединений (рис. 18.29), применяемых при изготовлении различных конструкций, являются: а — стыковые, б — внахлестку, в — угловые, г — тавровые.

Предварительная подготовка кромок, расположение сварного шва регламентируются стандартами и зависят от материала свариваемых деталей, а также его тол­щины.

Способность материала образовывать надежное и прочное сварное соединение является одним из важных его технологических свойств, называемым

сваривае­мостью. Сварные соединения должны по возможности обладать теми же свойствами, что и свариваемые мате­риалы. При сварке металлических деталей возникает не­однородность свойств металла в различных его зонах, обусловленная различием структуры и величины зерна.

Нагрев до высоких температур приводит к образованию крупнозернистой структуры в сварном шве и может вы­звать окисление, азотирование, газонасыщение, выгора­ние легирующих компонентов в металле сварного шва. Металл околошовной зоны также претерпевает струк­турные изменения.

В настоящее время сварочная техника обеспечивает сварку большинства металлов и сплавов, хотя их свари­ваемость и качество сварных соединений различны. На свариваемость стали большое влияние оказывает содер­жание углерода, марганца, хрома, молибдена, никеля. Хо­рошей свариваемостью обладают низкоуглеродистые и низколегированные стали, технически чистый алюми­ний. Низкую свариваемость имеют чугуны, высокохро­мистые стали, медно-цинковые и алюминиевые сплавы, химически активные и тугоплавкие металлы (титан, воль­фрам, ванадий, ниобий, молибден и др.). Наиболее слож­но сваривать детали из разнородных материалов. В этих случаях для получения сварных соединений высокого ка­чества необходимо применять особые технологические приемы или новые способы сварки.

Сварка плавлением

Электродуговая сварка. Внастоящее время электроду­говая сварка по сравнению с другими методами имеет наибольшее распространение. Для плавления кромок сва­риваемых деталей при электродуговой сварке исполь­зуется электрическая дуга, которая может обеспечить вы­сокую температуру (до 6000 °С) и большую силу тока в зоне разряда. Электрические параметры дуги могут изменяться в широких пределах. Применяют токи от 1 до 3000 А при напряжении 10 — 50 В. Мощность можно из­менять от 0,01 до 150 кВт, что позволяет выполнять элек­тродуговую сварку металлов с различной температурой плавления и разных толщин.

Электрическая дуга возникает между двумя электро­дами 1, один из которых, как правило, является сваривае­мой деталью 2, а второй — специальный стержень (рис. 18.30,

а). Такой способ называют сваркой дугой прямого действия или зависимой дугой. Независимая электриче­ская дуга горит между двумя стержневыми электродами (рис. 18.30,6). Плавление кромок свариваемых деталей осуществляется за счет косвенного действия дуги. Этот метод менее эффективен и применяется довольно редко.

На качество сварки большое влияние оказывает ста­бильность горения дуги. Напряжение, необходимое для поддержания горения дуги, зависит от материала и раз­меров электрода, силы тока и длины дуги (l1 и l2). Эта зависимость выражается вольтамперной или статиче­ской характеристикой дуги (рис. 18.31).

Горению электрической дуги предшествует дуговой разряд, который возникает при напряжении 45 — 50 В для стальных электродов и 55-65 В для угольных электро­дов. После возникновения дугового разряда напряжение понижается до 18-25 В для стальных и 30-40 В для угольных электродов. Устойчивое горение дуги обеспечи­вается при силе тока, превышающей 50 А, когда напря­жение на дуге не зависит от силы тока. Для устойчивого горения дуги необходимо сохранить ее длину в пределах 0,6 — 0,8 диаметра электрода.

Для питания электрической дуги может использовать­ся постоянный или переменный ток. Устойчивость горе­ния дуги на постоянном токе выше, чем на переменном. Однако постоянный ток энергетически менее выгоден, а применяемое в этом случае оборудование более гро­моздко. Повышенный расход электрической энергии при сварке на постоянном токе увеличивает ее стоимость. Для питания дуги постоянным током используют сва­рочные генераторы и выпрямители электрического тока. Сварочные генераторы бывают однопостовые и много­постовые, стационарные и передвижные, работающие от электродвигателя или от двигателя внутреннего сгора­ния.

Электрическая дуга на переменном токе менее устой­чива из-за непрерывного изменения направления тока, в результате чего дуга может гаснуть. Стабильность дуги повышается при применении переменного тока повышен­ной частоты (150-450 Гц) или использовании специальных стабилизирующих покрытий, наносимых тон­ким слоем на электродные стержни. Такие покрытия обеспечивают ионизацию дугового столба и тем самым предотвращают угасание дуги. Электродуговая сварка на переменном токе имеет наибольшее распространение. При этом применяют сварочные трансформаторы, пони­жающие напряжение до 60—65 В. Устойчивость горения дуги и возможность саморегулирования процесса обеспе­чивается источниками электрического тока — сварочными генераторами и трансформаторами с падающей внешней вольт-амперной характеристикой (рис. 18.31, кривая а). Напряжение при таком оборудовании должно умень­шаться с повышением силы тока, а при токе короткого замыкания напряжение должно падать до нуля (рис. 18.31, точка 1). В точке 2 пересечения характеристик дуги и источника питания имеет режим, при котором горение дуги устойчивое.

Электродуговая сварка выполняется плавящимися ме­таллическими электродами (по способу Славянова) и не­плавящимися графитовыми (по способу Бенардоса) или вольфрамовыми электродами. Неплавящиеся электроды служат только для поддержания горения дуги, которая расплавляет кромки свариваемых деталей, образуя свар­ной шов. При сварке деталей больших толщин дополни­тельно применяют присадочный материал в виде прово­локи, химический состав которого должен соответство­вать составу металла свариваемых частей. Присадочная проволока расплавляется в зоне горения дуги и перехо­дит в металл сварного шва. Сварка неплавящимися гра­фитовыми электродами осуществляется только на по­стоянном токе.

Плавящиеся электроды служат для поддержания горе­ния дуги и являются дополнительным присадочным ма­териалом для образования сварного шва.

Размеры всех электродов стандартизованы. Плавя­щиеся электроды для ручной сварки изготовляют из спе­циальной сварочной проволоки, по химическому составу близкой к химическому составу металла свариваемых де­талей. Их выпускают с покрытием (обмазкой), которое служит для защиты расплавленного металла от насыще­ния его кислородом и азотом, создания устойчивости го­рения дуги, обеспечения легирования металла сварного шва и придания ему свойств, близких к основному металлу.

По толщине обмазки различают электроды с тонким и толстым покрытием. Тонкие покрытия (толщиной 015 — 0,3 мм) являются стабилизирующими. Они обычно состоят из смеси известняка и жидкого стекла. Образую­щиеся в процессе сварки ионы кальция способствуют по­вышению стабильности горения дуги. Такие электроды применяют при сварке неответственных конструкций из углеродистой стали. При сварке ответственных изделий применяют электроды с толстым покрытием толщиной 1 — 3 мм. В состав толстого покрытия входят газообра­зующие, шлакообразующие, легирующие и связующие элементы. Газообразующие элементы состоят из органи­ческих веществ — древесной муки, крахмала. Они пред­назначены для создания вокруг дуги и жидкого металла защитной среды, состоящей из оксида углерода и других продуктов распада углеводородов. Шлакообразующие элементы состоят из минеральных веществ — полевого шпата, марганцевой руды, ильменита и др., которые при плавлении электрода образуют шлаковую защиту метал­ла сварного шва. Кроме того, шлак замедляет охлажде­ние металла шва, что способствует улучшению его струк­туры. Легирующие элементы вводят в состав обмазки в виде ферросплавов (ферромарганца, ферросилиция, ферротитана, феррохрома и др.). При выплавлении они переходят в металл сварного шва и тем самым обеспечи­вают улучшение его механических свойств.

Электродуговая сварка выполняется открытой или за­щищенной дугой. Она может быть ручной, полуавтома­тической и автоматической.

При ручной сварке электрод перемещают вдоль свар­ного шва и по мере его расплавления обеспечивают по­стоянство длины дуги в процессе сварки. Качество свар­ного шва зависит от постоянства длины дуги, поэтому при ручной сварке оно неоднородно по длине шва. В этом случае трудно также осуществить защиту дуги, а сварка открытой дугой приводит к образованию окси­дов металла на поверхности, газонасыщенности, рыхлой структуре и снижению механических, свойств сварного шва. Повышение качества сварного соединения обеспечи­вается электродуговой сваркой защищенной дугой, при которой в качестве защитных сред используются флюсы или защитные газы.

Широкое применение находит автоматическая дуговая сварка под слоем флюса (рис. 18.32).

Оборудование для автоматической сварки состоит из сварочной головки, ис­точника питания и регулирования сварочного тока. Сварочная головка обеспечивает автоматическую подачу электродной проволоки в зону сварки со скоростью, под­держивающей длину дуги постоянной, а также подачу флюса в зону сварки. Сварочная автоматическая головка перемещается вдоль сварного шва (при неподвижном из­делии). Иногда используют неподвижную головку при автоматическом перемещении изделия. При автоматиче­ской сварке применяют голую плавящуюся электродную проволоку, намотанную в кассете 1. В рассматриваемом способе дуга горит под толстым слоем флюса, защи­щающем расплавленный металл от воздействия окру­жающей среды и предотвращающем его разбрызгивание, что улучшает условия формирования шва между двумя свариваемыми заготовками 4, 5. В состав флюсов входят раскислители и отдельные легирующие элементы, улуч­шающие структуру, механические свойства сварного шва. Флюс в виде гранул засыпается в зону сварки из бункера 2. Расплавляясь в процессе сварки, он равномерно покры­вает шов, образуя при остывании твердую корку шлака на его поверхности. Впоследствии шлаковая корка легко удаляется. Оставшийся после сварки сыпучий гранулиро­ванный флюс отсасывается обратно в бункер с помощью сопла 3.

Основными преимуществами автоматической элек­тродуговой сварки под флюсом являются: повышение качества шва, обеспечение однородности качества шва по его длине, повышение производительности сварки в 10—15 раз по сравнению с ручной, уменьшение расхода электроэнергии и электродной проволоки, улучшение ус­ловий труда, уменьшение выделения пыли и газов, отсут­ствие светового излучения. Но автоматическую сварку нельзя применять для вертикальных, потолочных и фа­сонных швов. Сварочные автоматы наиболее эффективно применять при производстве швов большой протяженно­сти.

Для защиты дуги и расплавленного металла от воз­действия кислорода и азота воздуха кроме флюса приме­няют защитные газы. Наибольшее применение в промы­шленности нашли аргоно-дуговая, атомно-водородная и сварка в среде углекислого газа.

К преимуществам дуговой сварки в среде защитных газов относятся: надежность защиты сварочной ванны и обеспечение высокого качества сварного соединения, отсутствие флюсов и покрытий, высокая производитель­ность процесса, широкие возможности автоматизации и механизации процесса, возможность получения сварно­го шва в различных пространственных положениях, вы­сокая степень концентрации теплоты, возможность на­блюдения за дугой, что облегчает управление процессом. Защитный газ выбирают в зависимости от химического состава свариваемого металла и его чувствительности к примесям, содержащимся в газе.

Атомно-водородная сварка. Такую сварку осущест­вляют, как правило, дугой независимого действия, горя­щей между двумя вольфрамовыми электродами 1, 5 (рис. 18.33). В зону сварки 8 по специальным каналам 3, 4 электрододержателей 2, 6 поступает водород, обладаю­щий способностью восстанавливать оксиды металлов и оказывать защитное действие. Кроме того, водород переносит теплоту от горящей дуги к свариваемому ме­таллу, благодаря чему дуга независимого действия мо­жет обеспечить высокие температуры (до 4000 °С). Водо­род в зоне горения дуги диссоциирует на атомы. Процесс диссоциации водорода протекает с поглощением боль­шого количества теплоты

Н2à2H — Q

В месте сварки атомы водорода, соприкасаясь с более холодной поверхностью металла заготовок 7, 9, вновь соединяются в молекулы, выделяя при этом поглощен­ную теплоту.

Чистый водород взрывоопасен, поэтому при атомно-водородной сварке обычно применяют азотоводородную смесь, получаемую путем разложения аммиака при 500-600°С.

Атомно-водородная сварка обеспечивает получение плотных и прочных сварных соединений меди, нержавею­щих сталей, алюминиевых сплавов, обладающих плохой свариваемостью. При атомно-водородной сварке воз­можно применение присадочной проволоки. Для защиты дуги используют также инертные газы — аргон, гелий или их смеси.

Аргоно-дуговая сварка нашла наибольшее примене­ние для соединения деталей из высоколегированных ста­лей и сплавов на основе титана, магния, никеля, меди. Она выполняется дугой зависимого действия. В качестве электродов используют плавящиеся и неплавящиеся (во­льфрамовые) электроды. Плавящимися электродами сва­ривают детали толщиной более 3 мм. Сварку неплавящимися электродами можно выполнять с применением присадочной проволоки. Аргон подается к месту сварки под давлением 30 — 50 кПа. В некоторых случаях, напри­мер при сварке заготовок сложной формы или изготов­ленных из активных, быстроокисляющихся металлов, ис­пользуют специальные камеры, заполненные аргоном. Сварку в камерах выполняют вручную или автоматиче­ски. Аргоно-дуговую сварку выполняют также с ис­пользованием подвижных защитных микрокамер.

