Сварка металла. Как это работает?

Что такое сварочная дуга?

Сварочная дуга — это электрический импульс, который протекает между сварочным электродом и заготовкой. Это происходит, когда между двумя элементами возникает достаточно высокое напряжение (бесконтактное зажигание) или когда пользователь ударяет по сварному материалу электродом (зажигание трением).

Электрическая дуга является основой дуговой сварки. Благодаря ей осуществляется соединение основного материала свариваемых деталей с присадочным материалом для формирования сварного шва.

Напряжение в такой дуге очень большое. Оно течет через воздушный зазор и образует дугу с температурой в несколько тысяч градусов (до 10000 °C). Поскольку ток постоянно течет между заготовкой и электродом, перед началом работы, заготовка должна быть заземлена с помощью кабеля заземления, подключенного к сварочному аппарату.

Чтобы получить гладкий и прочный шов, сварочная дуга должна быть стабильной. Следовательно, сварочное напряжение и скорость подачи проволоки должны быть адаптированы к свариваемому материалу и его толщине.

Техника сварщика влияет на то, является ли дуга мягкой или твердой, а следовательно, и на качество сварного шва. Расстояние от сварочного электрода до канавки и поддержание постоянной скорости движения горелки также имеет большое значение. Выбор правильного напряжения и скорости подачи проволоки является базовым навыком для каждого сварщика.

Хотя современные сварочные устройства предлагают множество функций, облегчающих работу сварщиков, таких как сохранение предыдущих настроек сварки или вызов готовых синергетических линий, что значительно упрощает настройку параметров устройства в соответствии с поставленной задачей.

Основные ошибки

Рассмотрим основные ошибки, которые допускают новички при сварке РДС:

Спешка. Не нужно спешить вести электрод, металл должен проплавиться, поэтому привыкните к медленным спокойным движениям.Неспособность отличить шлак от металла. Нередко новички думают, что заварили стык, но после отбития шлака в нем много непроваров.

Дело в том, что при сварке кажется, что соединение заполнено жидким металлом — на самом деле это шлак. Жидкий металл через светофильтр выглядит белым, а шлак — красным.Дрожащая рука. Добиться постоянного зазора между кончиком электрода и изделием поможет опора для руки.

Никогда не держите руку на весу, иначе электрод будет прилипать. Опереть руку можно на стол, колено.Не стоит сразу отбивать шлак. (хоть и очень хочется проверить качество соединения). Дайте ему немного остыть. Так Вы не повредите шов, а отлетевший горячий шлак, попавший на кожу, не причинит ожога.

Чтобы не стучать по чистовому изделию для распаливания электрода, имейте под рукой черновую заготовку. Распалите электрод на ней и сразу переходите на стык для соединения. Тогда меньше придется зачищать следы от сварки на изделии.

Новичку легче научиться варить, если аппарат обладает функцией «Антиприлипание». Когда электрод касается изделия, сварочный ток отключается. Не нужно тянуть держатель влево и вправо, пытаясь отломать расходник. С функцией «Форсаж» удобно варить тонкие металлы.

При маленьком токе длина дуги короткая. Когда аппарат «чувствует», что дуга вот-вот погаснет, он на мгновение повышает сварочный ток. Функция «Горячий старт» обеспечит быстрый поджиг электрода без многочисленных постукиваний. Это актуально, если работы ведутся на ржавом металле. Тогда не придется предварительно много зачищать.

Что представляет сварка под флюсом

Проводится с использованием специальных флюсовых порошков, обеспечивающие рабочую область выделяющимся в процессе плавления защитным газом. Флюс поддерживает сохранение расплавочной дуги и обеспечивает защиту расплава. Процесс полностью автоматизирован от подачи флюса до перемещения вдоль стыка. Среди направления использования создание:

• модулей спутников;
• башенных кранов;
• корпусов морских судов;
• иного оборудования где применяются протяженные швы и швы большой толщины.

Формируется шов повышенной прочности, необходимый для создания оборудования, выдерживающие сложные условия эксплуатации. Такие, как огромное давление и экстремальные температуры.

