Что такое сварочные работы определение

Обновлено: 19.05.2024

Сварка - высокопроизводительный, экономически выгодный технологический процесс стыковки металлов, применяемый практически во всех сферах жизнедеятельности. Сказать однозначно какая бывает сварка затруднительно поскольку на сегодняшний день насчитывается более 50 разных способов, каждому из которых характерны определенные особенности и отличия.

Классификация способов сваривания

С помощью сварки создают самые разные по сложности металлоконструкции посредством соединения однородных и разнородных металлических сплавов между собой, а также с некоторыми видами неметаллических материалов, например, графитом, керамикой, стеклом, пластмассой.

Сущность процесса сваривания состоит в том, что вследствие воздействия электрической дуги расплавляется электрод, образуя при этом сварочную ванну. Расплавленный металл электрода смешивается с основным материалом, при этом на поверхность всплывают шлаки, выступая в качестве защитной пленки. После затвердевания металла образуются сварные соединения.

Учитывая сколько видов сварки существует, очень важно правильно выбрать способ, поскольку от этого зависит не только аккуратность и качество сварного соединения, но также стоимость работы.

Все виды сварки разделяются на три больших класса: термический, термомеханический, механический. В каждый из классов входят разные типы сварки, проводимые с помощью разного оборудования и образующие надежные и прочные стыки.

Термический класс

Сварочные работы этого класса выполняются посредством плавления кромок свариваемых друг с другом элементов. Сперва в месте стыковки возникает сварочная ванна и после ее отвода выполняется шовное соединение.

Виды термической сварки разделяются на несколько подклассов: газовая, термитная, электронно-лучевая, лазерная, плазменная, электрическая дуговая стыковка материалов.

Последняя разновидность считается самой распространенной. Она не требует применения специальных приспособлений и инструментария.

Дуговая сварка

Принцип электродугового метода основан на воздействии тепловой энергии, образуемой электрической дугой. Прежде чем приступать к свариванию необходимо тщательно очистить стыкуемые кромки от пыли, следов масла, ржавчины и других загрязнений.

Дуговой технологический процесс считается наиболее простой и универсальной методикой. Она востребована при необходимости создать небольшие швы, а также при проведении монтажных работ, в том числе и в труднодоступных местах.

Существуют следующие виды сварки дуговым способом:

ручная;
электродная;
в среде защитного газа;
автоматическая под флюсом.

Для создания швов применяют плавящиеся и неплавящиеся электроды, переменный и постоянный ток. Для каждого металла технология подбирается индивидуально.

Газовая сварка

Это электродуговой способ, подразумевающий сваривание в защитной газовой активной или инертной среде. Различают две разновидности сварки: МИГ и МАГ, отличающиеся механическими характеристиками используемых материалов.

Свариванию материалов в газовой среде характерны следующие преимущества:

отменное качество сварных соединений;
возможность стыковки в разных пространственных положениях;
легкость процесса за счет автоматизации и возможность наблюдать за образованием стыка.

В числе минусов отмечают необходимость использовать защитные меры, противостоящие тепловой и световой радиации дуги, а также вероятность нарушения газовой защиты в случаях сдувания струи.

Лучевой способ

Сварочный процесс происходит в вакууме, благодаря чему можно достичь безупречного качества соединительного шва. К заготовке передается мощный поток энергии, электроды вступают в реакцию с компонентами материала ускоряя процесс разогрева до температуры плавления.

Используются лучевые виды сварок в работе с микроэлементами, потому что здесь без осложнений можно отрегулировать луч до размеров микрона в диаметре.

Термитный способ

Уже из названия можно понять, что процесс сваривания осуществляется с применением термита - специального порошкообразного материала, основными составляющими которого являются соединения алюминия или магния, железной окалины.

Методика образует прочные швы и пользуется популярностью для стыковки рельсов, труб и для наплавки массивных деталей.

Электрошлаковая техника

В осуществлении сварочных работ относительно новый метод. Свариваемые элементы обволакиваются шлаком, предварительно разогретым до температуры, превышающей плавление проволоки и самого материала.