Сварка в среде углекислого газа осуществляется ду­гой зависимого действия с помощью плавящейся элек­тродной проволоки, которая автоматически подается в зону сварки с постоянной скоростью. Для устранения пористости сварного шва сварку производят постоянным током обратной полярности. Углекислый газ подается в зону сварки через сопло горелки из баллона. Так как углекислый газ обладает окислительным действием, в электродную проволоку вводят раскислители (кремний и марганец).

Такой способ является относительно дешевым, поэто­му получает все большее распространение. Этим мето­дом сваривают заготовки из углеродистых и низколеги­рованных сталей с прямыми и кольцевыми швами, устраняют дефекты стальных отливок. Процесс сварки может выполняться на автоматах и полуавтоматах.

Электрошлаковая сварка. Электрошлаковая сварка, разработанная НИИ электросварки им. Е. О. Патона и отмеченная золотой медалью на Всемирной выставке в Брюсселе, является разновидностью автоматической сварки под слоем флюса. В этом случае флюсы должны быть электропроводными и иметь температуру плавления на 100—120 °С выше темпера­туры плавления свариваемого ме­талла и электродной проволоки. В за­висимости от толщины свариваемых заготовок сварку выполняют одним или несколькими плавящимися го­лыми электродами.

Первоначально процесс сварки начинается с возбуждения и поддер­жания горения дуги под слоем флюса. После расплавления флюса и обра­зования достаточного количества жидкого шлака дуговой процесс пре­кращается и начинается электрошлаковый (рис. 18.34).

Кромки свариваемых заготовок 6, 7 и электроды 1 пла­вятся за счет теплоты, выделяющейся при прохождении электрического тока через цепь: электроды 1 — жидкий токопроводящий шлак 3 — жидкий металл 4 — сваривае­мые заготовки 6, 7. Количество теплоты, необходимое для протекания электрошлакового процесса, определяется по закону Джоуля — Ленца. Металл электродов, опущенных в жидкий шлак, плавится и каплями стекает в сварной шов. Проходя через шлак, металл очищается от серы, неме­таллических включений, газов, т. е. рафинируется. Полу­ченный сварной шов обладает высокими механическими свойствами, почти не отличаясь по прочности и пластич­ности от основного металла.

Сварной шов 5 формируется между двумя медными ползунами 2, 8, охлаждаемыми водой. По мере плавле­ния электроды автоматически подаются в зону сварки. Ползуны вместе с механизмом подачи электродов авто­матически перемещаются вдоль сварного шва.

Этот способ позволяет сваривать металл практически неограниченной толщины, причем заготовки толщиной до 50 — 60 мм сваривают одним электродом, а толщиной до 400 — 450 мм — несколькими электродами. С помощью электрошлаковой сварки изготовляют разнообразные крупногабаритные конструкции: станины прессов, детали прокатных станов, емкости высокого давления, а также выполняют наплавку сплавов со специальными свойства­ми. Применение электрошлаковой сварки позволяет за­менить цельнокованые и цельнолитые конструкции ана­логичными сварными, обеспечивая значительную эконо­мию расхода металла и затрачиваемых средств.

Обеспечивая высокие качество и производительность, электрошлаковая сварка считается одним из прогрес­сивных методов. Способ электрошлаковой сварки запа­тентован во многих передовых капиталистических стра­нах. Принцип электрошлаковой сварки положен в основу получения высококачественного металла в металлургиче­ских процессах электрошлаковым переплавом.

Газовая сварка.При газовой сварке для расплавления кромок свариваемых заготовок и присадочной проволоки используют теплоту, выделяемую при сгорании газа в кислороде (ацетилена, водорода, пропана, природного газа и др.). Наибольшее применение находит ацетилен, обладающий высокой теплотой сгорания и дающий наи­большую температуру пламени (3150 °С). Ацетилен мо­жет подаваться для сварки непосредственно от газогене­ратора, в котором его получают из карбида кальция, либо из баллона, где он находится в растворенном со­стоянии под давлением 1,5-1,6 МПа. Ацетилен взрыво­опасен, поэтому баллоны наполняют пористой массой (активированным углем), пропитанной ацетиленом. Да­вление ацетилена при сварке понижается до 0,01—0,15 МПа с помощью редукторов, установленных на выходе из баллона.

Кислород, используемый при сварке, транспортирует­ся в жидком виде в специальных резервуарах (танках). С помощью газификаторов кислород переводят в газо­образное состояние и по трубопроводам подают к рабоче­му месту сварщика. Кислород можно транспортировать и хранить, так же как и ацетилен, в баллонах в газо­образном состоянии под давлением 15 МПа. При сварке давление кислорода снижается до 0,3 — 0,5 МПа. Кисло­родные баллоны окрашиваются в синий, а ацетилено­вые — в белый цвет.

Для смешивания газов в заданном соотношении и получения устойчивого газового пламени применяют сва­рочную горелку, схема которой показана на рис. 18.35, а. В сварочную горелку газы подаются по шлангам. По принципу действия различают горелки инжекторные (всасывающие) — низкого давления и безинжекторные высокого давления.

Газовое пламя обеспечивает плавление металла, а также его восстановление, науглероживание или окис­ление. Получение того или иного пламени достигается за счет изменения соотношения горючего газа и кислорода в смеси.

Наиболее благоприятные условия сварки обеспечиваются при соотношении объемов кислорода и ацетиле­на, равном 1,1 — 1,2. Такое пламя называют нормальным или восстановительным. Нормальным пламенем свари­вают большинство сталей. Газовое пламя состоит из трех основных зон (рис. 18.35,6). Зона 1 — ядро, содержа­щее свободный кислород и продукты распада ацетилена. В зоне 2 содержатся продукты неполного сгорания аце­тилена, оксид углерода (СО) и водород (Н2)

С2Н2 + О2 = 2СО + Н2

Эта зона имеет наивысшую температуру (315О°С). По­этому она называется сварочной или восстановительной. В зоне 3 происходит полное сгорание ацетилена за счет кислорода воздуха с образованием паров воды (Н2О) и углекислого газа (СО2). Пламя с избытком ацетилена является науглероживающим. Его применяют при сварке чугуна. В этом случае углерод, выгорающий при сварке, компенсируется за счет пламени.

Окислительное пламя (с избытком кислорода) приме­няют при сварке латуней для получения оксидных пле­нок, препятствующих испарению цинка. Содержащиеся в пламени восстановительные газы — оксид углерода (СО) и водород (Н2) — несколько защищают металл от окисле­ния, однако при сварке активных металлов такая защита недостаточна, поэтому необходимо применять флюсы (например, при сварке алюминиевых сплавов).

Газовую сварку применяют главным образом для стыковых соединений деталей толщиной 0,2 — 5 мм, изго­товленных из стали, легкоплавких сплавов цветных ме­таллов, а для заполнения металлом сварного шва ис­пользуют дополнительно присадочную проволоку.

Газовая сварка имеет значительно меньшее распро­странение, чем электрические методы сварки, так как на­личие кислорода в пламени ухудшает механические свой­ства металла и качество сварного шва. Газовая сварка уступает другим методам и по производительности. Этот процесс трудно поддается автоматизации и выполняется в основном вручную.

Наибольшее применение газовая сварка находит при ремонтных работах, а также в местах, где отсутствуют источники электрического тока.

К специальным методам сварки плавлением относятся электронно-лучевая сварка, лазерная и плаз­менная сварка.

С развитием научно-технического прогресса найдут широкое применение и другие новые методы сварки плавлением: фотонная (от искусственного источника све­та), гелиосварка (от энергии Солнца) и т. п.


Похожие статьи:

Сварка Сущность процесса — Энциклопедия по машиностроению XXL

ДУГОВАЯ СВАРКА. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА  [c.183]

ТОЧЕЧНАЯ СВАРКА Сущность процесса  [c.366]

АТОМ НО-ВОДОРОДНАЯ СВАРКА Сущность процесса  [c.214]

РЕЖИМЫ И ТЕХНИКА ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ Сущность процесса шланговой полуавтоматической сварки  [c.403]

Атомноводородная сварка. Сущность процесса атомноводородной сварки состоит в следующем (фиг. 16). Между двумя вольфрамовыми электродами J возбуждают дугу, в зону которой подают молекулярный водород. При высокой температуре дуги молекулярный водород переходит в атомарный, поглощая большое количество тепла. Атомарный водород, встречаясь с холодной поверхностью основного металла, вновь переходит в молекулярный. При этом выделяется тепло, идущее на плавление основного металла и присадочного прутка 2.  [c.145]


Дуговая сварка. Сущность процесса. …………….  [c.661]

Холодную сварку выполняют без нагрева при нормальных и пониженных температурах. Физическая сущность процесса заключается в сближении свариваемых поверхностей до образования  [c.220]

Сущность процесса сварки под водой состоит в том, что под действием тепла сварочной дуги испаряется и разлагается окружающая дугу вода, расплавляется и частично испаряется материал изделия, электрода и покрытия, создавая вокруг дуги непрерывно возобновляющуюся газовую полость. Расплавленный металл при этом образует валик или шов.  [c.126]

Электронный луч. Электронный луч — поток электронов, испускаемых одним источником и движущихся по близким траекториям в определенном направлении. Сущность процесса сварки электронным лучом в вакууме состоит в использовании кинетической энергии электронов.  [c.15]

Глава 13. СВАРКА ДАВЛЕНИЕМ 45. Сущность процессов сварки давлением  [c.105]

Холодная сварка — сварка, при которой соединение образуется при значительной пластической деформации без внешнего нагрева соединяемых поверхностей. Физическая сущность процесса заключается в сближении за счет пластической деформации свариваемых поверхностей до образования металлических связей между ними и получения таким образом прочного сварного соединения. Отличительной особенностью холодной сварки является необходимость значительной объемной пластической деформации и малой, степени ее локализации в зоне контакта соединяемых материалов. Это связано с необходимостью разрушения и удаления окисных пленок из зоны контакта механическим путем, т. е. за счет интенсивной совместной деформации. Большое усилие сжатия обеспечивает разрыв окисных пленок, их дробление и образование чистых поверхностей, способных к схватыванию.  [c.115]

Конечная цель сварочного производства — выпуск экономичных сварных конструкций, отвечающих по своим конструктивным формам, механическим и физическим свойствам тому эксплуатационному назначению и условиям работы, для которых они создаются. Обеспечение рациональных форм и определение оптимальных сечений элементов конструкций относится к задачам проектирования. Получение необходимых механических и физических свойств сварных соединений — главная задача, решение которой должны обеспечить технологические процессы сварки. Теория сварочных процессов призвана давать правильное описание совокупности явлений, которые составляют сущность процесса сварки.  [c.5]


Формы тел, нагреваемых при сварке, весьма разнообразны. Распространение теплоты существенно зависит от формы и размеров тела. Точный учет конфигурации тела может привести к таким усложнениям расчета, что его практическое использование окажется затруднительным. Поэтому во всех тех случаях, когда пренебрежение второстепенными особенностями формы тела не приводит к большим погрешностям расчета, целесообразно упро-ш,ать формы рассматриваемых тел, сводя их к простейшим. Разумеется, грамотное применение такой схематизации должно основываться на четком понимании физической сущности процесса в целом. Обычно выбирают одну из следующих основных схем.  [c.140]

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И ВИДЫ СВАРКИ  [c.449]

Сущность процесса, технологические особенности и применение атомноводородной сварки  [c.317]

Сущность процесса и классификация способов автоматической сварки под слоем флюса  [c.325]

Сущность процесса и разновидности стыковой сварки  [c.356]

Схему и описание метода см. табл. 1. Сущность процесса состоит в том, что изделие из пластмассы помещают в переменное электрическое поле высокой частоты, которое создается между двумя металлическими электродами. Вследствие того, что пластмассы являются несовершенными диэлектриками, элементарные заряды при внесении их в высокочастотное электрическое поле смещаются и небольшое количество имеющихся в диэлектрике свободных зарядов образует ток проводимости. На смещение заряженных частиц затрачивается работа, которая преобразуется в тепло. При изменении направления электрического поля выделяется некоторое количество тепла. Поэтому, чтоб интенсифицировать процесс сварки, применяют токи высокой частоты (30— 40 мгц и более).  [c.199]

Атомно-водородная сварка относится к группе газо-электрических (электрохимических) способов. Сущность процесса состоит в получении под действием высокой температуры дуги атомного водорода, рекомбинирующего в молекулы на поверхности свариваемого металла с выделением значительного количества теплоты.  [c.214]

Более ста лет прошло со дня изобретения нового технологического процесса, впервые продемонстрированного в парижской аудитории. Появился целый ряд разновидностей сварки, сущность которой заключается в нагреве или пластическом деформировании соединяемых частей (а также совместном воздействии того и другого процесса), вплоть до установления межатомных прочных связей указанных частей.  [c.34]

Холодную сварку выполняют без нагрева при обычных и даже пониженных температурах. Физическая сущность процесса заключается в сближении свариваемых поверхностей до образования металлических связей между ними. В результате сдавливания заготовок в месте соединения происходит совместная пластическая деформация, сопровождающаяся разрушением пленок оксидов, которые удаляются из зоны контакта при течении металла. Образовавшиеся совершенно чистые поверхности обеспечивают прочное соединение.  [c.255]

В чем состоит сущность процесса дуговой сварки под слоем флюса  [c.151]

В зависимости от основных признаков, которые в данном определении превалируют, понятия сварки могут быть различные. Например, сварка определяется как процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании. В данном определении указьшается и на физическую сущность процесса, и на технологические принципы его реализации.  [c.445]