Выбор сварочного тока

Параметр зависит от диаметра электрода, его покрытия, пространственного положения шва. От величины тока зависит глубина провара и производительность сварки. Если сила тока будет недостаточной, то количество тепла, поступающего в ванну, будет маленьким, в результате чего появятся непровары, ухудшающие качество соединения деталей.

Дуговая электросварка слишком большим током тоже может приводить к непровару, так как быстро плавящийся электрод может попадать на еще нерасплавленный основной металл. Рекомендуемый ток указывается на электродных упаковках.Кроме того, следует учитывать следующее:

• при использовании тока обратной полярности глубина провара больше почти на 50%, чем при прямой полярности. Поэтому при сварке тонколистовых и легированных материалов следует применять ток обратной полярности во избежание пережогов и перегревов;
• при сварке переменным током глубина провара будет меньше на 15-20%, чем при сварке постоянным током обратной полярности.

Выбор диаметра электрода

Диаметр электрода зависит от толщины кромок свариваемого материала и разделки кромок. Если кромки не разделаны, то диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла. Так, например, при толщине металла 20 мм испльзуют электроды диаметром 12 мм.

Если же кромка разделана, то независимо от марки металла корневой шов выполняется электродом в 2- 3 мм. Последующие слои накладываются диаметром 4 мм. Правда, если толщина основного металла превышает 12 мм, допускается последующие слои выполнять пятимиллиметровым электродом.

Выбор корневого электрода зависит от типа соединения. Но главный принцип выбора – чем ответственнее шов, тем меньший диаметр электрода применяется.

Величина колебаний

Величина поперечных колебаний электрода должна находиться в пределах 2,5-3 диаметра электрода – это оптимальный вариант для получения качественного сварного шва.

Безопасность работы при сварке

Сварка металла связана с рядом рисков. Электрическая дуга излучает очень яркий свет и ультрафиолетовое излучение, которое может повредить ваше зрение. Брызги и искры расплавленного металла могут обжечь кожу и стать причиной пожара, а испарения, выделяющиеся при сгорании, могут быть опасными для дыхательной системы.

Однако всех этих опасностей можно избежать с помощью правильной подготовки и соответствующего защитного снаряжения.

Чтобы снизить риск возникновения пожара, перед началом работы, внимательно осмотрите место вокруг будущей сварки и удалите все легковоспламеняющиеся материалы . Средства пожаротушения также должны быть подготовлены. Рабочее место также должно быть недоступным для посторонних.

Защитите глаза, уши и кожу с помощью соответствующих средств индивидуальной защиты. Сварочный шлем с регулируемым фильтром защищает глаза, волосы и уши. Кожаные сварочные перчатки и прочный, негорючий комбинезон защищают руки и тело от искр и тепла.

Если вы планируете работать в помещении, то рабочее место также должно быть оборудовано достаточной вентиляцией для удаления сварочного дыма.

Виды электродуговой сварки:

