что такое сварка определение коротко

Доступно о сварке для новичка: виды, методы и понятия

Хотели узнать что такое сварка, каких типов она бывает, в чем понятие сварочнх работ? Какими методами соединяют изделия из металла и какое оборудование применяют? Об этом и много другом вы узнаете в нашей статье.

Что такое сварка? Такой вопрос у специалиста вызовет улыбку. Человек, который краем уха слышал, что есть такой термин, захочет узнать об этом более подробно. Постараемся просветить людей, ничего не знающих об этом, и рассказать все о сварке, ее типах и видах сварочных работ.

Определение и понятие свариваемости

Конструкции и изделия из металлов, да и не только из них, изготавливаются разъемными и неразъемными. Сварка является способом соединения, относящегося как раз к последнему типу, т. к. такую конструкцию невозможно разобрать, не разрушив.

За счет чего получают соединение неразъемного типа и каким образом это можно осуществить? В ГОСТ 2601-84 дается определение этого термина. Происходит межатомная связь между кромками соединяемых частей, но для этого необходимо создать определенные условия. Их три: нагрев до расплавления, давление или комбинация указанных способов. Место соединения называется швом сварного соединения. Представляет собой сплав, который образуется в результате плавления кромок или плавления с добавлением присадочного материала, а также с помощью давления или одновременного действия обоих видов – плавления или пластического состояния и давления.

Термин «сварная конструкция» означает, что она изготовлена каким-либо видом сварки из металлических конструкционных частей. Невозможно назвать отрасль, где бы не применялась сварка – выдающееся изобретение русских ученых. С ее помощью не только соединяют отдельные части, но и наплавляют слои металла на изношенные участки или для придания особых свойств верхнему слою. Этим методом режут металл на части, осуществляют демонтаж и выполняют ремонтные работы. Сваркой соединяют заготовки из разных марок металлов толщиной от сотых долей мм до 2 метров. Остается правильно подобрать вид сварки и технологию ее проведения.

От того, к какой группе относится металл, зависят выбор способа сварки и технологии ее осуществления. Хорошо свариваемые материалы не требуют особых условий проведения сварки. Их не подогревают ни до, ни в процессе сварки, ни после ее осуществления. Удовлетворительно свариваемые металлы должны перед выполнением сварки подогреваться до установленной техпроцессом температуры, а также после ее окончания подвергаться термической обработке. Такие меры помогут предотвратить возникновение трещин в процессе проведения сварки. Ограниченно свариваемые металлы подвергают термообработке до соединения кромок заготовок и после застывания шва. Марки металлов, относящиеся к плохо свариваемым, склонны к трещинообразованию и требуют особых условий работы. Это термообработка до процесса соединения, подогрев в ходе ведения сварочного процесса и после его осуществления, а также создание особых условий охлаждения.

Различают 2 разновидности свариваемости:

Первый вид подразумевает воздействие сварочного цикла на получение шва, который должен соответствовать эксплуатационным свойствам изделия. Второй – получение соединения с требуемой химической связью. Получаемый при ведении и окончании сварочного процесса шов должен по химическим характеристикам соответствовать соединяемому металлу, а по прочности и герметичности не уступать металлу, из которого изготовлена конструкция или изделие.

Классификация

Виды сварки, которых насчитывается около 100, относят к одному из 3 классов, в зависимости от применяемого оборудования и технологии выполнения:

Каждый вид имеет свои характерные особенности, оборудование сварочного поста, расходные материалы и нюансы выполнения. Сварка является распространенным способом изготовления продукции и конструкций, которые широко применяются во многих отраслях промышленности, сельского хозяйства, судо— и кораблестроении, строительстве, при осуществлении наплавочных и резательных работ.

Внимание! Независимо от выбранного способа сварки кромки соединяемых деталей должны быть подготовленными к ведению процесса – очищены от загрязнений и зачищены до блеска.

Термические классы сварки

Дуговая. Может осуществляться вручную, полуавтоматами с флюсовой и газовой защитой. При этом используется электрод неплавящийся или плавящийся. Сущность метода: в результате горения сварочной дуги образуется тепло, которое приводит в жидкое состояние кромки соединяемых частей, они, перемешиваясь, образуют при застывании шов. Покрытие на стержне электрода способствует получению качественного прочного соединения и защищает от воздействия вредных компонентов, имеющихся в составе воздуха.

Полуавтоматическая сварка под слоем флюса – это процесс, при котором перемещение дуги выполняется сварщиком вручную, а проволока и флюс подаются в автоматическом режиме, что повышает производительность труда. У автоматической сварки перемещение дуги тоже выполняется автоматически. Соединение осуществляется с помощью специально для этих целей разработанных аппаратов и установок отечественных или зарубежных производителей. Применяемое в качестве флюса вещество выполняет защитную функцию и восполняет сварной шов химическими элементами, которые выгорают при расплавлении в основном металле.

При осуществлении соединения с применением защитных газов сварочная ванна может защищаться активными (вступающими в реакцию с металлом) или инертными (не вступающими с металлом в реакцию) газами. Сварку при серийном и многосерийном производстве выполняют полуавтоматами, автоматами или роботами.

Газовая. Расплавление выполняется пламенем, исходящим из горелки при сжигании газа в смеси с кислородом. Горючими веществами служат ацетилен, смеси пропан-бутановые, пары жидких горючих и др.

Лучевая. Имеет несколько разновидностей по способу осуществления: электронами, ионами и плазмой. Применяют для изготовления конструкций и изделий из металлов и сплавов, относящихся к тугоплавким и активным в химическом плане. Например, соединение электронно-лучевым способом выполняется в герметизированной камере, из которой откачан воздух до необходимой степени разряжения. Плавление кромок осуществляется лучом быстролетящих электронов и фокусируемых специальной электромагнитной системой. Энергия движения электронов превращается в тепло. Соединение может происходить с колебаниями электронного луча в разных плоскостях и без них.

Пример выполнения термитной сварки по месту проведения работ на видео:

Электрошлаковая. Используется тепло, которое выделяется при пропускании сварочного тока через специальное вещество – шлак электропроводного типа. Соединяют таким способом заготовки из металла толщиной до 100 см. Различают сварку одно—, двух— и многоэлектродную. Электрод может быть проволочным, пластинчатым или в виде мундштука.

Основные виды сварки механического класса

Сварка трением. Соединение кромок происходит за счет нагрева, осуществляемого трением, которое вызвано перемещением их относительно друг друга или вставки между ними с применением давления. Используется для соединения металлов, сплавов и термопластиков, которые являются продукцией авиа— и автомобилестроения.

На видео показана технология осуществления сварки трением:

Холодная сварка. Соединение кромок выполняется без нагрева внешними источниками тепла, за счет проникновения сварочной массы жидкой или пластилинообразной в поверхности кромок при их деформировании. Масса – это состав полимерного типа, обладающий свойствами прочно склеивать части. По форме выполнения соединения она может быть точечной, стыковой и шовной и выполняться со сдвигом или сдавливанием. Такой вид сварки используется в ремонтных целях работниками ЖКХ. Его часто применяют домашние умельцы.

Ультразвуковая сварка. Источником энергии являются колебания продольные и изгибные ультразвукового типа. Применяют ультразвук мощностью до 10 кВт частотой от 18 до 180 кГц. Соединение происходит за счет механических колебаний, теплового эффекта от них и внешнего давления, которое прикладывается к поверхностям. Это позволяет соединять заготовки в труднодоступных местах по рельефу, с раздавливанием кромок, внахлест и другими видами конфигурации.

Термомеханические классы сварки

Соединение выполняется комбинированным способом – с использованием давления и нагрева. Методы сварки следующие:

Кузнечная. Этот вид еще называют «сварка ковкой». Сущность способа: на разогретый до определенной температуры металл воздействуют ударным инструментом (молотом или рабочим органом кузнечного пресса). Применяется для сварки сталей с содержанием углерода не более 0,3%.

Контактная. Соединение заготовок выполняют на специальных сварочных машинах, которые называются контактными. Детали могут соединяться в одной или в нескольких точках, по шву, рельефу, плоскости касания и методу, разработанному нашим соотечественником Игнатьевым. По характеру протекания процесса швы выполняются с оплавлением прерывистым и непрерывным, а также сопротивлением. В месте расположения электрода происходит нагрев и сжатие. Контактная сварка широко применяется при изготовлении корпусов металлоконструкций, деталей и изделий, применяемых в автомобильной, машино—, судостроительной промышленности, сельском хозяйстве.

Диффузионная. Соединение кромок осуществляется за счет взаимной диффузии атомов при воздействии температуры. Сварка может происходить за счет индукционного, радиационного, светового нагрева с прокладкой промежуточной и без нее.

Вы когда-нибудь сталкивались со сваркой, особенно с ее уникальными видами? Поделитесь своим опытом в комментариях.

Источник

Что такое сварка и ее виды

В промышленности и строительстве, а также при ремонте сварка получила широкое распространение. В чем заключается суть процесса, какая принята классификация и каковы основные характеристики каждого класса вы узнаете из этой статьи.

1. Определение процесса сварки

Для стыковки деталей в промышленности и строительстве используют различные технологии. Лидерскую позицию удерживает сварка. Она широко используется в машиностроении и других отраслях промышленности, при проведении строительных и ремонтных работ. Такую популярность можно объяснить высокой надежностью конструкций, получаемых в результате, и их прочностью. Технология экономически выгодна, отличается высокой производительностью.

Сварка — это технологический процесс, в результате которого образуются неразъемные соединения материалов. Иногда понятие ошибочно относят только к технологии соединения металлических элементов. На деле же разнообразные виды сварки позволяют надежно скрепить не только металл, но и стекло, графит, керамику, пластик. Соединение происходит под воздействием температуры на межатомном уровне, в результате деформирования, либо при сочетании двух способов.

На физическом уровне при сварке атомы и молекулы соединяемых поверхностей образуют прочные связи. Чтобы такие соединения возникли, необходимо соблюдать некоторые условия:

В процессе остывания происходит образование сварочного шва на стыке.

2. Классификация видов сварки

Существующие виды сварки можно поделить на три класса. Эти большие группы выделяют на основании таких различий:

Способ воздействия на детали — это главный критерий, который позволяет выделить следующие три вида этого процесса:

В каждый из перечисленных классов входит несколько видов сварочного процесса. Основной критерий для разделения — это источник энергии, которая воздействует на свариваемые поверхности.

3. Термический класс сварки

Приведенные ниже способы сварки связаны с образованием сварочной ванны в ходе процесса. Ее образование происходит при участии двух металлов: основного и присадочного. Присадочным металлом при термической сварке может выступать металлический пруток, электрод. Источником тепла — сварочная дуга, пламя горючего газа, сконцентрированный поток лучей, термит. Используемый источник тепла определяет, к какому виду относится конкретный способ соединения деталей.

3.1 Дуговая

Дуговая сварка наиболее распространена. Для нее не нужны специальные приспособления или инструменты. Для дуговой сварки необходим мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов. Во время зажигания дуги происходит ионизация дугового промежутка, которая поддерживается на протяжении всего горения.

Зажигание дуги — это процесс, происходящий в три этапа:

Данный вид сварки разделяется на три подгруппы исходя из метода соединения деталей:

Материал, число электродов, а также способ их включения в цепь электротока формируют еще одну классификацию дугового вида сварки на несколько подвидов:

3.2 Газовая

При газовой сварке источником тепла выступает пламя. Это делает данный способ пригодным для использования в полевых условиях и местах, где нет доступа к электричеству, так как питание от электросети не требуется. Еще одно характерное отличие газовой сварки от дуговой — нагрев и остывание свариваемых поверхностей происходят достаточно медленно и плавно. Поэтому технология подходит для соединения тонкостенной стали, цветных металлов, а также для проведения наплавки.

Данный вид предполагает расплавление металла под воздействием пламени, которое образуется в результате горения смеси горючих газов с кислородом. Обычно используют ацетилен или пропан, реже — пары бензина или керосин. Плавление присадочного металла участвует в формировании шва на стыке элементов, соединенных сваркой.

3.3 Лучевая

Области применения лучевого вида сварки — радиодетали, электронные схемы и другие микродетали. Сам процесс происходит под воздействием светового луча. В отличие от других видов сварки, этот должен происходить в специальной камере с вакуумной средой. В противном случае луч будет рассеиваться из-за плотности воздуха.

Способность соединять микро-детали — это отличительное преимущество такого способа, чего нельзя достичь при применении любого другого. Технология широко применяется в радиоэлектронной отрасли.

Лазерную сварку отличают швы высокой точности. В то же время нагревание поверхностей минимально, поэтому даже тонкий материал в результате соединения не деформируется. Такой способ позволяет направлять энергию с помощью призмы в труднодоступные места, которые не получилось бы соединить, применяя другие виды соединений.

Источником энергии может выступать не только световой луч, но и поток электронов из электронной пушки.

3.4 Термитная

Термит, который используют при данном виде соединения деталей, представляет собой специальную смесь для расплавления металла. В ее состав входят алюминий, магний, металлическая окалина. Смесь в виде порошка засыпают в жаропрочную емкость и разжигают с помощью электрической дуги, пропастрона или специального шнура. Тепло, которое выделяется при горении термита, плавит кромки деталей. Расплавленная деталь, смешиваясь с металлом свариваемых деталей, образует неразъемное соединение — происходит сварка.

Соединение, которое получается в результате, отличается высокой прочностью. Этим объясняется востребованность и популярность данного вида сварки в работе с крупногабаритными изделиями. В частности, способ применяется для стыковки труб, рельсов, а также для наплавки крупногабаритных изделий.

3.5 Электрошлаковая

Ни один другой из приведенных видов не подходит для соединения толстых металлических деталей толщиной от 5 см до 3 метров лучше, чем электрошлаковый. При такой сварке вертикально установленные заготовки с двух сторон закрывают с помощью подвижных ползунов из меди с водяным охлаждением. На поддон насыпают слой флюса, который служит источником тепла, а под ним зажигают дугу. Расплавленный флюс становится токопроводящим, он хорошо плавит кромки основного металла и присадочную проволоку.

Сварку такого типа применяют для работы со всеми видами стали, чугуна, некоторыми цветными металлами. Промышленное значение электрошлакового способа очень велико, благодаря экономической выгоде. Чем больше площадь поверхности, которая поддается сварке, тем рациональнее его использование.

4. Термомеханический класс сварки

Термомеханические или комбинированные виды сварочного соединения применяются тогда, когда другим способом невозможно создать ровный шов. Чаще всего таким образом требуется соединить небольшие элементы. В этом классе различают три вида сварки:

Каждый из них предполагает комбинацию теплового и механического воздействия на соединяемые детали.

4.1. Кузнечная

Соединение железных заготовок при помощи молота и наковальни было известно задолго до возникновения современных видов сварки.

Качество соединения напрямую зависит от мастерства кузнеца, а также от того, насколько хорошо поверхности были очищены от налета перед началом работы. Мастер, производящий сварку данным способом, нагревает заготовки в горне и соединяет их ударами молота, положив друг на друга.

Соединить таким образом получится только пластичные металлы. Невысокая производительность и недостаточная надежность привели к низкой востребованности кузнечного вида сварки. Иногда используется механизированный подвид: когда нагретые заготовки сдавливает пресс. Описанный способ называют прессовой сваркой.

4.2 Контактная

Сварное соединение формируется в процессе пластической деформации. Контактная сварка названа так потому что нагрев происходит благодаря прилеганию поверхности иглы к изделию. В точках контакта выделяется максимальное количество теплоты, которое способствует достижению термопластичного состояния или плавления. Дальнейшее сдавливание провоцирует образование новых точек контакта. Это, в свою очередь, способствует сближению поверхностей на межатомные расстояния, то есть, сварке.

Существуют различные классификации данного процесса по типу сварного соединения, виду сварочной машины, роду питающего трансформатор тока. По типу сварочного соединения выделяют несколько видов для решения разных задач:

Контактной сваркой можно легко соединить мелкие детали. Она высокопроизводительная, легко автоматизируется. По этой причине такую сварку используют в машиностроении в составе роботизированных комплексов.

4.3 Диффузионная

Технология базируется на диффузии, то есть взаимном проникновении атомов соединяемых материалов при плотном прижатии друг к другу. Сварку проводят в вакуумной среде или среде инертного газа. В начале процесса детали помещают в специальную камеру, где их закрепляют и начинают передавать усилие. Под воздействием электрического тока происходит нагревание поверхностных слоев металла до близких к плавлению температур. Этому виду соединения металлов способствует высокая диффузионная способность атомов. Более надежное скрепление деталей можно обеспечить, если оставить их на некоторое время под воздействием тока.

Сварку этого типа применяют при плохо контрастирующих материалах. Распространение этого способа не настолько широкое, как у других в группе.

5. Механический класс сварки

5.1 Трение

Суть процесса: вращение и давление оказываются на свариваемые металлические элементы. Технология сварки трением считается перспективной разработкой. В процессе могут вращаться как обе заготовки, так и одна из них, в то время как другая неподвижно закреплена.

В зависимости от особенностей технологии различают такую сварку:

Во всех случаях сила трения разогревает металл до температуры плавления, что делает возможной сварку деталей.

Основные преимущества данного способа заключаются в его высоком качестве и прочности полученной конструкции, небольшом энергопотреблении в сравнении с другими методами. Сварку таким способом можно применять для соединения металлов с разной температурой плавления. Процесс хорошо поддается автоматизации и широко используется в промышленных целях. Чаще всего такую сварку применяют при работе со стержневыми конструкциями и трубами небольшого диаметра.

5.2 Холодная

Применение этого способа сварки предполагает соединение деталей давлением. Неразъемное крепление образуется, когда элементы деформируются и вдавливаются друг в друга. Стыковка деталей становится возможна благодаря межатомным связям.

Холодную сварку делят на три категории:

Технологию применяют для соединения шин, труб или проволоки. Для получения качественного и прочного соединения холодной сваркой необходимо тщательно подготовить место стыка. Результат также зависит от степени сжатия и характера воздействия — вибрационного или статичного.

5.3 Взрывом

Детальная методика данного способа сварки до сих пор не разработана, он считается одним из самых редких.

Процесс сварки взрывом начинается с установки привариваемой заготовки над основным металлом. Затем на привариваемую часть устанавливают детонатор. В качестве взрывных веществ чаще всего используют состав гранулотола, аммонита, гексогена.

После взрыва ударная волна на большой скорости направляет подвижную деталь — она ударяется о нижнюю пластину. Давление в месте контакта значительно превосходит прочность металлов, при котором они переходят в жидкое состояние. За доли секунды происходит молекулярное соединение двух металлических деталей с общей кристаллической решеткой. То есть, прочную сварку обеспечивает синхронная пластическая деформация двух элементов. При этом диффузия происходит только в верхних слоях металла за счет низкой продолжительности процесса.

Сварку взрывом используют в промышленных целях для соединения разнородных металлов. С ее помощью изготавливают крупногабаритные заготовки и детали, в том числе биметаллические, а также наносят износостойкий слой толщиной до 45 мм на металлические заготовки.

5.4 Ультразвуковая

Ультразвуковой сваркой называют соединение деталей при помощи ультразвуковых волн. Они создают колебания, которые сближают атомы свариваемых заготовок на расстояние, позволяющее им соединиться в общую структуру. Высокое качество соединений делает ультразвуковую сварку достаточно востребованной, несмотря на высокую стоимость оборудования, в производстве электросхем маленьких размеров, соединении металлов с неметаллами. Сварку можно применять точечно, контурно или шовно.

Перед проведением ультразвукового соединения деталей не нужно предварительно очищать поверхности, что экономит время. При сварке элементов из пластмассы важную роль играет возможность контролировать температурный диапазон во избежание перегрева. Ультразвук нагревает поверхность за доли секунды, не выделяя вредные пары и газы.

Череповецкий завод металлоконструкций имеет многолетний опыт изготовления мостовых конструкций, навесов, настилов, гидротехнических сооружений и других металлоконструкций. Сварка и сборка происходит с соблюдением технологий и стандартов качества. Наши клиенты получают продукцию в оговоренный срок и по выгодным ценам.

Источник