С помощью технологии в один проход можно заполнять большие разрывы. Образующаяся защитная ванна обеспечивает безупречное качество шва путем выдвигания на поверхность самых нестандартных металлических соединений.

Электрошлаковая методика подходит для выполнения самых сложных швов и создания крупногабаритных высокоточных деталей благодаря отсутствию трещин и пустот в соединениях.

Термомеханический класс сварки

Это комбинированные виды сварки металла, выполняемые с применением повышенной температуры и механических усилий. Как правило применяется способ для соединения малогабаритных деталей, которые стыковать обычными классическими методами невозможно.

Рабочий процесс выполняется с помощью электродов-губок, в которых одновременно крепится две части изделия. Основные виды сварки термомеханического класса - кузнечная, контактная и диффузионная.

Кузнечная техника

Выполняется с помощью ручных инструментов. Металл вначале раскаляется, потом дна на другую нахлестываются детали и сверху молотком наносятся удары.

Чтобы достичь максимально качественных соединений предварительно необходимо тщательно очистить заготовки от налетов и образовавшихся на поверхности окислений.

Данный способ подходит не для всех металлов. Весомым недостатком считается низкая производительность. Поэтому кузнечное дело активно вытесняют другие более современные и технологичные типы сварок.

Контактная сварка

Процесс сваривания выполняется следующим образом. Нагрев поверхности достигается за счет прилегания к изделию поверхности иглы. Металл подготавливается методом механического осадочного воздействия или сдавливания. Потом через инструмент с необходимым диаметром подается электрический ток.

Благодаря химическому воздействию атомов металла даже самые мелкие элементы можно сваривать с максимальной надежностью и прочностью.

Виды сварок металла контактной техникой разделяют на стыковые, роликовые и точечные. Такие способы активно применяются в машиностроении и других промышленных направлениях.

Диффузионный способ

Применяется для материалов с плохими контактирующими свойствами. Основан метод на процессе диффузии атомов при повышенном уровне вакуума. Верхний слой свариваемой поверхности нагревается до аналогичной плавлению температуры. Посредством усиленного механического воздействия осуществляется контакт и стыковка, при этом 20 Мпа должна составлять минимальная мощность сжатия.

Процесс стыковки происходит в специальной камере. Помещаемые в нее детали длительное время выдерживаются под воздействием электрического тока.

Механический класс

Классификация способов сварки включает еще одну разновидность - механическую состыковку материалов, выполняемую путем физического воздействия на них. В данном случае нет необходимости применять температуру плавления. Нагревание происходит при переходе механической энергии в кинетическую и при достижении момента плавления изделия соединяются прочными швами.

Механические классы сварки подразумевают применение нескольких эффективных технологий.

Способ трения

В большинстве случаев сваривание трением используется для стержневых конструкций и труб с небольшим диаметром. Процесс автоматизированный и происходит в специальных установках в шпиндель которых фиксируются рабочие заготовки. Движущуюся деталь машина перемещает к неподвижной, в результате элементы нагреваются и происходит оплавление.

Техника позволяет варить состоящие из разных сплавов металлы, быстро выполняет нужные задачи и отличается экономичностью.

Холодная сварка

Механическая сварка холодным видом востребована при необходимости состыковать трубы, проволоки или шины. Соединяются заготовки вследствие деформирования пластических материалов при воздействии давления от 1 до 3 Гпа. При этом температура может быть даже минусовой.

Свариваемые поверхности нужно хорошо очистить от загрязнений и ржавчины. Поскольку происходит стыковка на межатомном уровне, то соответственно поверхности элементов должны быть безупречно обработанными и идеально ровными.

Сварка взрывом

Соединение деталей этим способом происходит посредством пластической синхронной их деформации. К надежно закрепленной мишени параллельно прикладывается подвижная часть изделия. Далее выполняется максимально контролируемый взрыв.

Методика подходит для соединения разнородных металлов. В качестве взрывных веществ используются смеси аммонита, гранулотола и гексогена.

Ультразвуковая методика

Перечисляя входящие в механическую группу виды сварок металла следует также уделить внимание УЗ-технологии. В данном случае задействованы источники энергии, которые на выходе образуют ультразвуковые колебания.