• Ручная дуговая сварка (ММА, manual metal arc) выполняется с использованием штучных электродов имеющих различное специальное покрытие (обмазку). Этот процесс может протекать с использованием постоянного (DC) или переменного (АС) тока. Разное покрытие электродов образует при своем расплавлении газовое облако для защиты зоны сварки от воздуха, обеспечивает попадание химических добавок в сварочную ванну для изменения свойств металла в области шва и стабильность самой электрической дуги. Сварка этим методом возможна во всех пространственных плоскостях, применяются сварочные трансформаторы, выпрямители и инверторы.
  Этот метод, при условии правильного подбора электродов, позволяет сваривать все виды металлов («черные», «цветные», любой степени легированности), делает возможной работу в труднодоступных местах.
  Сварка ММА может стать выбором, как профессионального работника, так и новичка. Она находит широкое применение в строительстве и монтаже металлоконструкций, в различных направлениях тяжелой промышленности. Это может быть выбором слесарной мастерской по изготовлению металлических дверей, машиностроительного завода или обычного дачника, решившего своими руками сделать решетки к подвальным оконным проемам.
• Аргонная сварканеплавящимся электродом в среде инертного газа (TIG, tungsten inert gas). Встречаются вольфрамовые, угольные и графитовые неплавящиеся электроды. Инертный газ — аргон, гелий, азот или смеси этих газов, в зависимости от соединяемого металла. При таком процессе сварной шов образуется только из металла соединяемых деталей, либо с добавлением присадки, в качестве которой используются металлические прутья и полосы. Наличие инертных газов или их смесей в зоне сварки защищает металл шва от вредного воздействия компонентов воздуха и поддерживает стабильность электрической дуги. Такая сварка может протекать с использованием переменного и постоянного тока. Низкая производительность сочетается с высоким качеством получаемого шва. Рабочий процесс трудоемкий и требует от оператора развитых профессиональных навыков.
  TIG сварка используется при необходимости получения ответственных швов, выдерживающих высокие нагрузки и имеющих приемлемый эстетический вид.
  Это может быть сварка газо- и нефтепроводов, сосудов высокого давления, предметов для пищевой промышленности, микросхем в электротехнической отрасли.
  Она незаменима при работе с тонкостенными металлическими конструкциями и листовым металлом (до 6 мм), с нержавеющей, легированной, углеродистой сталью, медью, титаном, магнием.
• Полуавтоматическая сваркаплавящимся непрерывным электродом в среде инертного (MIG, metal inert gas) или активного (MAG, metal active gas) газа. Роль электрода выполняет плавящаяся под действием тока проволока, автоматически подающаяся в зону сварки. Проволока поступает в специальную горелку, туда же осуществляется доставка защитного инертного или активного газа. Состав газовой защиты зависит от типа свариваемого материала. Такая сварка возможна только при постоянном электрическом токе. Высокая ее производительность компенсирует неаккуратность шва и разбрызгивание, возникающее при использовании в качестве защиты активных газов (углекислый газ, кислородные смеси). Автоматическая подача проволоки в зону сварной ванны и возможность электронной регулировки рабочих настроек в аппаратах, делают ее популярной как среди профессионалов, так и у новичков сварочного дела.
  Такой метод получил широчайшее распространение в европейских и североамериканских странах. Он позволяет работать с низколегированными и высоколегированными сталями, со многими видами чугуна, алюминием, медью, никелем, марганцем и их сплавами, выполнять соединение разнотипных металлов.
• Сварка под флюсом. При соединении деталей используется различный по химическому составу флюсовый порошок, покрывающий защитным слоем сварную ванну и область остывающего сварного шва. При термическом разрушении порошковых частиц происходит выделение защитного газа для обеспечения стабильности дуги и высокого качества сварки. Меняя виды флюса, добиваются определенных свойств металла в месте стыка.
  Такой метод, чаще всего, имеет промышленное применение и полностью автоматизирован от подачи флюса до перемещения самого сварочного аппарата. Изготовление корабельных корпусов, авиационных фюзеляжей, железнодорожных вагонов и локомотивов, роторов и турбин, спутниковых модулей и башенных кранов. Любые металлы подвергшиеся такому виду сварки выдерживают самые тяжелые условия эксплуатации, огромные перепады давления и температуры.

Газоплазменная

Сегодня виды сварки и конечно их краткая характеристика включает и этот все реже используемый вариант. Она состоит из образования по ходу сварочного шва все новых ванночек под воздействием горелки. Поддержание её горения обеспечивает подача в смеси с кислородом одного или нескольких горючих газов. Технология сложнее дуговой. Используется чаще всего опытными специалистами за счет универсальности и мобильности.

Сваривание обеспечивает высокая температура открытого пламени, образующаяся при горении кислорода с такими горючими газами, как ацетилен, водород, бутан, пропан и другие. Наиболее эффективным признается использование метилацетиленовая фракция. В зависимости от типа горючего газа температура составляет:

• 2927 с кислородом;
• 4500 при соединении кислорода и МАФ;
• ацетилендинитрилом 5000.

Используется открытое пламя, не зависящее от энергоснабжения. За счет этого широко применяется в «полевых» условиях. Остывание происходит постепенно, что удобно в работе с листовыми материалами.

Использование метода непригодно в промышленных условиях за счет отсутствия возможности автоматизации и низкого уровня производительности. Высокая сложность работы требуется приглашения профессионала. При рассмотрении виды сварки какие бывают и какой уровень квалификации, этот считается одним из наиболее сложных.