Наиболее общим определением процесса сварки является ссылка на его термодинамическую сущность сварка — это процесс получения монолитного соединения материалов за счет термодинамически необратимого превращения тепловой и механической энергии и вещества в стыке.  [c.445]

В чем заключается сущность процесса пайки и каковы его особенности по сравнению со сваркой  [c.546]

Сущность процесса сварки (наплавки)  [c.42]

Сущность и техника сварки электронным лучом. Сущность процесса состоит в использовании кинетической энергии потока электронов, движущихся с высокими скоростями в вакууме (см. рис. 4.22). Для уменьшения потери кинетической энергии электронов за счет соударения с молекулами газов воздуха, а также для химической и тепловой защиты катода в электронной пушке создают вакуум порядка Ю» . .. 10 мм рт. ст.  [c.148]

Сущность процесса дуговой сварки под флюсом заключается в применении непокрытой электродной проволоки и флюса для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха (рис. 18.16). Электрическая дуга 1 горит между свариваемым изделием 9 и электродной проволокой 3 под слоем гранулированного сыпучего флюса 2, насыпаемого впереди дуги. В результате горения дуги расплавляются кромки основного металла, электродная проволока и часть флюса, примыкающая к зоне сварки. В зоне сварки образуется газовый пузырь 8, заполненный парами металла и газами. Сверху пузырь ограничен пленкой расплав-  [c.391]

Сущность процесса сварки электронным лучом в вакууме сос-стоит в использовании кинетической энергии электронов, быстро движущихся в глубоком вакууме.  [c.55]

Большое значение имеет определение твердости отдельных структурных составляющих сварного шва — микротвердости. Это позволяет оценить полноту прохождения многих металлургических процессов, происходящих при сварке. Сущность метода заключается во вдавливании стандартной алмазной пирамиды с углом прн вершине 136°, при нагрузке 0,02…2 Н, определении площади поверхности отпечатка и делении величины нагрузки на эту плотность. Результаты обозначаются в НМ — единицах микротвердости. Прибор для измерения микротвердости ПМТ-3 снабжен микроскопом с подвижной шкалой, позволяющим точно установить наконечник и произвести последующие измерения отпечатка.  [c.167]

Для сварки рельсов применяют стыковую сварку. Сущность процесса стыковой сварки заключается в следующем. Пропусканием электрического тока большой силы достигают быстрого разогрева стыка до сварочного жара, при котором металл торцов свариваемого изделия переходит в пласгическое состояние и в местах касания оплавляется. После этого производят сжатие (осадку) свариваемых частей, при этом происходит молекулярное сцепление металла, т. е. сварка.  [c.378]

Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами или молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий освобождение свариваемых иоверх-постей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом сближение свариваемых поверхностей на расстояния, сопоставимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.  [c.182]

В книге изложены основы теории сварки (сущность, клас сификация, физико-химические процессы, деформации и напри-жения, свариваемость металлов), кратко описано устройство оборудования и аппаратуры для дуговой и газовой сварки, наплавки Н резки рассмотрены приемы выполнения различных сварных швов, приведены ведения о перспективных видах сварки, механизации и автоматизации сварочного производства.  [c.2]

Физическая сущность процесса электровибрационной. наплавки полностью еще не раскрыта. Вначале предполагалось, что Т1аплавка происходит в результате контактной сварки основного металла и электрода в момент их замыкания при вибрации электрода «» (отсюда первоначальное название — виброконтактная наплавка ). Позже на основании практических наблюдений и исследований возникло предположение, что наплавка проис-  [c.76]

Сущность процесса получения отливок заключается в том, что расплавленный металл определенного состава заливается в литейную форму, внутренняя полость которой с максимальной степенью приближения воспроизводит конфигурацию и размеры будущей детали. В ходе дальнейшего охлаждения металл затвердевает, сохраняя приданную ему форму Из всех известных способов формообразования (ковка, обработка резанием, сварка, порошковая металлургия и т. д.) литейная технология наиболе эффективна, так как позволяет получать изделия необходимой конфигурации непосредственно из расплава при сравнительно небольших затратах энергии, материалов и труда.  [c.201]


Определение процесса сварки. Классификация сварки

Определение процесса сварки. Классификация сварки

Под сваркой понимают создание искусственных условий для получения неразъемных деталей посредством создания межатомных связей между их поверхностями при помощи общего или местного нагрева, пластического деформирования или этих двух действий одновременно. Для этого элементарные частицы свариваемых деталей сближаются между собой настолько, что между ними начинают действовать межатомные связи, сопровождающиеся сложными физическими и химическими процессами и обеспечивающие механическую прочность соединения.

Термический класс

К этому виду сварки относятся соединения, получаемые местным плавлением поверхностей при помощи тепловой энергии

Дуговая сварка.

При этом способе тепло для плавления получают от электрической дуги, возникающей в узком разрыве электрической цепи между сварочным электродом и изделием. Электрическое сопротивление этого зазора поднимает температуру до 4500 — 6000°С, в результате чего расплавляется конец электрода и участок детали, подлежащий соединению посредством сварки.

Газовая сварка.

Разогрев свариваемой кромки происходит при помощи газопламенной ее обработки. Пламя, полученное при выходе из газовой горелки, создает температуру до 3000°С и позволяет не только проводить сварку металлических кромок отдельных деталей, но и резать металл, нагревать его для гибки и т.д.

Лучевая сварка.

Тепло в зоне сварки при этом методе получают, бомбардируя сварочную кромку направленным электронным или фотонным потоком. Электронный поток получают при помощи специального прибора — электронной пушки, а фотонный поток создают в лазерных установках.



Термитная сварка.

При данном виде сварки используют тепло, полученное в результате сжигания термитной смеси, состоящей из алюминия и оксидов железа.

Электрошлаковая сварка. Плавление кромок свариваемых деталей получают теплом, возникающим при прохождении электрического тока через расплавленный электропроводный шлак.

Термическая разделительная резка

Под термической разделительной резкой понимают процесс обратный сварке, то есть, когда атомы металла сгорают в струе технически

чистого кислорода, а полученные при этом продукты сгорания удаляются из зоны резан

Термомеханический класс

К термомеханическому классу относят использующую одновременно энергию механического и термического воздействия.

Кузнечная сварка.

Кромки свариваемых деталей нагревают в специальных печах-горнах до требуемой температуры, а затем при помощи ударного механического воздействия соединяют между собой. Если для соединения деталей используют механические прессы, а для нагрева — все ранее перечисленные способы термического воздействия, то такой вид сварки называют прессовым.

Контактная сварка.

Соединяемые детали сдавливают между собой, а тепло для сварки получают при прохождении электрического тока через контактную часть деталей.

Диффузионная сварка.

Сварку деталей получают за счет диффузии атомов из одной детали в другую, возникающей при относительно небольшом длительном нагреве и пластической деформации, получающейся от механического давления.

Механический класс

В этом классе сварки соединение поверхностей осуществляется механическим воздействием (давление, трение, взрыв и т.д.) без использования внешнего источника тепла.

Сваркатрением.

Нагрев свариваемых деталей получают за счет сил трения, возникающих при вращении деталей относительно друг друга при одновременном сдавливании их между собой.

Холодная сварка.

При сильном сдавливании деталей между собой получается пластическая деформация металла, при которой атомы двух деталей настолько близко сближаются, что между ними возникают силы взаимодействия. В результате этого получается достаточно прочное соединение деталей, называемое холодной сваркой.

Сварка взрывом.

Сближение атомов между собой может происходить в результате направленного взрыва, при котором частицы быстро движутся навстречу друг другу и, соударяясь, сближаются между собой настолько, что между ними возникают силы взаимодействия.

Ультразвуковая сварка.

Силы взаимодействия между атомами при этом виде сварки возникают в результате колебаний кристаллической решетки металла под действием ультразвуковых колебаний.

 

Сущность процесса ручной дуговой сварки

Ручная дуговая сварка, источником теплоты которой служит электрическая дуга, занимает одно из ведущих мест среди различных видов сварки плавлением. Электрическая дуга, возникающая за счет дугового разряда между электродом и свариваемым металлом, возникает и поддерживается источником постоянного или переменного тока. Под действием теплоты, полученной при помощи электрической дуги, происходит плавление основного и присадочного материалов, в результате чего образуется сварочная ванна. Остывая, металл кристаллизуется, образуя прочное сварное соединение. Все операции по зажиганию дуги, поддержанию ее длины и перемещению вдоль линии шва выполняются сварщиком вручную без применения механизмов. Дуговая сварка выполняется как плавящимся, так и неплавящимся электродом.

Основные требования к сварочному оборудованию

В качестве оборудования, создающего устойчивую сварочную дугу, применяют различные трансформаторы, выпрямители и генераторы. В зависимости от характера и интенсивности сварочных работ и размеров свариваемых деталей промышленность выпускает большой ассортимент оборудования с различными техническими характеристиками. Однако все они должны удовлетворять следующим требованиям:

-иметь на зажимах источника тока напряжение холостого тока при разомкнутой сварочной цепи, достаточное для возбуждения и устойчивого горения сварочной дуги. При этом напряжение холостого тока должно быть безопасным, то есть не более 80 — 90В;

-обеспечить ток короткого замыкания, не превышающий установленных значений, выдерживая продолжительные короткие замыкания без перегрева и повреждения возбуждающей обмотки;

-иметь устройства для плавного регулирования силы сварочного тока;

-обладать хорошими динамическими свойствами, обеспечивая быстрое восстановление напряжения после коротких замыканий;

-обладать хорошей внешней характеристикой.

Для бытового потребления современная промышленность выпускает сварочные аппараты, отличающиеся двумя характеристиками. Первая из них — это максимальный сварочный ток, а вторая — время работы, на протяжении которого в 10 минутном рабочем цикле вырабатывается этот максимальный ток. К примеру, аппарат, рассчитанный на 140 амперный ток при 60% рабочем цикле должен обеспечить 140 ампер в течение не более 6 минут из каждых 0 минут работы. Остальные 4 минуты цикла отведены на режим холостого тока, при котором аппарат остывает.

 

Сварочная проволока

В качестве электродного материала для сварочных работ используют несколько десятков марок и диаметров стальной проволоки, каждая из которых предназначен для определенного вида работ. Для низкоуглеродистых, легированных и высоколегированных сталей существуют свои виды проволоки, отличающиеся по химическому составу. Чтобы правильно ориентироваться в этом разнообразии, надо научиться различать маркировку проволоки.

Маркировка проволоки выполняется буквенными и цифровыми символами, указывающими на содержание примесей и виды сталей, для которых она предназначена. Так, буквенный символ «Св», проставленный вначале маркировки, означает, что проволока сварочная. Цифровой индекс поле буквенного символа означает содержание углерода в сотых долях процента. К примеру, марка Св-08 означает, что проволока сварочная с содержанием углерода 0.08%. Буквенный символ, проставленный после цифры, обозначает легирующие элементы, а цифровой символ, поставленный после них, означает процентное содержание в сотых долях процента. Если содержание легирующего элемента не превышает 1%, то его количественный состав в маркировочном индексе не проставляют. При содержании легирующего элемента более 1%, после буквенного обозначения проставляют цифровой индекс, указывающий на процентное содержание элемента В целых единицах.

Использование порошковой проволоки способствует увеличению глубины проплавления металла и снижению выгорания легирующих элементов из сварочной ванны. Для сварки под слоем флюса больших поверхностей иногда применяют порошковую ленту, которая отличается от проволоки своей формой.

Хранят и транспортируют сварочную проволоку в условиях, исключающих ее загрязнение и окисление.

 

Классификация сварных швов

Сварочные швы различают по количеству слоев наложения, ориентации их в пространстве, по длине и т.д. Так, если шов полностью охватывает соединение, то его называют сплошным. Если в пределах одного соединения шов разрывается, то его называют прерывистым. Разновидностью прерывистого шва является прихваточный шов, который применяют для фиксации элементов относительно друг друга перед сваркой. Если сварочные швы накладывают один на другой, то такие швы называют многослойными.

По форме наружной поверхности сварочные швы могут быть плоскими, вогнутыми или выпуклыми. Форма сварочного шва оказывает влияние на его физико-механические свойства и на расход электродного металла, связанный с его формированием. Наиболее экономичны плоские и вогнутые швы, которые, к тому же, лучше работают при динамических нагрузках, так как отсутствует резкий переход от основного металла к сварному шву. Чрезмерный наплыв выпуклых швов приводит к перерасходу электродного металла, а резкий переход от основного металла к сварному шву при концентрированных напряжениях может вызвать разрушения соединения. Поэтому при изготовлении ответственных конструкций выпуклость на швах снимают механическим способом (фрезы, абразивные круги и т.д.).

 

Выбор режимов сварки.

Режимы дуговой сварки представляют собой совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварочного процесса. Правильно выбранные и поддерживаемые на протяжении всего процесса сварки параметры являются залогом качественного сварного соединения. Условно параметры можно разделить на основные и дополнительные.

Основные параметры режима дуговой сварки: диаметр электрода, величина, род и полярность тока, напряжение на дуге, скорость сварки, число проходов.

Дополнительные параметры: величина вылета электрода, состав и толщина покрытия электрода, положение электрода, положение изделия при сварке, форма подготовленных кромок и качество их зачистки.

 

 

Сварка чугуна

Сплавы железа, содержащие более 2% углерода, называют чугунами. Свариваемость и свойства сварных соединений во многом определяются составом чугуна и его структурой. Чугуны различают по форме графита, содержащегося в сплаве.