Актуален способ при создании точечных и шовных соединений под механическим воздействием. Вследствие сухого трения оксидные пленки разрушаются, далее осуществляется сваривание в процессе чистого трения.

Важным плюсом здесь является то, что отпадает необходимость предварительно очищать поверхности, а это обеспечивает экономию временных затрат. К недостаткам относят высокую стоимость оборудования, а также мизерный диапазон толщины соединяемых материалов.

Особенности выбора подходящего вида и техники сварки

Классификация видов сварки настолько широка, что довольно часто специалисты (особенно начинающие) задаются вопросом - какие виды сварки существуют, с помощью которых даже непрофессионал смог бы осуществлять сваривание и получать при этом стыки безупречного качества.

Если перечислить все виды сварок не составит особых затруднений, то однозначно ответить какой из них самый лучший невозможно. Дело в том, что каждый среди тех какие виды сварки есть отличается техникой исполнения и используемым оборудованием. Также рассматривать необходимо и то, какими достоинствами и недостатками обладают конкретные виды сварок и их применение имеет четкое ограничение.

Аргоновая сварка

Сущность методики состоит в применении неплавящихся электродов. Преимуществами являются:

идеальная фиксация тонких элементов;
возможность контролировать глубину прогрева металла;
намного меньше брызги от искр если сравнивать другие виды сварок, какие бывают и активно применяются;
ровный, равномерный, красивый внешне шов, что особенно важно в случаях, где большое значение отводится эстетическим показателям готового изделия.

при ручном сваривании весьма низкая производительность;
автоматическое соединение противопоказано для стыков с разной направленностью или слишком коротких;
дорогостоящее оборудование.

Применяется сваривание аргоном при изготовлении металлоконструкций из алюминия, меди, титана, нержавеющей и легированной стали, сплавов цветных металлов.

Достаточно распространенная классификация сварки, обладающая рядом положительных особенностей:

возможность соединять детали в любых пространственных положениях;
универсальность применения в местах с ограниченным доступом;
рабочий процесс доступен на переменном и постоянном токе;
невысокая стоимость.

Продолжением преимуществ выступают также и минусы:

швы не отличаются желаемым качеством, на них присутствуют непровары и бугорки;
весьма низкий КПД из-за высокого количества отходов;
не подходит для состыковки тонких заготовок;
низкие показатели производительности.

Применяют дуговую технику для изготовления лестниц, навесов, ограждений, стыковки труб, монтажа магистральных трубопроводов. Высокими эстетическими свойствами шов не отличается, но если выбирать какие виды сварки существуют для создания изделий из толстого металла, то одним из лучших способов считается дуговой.

Газопламенная техника

Сопоставляя современные виды сварки, которые подойдут для сваривания изготавливаемых из труб узлов и соединений, а также для монтажа трубопроводов среднего и малого диаметров, то здесь стоит отдать предпочтение газовому способу.

полная независимость от электропитания;
удобность транспортировки оборудования из одного места в другое;
отсутствие перегрева и прожогов металла;
возможность создавать внутренние швы в трубах маленького диаметра.

Но есть у методики и некоторые недостатки. Это повышенные требования к профессионализму сварщика, достаточно большая площадь нагрева, низкие коэффициенты производительности.

Сваривание полуавтоматом

Технология аналогична дуговой, но здесь подача электрода происходит автоматически. В числе плюсов следует отметить:

легкость и безопасность рабочего процесса;
экономичность;
отменная точность и хорошая производительность;
ровность швов;
возможность соединять детали от 2 до 30 мм толщиной.

Отрицательные моменты полуавтоматического способа:

невозможность скорректировать стык во время рабочего процесса, поскольку увидеть его нельзя;
если ток больше 200А, то расплавленный металл сильно разбрызгивается и необходимо удалять все окалины;
применять полуавтомат можно только внутри помещений.

Что касается применения, то данная техника подходит для создания и монтажа металлических ограждений, лестниц, ворот, гаражей и других конструкций.

Чтобы выбрать наиболее подходящий для конкретных целей способ состыковки элементов необходимо знать какие бывают виды сварки, проводить аналогию каждого из них и только после тщательного анализа отдавать предпочтение конкретной технологии.