Газопламенная сварка

Ведется при помощи пламени от горелки. Для создания пламени используется ацетилен или пропан (в качестве горючего газа) и кислород (для увеличения мощности пламени). Температура факела достигает 2800-3100º С, что позволяет плавить кромки металла. Для заполнения сварочной ванны используется присадочная проволока, подающаяся свободной рукой сварщика.

Газовой сваркой чаще всего соединяют черные металлы, трубы, латают емкости. Энергонезависимость разрешает применять сварку в полевых условиях, на крышах, в тоннелях, подвалах. Подключение к баллонам выполняется через редукторы с манометрами. У кислородного редуктора манометров два — высокого и низкого давления. Потребуются дополнительные комплектующие (шланги, мундштуки, ниппели), чтобы все соединить в одну систему.

Горелки рабочей части и диаметру сопла:

Движения электрода

На тонких металлах 1-2 мм, где две стороны плотно приставлены друг ко другу, никаких дополнительных движений не требуется. Возбуждается дуга, электрод выставляется на начало стыка, и медленно ведется вдоль линии соединения. Шов получится узкий, чешуйчатый.

На толстых металлах предусматривают зазор 1-2 мм, чтобы жидкий металл проник глубже. Если толщина пластины свыше 5 мм, необходима разделка кромок под углом 45 градусов. Тогда первый шов (называется корневой) прокладывается без дополнительных движений. А последующие нужны для заполнения ширины и требуют поперечных колебательных манипуляций. Это могут быть движения:

В идеале располагать деталь под небольшим наклоном, чтобы жидкий шлак не затекал в сварочную ванну. Если такой возможности нет, периодически делайте резкое движение кончиком электрода в сторону, откидывая шлак. Иначе возникнут непровары.

Использование лазера

Один из современных типов технологий. Энергетическим источником становится лазер, обеспечивающий особую прочность готовых изделий. Рекомендуется в работе с конструкциями сложной конфигурации. При соединении создается гладкий и эстетичный ровный шов, лишенный малейших искривлений.

Применяется для соединения элементов из алюминия, серебра, нержавейки. При плавлении и нагревании используется лазерный луч с монохромным потоком генерируемого лазером светового потока. Контроль потока обеспечивает фокусировка линз и отклонение призм.

Как подключать электрод

Когда диаметр электрода и сила тока выбраны, можно включить аппарат и вставить электрод в электрододержатель. Последний может быть двух типов: пружинный и винтовой. Пружинный имеет нажимную лапку, на которую сварщик давит большим пальцем, а второй рукой вставляет электрод.

Применять самодельные электрододержатели в виде подпружиненного трезубца не советуем. Они опасны с точки зрения ТБ (Техника Безопасности), а оголенная токоведущая часть будет постоянно случайно касаться изделия, мешая процессу.

Для сварки в нижнем положении установите электрод под прямым углом относительно держателя. Если планируете варить вертикал или потолок, разместите электрод еще на 45 градусов от себя — так меньше придется сгибать запястье.

Какие бывают сварочные аппараты?

Аппаратов для сварки металла сегодня на рынке представлено очень много. Ранее об этом мы уже писали на страницах нашего блога. Поэтому затронем здесь эту тему кратко. Все они классифицируются на 3 основных вида:

• полуавтоматы;
• инверторные;
• аргонодуговые установки;

Например, модель EWM Pico 180 puls с импульсной функцией является одним из лучших устройств для сварки.

Кроме самого аппарата сварщику следует заранее позаботиться о наличии всех расходников и аксессуаров. Это:

• электроды;
• порошковая проволока;
• разъемы;
• фиксаторы;
• клеммы заземления.

Все эти «мелочи» обеспечивают комфорт в работе и качественное выполнение производственной задачи.

Кузнечная сварка металла: технология

Технология кузнечной сварки металла заключается в соединении заготовок при помощи силового воздействия ударными инструментами. Она подходит для работы с низкоуглеродистыми стальными конструкциями. Предварительно заготовки следует очистить от загрязнений и окисляющих веществ.