Технологию, режимы и материалы сварки чугунных конструкций подбирают в зависимости от вида чугуна и условий эксплуатации свариваемой конструкции. Сварку можно выполнять как холодным, так и горячим методами. При сварке чугуна появляются определенные трудности, выраженные в охрупчивании сварного соединения и образовании трещин, являющихся следствием остаточных напряжений и деформаций. Для борьбы с этими явлениями применяют предварительный и сопутствующий подогрев, обеспечивающий нужную структуру сварного соединения.

Сущность направки металла.

Наплавку при помощи дуговой сварки применяют для восстановления изношенных деталей. Для этого на поверхность изделия наносят металл, накладывая его слоями, обладающими необходимыми физико-механическими свойствами. Для этого применяют различные виды сварки ,в том числе и ручную дуговую с плавящимся или неплавящимся электродом. Основным достоинством ручной дуговой наплавки является простота и универсальность метода, возможность выполнения сложных наплавочных работ в труднодоступных местах. К недостаткам относят низкую производительность, загазованность в месте производства работ, сложность получения необходимого качества наплавленной поверхности.

 

Плавление металла.

Плавление металла Плавление основного и присадочного материалов в процессе сварки происходит под действием концентрированной энергии, вызванной сварочной дугой, пламенем горелки или одним из других способов, о которых мы расскажем ниже. Если в зону сварки не подается дополнительный металл, то сварочная ванна образуется только за счет основного соединения. Но чаще сварочная ванна получается смешиванием основного и присадочного металла, вносимого непосредственно в зону сварки электродом, сварочной проволокой и т.д. Сливаясь и перемешиваясь между собой, основной и присадочный металл образуют общую сварочную ванну, границами которой служат оплавленные участки основного металла.

Расплавленный в зоне подачи концентрированной энергии металл кристаллизуется, образуя сварочный шов.

 

Кристаллизация металла.

Кристаллизация металла Затвердевание расплавленного металла, происходящее в хвостовой части ванны, называется кристаллизацией. Под действием сварочной дуги основной и дополнительный металлы, расплавленные в головной части ванны, перемещаются в ее хвостовую часть, где при снижении температуры подвергаются кристаллизации. Динамика этого процесса такова: сварочная дуга, направленная в головную часть ванны, повышает в этой области температуру, в результате чего происходит плавление основного и электродного металлов. Механическое давление, оказываемое дугой на жидкую фазу основного и дополнительного металлов, вызывает их перемешивание и перемещение в хвостовую часть ванны. Таким образом, давление, вызванное дугой, приводит к вытеснению металла из основания ванны и открывает доступ к следующим слоям, где поддерживается необходимая для плавления температура.По мере удаления металла от зоны плавления отвод тепла начинает преобладать над его притоком, и температура жидкой фазы снижается. Расплавленные фазы основного и электродного металла перемешиваются между собой и, затвердевая, образуют общие кристаллы, что обеспечивает монолитность сварочного соединения.

Снижение температуры в хвостовой части ванны происходит за счет усиленного теплоотвода в прилегающий холодный металл, так как его масса по сравнению с ванной значительно преобладает. Кристаллы металла начинают формироваться от готовых центров основного металла в направлении ведения сварки и принимают форму кристаллических столбов, вытянутых в сторону, противоположную теплоотводу.

 

Свариваемость металлов.

На качественные показатели сварных соединений накладывает отпечаток множество факторов, к которым относятся свариваемость металлов, их чувствительность к термическим воздействиям, окисляемость и т.д. Поэтому для соответствия сварных соединений тем или иным эксплуатационным условиям следует эти критерии учитывать.

Свариваемость металлов определяет способность отдельных металлов или их сплавов образовывать при соответствующей технологической обработке соединения, отвечающие заданным параметрам. На этот показатель оказывают влияние физические и химические свойства металлов, строение их кристаллической решетки, наличие примесей степень легирования и т.д. Свариваемость может быть физическая и технологическая.

 

Сварка под флюсом.

Сварка под флюсом применяется для высокоуглеродистых сталей и цветных металлов и их сплавов. Флюсы защищают сварочную дугу и ванну от вредного атмосферного воздействия, повышая качество шва. Кроме того, флюсы оказывают влияние на устойчивость горения дуги, формирование и химический состав сварочного шва. Требуемые механические свойства, структуру металла и сварочного соединения обеспечивают сочетанием необходимого состава флюса и электродного материала.

Теплопроводность флюса намного ниже теплопроводности металла, поэтому образовавшаяся корка 9 замедляет процесс охлаждения сварочной ванны, предоставляя дополнительную возможность выходу на поверхность жидкого металла выделяемых газов и механических включений. Это способствует очищению сварочного шва и образованию более однородной его структуры.

После полного остывания сварочного шва флюсовая корка легко отделяется, а нерасплавленный флюс удаляется при помощи отсасывающего устройства 5 и может использоваться при последующей сварке. Для сварки под флюсом служат трансформаторы переменного тока с пологопадающей характеристикой. Это оборудование позволяет с собой простой переплав основного и электродного металлов без существенного изменения их химического состава.

Преимущества сварки в среде защитных газов заключаются в возможностях существенно повысить производительность труда и качество свариваемых швов по сравнению с простой дуговой сваркой. Кроме того, достигается большой диапазон ( от десятых доле миллиметра до десятков миллиметров) свариваемых толщин, доступность наблюдения за сварочным процессом и т.д.

 

Сварка алюминия.

Высокая активность алюминия с кислородом способствует созданию на его поверхности тугоплавкой пленки оксида алюминия (А1203), которая препятствует сплавлению основного и электродного металлов. Это происходит из-за большой разницы температур, требуемых для плавления. Так как для плавления основного металла требуется всего 658°С, а оксид алюминия плавится при температуре 2050°С, то в массиве сварочного шва появляются непровары и шлаковые включения. Это отрицательно сказывается на механической прочности сварного соединения и чтобы преодолеть эту технологическую трудность, нужно применять ряд специальных способов. Свариваемости алюминия мешают органические водосодержащие загрязнения (пыль, жировая пленка и т.д.), имеющиеся на кромках свариваемых деталей, а легирование некоторых сплавов повышенной прочности цинком и магнием становится причиной появления холодных трещин. Адсорбированная влага, газонасыщенность основного и присадочного материалов способствуют появлению большого количества пор. Учитывая все вышеизложенные явления, препятствующие нормальному свариванию алюминия, кромки и поверхности перед сваркой нужно тщательно готовить.

 

Сварка меди.

Медь в чистом виде практически не применяется, а наличие примесей осложняет сварочный процесс. Введение примесей и легирующих элементов в меди разделяет ее на сплавы, к которым относят: латунь, бронзу и медно-никелевые сплавы.

Латунь — сплав меди с цинком.

Медно-никелевыми сплавами называют сплавы меди с никелем или с железом и марганцем.

Бронзой считают сплавы, в которых основными легирующими элементами являются никель или цинк.

Наличие примесей определяют физико-химические свойства сплава, к которым относят:

-высокую теплопроводность сплава, которая приводит к большим скоростям охлаждения сварочной ванны, что в свою очередь влечет за собой рост зерен и ухудшение качества шва. Бороться с этим явлением помогает сварка с использованием повышенной погонной энергии;.

-высокий коэффициент термического расширения, что вызывает большие остаточные напряжения и деформации;

-высокую литейную усадку остывающего металла, что влечет за собой деформации сварочного шва и околошовной зоны, а в случаях жесткого закрепления деталей — высокие остаточные напряжения и деформации;

-интенсивное испарение цинка из расплавленного металла, что способствует появлению пористости шва;

-высокая чувствительность расплавленной меди к водороду, способствующая появлению пузырьков воды, что является причиной многочисленных пор и трещин. Это явление называют водородной болезнью меди;

-легкая окисляемость меди при высоких температурах, что приводит к образованию тугоплавких оксидов;

-высокую текучесть расплавленной меди, что приводит к дополнительным трудностям при сварке (особенно в вертикальных и потолочных швах).

 

Сварка цинка.

Цинк и сплавы на его основе обладают высокой антикоррозийной стойкостью, что делает их популярными в конструкционных изделиях. Сварочные работы на сплавах цинка связаны с определенными технологическими трудностями. Цинк обладает низкой температурой плавления и кипения, легко окисляется, соединяясь с кислородом. Для защиты от окисления и повышения качества сварных соединений используют газовую защиту как для сварочной ванны, так и для обратной стороны свариваемых деталей. Сварку цинка проводят на переменном и постоянном токе прямой полярности. Пары цинка, выделяемые при кипении, вредны для здоровья, что влечет за собой необходимость принятия дополнительных мер защиты органов дыхания сварщика и его помощников.

Электрошлаковая сварка.

Электрошлаковая сварка представляет собой электротермический процесс, при котором преобразование электрической энергии в тепловую происходит при прохождении электрического тока через расплавленный электропроводный шлак. Сварка изделий, как правило, осуществляется в вертикальном положении с принудительным формированием шва. Для этого свариваемые детали собирают с зазором и скрепляют между собой. В пространстве, образованном кромками изделий и формирующими приспособлениями, создается ванна расплавленного шлака, в которую погружают металлический электрод. Проходящий между электродом и основным металлом ток разогревает шлак, в результате чего происходит плавление электрода и кромок изделия, образуя сварочную ванну. Для предотвращения вытекания жидкого металла из пространства зазора к свариваемым деталям прижимают охлаждаемые водой медные пластины или ползуны. По мере охлаждения и формирования шва ползуны перемещают снизу вверх.

Электрошлаковая сварка характеризуется наибольшей площадью нагрева и наименьшей сосредоточенностью энергии в зоне нагрева. Ее применяют для сварки больших кожухов, турбин и других деталей толщиной до нескольких метров, когда обычные способы сварки неприемлемы.

 

Сварка давлением.

Под сваркой давлением понимают все виды сварки (контактная, трением, холодная и т.д.), при которых происходит пластическая деформация

металлов в зоне контакта, в результате чего образуется сварное соединение. Этот процесс становится возможным при условии образования между двумя деталями межатомных связей кристаллических решеток. Для образования сварного соединения поверхности деталей сближают между собой настолько, что происходит взаимодействие атомов металла, расположенных на одной поверхности с атомами металла другой поверхности. После чего происходит объединение электронных оболочек, формируя

металлургические связи. Граница соединения перестает быть барьером и происходит взаимная диффузия атомов, сопровождающаяся структурными изменениями в зоне контакта и деформацией с выделением большого количества тепла.

Сварка трением.

Предусматривает взаимное перемещение свариваемых поверхностей относительно друг друга при одновременном сдавливании их. В результате этого свариваемые поверхности нагреваются силами трения, а имеющиеся на поверхности пленки оксидов, разрушаются и выдавливаются из зоны контакта в радиальном направлении. В результате возникшей пласти­ческой деформации очищенные от оксидов поверхности деталей сближаются до возник­новения межатомных связей и металлургических реакций, сопровождающихся взаимной диффузией атомов. После прекращения движения металл остывает, образуя прочное соединение. Особенностью этого процесса является мгновенная остановка взаимного перемещения, так как при замедленной остановке возможно разрушение контактного соединения. Сдавливающую нагрузку снимают после остывания контакта.

Сварка взрывом.

. При этой технологии соединение происходит за счет совместной пластической деформации в результате соударения, вызванного взрывом быстродвижущихся соединяемых частей. При этом кинетическая энергия движущихся деталей выполняет работу по совместной пластической деформации контактирующих слоев. Соединяемые детали, одна из которых неподвижна, располагают на некотором расстоянии (или под определенным углом) друг от друга. На подвижную заготовку кладут взрывчатое вещество с детонатором. При срабатывании детонатора происходит процесс разложения взрывчатого вещества, создавая давление, распространяющееся позади фронта детонации. В результате этого подвижная заготовка получает ускоренной движение, направленное в сторону неподвижной заготовки. Соударяясь, заготовки получают взаимную пластическую деформацию, необходимую для прочного соединения.

 

Тенрмитная сварка

Термитная сварка применяется в местах, где нет возможности выполнить электросварочные работы. К таким работам относят сваривание рельс железнодорожных линий, проводов связи, электрические кабели и т.д. Для этого промышленность выпускает термитные патроны (карандаши) и спички к ним. Принцип действия термитной сварки основан на создании температуры плавления при сгорании термитного патрона. Конструкция термитного карандаша на рис.51. Карандаш представляет собой отрезок сварочной проволоки, диаметр которой зависит от толщины свариваемых деталей. На проволоку наносят термит, круто замешанный на нитроцеллюлозном клее. Конец термитного карандаша обмазан затравкой, которая предназначена для поджигания карандаша.

 

Сварка электронным лучом.

Сварка электронным лучом Этот вид сварки предусматривает использование кинетической энергии электронного потока, движущегося в определенном направлении. Для создания электронного луча строят специальную пушку, получая узкие лучи с большой плотностью энергии Катод пушки 2, помещенный внутри прикатодного электрода 3, питается от высоковольтного источника постоянного тока 5 и нагревается до высоких температур. Перед электронным лучом устанавливают анод 4 с отверстием, который служит ускорителем электронов. Между катодом и анодом создают электрическое поле, при помощи которого электроны, выходящие из пушки, фокусируются в узкий пучок, диаметр которого совместим с диаметром отверстия в аноде. Положительный потенциал, приложенный к аноду и достигающий нескольких десятков тысяч вольт, способствует ускорению электронов, придавая им большую кинетическую энергию. Высокая скорость электронов способствует тому, что они, проскочив отверстие в аноде, продолжают направленное движение и попадают в фокусирующее магнитное поле, создаваемое специальной линзой 6. За счет высокой концентрации сфокусированного электронного луча и большой его кинетической энергии создается пятно нагрева на изделии 1. При резком торможении электронов, происходящем при соударении с изделием, кинетическая энергия превращается в потенциальную с выделением большого количества тепла. В результате происходит плавление металла, позволяющее выполнять сварочный процесс. Перемещение пятна нагрева происходит за счет магнитной отклоняющей системы 7, позволяющей устанавливать пятнонагрева в нужной точке. Для того, чтобы между электродами установки не возникал дуговой разряд, внутри прибора устанавливают высокий вакуум. Высокая мощность электронного луча концентрирует запас энергии, позволяющий выполнять сварку металла толщиной 200 — 300 мкм.