Интересное видео

Полезная информация о сварке

Сварка - технологический процесс, во время которого производится сваривание разных металлических конструкций. Он часто применяется на производствах и предприятиях, которые занимаются изготовлением разных изделий из стали и даже пластика.

Чтобы заняться сваркой самостоятельно, стоит предварительно рассмотреть ее особенности, а именно:

Принципы и правила.
Процесс проведения.
Виды и технологии.
Типы используемого сварочного оборудования.
Расходный материал.
Возможные ошибки и дефекты.
Правила безопасности.

Это лишь часть обязательных этапов, которые входят в сварочный процесс. Но если хочется получить качественное и прочное металлическое изделие, важно знать все нюансы и мелочи.

Сварочные технологии включают в себя различные виды сварочных работ. Технологический процесс сварки изделий содержит сведения о последовательности проведения работ при сварке.

Техника безопасности при проведении сварочных работ требует соблюдения определенных правил. Важной является техника безопасности при газовой сварке и резке. Особую роль играет электробезопасность при выполнении сварочных работ.

Технологическая карта сварки входит в состав конструкторской документации. Технологическая карта на сварочные работы металлоконструкций содержит сведения обо всех этапах сварочного процесса и необходимые рекомендации.

Сварочные работы относятся к тяжелому и опасному труду, поэтому в обязательном порядке нуждается в аттестации технологии сварки. Свидетельства должны получить и все мастера на производстве.

История сварки состоит из нескольких этапов, она включает открытия, ученых, которые занимались исследованием. Необходимо знать, когда она была открыта, кто и когда разработал первый сварочный аппарат.

Сварочные работы применяются во многих отраслях строительства, автомобилестроения, ремонта. Поэтому важно знать, сколько стоят сварочные работы, и что влияет на этот показатель.

СНиП на сварочные работы. Нормирование сварочных работ. Нормы времени на сварочные работы. Контроль качества сварных соединений согласно требованиям СНиПа. Технические условия на изготовление сварных конструкций согласно СНиПу.

Чем закапать глаза посоле сварки? Необходимо знать степени повреждения, симптомы глаз и средства, которые могут устранить неприятные состояния. Капли для глаз разделяются на группы в зависимости от действия.

Сварка как бизнес. С чего начать сварочный бизнес. Составление бизнес плана. Приобретение оборудования. Наем сотрудников. Требования к помещению для сварочных работ.

При работе со сварочным оборудованием даже у опытного мастера есть шанс получить ожог слизистой и сетчатки. Поэтому важно знать, что делать от зайчиков от сварки, используя капли и народные методы.

Какие бывают виды сварочных работ

Металлообработка, строительство, монтаж, ремонт подразумевают проведение сварочных работ разных видов. Сварка нужна для неразъемного соединения металлоконструкций, соединения металлических деталей между собой, удаления дефектов на металлических поверхностях и предметах. Цену на сварочные работы определяет прежде всего мастерство исполнителя, так как от него зависит качество, аккуратность, точность проведения сварки, то есть в итоге – безопасность, долговечность, безопасность.

Что входит в сварочные работы

Сварочный процесс – это формирование шва на металле при высоком нагреве. Шов образуется на межатомном уровне. Детали разогревают до температуры их плавления, а затем соединяют. Они становятся единым целым. Это самое надежное соединение.

Сварку проводят двумя основными способами: плавлением и давлением. Для первой используют газовые, электродуговые, лучевые, лазерные, термические аппараты. Для второй нужны ультразвуковые и газопрессованные приборы. Наиболее распространена и востребована сварка плавлением.

Сварочные работы – это не только сам процесс сваривания деталей. Сюда входят также работы по сборке конструкций. Процесс должен соответствовать нормам качества. При проведении сварочных работ важно соблюдать и нормы техники безопасности.

После сваривания и сборки сварной конструкции её обрабатывают механически: шлифуют и окрашивают при необходимости.

Виды сварочных работ

Классификация сварки связана с используемым оборудованием, а также методом выполнения.

По методу она бывает:

ручная;
полуавтоматическая;
автоматическая.