После этого металл подогревается таким образом, чтобы не допустить окисления. Оптимальны для топлива — древесный уголь, кокс. Нагревание стали производится до температуры 1350-1400 °С. Непосредственно перед ударной обработкой металл покрывается флюсом, чтобы исключить риск прожига.

Оборудование для кузнечной сварки:

• переносные и стационарные горны;
• наковальни;
• кузнечные клещи;
• большие и компактные молоты;
• емкости для охлаждения деталей.

Изображение №6: кузнечная сварка

Литейный способ

Еще один тип работ, в наши дни применяемый все реже. Он заключается в заливке предварительно подготовленного места работы жидким перегретым металлом. Нагрев может производиться, например, в тигле. Процесс сходен с выполнением отливок. Место сварки требуется заформовывать, просушивать и прокаливать. При подогреве изделия в заформованный стык заливают перегретый расплавленный металл.

В современном производстве методика наиболее применима в работе с драгоценными благородными материалами. Проводится работа с изделиями из бронзы, посудой, украшениями. Именно так в древности выполнялись свинцовые трубы трубопроводов.

Методы сварки

Методы сварки классифицируются на основе метода генерирования тепла и метода подачи присадочного материала. Выбор конкретного метода зависит от сварного материала и его толщины, требуемой эффективности работы, желаемых эстетических показателей и целевого качества сварного шва.

Наиболее распространенными методами сварки являются MIG / MAG, TIG и MMA (сварка электродом с покрытием). Самый старый, самый известный и наиболее часто используемый метод — это сварка MMA. Он широко используется для монтажа и наружных работ, требующих оборудования, которое легко переносить и использовать.

Медленная сварка TIG дает очень хорошие сварные швы, поэтому этот метод используется для видимых сварных швов или швов, которые требуют исключительной точности.

Сварка МИГ / МАГ считается наиболее универсальной, поскольку нет необходимости отдельно подавать материал в сварочную ванну. Вместо этого сварочная проволока подается непосредственно в сварочную ванну в газовой подушке от сварочного пистолета.

Существуют также другие методы сварки для специальных применений, таких как лазерная, плазменная, дуговая сварка под флюсом, ультразвуковая и точечная и фрикционная сварка. Мы обязательно расскажем о них в будущих статьях нашего блога.

Плазменная

Для расплавления кромок и соединения металлических деталей используется струя плазмы, образующаяся в плазматроне или между электродом и поверхностью металла. Такая сварка характеризуется тонким точным швом и большой глубиной проплавления. Поэтому, ее применяют для соединения тонкостенных и мелких деталей в электротехнической отрасли, массивных и габаритных заготовок и конструкций в тяжелой промышленности, в строительстве и монтаже. Действию высокотемпературной струи плазмы подвержены любые виды металлов.

Кроме выше перечисленных, к термическим видам соединения относятся:

• лазерная сварка (используется лазерный луч),
• электронно-лучевая сварка (применяется электронно-лучевая пушка в условиях вакуума),
• сварка с закладными нагревателями (для сварки полиэтиленовых труб используя нагревательные элементы),
• контактная стыковая сварка оплавлением (в качестве источника теплоты выступает нагревательный элемент с фторопластовым покрытием).

Плазменная сварка

Для расплавления кромок и присадочного металла используется плазма. Оборудование состоит из источника постоянного тока, газового аргонового баллона, плазмотрона. Для отвода лишнего тепла от сопла плазмотрона (горелки), нередко предусматривается водяное охлаждение.

Газ подается в плазмотрон и нагревается электрической дугой. Благодаря этому он увеличивается в объеме до 100 раз. За счет теплового расширения он начинает истекать из сопла на высокой скорости. Это и есть плазма. Ее температура составляет 30 000º С, что превосходит характеристики других методов сварки.

По реализации технологии возможно два варианта:

При помощи плазменной сварки соединяют металлы толщиной до 9 мм во всех пространственных положениях. Метод подходит для сваривания:

Полуавтомат mag (mig)

Применяется в качестве присадочного материала проволока, поступающая в рабочую зону через горелку. Параллельно подается активный или инертный газ, состав которого определяется в зависимости от выбранного материала работы. Выполнение возможно только при непрерывном контакте с электрическим током, образующим много брызг.