 

Лазерная сварка

Принцип лазерной сварочной установки похож на принцип действия установки для сварки электронным лучом, но в данном случае используется энергия светового потока. Световой поток создается в оптическом квантовом генераторе состоящем из лампы накачки 1 и рабочего тела 3, которое излучает фотоны. Фотонный поток фокусируется оптическим устройством 2 и направляется на деталь 4, создавая в месте контакта пятно нагрева. Однако современные лазерные установки еще очень дороги, а КПД их низок, что накладывает ограничение да данный вид сварки.

 

Способы сварки пластмасс.

Наибольшее распространение получил способ разогрева кромок и присадочного материала горячими газами. Горячие газы получают в специальных горелках в результате сгорания горючего газа (например, пропан-бутана) в смеси с атмосферным воздухом, либо при помощи электрических спиралей. Сварку выполняют как с присадочным материалом, так и без него.

При сварке без присадочного материала кромки свариваемых деталей разогревают до вязко-липучего состояния и сжимают между собой прижимными роликами. В результате этого кромки слипаются между собой и, остывая, образуют

сварочный шов.

Сварку с присадочным материалом ведут в следующей последовательности. Сначала разогревают кромки деталей, а затем между кромками с небольшим давлением укладывают присадочный пруток.

Сварке горячими газами подвергают практически все виды пластмасс, которые под действием повышенной температуры переходят в вязко-липучее состояние.

 

Ацетиленовые генераторы.

Под ацетиленовым генератором понимают аппарат, служащий для получения ацетилена при разложении карбида кальция водой Каждый ацетиленовый аппарат должен иметь паспорт установленной формы, инструкцию по эксплуатации и сертификат безопасности.

Основными элементами аппарата являются:

-газообразователь, в котором происходит разложение карбида кальция водой;

-газосборник (газгольдер), предназначенный для сбора и хранения ацетилена;

-предохранительное устройство, ограни­чивающее давление ацетилена в пределах установленной для данной конструкции нормы;

-предохранительный затвор, который при обратном ударе , происходящем в горелке или резаке, не пропускает взрывную волну во внутрь генератора;

-устройство, предназначенное для автома­тической регулировки количества вырабатываемого ацетилена в зависимости от интен­сивности его потребления генераторов должны вывешиваться предуп­редительные таблички. При минусовых температурах ацетиленовые генераторы устанавливают в утепленных будках.

 

Предохранительные затворы.

Предохранительные затворы представляют собой защитные устройства. Основная функция предохра­нительного затвора состоит в защите ацетиленовых генераторов и трубопроводов от проникновения в них пламени при обратном ударе. Кроме того, предохранительный затвор препятствует проникновению в генератор кислорода из горелки или резака, что может привести к взрыву. Под обратным ударом понимают воспламенение горючей смеси в каналах горелки или резака и распространение пламени по шлангу горючего газа. Горящая смесь, образовавшаяся при обратном ударе, устремляется по ацетиленовому каналу горелки или резака в шланг и при отсутствии предохранительного затвора — в ацетиленовый аппарат, что может привести к его взрыву. Это отрицательное явление возникает в случае, если скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, а также от перегрева и засорения канала мундштука горелки или резака.

Кислородные баллоны.

Кислородные баллоны рассчитаны на хранение кислорода до 6000 дм3. Для того чтобы определить количество кислорода в баллоне.

Нижняя часть баллона выполнена в виде башмаков, которые имеют двойную функцию: отпирание баллона в вертикальном положении и защита нижней части от случайных ударов при транспортировке. Защитой верхней части баллона служит толстостенный стальной колпак. Хранят кислородные баллоны в вертикальном положении в специальных решетчатых навесах вдали от нефтепродуктов и других жировых элементов.

Во время сварки баллон устанавливают вертикально и крепят к неподвижным опорам тросовыми хомутами или цепями. Транспортируют баллоны в горизонтальном положении в специальных деревянных контейнерах с резиновыми прокладками. Кислородные баллоны должны содержаться в чистоте, поэтому к ним нельзя касаться жирными руками или грязными рукавицами. Если при осмотре баллона обнаружены жирные пятна (особенно на его вентиле), то пользоваться им нельзя.

 

58. Редукторы

Редуктор представляет собой конструкцию, предназначенную для понижения давления газа на выходе из баллона. Газ, поступающий в редуктор, поддерживается под постоянным рабочим давлением, независимо от давления в баллоне. Присоединение их к баллону выполняется накидной гайкой с левой или правой резьбой, в зависимости от вида используемого газа.

Все редукторы оборудуются предохрани­тельными клапанами, установленными в рабочей камере. Установка предохранительного клапана необязательна, если рабочая камера рассчитана на давление, которое равняется наибольшему входному давлению перед редуктором.

 

Сварочные горелки.

Сварочные горелки, предназначенные для получения устойчивого пламени путем смешивания горючего газа с кислородом, являются одним из основных инструментов сварщика. Каждая горелка позволяет регулировать состав, мощность и форму сварочного пламени. Образующаяся в горелке смесь газов вытекает из канала мундштука и, сгорая, дает устойчивое сварочное пламя.

Различают несколько типов горелок, но все они имеют общие конструктивные особенности. Каждая горелка состоит из рукоятки с расположенными на ней запорно-регулировочными вентилями и набора сменных наконечников. На маховички вентилей наносят наименование газа (ацетилен или кислород) и стрелки, указывающие направление вращения при открывании и закрывании.

 

Сварочные резаки.

Кислородные резаки – служат для газопламенной резки металлов. Они служат для смешивания горючего газа с кислородом, в результате чего образуется подогревающее пламя. Ручные резаки для газовой резки классифицируются по следующим признакам:

-по роду горючего газа, на котором они работают;

-по назначению – универсальные и специальные;

-по виду резки — для разделительной, поверхностной, кислородно-флюсовой, копьевой.

В настоящее время широкое применение получили универсальные инжекторные резаки, позволяющие резать сталь толщиной от 3 до 300 мм. Принцип их устройства аналогичен принципу устройства сварочной горелки. Режущая часть состоит из дополнительной трубки для подачи режущего кислорода и вентиля для его регулировки. В мундштуке находится два концентрически расположенных отверстия для выхода подогревающего пламени и режущей струи. Газы в мундштук подают и регулируют с помощью соответствующих вентилей.

 

Сварочные рукава.

Для подвода газа от баллона к горелке или резаку используют гибкие сварочные рукава с нитяным каркасом, изготовление которых регламентируется требованиями ГОСТа 9356-76. Такие рукава хорошо переносят перепад температур от -35°С до +70°С. Состоят такие рукава из внутреннего резинового слоя, хлопчатобумажной оплетки и наружного

резинового слоя.

Сварочные рукава могут быть следующих типов: -тип I — для ацетилена и городского газа,

рассчитанные на рабочее давление не более 0,63

Мпа;

-тип II — для жидкого топлива (бензина, керосина), рассчитанные на рабочее давление не более 0,63 МПа;

-тип III — для кислорода, рассчитанные на рабочее давление не более 2 Мпа.

Наружный слой рукавов имеет цвет в зависимости от вида газа, для которого он предназначен: синий — для кислорода; красный — для ацетилена; желтый — для жидкого топлива. Наружный цвет рукава не обязательно должен иметь расцветку, указывающую на вид газа. Для этого достаточно выполнить подкраску в местах маркировки.

 

Газовая сварка труб


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Сварка, ее назначение, сущность и применение в различных отраслях промышленности.

Любое изделие, если оно состоит больше, чем из одной детали, в конечном счете является результатом соединения материалов этих деталей. В настоящее время из всех способов неразъемного соединения материалов преимущественное применение имеет сварка. Она менее трудоемка и позволяет значительно экономить металл. В частности, замена клепаных соединений сварными позволяет уменьшить массу конструкции из низкоуглеродистых сталей на 10…25 % за счет уменьшения площадей поперечного сечения в месте соединения. Кроме того, сварка обеспечивает особо вы­сокую степень герметичности соединений, что весьма важно при производстве различных технологических резервуаров, ем­костей, химических аппаратов и др. Важно и то, что сварочное оборудование для многих широко распространенных способов сварки отличается простотой устройства и обслуживания, а де­фекты сварных швов в большинстве случаев исправимы, поэто­му сварка вытесняет заклепочные соединения в транспортном машиностроении, автостроении, производстве котлов и другого оборудования.Перспективно применение сварки в литейном производстве. Сварные конструкции, как показывает практика, имеют более высокие механические свойства и меньший вес благодаря отсут­ствию литейных уклонов и больших припусков на механиче­скую обработку.Во многих тяжелых машинах вместо традиционных литых и кованых применяют сварно-литые, сварно-кованые и сварно-прокатные конструкции. Получение таких конструкций стало возможным благодаря электрошлаковой сварке.Сваркой можно соединять также пластмассы, керамику, стекло и даже ткани живого организма.В настоящее время специалисты работают над усовершенст­вованием существующих и созданием принципиально новых методов сварки и соответствующего сварочного оборудования с целью повышения качества сварочных работ. Важное значение имеет также разработка новых высокопроизводительных мето­дов и средств контроля качества сварных швов, способов защи­ты наплавленного металла от окисления и насыщения азотом, от выгорания легирующих присадок.


56. Сущность технологического процесса электродуговой сварки и характеристика сварочного оборудования

Сущность ручной дуговой сварки состоит в том, что свариваемые детали и электрод

расплавляются электрической дугой, возникающей между электродом и деталями.


Температура дуги до 6000 градусов, она плавит электрод, детали. Жидкий металл

перемешивается и после охлаждения образуется сварной шов.

Сварка может происходить или на постоянном токе, или на переменном. На постоянном

токе дуга горит более устойчиво, более высокое качество наплавленного шва, однако

оборудование сварочного поста более сложное, поскольку нужны достаточно мощные

выпрямители. Поэтому в большинстве случаев сварка происходит на переменном токе. При

этом основным оборудованием сварочного поста является сварочный трансформатор,

работающий последовательно с дросселем.

Основными технологическими параметрами, определяющими в значительной степени

качество сварочного шва, являются сила сварочного тока и напряжение. Силу тока

выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей, а сварочное напряжение

находится в пределах от 18 до 24В. Для снижения напряжения используется

трансформатор.

Принцип трансформатора: во сколько раз меньше витков на вторичной обмотке, чем на

первичной, во столько раз исходящее напряжение меньше входящего.

Трансформатор понижает напряжение до 18 — 24В.

Дроссель — индуктивное сопротивление. Его назначение — стабилизация горения

сварочной дуги и ограничение тока короткого замыкания.

Короткое замыкание:

I = , если R 0, то I , Q = I2Rt — возникает большая теплота, которая зажигает всё

вокруг.

В дросселе ЭДС самоиндукции останавливает сильный ток в случае замыкания.

Хорошей свариваемостью обладают низкоуглеродитсые стали. Высокоуглеродитсые стали

свариваются плохо, т.к. углерод выгорает в дуге.

57. Сущность процесса газовой сварки и характеристика сварочного оборудования

Газовая сварка используется, как и контактная, для соединения сравнительно

тонкостенных деталей (листов толщиной до 2 мм, труб). Сущность состоит сварки

состоит в том, что свариваемые детали разогреваются пламенем газовой горелки, в

которое устанавливается присадочная проволока. Свариваемые детали и проволока

оплавляются, жидкий металл при этом перемешивается, и после затвердевания образуется

сварной шов.

В качестве горючего газа используют или природный газ, или ацетилен. Природный газ

поставляют к месту производства работ в баллонах , окрашенных в красный цвет.

Кислород, который необходим для сварки, поставляют в баллонах, окрашенных в синий

цвет. Смешивание кислорода и горючего газа происходит в газовой горелке. Ацетилен

чаще всего получают на месте производства работ путём реакции карбида кальция с

водой: CaС2 + 2 Н2О = С2Н2 + Са(ОН)2

Реакция происходит в специальном газовом генераторе. При разложении 1 кг карбида

получается 300 — 315 литров ацетилена. Реакция идёт очень быстро и в случае избытка

газа в конструкции генератора предусмотрена остановка реакции.

Также ацетилен может поставляться в баллонах, окрашенных в белый или жёлтый цвет.

Основным технологическим параметром газовой сварки является мощность газового

пламени. Эта мощность регулируется сменными наконечниками газовой горелки.

Газовая сварка металлов: сущность, технология

Сварка считается надежным способом, который позволяет производить соединение разнообразных металлических конструкций. Существуют разнообразные виды данной технологии, которые могут использоваться для работы с разными видами металла. Но самым популярным считается метод под названием газовая сварка.

Во время нее используются высокие температуры, под действием которой изделие нагревается и расплавляется до мягкого состояния. Данная технология часто используется для сваривания важных изделий из чугуна, черных металлов, углеродистой стали.

Сущность технологии

Сущность процесса газовой сварки заключается в том, что во время ее проведения используется повышенное газовое пламя, которое и вызывает сильное нагревание кромок элементов и часть присадочного материала (электродов).

После этого металл переходит в жидкое состояние и образует сварочную ванну, эта находится под защитой пламени и газовой среды, которая вытесняет воздух. Металл в расплавленном состоянии медленно остывает и твердеет. В результате образуется сварной шов. Именно в этом и заключается сущность газовой сварки.

Во время сварочного процесса применяется смесь определенного газа с содержанием чистого кислорода, которая будет выполнять функции окислителя. Самые высокие температурные показатели — от 3200 до 34000С, позволяет получить газ ацетилен. Его образуется во время сварочного процесса в результате химической реакции между карбидом кальция и обычно водой. На втором месте стоит пропан, показатель его температуры горения составляет 28000С.

В редких случаях могут использоваться другие газы:

  • метан;
  • водород;
  • пары керосина;
  • блаугаз.

Однако у всех заменителей ацетилена температурные показатели пламени намного ниже. Именно по этой причине газовая сварка металлов с использованием альтернативных газов проводится редко. Обычно ее применяют только для цветных металлов — меди, латуни, бронзы и других, которые обладают небольшой температурой плавления.

Достоинства и недостатки

Что такое газовая сварка мы разобрались, это метод сваривания с использованием газа для нагревания металлической поверхности. В результате основа размягчается, образует сварочную ванну. Процесс горения газовой смеси обеспечивает благодаря введению в нее чистого кислорода.

Технология газовой сварки имеет целый ряд преимуществ:

  1. Данный метод сваривания не требует применения специального оборудования, а именно сварочного инвертора или полуавтоматического аппарата.
  2. Все расходные материалы можно приобрести в любом магазине со сварочными приспособлениями, они имеют не высокую стоимость.
  3. Сварка газом может проводиться даже без применения мощного источника энергии.
  4. Технологический процесс выполняется достаточно просто, его смогут выполнить даже сварщики, не имеющие большого опыта.
  5. Наблюдается возможность контролирования режимов сварочного процесса.
  6. Не всегда обязательно использование средств индивидуальной защиты.
  7. Во время применения качественной придаточной проволоки и правильно подобранного пламени можно получить качественные и прочные сварные швы. По этой причине часто используется при соединении комплектующих трубопроводов.
  8. Рабочее изделие достаточно медленно прогревается, именно это позволяет избежать деформирования или пропала, как при использовании полуавтоматической сварки и электродов.

Помимо положительных качеств газовая сварочная технология имеет отрицательные особенности:

  • во время процесса металл прогревается длительное время, это негативно отражается на производительности;
  • область тепла, которая образуется при помощи газовой горелки, имеет большие размеры;
  • достаточно тяжело удерживать тепло, которое создается газовой горелкой. По сравнению с электродуговой технологией оно получается более рассеянным;
  • сварка с применением газовых смесей считается дорогим методом соединения металлов;
  • во время соединения толстых металлических деталей значительно снижается скорость выплавления швов. Это связано с низкой концентрации тепла, которое исходит от газовой горелки;
  • технология сваривания с применением газа плохо поддается автоматизации. Механизировать можно процесс сварки тонкостенных труб, резервуаров, которые выполняется с использованием многопламенной горелки;

ни в коем случае не стоит проводить сваривание внахлест, это может привести к деформированию швов.

Технические стороны сварочного процесса

Техника газовой сварки имеет некоторые важные особенности, которые стоит учитывать во время ее проведения. Основное положительное свойство, которое выделяют многие сварщики, состоит в том, что .тот метод сваривания позволяет производить швы в любых пространственных положения — от потолочного до нижнего.

Обычно сложности возникают при создании потолочных швов, потому что в данном случае расплавленный металл требуется поддерживать и быстро распределять по всей длине сварного соединения. Это осуществляется при помощи повышенного давления газовой смеси, которая создается благодаря пламени.

Самыми популярными видами швов при проведении этого метода сварки считаются стыковые. Но эта технология никак не дружит с соединениями внахлест, тавровыми швами. Это связано с тем, что для двух видов швов требуется чрезвычайно сильное нагревание металлической основы. Также это может привести к повышению риска коробления.

Если края у заготовок тонкие и отбортованные, то их необходимо варить без применения присадочной проволоки. Во время сварки получаются непрерывные или прерывистые швы, которые могут иметь одно- или многослойную структуру. Но перед началом сварочной технологии рекомендуется провести тщательное очищение краев и поверхностей заготовок из металла.

Важно! Техника и технология газовой сварки предполагает особое обращение с газовой горелкой. А именно при проведении процесса необходимо удерживать пламя на расстоянии около 5 мм от конца ядра, не касаясь металлической поверхности.

Под давлением газовых смесей на жидкий металл образуется сварочная ванна, они производят раздувание металлической основы по краям. Далее присадочная проволока погружается в сварочную ванну. Степень интенсивности нагрева можно изменять.

Выполняется это при помощи изменения угла наклона медного мундштука горелки к поверхности заготовки. Стоит обратить внимание на зависимость — чем больше угол наклона, тем выше степень нагревания металла от пламени.

Мундштук горелки обычно продвигается вдоль шва. Одновременно с этим требуется следить за состоянием сварочной ванны. Металл в ней должен быть защищен давлением газов от нежелательного воздействия окружающего воздуха. Данные действия производятся для защиты металлических изделий от оксидной пленки.

Популярные виды газовой сварки

Существуют разные виды газовой сварки, которые могут обладать некоторыми характерными качествами. Они могут применяться для металлических заготовок с разной структурой, с различными формами и размерами толщины. Но мы рассмотрим основные способы газовой сварки, которые пользуются высокой популярностью.

Левая сварка

Левый способ газовой сварки является самым распространенным методом, который пользуется высокой популярностью среди профессиональных сварщиков. Его часто используют мастера с разной квалификацией.

Левый способ сварки применяется для соединения металлов с тонким краем и невысокими показателями температуры. Он подходит для работы с легкоплавкими и тонкими конструкциями. Левый и правый способы газовой сварки похожи, они являются двумя сторонами одной медали.

Во время проведения левой газовой сварки горелку необходимо двигать справа налево. А вот рассматривая отличия между левым способом сварки и правым, то при проведении последнего горелка проводится слева направо и за ней ведется присадочная проволока. Жар пламени во время сварки практически не рассеивается и уровень угла открытия шва составляет 60-70 градусов.

Правая сварка

Правый способ газовой сварки применяется для работы с металлами, толщина которых составляет больше 3 мм, имеющих высокие показатели теплопроводности. Стоит обратить внимание на то, что во время проведения правой сварки шов получается более качественным, это достигается благодаря защитному действию пламени.

Во время правого способа сварки наблюдается экономичное использование тепла. При этом скорость процесса выше почти на 20 %. Также к положительным качествам данного метода сваривания стоит отнести экономное расходование газов почти на 10 %.

При проведении данной технологии рекомендуется применять присадочную проволоку с диаметром, который почти в два раза меньше толщины металлического свариваемого элемента. Но при этом проволока не может быть толще 8 мм.

Сварка с применением сквозного валика

Данная технология газовой сварки и резки металлов предполагает постепенное перемещение пламени с плавлением верхней кромки отверстия в металлическом изделии и накладыванием слоя расплавленного металла на область нижнего края этого отверстия.

Перед началом процесса листы фиксируются в вертикальном положении, при этом между ними оставляется зазор вполовину толщины заготовки. Соединение производится в виде валика, которое соединяет металлические компоненты. Оно обладает хорошей плотностью, в его структуре не должно быть пор и каких-либо неровностей.

Сварка с использованием ванночек

Газопламенная сварка состоит в образовании новых и новых ванночек по ходу шва. После того как образуется одна, в нее вводится один конец присадочной проволоки, здесь он плавится. Далее он перемещается в область восстановительного участка огня горелки.

Тем временем мундштук сопла перемещается дальше по поверхности сварного соединения, он переходит на следующую зону. Каждая новая ванночка перекрывает предыдущую примерно на одну треть диаметра присадочной проволоки.

При помощи этого метода сварки производят соединение тонких листов, когда требуется сделать стыковые и угловые виды швов. Его часто применяют для сваривания трубных изделий из низколегированных или малоуглеродистых сплавов.

Многослойная сварка

Этот метод сваривания часто используется при проведении ответственных работ. Она характеризуется низким показателем производительности. Кроме этого для ее осуществления требуются газы в большом объеме, поэтому этот метод достаточно дорогостоящий.

Стоит отметить! При проведении многослойной сварки с использованием газа наблюдается отжиг нижних слоев при наплавке верхних. В результате происходит качественная проковка каждого слоя перед формированием основного шва.

Сварка окислительным пламенем и раскислителем

Этот вид газовой сварки и резки создан специально для работы с элементами из низкоуглеродистой стали. Во время него применяется пламя с резко окислительным характером,

Различные типы сварочных процессов

Сварка — это процесс, в котором с помощью нескольких инструментов и различных типов металлов вы можете создать любую форму или дизайн, который пожелаете. Однако, чтобы сварщик стал мастером сварки, необходимо понимать основы и знать доступные типы сварочных процессов и типы сварочных аппаратов.

Существует более 30 видов сварочных процессов, от простой кислородной сварки до высокотехнологичной лазерной сварки.Понимание различий между этими сварочными процессами важно для выбора подходящего для выполняемой работы. В этом посте мы рассмотрим 6 основных типов сварочных процессов.

MIG или GMAW (газовая дуговая сварка металла)

mig welding mig welding В процессе сварки MIG используется проволочный сварочный электрод, который автоматически подается через сварочную горелку. Поданный электрод создает дугу на основном металле, которая нагревает материал до тех пор, пока он не начнет плавиться для сплавления с другим куском материала.Это создает высокопрочный сварной шов, который отлично выглядит и требует небольшой очистки.

Для сварки типа MIG необходимо подавать защитный газ для защиты сварного шва от загрязнений в воздухе. Обычно для этого используются углекислый газ, кислород, аргон и гелий.

Сварку

MIG можно использовать как для толстых, так и для более тонких металлических листов. Вы можете использовать его для обработки металлов, таких как нержавеющая сталь, медь, никель, углеродистая сталь, алюминий и другие.

Некоторые из преимуществ сварки MIG — это минимальная очистка сварного шва, меньшая требуемая точность, меньшее количество сварочного дыма и меньшая тепловая мощность.Это также самая простая в освоении техника сварки. Так что это отличный выбор для начинающего сварщика.

Хотя есть и недостатки. Одна из них — чувствительность сварного шва к внешним факторам, таким как ветер, дождь или пыль. Поэтому сварочные процессы MIG следует проводить в помещении, очищая материалы от грязи и ржавчины.

К другим недостаткам относятся дополнительные затраты на получение защитного газа, невозможность сваривать более толстые металлы и невозможность выполнять вертикальную или потолочную сварку.

Основные баллы:

  • Самый простой в освоении
  • Обеспечивает высокую скорость сварки
  • Более чистый сварной шов с меньшим объемом очистки
  • Обеспечивает лучший контроль за тонкими металлами
  • Сварочный аппарат можно также использовать для сварки сердечником

Дуговая сварка порошковой проволокой

Дуговая сварка порошковой проволокой похожа на сварку MIG, так как она также включает процесс подачи проволоки, но вместо защитного газа используется порошковая проволока для защиты дуги от загрязнения.Таким образом, в отличие от сварки MIG, вы можете выполнять сварку на открытом воздухе, и ветер не повлияет на сварку. Этот процесс обычно используется в строительстве, поскольку он обеспечивает высокую скорость сварки и портативность.

Сварка MIG очень распространена в автомобильной промышленности. Автомобильные работы обычно требуют универсальности и прочности, и этот сварной шов обеспечивает прочность, которая может выдерживать большие нагрузки. Другие распространенные применения сварки MIG включают строительство, морскую промышленность, сантехнику и робототехнику.

Основные баллы:

  • Для грязных или ржавых материалов
  • Позволяет выполнять сварку вне положения
  • Обеспечивает глубокое проплавление при сварке металлов большой толщины.
  • Более высокая скорость наплавки металла

TIG или GTAW (газовая дуговая сварка вольфрамом)

tig welding tig welding В этом процессе сварки используется неплавящийся вольфрамовый электрод, который прилегает к металлической основе. Таким образом, электрический ток проходит через вольфрамовый электрод, который нагревает основу материала и создает дугу, которая затем плавит проволоку и создает сварочную ванну.Он используется вместе с защитным газом, например аргоном, для защиты сварочной ванны от атмосферного загрязнения.

Как и при сварке MIG, у вас будет внешний источник газа. В качестве газа обычно используется аргон или смесь аргона и гелия.

Сварка TIG — один из самых сложных и неэффективных сварочных процессов. Это требует большого внимания и навыков, потому что между дугой и свариваемым материалом остается лишь крошечный участок.

Преимущество, с другой стороны, заключается в том, что он позволяет сваривать очень тонкие материалы и обеспечивает высококачественный чистый сварной шов, который при правильном выполнении становится чрезвычайно прочным.Его можно использовать для сварки следующих металлов: магния, меди, алюминия и никеля.

Сварочный процесс довольно популярен в отраслях, работающих с цветными металлами. Его часто используют в производстве велосипедов и самолетов, а также в производстве труб, транспортных средств и т. Д.

Основные баллы:

  • Вы получите сварные швы высочайшего качества
  • Способность сваривать более тонкие металлы
  • Высокоэстетичный сварной шов
  • Чрезвычайно прочный сварной шов

Stick или SMAW (дуговая сварка защищенного металла)

Также известен как сварка штучной сваркой, это был самый популярный метод сварки среди домашних сварщиков.Это техника ручной сварки, при которой для наложения сварного шва используется плавящийся электрод, покрытый флюсом. Сварка палкой происходит от сварки стержней или стержней, содержащих присадочный материал и флюс. Назначение флюса — защитить расплавленный металл, в то время как наполнитель соединяет части материала вместе.

Для этого процесса сварки требуется минимум оборудования, поэтому он является недорогим решением. Также нет необходимости в защитном газе, и вы можете работать с ним на улице при ветре или дожде.Он также отлично работает на грязных и ржавых металлах.

Однако качество сварного шва не всегда самое лучшее. Имеет пористость, трещины и неглубокое проникновение. Как правило, он менее прочен. Это старая ручная техника, которая используется, когда новое и более дорогое оборудование недоступно.

Основные баллы:

  • Хорошо работает в ветреную погоду
  • Простите при работе с грязными или ржавыми металлами
  • Отлично подходит для толстых металлов

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

submerged arc welding

submerged arc welding

Этот автоматический или иногда полуавтоматический процесс в основном используется только для черной стали и сплавов на основе никеля.Он имеет минимальные выбросы дыма и дугового света, что делает его одним из самых безопасных сварочных процессов. Он требует минимальной подготовки и обеспечивает глубокое проплавление сварных швов, обеспечивая быстрые и эффективные сварочные работы.

Пила — это процесс, при котором сварка выполняется под слоем гранулированного плавкого флюса. С повышением температуры флюс становится проводящим, создавая ток между электродом и сварочным материалом. Флюс защищает металл от атмосферного воздействия, а также предотвращает образование брызг при сварке.

Плазменная сварка

plasma welding plasma welding Плазменная сварка аналогична сварке TIG. Они работают одинаково. Разница в том, что они используют другой фонарик. Разработанный в 1954 году, он продолжает совершенствоваться по сей день.

При плазменной резке сварочный аппарат пропускает электрический ток через очень маленькое сопло, которое затем проходит через защитный газ. Это обеспечивает высокую точность при сварке небольших участков. Таким образом, это требует большей концентрации и точности. Это подходящий метод для более глубокого проникновения, поскольку он может нагревать металл до экстремальных температур.Он больше используется в крупных отраслях промышленности, таких как авиастроение, и не очень распространен среди домашних мастеров и сварщиков-энтузиастов.

Электронно-лучевая сварка (EBW)

Этот процесс выполняется в полном вакууме и осуществляется путем направления на материал пучка высокоскоростных электронов. Затем энергия электронов преобразуется в тепло, позволяя сварочному материалу плавиться, сливаться и плавиться.

EBM широко используется во многих отраслях промышленности, таких как автоматизированное производство автомобильных деталей и авиадвигатель.Этот метод позволяет плавить вместе разнородные металлы, которые имеют разную теплопроводность и температуру плавления. Такие металлы, как правило, плохо сливаются с другими типами сварочных процессов.

Сварка на атомарном водороде

Это техника сварки прошлого, которую в последние годы в значительной степени заменили методы дуговой сварки металлическим газом. Однако иногда он все еще используется для определенных целей, например, для сварки вольфрама. Это материал, который очень устойчив к нагреванию, и этот метод позволяет сваривать металл, не повреждая его, и в то же время создавать прочный сварной шов.

В этом процессе два металлических вольфрамовых электрода помещают в атмосферу водорода. Это заставляет водород распадаться на молекулы, которые затем объединяются в виде теплового взрыва (до 3000 градусов Цельсия).

Ниже приводится таблица различных типов сварочных процессов и материалов, для которых вы можете их использовать.

Кроме того, независимо от того, какой тип сварки вы выберете, не забудьте иметь надлежащие средства защиты перед началом работы. Некоторые из необходимых вещей включают сварочный шлем, перчатки, куртку и прочее.

.

Различные типы сварочных процессов

Сварка — увлекательная и полезная техника как для энтузиастов, так и для профессионалов. Используя пару инструментов и различные типы металлов, сварщики могут превратить любую деталь в любую форму и дизайн, которые они пожелают, и все это с искрами, разлетающимися в процессе. Однако, чтобы овладеть искусством сварки, вам нужно начать с основ и знать о различных типах сварочных процессов.

Более 30 различных виды сварки существуют, и они варьируются от простой газокислородной до высокотехнологичной. такие процессы, как лазерная сварка.Однако используются только четыре типа сварки. Обычно это сварка MIG, TIG, дуговой сваркой стержнем и порошковой проволокой. Каждый из у них есть свои преимущества и недостатки, и вам необходимо иметь надлежащее обучение, чтобы практиковать их.

MIG — газовая дуговая сварка металла (GMAW)

В этом процессе сварки используются электрод непрерывно подается через сварочную горелку, и оператору необходимо нажмите на спусковой крючок, чтобы пропустить расходный электрод. Между основной материал и электрод образует электрическую дугу, которая нагревает материал пока он не достигнет точки плавления, что позволит соединить его с еще один.

Для этого типа сварки необходим защитный газ, подаваемый извне, и некоторые из наиболее часто используемых газов для этой цели — нержавеющая сталь, углеродистая сталь, магний, медь, никель, алюминий и кремниевая бронза. Некоторые из типичных применений сварки MIG

Основные преимущества выбор стиля MIG для сварки включает сокращение отходов благодаря более высокий КПД электрода, минимальная очистка сварного шва, меньший нагрев вводы и снижение сварочного дыма.К тому же это самая простая сварка техника для изучения, что делает ее подходящей для начинающих и энтузиастов DIY.

К недостаткам мы можем отнести потребность во внешнем защитном газе, довольно высокую стоимость лучших сварочных аппаратов mig и другого необходимого оборудования, ограниченное положение, в котором вы можете сваривать, потому что вы не можете использовать эту технику для вертикальной или потолочной сварки. и невозможность сваривать толстые материалы. Кроме того, для успешного использования этой техники сварки все материалы должны быть очищены от грязи и ржавчины.

Сварка МИГ очень обычно используется в автомобильной промышленности, например, при замене каталитического нейтрализатора или полного выпуска отработавших газов, главным образом потому, что он может обеспечить прочный сварной шов, способный выдерживать большие нагрузки. Ремонт автомобилей часто требует универсальности и прочности, и этот тип сварки лучше всего подходит для этой цели. Другие распространенные применения включают брендинг, робототехнику, строительство и морскую промышленность.

Что касается MIG сварке, вы должны быть уверены, что вы правильно настроили параметры мощности в Чтобы соответствовать толщине материала.Скорость сварки также фактор, который влияет на периоды и проплавление сварного шва. Уменьшая скорость путешествия мысли, вы сможете увеличить проникновение. при желании доступны различные калькуляторы для сравнения различных настроек мощности сварки для конкретный проект.

Связанные: Проекты Cool Welding

TIG — газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW)

Источник изображения

Также известен как Heliarc сварка, TIG — это процесс сварки, в котором используется вольфрамовый электрод, который не расходный материал, чтобы следить за основным металлом и создавать лужу расплава для с помощью этого метода вы можете не создавать присадочный металл или самоварный шов, чтобы расплавить два куска металла вместе.Вы также можете добавить внешний наполнитель в расплавленной лужи, чтобы можно было создать сварной шов и увеличить механические свойства металла.

Как и в случае с Сварка MIG, вам понадобится внешний источник газа, и некоторые из обычных это аргон и смеси аргон / гелий. Некоторые из наиболее типичных применений TIG Сварка включает системы трубопроводов, аэрокосмическую сварку, а также мотоциклы или велосипеды.

Основными преимуществами использования этой техники для энтузиастов или профессионалов являются возможность сваривать очень тонкие материалы, высококачественная чистка сварных швов и эстетичный вид сварных швов.Более того, с помощью этой техники вы можете сваривать широкий спектр сплавов и получать лунки без брызг, поэтому вам не нужно беспокоиться о мусоре.

С другой стороны, некоторые из недостатков сварки TIG включают высокую стоимость оборудования и более низкие скорости наплавки. Кроме того, вам потребуется внешний защитный газ и достаточно высокая квалификация оператора для получения желаемых результатов.

Сварка TIG обычно считается самой популярной техникой сварки, используемой в настоящее время, и причина за этим стоит тот факт, что он предлагает чистый сварной шов и высокую степень чистоты. это практически невозможно получить другими методами сварки.Метод чаще всего используется для сварки нержавеющей стали, хотя это также подходящий выбор для других металлов, таких как алюминий, магний, медь и никель.

Некоторые отрасли промышленности, в которых регулярно используется сварка TIG, включают отрасли, в которых преобладают цветные металлы. Это означает, что этот метод подходит для производства труб, транспортных средств, велосипедов, а также для ремонта и обслуживания различных типов инструментов из магния, алюминия и нержавеющей стали.Ознакомьтесь с нашими обзорами лучших сварщиков тигров здесь.

Stick — Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Источник изображения

Обычно называемая палкой, дуговая сварка защищенным металлом представляет собой процесс, в котором используется электрод, пропускающий электрический ток, чтобы обеспечить большую часть сварочного металла. Электрод, используемый для этого метода, состоит из сердечника, который имеет кодированный приток, и электрическая дуга создается, когда кончик электрода, который является обрабатываемой деталью, извлекается, оставаясь при этом в тесном контакте, чтобы создать температуру около 6500 ° Ф.

Расплавленный металл защищен от нитратов и оксидов в атмосфере во время этого процесса, что означает, что этот процесс подходит для сварки трубопроводов, строительства, ремонт тяжелого оборудования и монтаж металлоконструкций.

Основные преимущества с использованием техники дуговой сварки в среде защитного металла включают низкую стоимость оборудование, которое необходимо, а также его портативность. Нет необходимости в защитным газом, как при сварке TIG или MIG, что означает, что вы можете используйте эту технику на улице даже во время ветра или дождя.Более того, эта техника также работает с грязными и ржавыми металлами, поэтому является подходящей альтернативой для тех, кто проекты, в которых вы просто не можете использовать методы TIG или MIG.

С другой стороны, К недостаткам технологии дуговой сварки в экранированном металле можно отнести более низкий расход эффективность, так как при такой сварке образуется довольно много отходов, и требуется высокая квалификация оператора. На самом деле это займет у вас немного времени дольше других методов овладевать необходимыми навыками с учетом Дело в том, что метод также довольно сложно использовать на тонких материалах.

Этот метод обычно считается устаревшим по сравнению с методами против старения MIG главным образом потому, что это в первую очередь техника ручной сварки. Однако иногда процесс необходимо, потому что не всегда можно использовать сварку TIG или MIG из-за должность, тип материала и навыки.

Этот вид сварки предлагает очень дешевое решение, не требующее дорогостоящего оборудования. В результате качество финального шва может быть не лучшим, в основном потому что этот метод может допускать мелкое проникновение, пористость, растрескивание, и уязвимость к суровой погоде.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

Источник изображения

Этот метод очень похож на метод сварки MIG, так как он также требует непрерывной подачи электрода, но вместо сплошной проволоки требуется трубчатая проволока, заполненная флюсом. Вы можете выбрать один из двух типов проволоки с флюсовым сердечником, которые являются социальными и будут экранировать провода. Провода социального обеспечения — хорошее решение для использования вне помещений, так как они работают даже в ветреную погоду. С другой стороны, в двойном экране используется внешний защитный газ и флюс для защиты современной сварочной ванны.

Основными преимуществами этого метода являются более высокий КПД электрода, который создает меньше отходов, чем другие методы сварки, а также меньшее количество ударов. При дуговой сварке порошковой проволокой нет необходимости во внешнем защитном газе, и вы получаете меньше сварочного дыма независимо от металла, используемого для сварки. это также довольно чистый вид сварки, так как вам не придется иметь дело с большим количеством мусора.

Что касается К недостаткам этого способа сварки можно отнести наиболее частые из них: образование большого количества дыма и высокая стоимость оборудования.Эта Метод сварки не рекомендуется для тонких материалов и может привести к образованию шлака.

Технику дуговой сварки порошковой проволокой очень легко освоить, и многие профессионалы предпочитают ее, поскольку она чрезвычайно недорогая. Несмотря на то, что есть несколько ограничений, когда дело доходит до применения этой техники, и результаты могут быть не такими эстетически приятными, как результаты, полученные с другими типами методов китобойного промысла, этот вопрос остается популярным из-за простоты использования. Прочтите наши обзоры на лучшие сварщики сердечников флюса здесь.

Электронно-лучевая сварка (EBW)

Этот вид сварки включает в себя запуск луча высокоскоростных электронов по материалам, которые требуют сварка. Этот метод преобразует энергию электронов в листы в чтобы расплавить сварочные материалы, которые затем могут соединиться и сплавиться. Эта Тип сварки используется во многих отраслях промышленности, начиная с полностью автоматизированное поточное производство автомобильных деталей для дорогостоящих авиационных двигателей промышленность.Некоторые примеры продуктов, созданных с помощью электронно-лучевой сварки включают аэрокосмические компоненты, узлы трансмиссии и биметаллические пильные полотна.

Потому что это электронно-лучевая сварка в вакууме — идеальный выбор для герметизации электрические компоненты и предварительно вакуумированные корпуса. Эта техника позволяет соединить из разнородных металлов, например, с различной теплопроводностью и точки плавления, чего обычно трудно достичь с другими методы сварки.Это также хорошая техника для тех, кто хочет сварить толстый материал к тонкому материалу.