Ручная подразумевает использование электродов, которые раскаляются и нагревают обрабатываемую конструкцию. Это именно та работа, для которой важно мастерство сварщика. Ручной сваркой можно соединять детали в труднодоступных местах и формировать швы, которые невозможно сделать аппаратами.

Полуавтоматическая – сварка с подачей в зону шва проволоки с заданной скоростью и с обработкой свариваемой области инертными или активными газами для защиты металла. Шов получается более аккуратным, качественным. Работа продвигается быстро.

Автоматическая чаще используется на производстве. Она механизирована или даже роботизирована. При ней поддерживается ровное горение дуги, шов получается максимально ровным, аккуратным, прочным.

Что относится к сварочным работам

По используемым расходным материалам и оборудованию сварка бывает очень разнообразной.

Дуговая сварка

Самый простой и распространенный вид сварки. Для неё нужны электроды, между которыми появляется электрическая дуга. Именно она служит источником тепла для плавления металла. Дуга – это разряд в газовой среде.

Это универсальный способ сварки, позволяющий соединять почти любые металлы. Сваривать можно в любом положении, даже в ограниченно пространстве. Внешние условия не имеют значения: проводить сварку можно и в неблагоприятных условиях.

Минусом можно посчитать малую производительность и сложность разжигания дуги. При разжигании могут возникнуть проблемы с залипанием электрода. Также этот вид сварки наносит ущерб здоровью сварщика из-за испарения обмазки электродов. Дуговая сварка требует опыта и мастерства исполнителя. Новички с ней справляются плохо.

Снизить риски и недостатки помогает современное оборудование. Для дуговой сварки нужны трансформаторы или инверторы.

Электроды подбирают по металлу и диаметру. Для надежного соединения свариваемых деталей лучше, чтобы металлы детали и электрода были однородными.

Дугу разжигают чирканьем или касанием. Затем нужно, чтоб её горение было стабильным. Для этого электрод удерживают на постоянном удалении от поверхности около 2 миллиметров. Когда электрод сгорает, его нужно опускать. Но близко подносить к металлу его нельзя, чтобы не прилип.

Газовая сварка

Кромки соединяемых деталей нагревают до температуры плавления горелкой с газом. Такой вид сварки сравнительно простой, не требует дорогого оборудования или расходников, потребляет немного энергии.

Минус – малая скорость нагрева металла. При сварке толстых деталей эта скорость ещё снижается, поэтому применяют такой способ для сваривания листов не тоще 6 мм. Ещё один недостаток – риск коробления. Газовой сваркой соединяют почти любые виды металлов.

Электроды тут не нужны. Вместо них – присадочная проволока. При разогревании в металле образуется сварочная ванна, её защищает газовая среда. Для сварки применяют смесь ацетилена с кислородом. Для металлов с низкой температурой плавления можно использовать метан, пропан-бутан.

Аргоновая сварка

Для неё нужны электроды из вольфрама, графита, угольные. Также нужен инертный газ: аргон, азот, гелий. Может применяться смесь газов, что зависит от соединяемого металла. Для сварочного процесса нужен переменный или постоянный ток.

Это не самая производительная сварка, но она обеспечивает очень высокое качество шва. Это трудоемкий процесс, требующий от исполнителя большого опыта и внимания к работе. Аргоновую сварку применяют, если нужен очень прочный шов, который выдержит повышенную нагрузку. Например, таким способом герметизируют газопроводы, резервуары для пищевой промышленности, сосуды высокого давления. Таким образом соединяют очень тонкостенные детали.

Сварка под флюсом

Используются флюсовые порошки, которые обеспечивают область работ защитным газом. Флюс защищает расплав и обеспечивает стабильность горения дуги. Процесс автоматизирован: порошок подается автоматически, оборудование перемещается вдоль шва также автоматически. Это методика сварки для машиностроения, судостроения, вагоностроения и изготовления оборудования. Шов получается качественным, устойчивым к повышенным нагрузкам и неблагоприятным условиям эксплуатации.

Газоплазменная сварка

Металл плавят открытым пламенем. Для этого кислород горит с пропаном, водородом, ацетиленом, бутаном. Это сварка для полевых условий. Она малопроизводительная, не может быть автоматизирована. От сварщика требуется большой опыт и мастерство.

