Сварка
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Сварка — производственная операция получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и/или пластическом деформировании.
Содержание |
[править] Термический класс
[править] Электродуговая сварка
Источником теплоты является электрическая дуга, проходящая между торцом электрода и свариваемым изделием. Выделяющееся тепло нагревает торец электрода и оплавляет свариваемые поверхности, что приводит к образованию сварочной ванны — объёма жидкого металла. В процессе остывания и кристаллизации сварочной ванны образуется сварное соединение. Основными разновидностями электродуговой сварки являются: ручная дуговая сварка, сварка неплавящимся электродом, сварка плавящимся электродом, сварка под флюсом, электрошлаковая сварка.
[править] Ручная дуговая сварка
В иностранной литературе именуется как MMA (Metal Manual Arc). Для сварки чаще всего используется специальный покрытый флюсом электрод. Покрытие используется для защиты металла шва от действия атмосферы, легирования шва, повышения стабильности горения дуги, удаление окислов металла в шлак и др. Сварка проводится на постоянном токе прямой или обратной полярности и переменном токе
[править] Сварка неплавящимся электродом
В качестве электрода используется стержень изготовленный из графита или вольфрама, температура плавления которых выше температуры до которой они нагреваются при сварке. Сварка чаще всего проводится в среде защитного газа (аргон, гелий, азот и их смесях ) для защиты шва и электрода от влияния атмосферы. Сварку может проводить как без, так и с присадочным материалом. В качестве присадочного материала используются металлические прутки, проволока, полосы.
[править] Сварка плавящимся электродом
В англоязычной иностранной литературе именуется как GMAW (Gas Metal Arc Welding), в немецкоязычной литературе — MSG, разделяют MIG(Metal Inert Gas) и MAG(Metal Active Gas). В качестве электрода используется металлическая проволока, к которой через специальное приспособление (токопроводящий наконечник) подводится ток. Электрическая дуга расплавляет проволоку, и для обеспечения постоянной длины дуги проволока подаётся автоматически механизмом подачи проволоки. Для защиты от атмосферы применяются защитные газы(аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки вместе с электродной проволокой. Стоит заметить что углекислый газ является активным газом и это свойство способствует раскислению металла сварочной ванны.
[править] Сварка под флюсом
В этом виде сварки конец электрода, в виде металлической проволоки или стержня, подаётся под слой флюса. Горение дуги происходит в газовом пузыре находящемся между металлом и слоем флюса, благодаря чему улучшается защита металла от вредного воздействия атмосферы и глубина проплавления металла.
[править] Газопламенная сварка
Источником теплоты является газовый факел, образующийся при сгорании смеси кислорода и горючего газа. В качестве горючего газа могут быть использованы ацетилен, водород, пропан, бутан и их смеси. Тепло, выделяющееся при горении смеси кислорода и горючего газа, оплавляет свариваемые поверхности и присадочный материал с образованием сварочной ванны. Пламя может быть окислительным или восстановительным, это регулируется количеством кислорода.
[править] Электрошлаковая сварка
Источником теплоты служит флюс, находящийся между свариваемыми изделиями, разогревающийся проходящим через него электрическим током. При этом теплота, выделяемая флюсом, расплавляет кромки свариваемых деталей и присадочную проволоку. Способ находит своё применение при сварке вертикальных швов толстостенных изделий.
[править] Плазменная сварка
Источником теплоты является плазменная струя, получаемые при ионизации рабочего газа в промежутке между электродами, одним из которых может быть свариваемое изделие либо оба электрода находятся в плазменной горелке — плазмотроне. Струя плазмы сжимается и ускоряется под действием электромагнитных сил, оказывая на свариваемое изделие как тепловое так и газодинамическое воздействие. Помимо собственно сварки этот способ часто испльзуется для технологических операций наплавка, напыление и резка.
[править] Электронно-лучевая сварка
Источником теплоты является электронный луч, получаемый за счёт термоэлектронной эмиссии с катода электронно-лучевой пушки. Сварка ведётся в высоком вакууме 10−3 — 10−4 Па в вакуумных камерах. Известна также технология сварки электронным лучом в атмосфере нормального давления, когда электронный луч покидает область вакуума непосредственно перед свариваемыми деталями.
[править] Лазерная сварка
Источником теплоты служит лазерный луч. Применяют твердотельные, газовые, жидкостные и полупроводниковые лазерные установки.
[править] Термомеханический класс
[править] Контактная сварка
При сварке происходят два последовательных процесса: нагрев свариваемых изделий до пластического состояния и их совместное пластическое деформирование. Основными разновидностями контактной сварки являются: точечная сварка, стыковая сварка, рельефная сварка.
[править] Точечная сварка
При точечной сварке детали зажимаются в электродах сварочной машины или специальных сварочных клещах. После этого между электродами начинает протекать большой ток, который разогревает металл деталей вместе их контакта до температур плавления. Затем ток отключается и осуществляется «проковка» за счёт увеличения силы сжатия электродов. Металл кристаллизуется при сжатых электродах и образуется сварное соединение.
[править] Стыковая сварка
Заготовки сваривают по всей плоскости их касания. В зависимости марки металла, площади сечения заготовок и требований к качеству соединения стыковую сварку можно выполнять одним из способов.
Стыковая сварка сопротивлением
Заготовки, установленные и закреплённые в стыковой машине, прижимают одну к другой усилием определённой величины, после чего по ним пропускают электрический ток. При нагревании металла в зоне сварки до пластического состояния происходит осадка. Ток выключают до окончания осадки. Данный способ сварки требует механической обработки и тщательной зачистки поверхностей торцов заготовок.
Неравномерность нагрева и окисление металла на торцах заготовок понижают качество сварки сопротивлением, что ограничивает область её применения. С увеличением сечения заготовок качество сварки снижается особенно заметно, главным образом из-за образования окислов в стыке.
Стыковая сварка непрерывным оплавлением
Состоит из двух стадий: оплавления и осадки. Заготовки устанавливают в зажимах машины, затем включают ток и медленно сближают их. При этом торцы заготовок касаются в одной или нескольких точках. В местах касания образуются перемычки, которые мгновенно испаряются и взрываются. Взрывы сопровождаются характерным выбросом из стыка мелких капель расплавленного металла. Образующиеся пары металла играют роль защитной атмосферы и уменьшают окисление расплавленного металла. При дальнейшем сближении заготовок образование и взрыв перемычек происходят на других участках торцов. В результате заготовки прогреваются в глубину, а на торцах возникает тонкий слой расплавленного металла, облегчающий удаление окислов из стыка. В процессе оплавления заготовки укорачиваются на заданный припуск. Оплавление должно быть устойчивым (непрерывное протекание тока при отсутствии короткого замыкания заготовок), особенно перед осадкой.
При осадке скорость сближения заготовок резко увеличивают, осуществляя при этом пластическую деформацию на заданный припуск. Переход от оплавления к осадке должен быть мгновенным, без малейшего перерыва. Осадку начинают при включённом токе и завершают при выключенном.
Стыковая сварка непрерывным оплавлением обеспечивает равномерный прогрев заготовок по сечению и позволяет получать стабильное качество стыков. Ее существенным преимуществом является также возможность сравнительно легко автоматизировать процесс.
[править] Рельефная сварка
[править] Диффузионная сварка
Сварка осуществляется за счёт взаимного проникновения атомов свариваемых изделий при повышенной температуре.
[править] Кузнечная сварка
Первый в истории вид сварки. Соединение материалов осуществляется за счёт возникновения межатомных связей при пластическом деформировании инструментом (ковочным молотом). В настоящее время в промышленности практически не используется.
[править] Сварка высокочастотными токами
Источником теплоты служит высокочастотный ток проходящий между свариваемыми изделиями. При последующем пластическом деформировании и остывании образуется сварное соединение.
[править] Механический класс
[править] Сварка взрывом
Сварка осуществляется сближением атомов свариваемых изделий на расстояние действия межатомных сил за счёт энергии выделяемой при взрыве.
[править] См. также
[править] Ссылки
