Классификация способов сварки

​

Исходя из технических, технологических и физических особенностей сварочных операций, классификация способов и видов сварки насчитывает свыше 150 наименований. Основой для их различения по физическим критериям служит вид энергии, под действием которой образуется сварное соединение. По этому признаку процессы сваривания делят на три класса.

К первому из них, термическому, относят способы сварки с применением только энергии теплоты. Это традиционные дуговая и газовая сварка, плазменный и электрошлаковый процессы, а также способы, использующие электронные и лазерные лучи.

Следующий класс, называемый термомеханическим, объединяет способы, в которых сварные соединения производятся совместным воздействием энергии теплоты и давления. Сюда относят способы контактной сварки и диффузионной, а также кузнечную, дуго- и газопрессовую.

Третий класс, о чем говорит его название – механический, включает те разновидности сварки давлением, при проведении которых задействована энергия механического действия, то есть холодная сварка и осуществляемая с помощью взрыва и ультразвука.

Согласно техническим характеристикам сварочные операции подлежат классификации, исходя из метода обеспечения защиты материала в зоне сваривания, степени механизации сварки и ее непрерывности. Отличительные особенности в каждой разновидности сварки устанавливаются отдельно. Так, способы ручной дуговой сварки металлов способны иметь различия по уровню автоматизации процесса, характеристикам используемых электродов и типу обеспечения защиты.

Способы дуговой сварки

Во всех основных способах дуговой сварки плавлением в качестве источника для осуществления нагрева служит сварочная дуга. Она представляет собой обладающий устойчивостью разряд электричества, который возбуждается в среде газа между заготовкой и электродом либо парой электродов. Исходя из вида используемого сварочного электротока, для питания дуги разработаны разные источники: трансформаторы – для переменного тока и генераторы с выпрямителями – для постоянного.

Во время горения дуги требуется защита расплавов металлов обрабатываемой детали и электрода от негативного действия атмосферных газов, способных растворяться в металлах и ухудшать качество формируемого шва. По типу защиты основные способы газовой сварки разделяют на несколько разновидностей: сварку в вакууме, в среде защитных газов, самозащитной порошковой проволокой, под флюсом, покрытыми электродами или с комбинацией защитных технологий. Характер выбранной защиты также определяет, будет ли она шлаковой, газовой или газошлаковой.

Сварка с помощью электродов

В зависимости от вида применяемого электродного материала сварку классифицируют на производимую плавящимися или неплавящимися электродами. В качестве плавящихся используют металлические проволоки либо стальные стержни, а также медные, алюминиевые, титановые и никелевые электроды. К неплавящимся относят электроды, выполненные из вольфрама, графита и угля.

В выборе способа сварки чугуна, например, также важна степень автоматизации процесса. Этим критерием различается сварка, выполняемая ручным либо механизированным способом, а также полностью автоматическую. Их отличие в способе подачи электродного материала в зону сваривания и передвижения оборудования вдоль линии шва.

Популярными способами механизированной сварки алюминия, к примеру, являются сварка с помощью покрытых электродов, под флюсом и с защитой газовой средой. Первая из них выполняется вручную с использованием штучных электродов, имеющих специальное поверхностное покрытие. Такая обмазка производится порошковой смесью, состоящей из разнообразных элементов в зависимости от целей: повышения устойчивости горящей дуги, обеспечения защиты расплава, его металлургической обработки или получения шва с заданными качествами.

Для сварки арматуры ванным способом часто используется сварочный процесс в среде защитных газов. В ходе такой сварки в область горения дуги посредством сопла горелки подают защитные газы, которые оттесняют от ванны с электродом атмосферный воздух, тем самым защищая их от негативного воздействия. Сварка под слоем флюса проходит внутри образующегося при этом пузыря под воздействием паров металла и флюсового материала. Расплавляемый флюс не только защищает зону горения дуги, но и существенно улучшает качество получаемого шва. Эта технология не подходит лишь для сварки труб неповоротным способом.

Технология с использованием для плавления основного металла с присадочным газокислородного пламени высокой температуры относится к газовой сварке. Это один из популярных способов сварки труб. В качестве горючего для кислородного сгорания в нем служат ацетилен, пропан-бутановая смесь, водород, природный газ, пары бензина, керосина и другие газы.

Особенности бездуговых способов сварки

К бездуговым способам относят электрошлаковую сварку. В ней для плавления основного и электродного металлов используется тепло, выделяемое в процессе пропускания сварочного электротока через расплав электропроводного шлака. Этот высокопроизводительный способ применяется при соединении заготовок больших толщин от 5 см до нескольких метров.

При производстве тонкостенных конструкций применяется плазменная сварка. Ее процесс заключается в пропускании газового потока под действием давления через высокой плотности электроразряд. Целью операции служит получение плазмы – ионизированного газа высокой температуры, расплавляющего свариваемые кромки.

Особенностью термитной сварки является операция горения термитной смеси. Его результатом служит образование расплава металла, оплавляющего кромки соединяемых заготовок и заполняющего зазор между ними. Процесс проходит в огнеупорной форме с расположенным наверху тигелем, куда засыпают термит – специальный порошок, состоящий из алюминия с железной окалиной.

С совершенствованием технологий получили распространение электронно-лучевая и лазерная сварка. Первая проводится в вакууме в ходе бомбардировки свариваемого участка электронами, излучаемыми при нагревании катодом из вольфрама или металлокерамики. При втором способе для нагрева используется энергия лазерного излучения.