Электрошлаковая сварка

Применяется чаще всего для соединения чугуна. Между соединяемыми элементами насыпают флюс, он расплавляется и нагревает шлак. Для формирования шва нужен пруток или проволока. Такая сварка нужна для масштабных и толстостенных металлоконструкций.

Электронно-лучевая

Более современная технология. Детали и металлоконструкции нагреваются и расплавляются от потока высокоскоростных электронов. Их движение происходит в вакууме и обеспечивается электрическим полем.

Контактная сварка

Технология для промышленного серийного производства. Детали разогреваются проходящим через них током. При этом они подвергаются давлению. Соединение при такой методике может быть стыковым, шовным, точечным.

Существуют и другие виды сварки: диффузная, кузнечная, трением, с высокочастотным током, с закладными нагревателями, лазерная и т. д. Но все они имеют ограниченную область применения, требую применения специализированного оборудования и расходных материалов, особой квалификации мастера.

Выбор вида сварки зависит от соединяемых деталей: вида металла, его толщины, а также от условий работы и желаемого результата.

Как формируется стоимость сварочных работ

В зависимости от видов сварочных работ производится расчет стоимости сварочных услуг. Тип сварки, используемые сварочные аппараты, электроды, проволока, газ влияют на ценообразование. Также для расчета стоимости сварочных работ имеет значение объем работ и условия проведения работы. И, как уже было сказано неоднократно, на стоимость влияет квалификация, опыт, мастерство сварщика. От этого фактора зависит качество сварочных швов: их ровность, точность, прочность соединения. И в итоге – надежность и безопасность конструкции.

Что такое сварка и какие виды бывают

В промышленности, строительстве и при ремонте используются различные способы стыковки деталей конструкций. Наибольшее распространение получили разнообразные виды сварки, которыми скрепляют не только однотипные и разнородные металлы, но также стекло, пластик, керамику. Популярность технологии объясняется высокой прочностью и надежностью соединений.

Определение процесса сварки

Независимо от вида, сваркой называют технологию создания неразъемных соединений путем нагрева, деформирования или комбинированием обоих методов. Сущность сварки заключается в том, что под действием внешнего источника энергии (тепла, давления) между соединяемыми материалами образуются прочные связи на межатомном уровне. После кристаллизации в процессе остывания на стыке образуется сварочный шов. В зависимости от вида материала и условий проведения работы, это локальный или общий нагрев и деформирование стыкуемых поверхностей.

Классификация видов сварки

В зависимости от критериев, классификацию способов сварки выполняют по виду защиты расплавленного металла от кислорода воздуха, способу управления процессом, материалу и т. д. Также учитываются технологические особенности проведения сварочных работ. По способу воздействия на детали выделены три основных вида сварки:

Механическую проводят внешним давлением, под действием которого поверхности деформируются, что приводит к плотному соединению.
Термическую выполняют с применением дополнительных материалов, которые расплавляются теплом от источника энергии. Жидкий металл заполняет промежуток между заготовками, после остывания образуется прочное соединение.
При термомеханических (комбинированных) видах сварки детали подвергаются совместному воздействию тепла и давления. Для повышения пластичности детали предварительно нагревают, затем сжимают.

Термический класс сварки

Эти способы сварки выполняются с образованием сварочной ванны из расплавленного металла деталей и электрода или присадочного материала.

Дуговая

Тепло для локального плавления металла заготовок выделяется при горении электрической дуги между электродом и заготовками. Для зажигания кратковременно касаются электродом поверхности, затем отводят на расстояние 2 — 5 мм. Чем короче дуга, тем выше ее температура.

Для соединения деталей используют следующие методы сварки:

ручную, когда все манипуляции с электродом выполняет сварщик;
полуавтоматическую с подачей электродной проволоки механизмом, установленным в аппарате;
автоматическую, когда процесс выполняется по заданному алгоритму без вмешательства человека.

Дуговой вид выполняется плавящимися и неплавящимися угольными или вольфрамовыми электродами с введением присадочной проволоки в рабочую зону. Для защиты расплавленного металла от соприкосновения с воздухом механизированные способы проводят под флюсом или в среде инертного газа.