За счет этого шов теряет аккуратность, что компенсируется высокой производительностью. Расходный материал подается в автоматическом режиме. Выполняется сваривание широкого спектра материалов от марганца или чугуна до меди и алюминия. Соединяются разнотипные материалы.

Ручная дуговая мма

При проведении используются представляющие собой металлический стержень с обмазкой штучные электроды. Выполняется под постоянным воздействие переменного или прямого тока. Преимуществом становится образование при плавлении расходников облака состоящее из смеси газов (по большей части из СО2), формирующего защиту от окисления свариваемого металла.

При обмазке используются разнообразные химические соединения. В сварочной ванне они способствуют формированию дополнительной защиты сварочного шва и поддерживают стабильное горение электрической дуги. Аппараты способны работать в любом положении, в том числе в труднодоступных местах, сваривая любые металлы.

Ручная дуговая сварка (мма, рдс)

После остывания соединения на поверхности образуется шлаковая корка. Она удаляется шлакоотделителем и шов осматривается на предмет дефектов. Выполняется ММА сварка на переменном или постоянном токе, для чего задействуются трансформаторы или инверторы, выпрямители.

При помощи ручной дуговой сварки (РДС) можно соединять:

Для создания однородного шва используются электроды с аналогичным составом стержня. Сварка возможна во всех пространственных положениях, но отличается низкой производительностью. Возможно сваривание сторон толщиной до 30 мм с глубокой разделкой кромок.

Сварка оцинкованного металла: технология

Сварка оцинкованной стали требует предварительного нагревания заготовки до температуры выше 10000 °С. За это время цинк переходит сначала в жидкое состояние, а затем в газообразное. Поэтому выполнять такие работы необходимо в хорошо вентилируемом помещении, чтобы не навредить здоровью людей.

Если основа имеет тонкий слой и снять оцинковку невозможно, следует использовать электроды также из оцинкованной стали. Силу тока нужно повысить на 10-50 А, чтобы предотвратить образование пор. Расстояние между заготовками должно быть увеличено в два раза, а скорость работ снижена примерно на 20%. Наиболее часто используется сварка полуавтоматом.

Изображение №7: сварка оцинкованной стали

Сварка под флюсом

Световая

При проведении соединения используется мощный световой луч. В качестве источника его подачи используется угольная дуга, дуговые газозарядные лампы. Самым перспективными сегодня считаются дуговые ксеоновые лампы, баллоны которых наполнены ксеоном под давлением 4-10 ат (0,4-1 МН/м2).

Давление при работе лампы дополнительно возрастает до 10-30 ат (1-3 МН/м2). При этом дуговой разряд сильно сжимается и образует высококонцентрированный источник лучистой энергии достигающий по температуре разряда 12 000 °С. Повышение плотности лучистого потока формируется за счет использования комбинированных полиэлипсоидных систем. Дуговые ксеоновые лампы обеспечивают фокусировку потока.

Современные сварочные технологии

Современные компании, предлагающие услуги по сварке металла, используют не только проверенные, но и новейшие технологии, позволяющие увеличить скорость процесса и упростить управление им. Например:

• гибридная лазерная технология для соединения тугоплавких сортов стали;
• двухдуговая сварка для крупногабаритных конструкций;
• щадящая методика, основанная на применении специальных смесей защитных газов для получения более аккуратных швов;
• двухкомпонентная методика, используемая в сфере железнодорожного транспорта;
• орбитальная аргонодуговая технология, применяемая в аэрокосмической отрасли;
• технология СМТ, основанная на холодном переносе металлов;
• плазменная сварка, используемая для металлов разной толщины.

Изображение №9: плазменная сварка

Термитная сварка

Термическая сварка применяется для соединения:

Подходит для сварки углеродистых сталей и чугуна толщиной 10-15 см. В миниатюрном варианте таким методом сплавляют кабеля и провода. Технология позволяет соединять металлы большого сечения в труднодоступных местах, экономит время. Но швы получаются очень грубыми и нуждаются в шлифовке, поэтому для фасадной части изделий не подходят.

Чаще всего при помощи термитной сварки ремонтируют железнодорожные пути. Соединения выполняют по ГОСТ Р 57179-2021, а стыки обозначаются аббревиатурой «ССР» — «стыковое соединение рельсов».

Термомеханический вид сварки

Контактная сварка характеризуется нагревом соединяемых деталей и обоюдным деформированием под давлением. Точечная сварка выполняется с помощью аппаратов точечной сварки либо малогабаритными клещами. Две детали закрепляются между электродами, через них пропускается электрический ток, что приводит к локальному разогреву металла.

После этого электрический ток отключают и усиливают давление электродов на обе детали. Кристаллизация локального расплавленного металла ведет к получению точечного сварного соединения. Существует односторонняя (оба электрода на одной поверхности) и двухсторонняя (электроды расположены на двух свариваемых деталях) точечная сварка.

Точечная сварка находит широкое применение в автостроительной промышленности. По всему миру автосборочные конвейеры работают с применением именно этого вида сварки. Компактные и мобильные клещи для точечной сварки используют в условиях индивидуальных гаражей и мелких автомастерских для рихтовочных работ.

Так же к этому типу относятся различная стыковая и рельефная сварка.Остальные виды термомеханической сварки не получили такого широкого распространения. К ним относится диффузная (соединение композитных и неоднородных металлов в вакууме или в среде защитных газов), кузнечная (соединение разогретых металлов возникает за счет пластичной деформации), сварка высокочастотными токами (пропуск токов высокой частоты через соединяемые детали) и трением (вращение деталей друг относительно друга).

Определив разновидность необходимого вам сварочного процесса, вы с легкостью сможете подобрать нужный сварочный аппарат, учитывая его индивидуальные характеристики. Сварочный процесс позволяет экономить металл на 30% и более, легко автоматизируется, отличается надежностью и герметичностью шва, низкой себестоимостью работ и небольшими затратами времени.

Технология газовой сварки металлов

Газовая технология сварочного производства применяется уже более сотни лет. Данный метод заключается в плавлении металлов и формировании гомогенной структуры с помощью повышенного газового пламени. Нагревание материала и его переход в жидкое состояние достигается за счет горения смеси, обогащенной чистым кислородом, выполняющим функцию окислителя.

Из дополнительных материалов требуются только проволока и флюс, с помощью которых создается шов. Интенсивность сварочного процесса можно регулировать, увеличивая или уменьшая мощность газовой горелки. Изменение параметров пламени осуществляется с помощью редуктора.

Изображение №1: технология газовой сварки

Технология сварки листового металла

Сварка листового металла осуществляется двумя методами:

• встык — рекомендовано для вертикальных швов;
• внахлест — подходит для круговых поясных соединений.

Прежде, чем приступить к работе, заготовки следует очистить от загрязнений, старой краски, ржавчины, окалины. Для этого применяется метод шлифовки, также можно использовать пламя горелки.

Чтобы швы при сварке достигли максимального провара, работу следует делать под углом 70-90°. Между соединяемыми изделиями должен сохраняться зазор около 11 мм, в противном случае изделие может деформироваться. Рекомендованное направление работы — от середины к краям.

Изображение №2: сварочный шов

Технология сварки металла полуавтоматом

Технология соединения заготовок полуавтоматом очень распространена. С ее помощью производится сварка нержавейки, цветных и черных металлов различных толщин. Для соединения изделия из сложносвариваемых материалов используется проволока из алюминия или меди, позволяющая получить прочный равномерный шов.

Для качественной сварки полуавтоматом нужно рассчитать и установить силу тока, давление защитного газа и скорость подачи проволоки. Поверхности заготовок должны быть очищены и обезжирены, желательно выполнить пробный шов, чтобы скорректировать параметры аппаратуры.

Изображение №8: выбор тока для сварки полуавтоматом

Технология сварки толстого металла

Для соединения материалов большой толщины (от 20 мм) применяется многослойная термическая сварка, требующая нескольких подходов и обязательной подготовки кромок. Первая кромка должна быть сточена под U- образную форму. Перед каждым новым этапом сварки необходимо очищать образованный слой от окалины.

Для уменьшения затрат на расходные материалы можно использовать высокопроизводительные технологии электрошлаковой и электродуговой сварки. Первый вариант позволяет делать только вертикальные швы снизу вверх с отклонением не более 30°. В электрошлаковой сварке соединение заготовок производится посредством нагревания шлака, расплавляющего находящийся рядом металл. Для этого используется электроток. За один проход можно сварить листы толщиной до 60 мм.

Изображение №3: схема электрошлаковой сварки

Технология сварки тонколистового металла

Тонколистовой металл (до 4 — 5 мм) обычно соединяется встык. Делать это можно с отбортовкой кромок или на подкладке. Главная проблема при работе с такими заготовками состоит в том, что любое неосторожное движение может привести к прожигу материала. Поэтому крайне важно запомнить следующую информацию:

• при толщине заготовки 2 мм сечение электрода должно быть равно 2 мм, рабочий ток — 50-60 А;
• при толщине заготовки 3 мм сечение электрода должно быть равно 3 мм, рабочий ток — 110-120 А;
• при толщине заготовки 4-5 мм сечение электрода должно быть равно 3-4 мм, рабочий ток — 110-160 А.

Существуют две технологии для соединения тонколистового металла — непрерывная и многоточечная сварка. В первом случае электрод надо вести, не отрывая, вдоль всего шва. Второй предусматривает гашение дуги и является наиболее безопасным решением.

Изображение №4: точечная сварка тонкого металла

Устойчивость дуги зависит от:

1. рода электрического тока (постоянный или переменный);
2. состава покрытия присадочного материала;
3. полярности. При постоянном токе полярность может быть прямой и обратной.

• прямая полярность – минус источника тока подается на электрод;
• обратная полярность – минус подсоединяется к изделию.

4. длины дуги. Это величина, равная расстоянию от торца электрода до поверхности ванны сварочной. Для стального электрода эта величина не превышает 2-4 мм (короткая дуга). Это оптимальная величина, которая обеспечивает устойчивость горения и хорошее качество сварного соединения.

Длина, равная 4-6 мм считается нормальной, а более 6 мм – длинной. Длинная дуга – плохой вариант: она неустойчива, плавление металла проходит неравномерно, капли расплава, стекающие с электрода, окисляются и насыщаются азотом. Шов получается пористым, неровным. Появляются непроваренные участки.

Электродуговая контактная сварка

Сварка электрической дугой является одной из самых распространенных, поскольку подходит для соединения большинства типов металлов и проста в реализации. Все подвиды электродуговой сварки имеют общий принцип — задействуется ток с пониженным напряжением (для безопасности сварщика) и повышенной силой (для расплавления металла).

Между положительным и отрицательным концами, подключенными к источнику тока, при касании, возбуждается электрическая дуга. Если удерживать зазор между полюсами в 3-5 мм, дуга горит стабильно и выделяет температуру до 5000º С. Этого достаточно, чтобы плавить кромки основного металла.

Электрошлаковая

Расплавление кромок соединения при этом виде сварки происходит за счет нагрева шлака от расплавленного электрическим током флюса, который засыпается в проем между двумя деталями. При данном процессе используется присадочный прут или проволока. Основным материалом для сварки служат все виды сталей и чугуна, реже цветные металлы.

Этот вид сварки имеет большое промышленное значение и используется для сварки толстостенных (40-500 мм и более) крупногабаритных деталей: турбинных и роторных валов, паровых котлов и опор. Чем больше площадь свариваемой поверхности, тем выше экономическая выгода от такого метода сварки.

Электрошлаковая сварка

Суть электрошлаковой сварки заключается в соединении двух сторон металла за счет тепла, выделяемого шлаковой ванной. Для этого зону стыковки заполняют токопроводящим флюсом. К нему подводится сварочный электрод (проволока), который разогревает флюс, образуя жидкий шлак.

Диапазон толщины свариваемых металлов таким методом составляет 20-3000 мм. Шлаковой сваркой можно соединять:

Задействуется технология в химической промышленности, машиностроении, кораблестроении, авиационной промышленности.