Сварка атомарным водородом (AHW)


Этот метод сварки был в значительной степени заменен методами дуговой сварки металлическим электродом в газовой среде, но он все еще используется для определенных целей, таких как сварка вольфрама. Этот материал обладает высокой термостойкостью, и, используя эту технику, вы можете сваривать его таким образом, чтобы не повредить металл, но при этом создать сплоченный прочный сварной шов.Как и во всех сварочных работах, чрезвычайно важно использовать перчатки сварщика для защиты и безопасности.

Метод был изобретен Ирвинга Ленгмюра после открытия атомарного водорода. Это включает размещение двух металлических вольфрамовых электродов в атмосфере водорода с целью расщепить водород в молекулах и объединить их во взрыве тепла температура может достигать 3000 градусов по Цельсию.

Газовая вольфрамо-дуговая сварка

Это один из самых сложных видов сварки, а также самый трудоемкий, потому что он требует большого внимания и навыков, в основном из-за небольшой площади между видами сварки. пламени в материале, который вы собираетесь сваривать.Для этого метода свариваются небольшие полосы металла, чтобы получить чрезвычайно прочный сварной шов, который прослужит долгие годы. Этот метод сварки был выпущен в 1941 году и с тех пор мало изменился. Он по-прежнему используется производителями велосипедов и самолетов, как военными, так и коммерческими.


Плазменно-дуговая сварка

источник

Аналогичный процесс По сравнению с дуговой сваркой вольфрамовым электродом, плазменная сварка была первоначально разработана в 1954 году и использует электрический ток, который проходит через очень малую сопло, которое пропускает защитные газы, чтобы обеспечить экстремальное точность при сварке небольших участков.Этот метод подходит для использовать, когда дело доходит до нагрева металла до очень экстремальных температур, что приводит к более глубокие и прочные сварные швы. Этот метод сварки часто используется в самолетах. обрабатывающей промышленности, и очень редко он может быть полезен для DIY и сварщики-энтузиасты.

Чтобы узнать больше о плазменных резаках и о том, как их выбрать, прочтите наши обзоры плазменных резаков здесь.


.

Процесс подводной сварки: сделайте карьеру выше

Underwater Welding Process Underwater Welding Process Фото любезно предоставлено водолазом «Рыно».

Процесс подводной сварки, кажется, не поддается логике:

Как электричество проходит через воду, оставляя сварщика невредимым?

Как вы могли догадаться, это еще не все. Вот несколько факторов, о которых следует подумать:

  • Подводная сварка работает так же, как и сварка на поверхности, хотя окружающая среда иная.
  • Сварщики под водой берут на себя риск, но не такой большой, как вы думаете.
  • Процесс подводной сварки понимается неправильно, оставляя несказанные слухи и объяснения, которые не всегда соответствуют действительности.

Прежде чем вы поймете, как работает подводная сварка, важно освоить основы поверхностной сварки.

Большой расплав: как работают сварочные работы на поверхности

По сути, сварка — это процесс соединения двух или более металлов.

Рабочий может сделать это одним из нескольких способов:

Список можно продолжить, но это самые известные виды сварки.

Для простоты мы сосредоточимся на SMAW, более часто называемой «сваркой стержнем».

Оборудование для стержневой сварки: украшенное

В SMAW сварщик использует три единицы оборудования:

  • Сварочный аппарат : подает питание на электрод.
  • Держатель электрода / стержень : Управляет перемещением электрода и подключается к сварочному аппарату.
  • Электрод : длинный стержень, состоящий из металлов и покрытый флюсом, который выделяется при приложении тепла.
Схема из книги Дэвида Китса «Помощник сварщика».

Процесс поверхностной сварки: разжигание

Сварщик прикладывает наконечник электрода близко к основанию места сварки, где необходимо соединить два металла. Когда сварочный аппарат включен, электрический ток течет от электрода к месту сварки. Сварщик перемещает электрод по всему шву места сварки, позволяя электроду расплавиться и заполнить зазор, что очень похоже на то, как перекрыть реку, заполнив ее грязью.

[responseive_video type = ‘youtube’ hide_related = ‘0’ hide_logo = ‘0’ hide_controls = ‘0’ hide_title = ‘0’ hide_fullscreen = ‘0’ autoplay = ‘0’] https://www.youtube.com/watch ? v = TeBX6cKKHWY [/ responseive_video]

Так как кислород вызывает коррозию сварочного шва, инженеры и химики разработали специальные смеси химикатов для обработки электродного флюса. При нагревании эти химические вещества смешиваются с воздухом и создают временный газовый экран вокруг места сварки во время сварки.

Этот щит защищает его от хрупкости.

Сварка, плавление и охлаждение: куда уходит тепло

При сварке используется много тепла. Свыше 6500 ° F при нанесении на место сварки.

Тепло генерируется и перемещается в нескольких областях:

  • Анод : Место сварки (положительный заряд)
  • Плазма : Близость к электрической дуге и месту сварки (шлюз)
  • Катод : Сварочный стержень (отрицательный заряд)

Как вы можете узнать из химии, молекулы имеют тенденцию перемещаться к противоположным концам своего заряда (полярности).

Когда плазма создается (посредством электрической дуги сварочного аппарата), отрицательные электроны движутся вниз к аноду. Поперечно ионы от анода движутся вверх к катоду.

Все это происходит мгновенно.

Большая часть тепла остается в аноде, но некоторое количество остается в катоде.

Процесс подводной сварки: 2 рабочих типа

Подумайте о процессе подводной сварки. Что приходит вам в голову?

Вероятно, подводный сварщик в водолазном костюме, окруженный водой и стреляющий электричеством в металлическую щель, нуждающуюся в ремонте.

Он выполняет один вид подводной сварки: Мокрая сварка

Есть и другой тип: гипербарическая сварка

У этих двух типов сварка под водой немного отличается, поэтому мы рассмотрим каждый из них. Оба основаны на тех же принципах, что и поверхностная сварка, но используют их несколько по-разному.

О мокрой сварке: океан знаний

При мокрой сварке место сварки дайвера окружено водой.

Это создает проблемы для сварщиков, поскольку насыщенная кислородом вода может сделать сварной шов хрупким и пористым. Но можно добиться прочного сварного шва . Фактически, некоторые компании теперь могут создавать сварные швы класса А (считающиеся постоянными) во влажных условиях.

Процесс подводной мокрой сварки

Участки мокрых сварных швов окружены водой.

Но это не означает, что они подвергаются прямому воздействию воды на во время процесса сварки. Сварка палкой создает пузырьки газа, которые временно защищают место сварки (в основном из водорода).

Этот экран создается из флюса, когда он плавится вокруг электрода. Он на 70% состоит из водорода.

По мере того как флюс плавится, он покрывает место сварки, защищая его от воды в процессе охлаждения. Однако даже при такой защите вода все еще влияет на сварной шов.

Кроме того, поскольку электрическая дуга выделяет огромное количество тепла, она разбрызгивает тысячи пузырьков во время сварки. Иногда эти пузыри не только раздражают, но и слепят сварщика, из-за чего не видно места сварки.

По мере повышения квалификации подводных сварщиков ограниченная видимость становится все меньшей проблемой.

Они могут приблизительно оценить расстояние между сварными швами, глубину проплавления и другие факторы, основываясь на других выполненных ими мокрых сварных швах.

Система питания для подводной влажной сварки

При мокрой сварке используются провода с двойной изоляцией от сварочного аппарата до стингера (электрододержателя). Он также использует рубильник для отключения или отключения питания. Также он использует только постоянный ток.

Underwater Wet Welding Process Underwater Wet Welding Process Схема из книги Дэвида Китса «Помощник сварщика».

Гипербарическая / сухая сварка: внутри герметичного помещения

При гипербарической или сухой сварке место сварки подводного сварщика изолировано от воды. Эта изоляция достигается за счет физического барьера, заполненного газом. Давайте углубимся в подробности, чтобы понять, в чем дело:

Процесс подводной сухой сварки

Процесс почти идентичен сварке верхней стенки, за некоторыми исключениями:

  • Гипербарическая сварка происходит при более высоких давлениях .Если быть точным: на 0,7% фунтов на квадратный дюйм больше. Давление должно увеличиваться для поддержания постоянного заданного отношения объема воздуха к объему окружающей воды.
  • Гипербарическая сварка проводится в герметичной подводной среде . Места обитания могут умещаться вокруг места сварки или увеличиваться до размеров небольшого помещения.
  • Гипербарическая сварка может быть безумной дорого . Более крупные среды обитания стоят больших денег при первоначальной покупке и содержании. Кроме того, техническое обслуживание во время работы также увеличивает счета, поскольку обеспечивает постоянное снабжение сварщиков газом и электричеством.

[responseive_video type = ‘youtube’ hide_related = ‘0 ′ hide_logo =’ 0 ′ hide_controls = ‘0 ′ hide_title =’ 0 ′ hide_fullscreen = ‘0 ′ autoplay =’ 0 ′] https://www.youtube.com/ смотреть? v = LcJbSC9HnfY [/ responseive_video]

Кабельная система для подводной сухой сварки

При сухой сварке используется переменный или постоянный ток (аналогично сварке верхней поверхности). Он также имеет единую систему изоляции для силовых кабелей. Рубильник не обязательно встроен в модель.

Схема из книги Дэвида Китса «Помощник сварщика».

Знание процесса подводной сварки

Подводная сварка имеет репутацию опасной, но, как и во многих других предметах, основная опасность — это непонимание . Я надеюсь, что благодаря этому вы сможете лучше понять процесс подводной сварки.

Если у вас есть вопросы по мокрой или сухой подводной сварке, дайте мне знать в разделе комментариев ниже.

.

Виды сварочных процессов

02 сентября 2016 г. | 5 комментариев

Работа с металлом может быть пугающей, но в то же время она может придавать сил. Производители стали способны превратить одни из самых прочных материалов в мире в различные формы и изделия. Сварка — это процесс сплавления материалов, таких как металлы или термопласты, для их бесшовного соединения. Процесс сварки включает в себя приложение тепла и давления к соединяемым материалам в дополнение к фильтрующему материалу.

С появлением технологий процесс сварки с годами эволюционировал. Однако важно понимать различия между всеми существующими методами сварки, чтобы принять обоснованное решение, когда дело доходит до выбора правильной техники сварки для работы. Сегодня многие процессы можно выполнять с помощью автоматизированного оборудования, однако для некоторых проектов требуется профессиональная помощь, чтобы вручную настроить продукт. Сварка требует работы и практики, и ее лучше всего усвоить с помощью и под руководством профессиональных производителей стали.

Для вашего понимания вы можете узнать о различных типах сварочных процессов:

Сварка MIG (металл в инертном газе) или GMAW (газовая дуговая сварка металла):

Принцип соединения двух металлических частей с помощью проволоки, соединенной с током электрода, называется сваркой в ​​среде инертного газа (MIG). В этом типе процесса сварки вдоль проволочного электрода используется защитный газ, который нагревает два соединяемых металла. Для этого метода требуется источник постоянного напряжения и постоянного тока, и это наиболее распространенный промышленный процесс сварки.Процессы MIG или GMAW подходят для плавления низкоуглеродистой стали, нержавеющей стали, а также алюминия.

Дуговая сварка или SMAW (дуговая сварка защищенного металла):

Дуговая сварка также называется дуговой сваркой защищенного металла или просто «палкой». Это самый простой из всех видов сварки. Сварочный стержень использует электрический ток для образования электрической дуги между стержнем и соединяемыми металлами. Для сварки чугуна и стали этот тип сварки часто используется при строительстве стальных конструкций и в промышленном производстве.Сварку палкой можно применять при производстве, строительстве и ремонте.

TIG (вольфрамовый инертный газ) или GTAW (газовая дуговая сварка вольфрамом):

В сварочном процессе этого типа используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Этот вольфрамовый электрод используется для нагрева основного металла и образования сварочной ванны. Сплавив два куска металла вместе, можно создать автогенный шов. Для этого типа сварки сварщик должен обладать большим опытом, поскольку это очень сложный процесс.Этот процесс сварки используется для выполнения высококачественных работ, когда требуется высококачественная стандартная отделка, без необходимости чрезмерной очистки путем шлифования или шлифования.

FCAW (порошковая сварка):

В качестве альтернативы защитной сварке была разработана порошковая сварка. Этот процесс сварки очень похож на процесс MIG или GMAW, за исключением того факта, что в FCAW используется специальная трубчатая проволока, заполненная флюсом, а защитный газ не всегда требуется, в зависимости от наполнителя.Этот вид сварки известен тем, что он чрезвычайно дешев и прост в освоении. Однако его применение имеет несколько ограничений, и результаты часто не являются эстетически приятными, как при использовании некоторых других методов сварки. Полуавтоматическая дуга часто используется в строительных проектах благодаря высокой скорости сварки и портативности.

Профессиональные производители металлоконструкций в Northern Weldarc хорошо обучены изготовлению конструкционной стали для различных проектов в различных отраслях промышленности.Конструкционная сталь может быть преобразована для различных целей, а также может использоваться для ряда применений. Мы в Northern Weldarc используем высокотехнологичное оборудование для производства стали и ее изготовления для различных нужд. Если вы хотите узнать больше о нашей работе и проектах, которые мы реализовали для наших клиентов, свяжитесь с нами сегодня!

Теги: Профессиональные изготовители стали, Типы сварочных процессов, Процесс сварки
Опубликовано в изготовление конструкционной стали, изготовление конструкционной стали, Уроки конструкционной стали, Без категории | 5 комментариев »

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.