Газовая

В отличие от дугового вида при газовой сварке нагрев и охлаждение материала происходит более медленно. Поэтому этим методом проще сваривать тонкостенную сталь, цветные металлы, проводить наплавку. Независимость от электроэнергии позволяет работать в полевых условиях.

Стык нагревается факелом горелки, который образуется при сгорании в чистом кислороде ацетилена, пропана, водорода, паров бензина или керосина. Шов формируется за счет плавления присадочного материала. Для сварочных работ чаще используют ацетилен, температура пламени которого доходит до 3100⁰C. Похожая по принципу работы плазменная сварка выполняется струей ионизированного газа с температурой больше 10000⁰C.

Лучевая

Технология основана на плавлении материала деталей световым лучом лазера или потоком электронов, создаваемого электронной пушкой. Оба метода применяются преимущественно в радиоэлектронной отрасли для соединения и крепления микроэлементов. Чтобы луч не рассеивался, электронно-лучевая сварка проводится в вакуумной камере.

Лазерная сварка позволяет накладывать швы с высокой точностью. При этом, практически не нагреваются прилегающие поверхности, что исключает деформирование даже очень тонкого материала. Для работы в труднодоступных местах изменяют направление луча призмами. Процесс рекомендуется проводить в среде инертного газа.

Термитная

Для сварки этого вида используют порошкообразную смесь (термит), состоящую из алюминия, магния, окислов железа. При сгорании образуется тепло, которое расплавляет кромки заготовок. Расплавленный термит смешивается с металлом деталей, после кристаллизации образуется соединение.

Для запуска процесса термит дистанционно поджигают пиропатроном, электрическим разрядом, бикфордовым шнуром. Температура горения смеси достигает 2700⁰C, которой достаточно для сварки металлов распространенных видов. Термитным способом ремонтируют крупногабаритное оборудование, рельсы, сращивают провода на линиях электропередачи.

Электрошлаковая

Эта разновидность термической сварки применяется для соединения стали толщиной от 5 см до 3 м. Заготовки устанавливают вертикально, зазор между ними с обеих сторон закрывают подвижными ползунами из меди с водяным охлаждением. Снизу на поддон насыпают слой флюса, под которым зажигают дугу.

После расплавления флюса образовавшийся шлак становится электропроводным. Дуга гаснет, но проходящего через шлак тока хватает для плавления новых порций флюса, электрода и кромок. По мере остывания расплава в сварочной ванне ползуны постепенно передвигаются выше. Этим способом соединяют заготовки за один проход независимо от их толщины без образования трещин.

Комбинированными видами соединяют небольшие детали, если другими способами невозможно создать качественный шов. К термомеханическому классу относят следующие виды сварки:

кузнечную;
контактную;
диффузионную.

Кузнечная

Этим способом соединяли железные заготовки задолго до изобретения современных классов сварки. Заготовки нагревают в горне, кладут одна на другую, скрепляют ударами молота. Механизированный подвид, когда заготовки сдавливаются прессом, называют прессовой сваркой.

Качество соединения зависит от опытности мастера. Перечень металлов, которые можно сваривать этим методом, ограничен видами с хорошей пластичностью. Из-за малой производительности и низкой надежности соединения кузнечный вид сварки применяется редко.

Контактная

Металл нагревают током, проходящим через место соприкосновения заготовок, затем сжимают или осаживают. Этот вид легко автоматизируется, поэтому широко используется на предприятиях машиностроительной отрасли в составе роботизированных комплексов.

В зависимости от решаемых задач контактный вид сварки выполняют как:

Точечную, зажимая детали между электродами. После подачи тока в месте сдавливания образуется точечное соединение.
Стыковую с нагревом всей площади соприкосновения.
Рельефную с предварительным нанесением выступов (рельефов) на соединяемые плоскости. После подачи тока рельефы деформируются, поверхность выравнивается.
Шовную, когда детали соединяют внахлест роликовыми электродами.

Диффузионная

Технология основана на взаимном проникновении (диффузии) атомов материалов, если их плотно прижать один к другому. При нагреве скорость обмена частицами увеличивается. Сварку проводят в вакуумной камере или среде инертного газа. Детали сжимают с усилием не меньше 20 МПа, поверхностные слои нагревают электротоком до температуры близкой к точке плавления. Для надежного сцепления заготовки оставляют в этом положении на некоторое время, не отключая ток.

Механический класс сварки

Эти виды сварки выполняют за счет энергии трения, взрыва, давления, ультразвука. При их воздействии выделяется тепло, достаточное для плавления материала.

Трением

Технология входит в список перспективных разработок. Одну из соединяемых заготовок крепят неподвижно, другая, прижатая к ней, вращается. Подробная классификация сварки трением включает следующие подвиды:

С перемешиванием выполняется на оборудовании, оснащенном инструментом вращения с двумя элементами ― основанием (бурт) и наконечником (пин). Соединение создается методом выдавливания с последующим перемешиванием.
Радиальной стыкуют трубы, помещая вращающееся кольцо между торцами.
Штифтовой заделывают небольшие сквозные повреждения. На месте дырки просверливают круглое отверстие, в которое вставляют вращающийся штифт из такого же металла что и основной.
Линейная выполняется без вращения. Заготовки трут одна о другую пока не начнут плавиться стыкуемые поверхности, затем повышают усилие сдавливания.
При инерционном виде сварки заготовки двигают за счет энергии предварительно раскрученного маховика.

Холодная

В основу технологии заложен принцип сжатия деталей пуансонами с усилием 1 — 3 ГПа. Точечную сварку проводят стержнями, шовную роликами. Пуансон вдавливают в заготовку до образования пластической деформации, что способствует появлению межатомных связей и созданию соединения между деталями. Сварку выполняют простым сжатием или со сдвигом деталей после сдавливания. Прочность соединения зависит от качества подготовки места стыка, степени сжатия, характера воздействия (вибрационное либо статичное).

При соединении встык величину деформации ограничивают размером выступающих из зажимов частей заготовок. Чтобы предотвратить коробление листов при соединении внахлест, их закрепляют прижимами. После пластической деформации металл становится тверже, поэтому прочность шва выше, чем у заготовок.

Холодный вид соединения применяют для работы с алюминием, медью, цинком, серебром и другими металлами с низкой температурой плавления.

Взрывом

Для сварки этим способом над стационарной заготовкой под углом 3 — 10⁰ или параллельно с зазором 2 — 10 мм устанавливают подвижную (метаемую) деталь. На верхнюю пластину помещают равномерный слой взрывчатки с детонатором. Чтобы предотвратить боковой разлет металла, площадь подвижной заготовки делают больше чем у нижней.

После подрыва подвижная деталь под действием ударной волны с большой скоростью ударяется о нижнюю пластину. В месте соприкосновения образуется давление, значительно превышающее прочность металлов, при котором материал начинает течь как жидкость. В результате поверхности одновременно деформируются, создавая соединение. Длительность процесса не превышает миллионных долей секунды, поэтому диффузия происходит только в поверхностных слоях.

Несмотря на то, что до сих пор не разработана детальная методика этого вида, сварка взрывом получила широкое применение в промышленности для стыковки разнородных материалов. Таким способом получают биметаллические соединения, детали и заготовки больших размеров, наносят плакирующие слои толщиной до 45 мм.

Ультразвуковая

Такой вид сварки проводится преобразователем ультразвуковых волн в механические колебания в сочетании с небольшим давлением. При воздействии на поверхность сначала за счет сухого трения разрушается оксидная пленка, затем плавится материал. Поэтому нет необходимости в тщательной подготовке стыка. Для повышения прочности шва детали предварительно подогревают.

Помимо металлов, в том числе тугоплавких, этим видом соединяют пластик, кожу, ткани. Также доступно сваривание стекла и керамики с металлом, фольги толщиной 0,001 мм. При необходимости детали можно сваривать с металлической или пластмассовой прослойкой между ними.

В сварочном деле постоянно что-то меняется, улучшается, дорабатывается. Поэтому для повышения мастерства полезно знакомиться с новинками и тестировать на практике. Какие-то из них пригодятся профессиональным сварщикам, другие для домашних работ.

Читайте также: