Изготовление деталей методом сварки

Обновлено: 28.04.2024

На сегодняшний день на российских предприятиях распространены различные методы изготовления деталей. Самые известные из них – это ковка, штамповка, литье и механообработка. На выбор наиболее подходящего из них влияют такие параметры, как тип детали, ее размер и назначение. Каждый из перечисленных методов изготовления деталей имеет свои особенности, обладает определенными преимуществами и недостатками. Самые распространенные из них мы и рассмотрим подробнее.

Литейное производство

Литейная обработка – один из наиболее распространенных методов изготовления деталей. В данном случае подразумевается изготовление формы, которую затем заполняют расплавленным металлом. Возможности данного способа несколько ограничены, поэтому чаще всего литье используют для создания заготовок, затем обрабатываемых на токарном станке. Если Вам необходимы конструктивно сложные заготовки – лучше попробовать прочие методы изготовления деталей. В противном случае получившиеся изделия надо дорабатывать на фрезеровочном станке.

Несмотря на эти недостатки, литье отлично подходит для создания сложных отливок – например, полых, которые трудно производить путем механической обработки. Данный способ подходит для деталей абсолютно любого веса. Для литья можно использовать как формовочные смеси («землю»), так и металлические формы.

Обработка резанием

Обработка резанием – основной метод изготовления деталей машин, использующий несколько видов заготовок: например, прокат, отливки и штамповки.

Процедура резания предельно проста: она формирует новые поверхности за счет деформирования и отделения верхних слоев материала, при этом образовывается стружка. При обработке металла снимают некоторую его часть – припуск.

Резание не так популярно, как остальные методы изготовления деталей. За счёт повышения точности исходных заготовок общий объем металлов, обрабатываемых резанием, заметно уменьшается.

Существует несколько технологий резания: сверление, протягивание, фрезерование и точение. Их общая черта – необходимость использования заготовки, форма которой должна быть близка к готовому изделию. Для этого задействуют различные типы станков – токарные, сверлильные, фрезеровочные.

Сварка деталей

В общем смысле сварка – это процесс объединения двух металлических деталей для получения третьей. Сварка занимает особое место среди остальных методов изготовления деталей. Она подходит для изготовления большинства деталей, необходимых для машиностроения, но целесообразность использования сварки в других областях зависит от конструктивных особенностей желаемой детали. В их числе:

характер расчленения детали,
метод получения заготовок,
качество обработки.

Стоит учитывать и трудоёмкость реализации сварки. Если Вас не устраивает необходимость выполнения сборочно-сварочных операций, осуществить механизацию процесса нет возможности, а готовые детали затем надо обрабатывать дополнительно – обратите внимание на остальные методы изготовления деталей в поисках подходящего.

Обработка давлением

Обработка давлением – самый обширный из методов изготовления деталей. В него входит огромное количество технологий и способов обработки. За счет хороших показателей пластичности металлу может быть придана любая форма. Структура материала при этом не нарушается, поэтому на обработку металлов давлением есть стабильный спрос.

Существует пять основных процедур с задействованием высокого давления, используемых для изготовления деталей.

прокатка,
штамповка,
ковка,
волочение,
прессование.

Обработка давлением идеально подходит, если необходимо максимально снизить стоимость производства. Детали при этом изготавливают в большом количестве и в минимальные сроки. Недостаток данного метода – более высокий процент брака по сравнению с другими технологиями. Обрабатываемая заготовка также может потрескаться и расколоться.

Механическая обработка

Механообработка подразумевает срезание металла с поверхности заготовки поэтапно. Комплекс используемых технологий (в том числе – задействование различных типов станков), позволяет:

придать детали любую нужную форму,
просверлить необходимое количество отверстий,
обеспечить ей эстетичный внешний вид путем шлифования и строгания.

За счет этих плюсов прочие методы изготовления деталей, как правило, уступают механообработке.

Данный метод позволяет изготавливать изделия в небольших количествах. Это как раз тот случай, когда использовать другие технологии невыгодно. Минимальный процент брака при механообработке делает её отличным вариантом для производства высококачественных деталей.

Механическая обработка деталей с использованием станков ЧПУ – одна из основных направлений компании «Борис-88». Специалисты нашей компании используют современное универсальное высокоточное оборудование, что гарантирует высокое качество готового продукта.

Технологии сварки металлоконструкций

Виды сварки

Сварка металлоконструкций – технология соединения деталей из металла различной степени сложности в единое целое при помощи специального оборудования.

Она может активно применяться в промышленном масштабе на крупных производствах опытными специалистами, а также для выполнения бытовых операций сварщиками-любителями. В любом варианте, соединения металлоконструкций характеризуется определенными особенностями, которые важно понимать при работе.

Требования к сварке металлических конструкций

Процесс сварки в технологическом плане должен обеспечить выполненным соединениям требуемые геометрические параметры, размеры и высокое качество. Конструкция должна получиться прочной и долговечной, а риск ее деформации – нулевым.

Сварка металлических конструкций.

Именно поэтому технология сварки металлоконструкций должна реализовываться с учетом некоторых требований, что во многом определит качество созданных сварных швов:

Если создаются простые соединения без применения кондуктора, а также при создании сложных швов перед включением данного инструмента важно оставить зазор между скрепляемыми деталями.
Тогда при смещении элементов шов не пострадает. Но размеры зазора должны соответствовать допустимой норме, иначе система не будет прочна и долговечна.
При выполнении сварки ответственных металлоконструкций сварщики проверяют строгое соответствие установленной детали своему местоположению, согласно карте.
При поступлении заготовки на стапель стоит подготовить каждую из них к завершающему этапу.
Все детали должны строго соответствовать по виду и размеру, указанным в проекте частям будущей конструкции.
Это позволит сохранить функциональные возможности изделия.
Корневые слои шва при ручном методе выполнения дуговой сварки важно накладывать электродами с диаметром, не превышающим 3-4 мм.
Металлоконструкции при укреплении потребуется располагать так, дабы можно было накладывать швы преимущественно в нижнем положении.
Это необходимо для обеспечения сварщика безопасными условиями работы.
Важно взять под строгий контроль углы металлоконструкции, для чего стоит воспользоваться специальными инструментами и кондуктором.
Все углы между плоскостями должны быть прямыми, если это предусмотрено проектом. Иначе произойдет перекос деталей, что повлечет за собой нарушение целостности механизма, потере им своей функциональности.
Готовая конструкция должна иметь минимальные усадочные напряжения и деформации, для чего сварные работы нужно осуществлять в стабильном режиме с отклонениями от заданных значений величины тока и напряжения на дуге не более ±5 %.

Описанные рекомендации важно учитывать уже на этапе сборки деталей в целостную конструкцию, а не только перед непосредственным выполнением сварочных работ. Особенно, если выбран автоматический режим, при котором не выйдет откорректировать допущенные ошибки.

В целом же, именно этот вид сварных работ и считается наиболее приемлемым, так как при автоматизировании сварных процессов влияние человеческого фактора на качество выполненных швов сводится к нулю.

На заметку! Если при испытании образца на статическое растяжение предел прочности изготовленного шва оказался меньшим, чем предел прочности основного металла, то изделие браковано.

Также важно заварить технологическую пробу в условиях, которые полностью совпадают с условиями сварки конструкций на месте производства.

Если работать сварочным аппаратом придется при низкой температуре воздуха, стоит сварить стыковые образцы перед началом операций при отрицательном температурном режиме, предусмотренном технологическим процессом. Это позволит в дальнейшем провести их механические испытания.

Если нужно выполнить сварные работы с особо ответственными металлоконструкциями из новых марок сталей или с применением новых сварных расходников, мастеру потребуется изготовить контрольные образцы в таком же пространственном положении и с теми же материалами, оборудованием, что и при сварке монтируемых конструкций.

Это позволит сварщику оценить ситуацию со всех сторон перед началом работы и не допустить ошибок в процессе ее выполнения.

На заметку! Качество созданных соединений металлоконструкций во многом зависит не только от мастерства сварщика, но и от качества сварочного аппарата, примененного в работе. Лучше остановить свой выбор на модели известного бренда, качество которого проверено временем.

Классическая технология сварки конструкций из металла

Сварка – уникальный способ получения неразъемных металлических соединений, открывающих человеку широкие возможности по снижению трудоемкости создания и установки металлоконструкций.

Она позволяет использовать рациональные типы сечений в металлоконструкциях, что приводит к снижению показателей металлоемкости в несколько раз, по сравнению с применением иных технологий.

Сегодня сварные работы выполняются с помощью разных методов, но все они создавались на основе знаний о классической технологии. Она проста и может реализовываться, как для бытовых целей, так и в промышленных масштабах.

Углы сварки металлоконструкций.

Если изготавливать сварочные металлоконструкции по классической технологии, потребуется применить следующие источники энергии:

Оба варианта предполагают три метода выполнения сварных швов:

Автоматический

Не подразумевает человеческое вмешательство в процесс выполнения сварных работ. Сварочный аппарат настраивается на актуальный режим функционирования с учетом конкретного вида выполняемой операции единственный раз перед началом работы.

Поэтому важно понимать основную цель приобретения сварного оборудования при выборе в магазине. Используя автоматический режим, можно применять контактную и электрошлаковую сварку.

Полуавтоматический

При использовании данного метода сварные швы формируются вручную, а электроды подаются в автоматическом режиме. Такое положение дел позволяет повысить производительность работы без ущерба для качества создаваемых металлоизделий.

При полуавтоматической сварке можно применить газовый флюс, неплавкие электроды, сварочную проволоку.

Ручной

Все действия методом ручной дуговой сварки осуществляются сварщиком без применения автоматизированного оборудования: от контроля подачи электрода до формирования самого соединения.

Зачастую при ручном режиме применяют обыкновенную сварку под флюсом, электродуговую сварку или пайку газосварочным устройством. Данный метод рационально использовать в бытовых целях, а не на крупном производстве, потому что он чрезмерно затратный и характеризуется низкой производительностью.

На заметку! Полуавтоматический метод дуговой сварки металлических конструкций наиболее востребован на отечественном рынке. Он активно применяется в строительстве при монтаже железобетонных строений, в машиностроении при конструировании автомобилей, а также в быту.

Инновационные сварочные технологии

Со временем классический метод выполнения сварных работ совершенствовался, опытные специалисты разрабатывали инновационные способы соединения металлических деталей в единую конструкцию: сварка с применением лазерных установок, ультразвука, теплового эффекта и т. п.

Подобные новаторские идеи могут помочь сварщику в работе, облегчив выполнение некоторых задач и ускорив весь процесс сборки металлоконструкций в целом. По этой причине и сегодня в этой области не прекращаются научные разработки и исследования.

Способы сварки металлоконструкций.

Также применение инновационных технологий выполнения сварных работ позволяет сварщику получить ряд преимуществ:

снизить показатели коробления металла;
повысить скорость выполнения работы;
сократить расходы зачистку сварного шва;
снизить траты на закупку расходных материалов;
выполнять соединения тонколистового металла.

Особенно интересны, с точки зрения продуктивности, качества полученных швов и экономичности, следующие технологии сварки:

Электронно-лучевая сварка применяется при работе с глубокими соединениями – до 20 см, но только при условии определенного соотношения ширины шва и глубины погружения инструмента – 20:1.
Процесс формирования шва осуществляется в вакууме, поэтому использовать такую технологию в быту практически невозможно. Она применяется в сфере узкопрофильных производств.
Термитная сварка подразумевает нанесение особой смеси на контуры соединения деталей в процессе горения.
Технологию применяют для ответственных конструкций из металла в готовом виде, когда с помощью наплавки металла надо устранить имеющийся дефект в виде трещины или скола.
Плазменная сварка подразумевает применение ионизированного газа, проходящего сквозь электроды с высокими сварочно-техническими характеристиками и выполняющего функцию дуги.
Технология имеет более широкие возможности применения по сравнению с электронным типом, так как позволяет выполнить сварщику резку и сварку металлической конструкции с любой шириной металла.
Орбитальная аргонодуговая сварка с помощью вольфрамового электрода применяется для работы со сложными деталями из металла.
Например, для неповоротных стыков труб с диаметром 20-1440 мм. В процессе работы активирующий флюс наносится 1 г/м шва. Это позволяет решить ряд важных технологических задач: уменьшить объем и вес сварной ванны за счет ведения операций пониженным током; благодаря давлению дуги на жидкий металл шов получается качественным в любом пространственном положении; сварку можно автоматизировать без разделки кромки.
Щадящие технологии сварки в смесях защитных газов Ar+CO2 и Ar+O2+CO2.
При использовании такого метода выполнения сварочных работ можно получить более качественные соединения при сравнении со сваркой в СО2. При этом актуальный объем расходных материалов сократиться на 20 % за счет резкого снижения набрызгивания электродного материала, а переход к свариваемым частям металлоконструкции станет плавным.

На заметку! Каждая из них имеет ряд недостатков, отличается своеобразными особенностями и принципами осуществления, которыми важно овладеть до начала применения на практике.

Современная наука многогранна и непредсказуема.

Она предоставляет человеку возможности применить на практике достоинства нано-технологий, поэтому ближайшее будущее сварочных операций представляется связанным с совершенствованием схем компьютерного управления сваркой, а также применением новых сварных материалов.

Заключение

Если соблюдать все требования к сварке металлоконструкций, можно получить высококачественные швы: долговечные, прочные и стойкие к воздействию. Использовать при этом можно как классический вид сварки, так и новые технологии.

Несмотря на то, что они в большей степени касаются профессионального уровня сварки, но при желании развивать свои навыки в этой сфере, ознакомиться с такой информацией будет не лишним и для новичка в подобных вопросах.

Сварочные технологии

Сваркой называют способ создания неразъемных соединений. Для этого используют различные сварочные технологии, однако практически все они основаны на одном принципе. Под воздействием внешнего источника энергии – тепла, давления или их комбинации – между материалами образуются прочные связи на межатомном уровне.

Сварочные технологии различаются по способу воздействия на материалы, виду их защиты от кислорода, управлению процессами, материалам и пр. Каждый тип используется для решения определенных задач в промышленности, строительстве и быту. С помощью нашей статьи вы сможете разобраться в способах скрепления материалов и их нюансах.

Принципы сварочных технологий

В основе технологии сварки лежит использование критически высокой температуры. С помощью дуговой сварки удается создавать неразрывное соединение между металлическими элементами, причем шов не уступает по прочности основному материалу изделия.

Таким образом, благодаря сцеплению на молекулярном уровне формируется непрерывная структура.

Электросварка считается наиболее надежным методом соединения заготовок. Эта сварочная технология предполагает, что под воздействием высокой температуры детали образуют единое целое.

Принцип действия большей части современных сварочных аппаратов состоит в использовании электрической дуги, которая нагревает малую площадь металла до температуры плавления.

Чтобы получить электрическую дугу, необходимо обеспечить взаимодействие металла изделия и токопроводящего электрода с металлическим сердечником и защитным составом, причем они должны иметь разные заряды.

В том месте, куда направлена дуга, начинает плавиться металл заготовки. Параллельно происходит плавление электрода, его частицы попадают в зону, которую мастера называют сварной ванной.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

В то же время разрушается защитное покрытие электрода, что приводит к выделению газов, защищающих сварную ванну от контакта с воздухом. Расплавленный шлак покрывает горячий металл, что позволяет сохранять необходимую температуру. Помните, что невозможно соблюсти технологию сварочных работ без шлака на поверхности ванны.

Образование шва происходит параллельно с движением ванны при перемещении сварщиком электрода. Однако необходимо, чтобы расходник двигался с правильной скоростью, находился под определенным углом относительно поверхности изделия. Эти параметры, как и характеристики тока, подбирают в соответствии с типом конкретного соединения.

Сварка может вестись с использованием постоянного или переменного тока. В первом случае выбирают инверторы, а во втором требуется задействовать трансформатор, что сложнее. Дело в том, что переменный ток вызывает скачки дуги, а само оборудование имеет большие размеры и вес.

Нужно учитывать, что дуга и трансформатор издают громкий шум, а сам агрегат перегружает сеть, вызывая перепады напряжения. Последнее может быть опасно для бытовой техники.

Большинство инверторов питается от сети 220 В, имеет значительно меньшие размеры, чем трансформаторы, а их вес находится в пределах 3–8 кг. Такие устройства работают тише и практически неспособны менять напряжение сети. Дуга, образованная постоянным током, не «прыгает», благодаря чему упрощается проведение сварочных работ. Учитывая все указанные достоинства, специалисты рекомендуют осваивать сварочные технологии именно на инверторном оборудовании.

Способы сварки

Существует немало способов сварки. Мастеру важно знать их и иметь представление о разных видах сварных соединений, чтобы не ошибиться при выборе оборудования, расходников, режимов. А значит, создавать качественные, красивые и надежные соединения. У каждого способа есть свои плюсы и минусы, а также тонкости применения.

Есть технологии сварочного производства, в основе которых лежит нагрев, давление либо сразу два подхода. Поэтому все известные виды сварки разделяют на две группы: плавлением и давлением.

Сварка предполагает формирование связей между атомами металлических изделий для создания прочных неразъемных соединений. Поэтому на первом этапе работы мастер должен расположить заготовки на минимальном расстоянии друг от друга.

Но для взаимного проникновения атомов этого недостаточно, так как будущее изделие находится при обычной температуре. Процессу скрепления деталей препятствует твердость металла, отсутствие полного контакта между поверхностями даже при лучшей обработке.

Кроме того, на материале остается грязь, окислы, жировые пленки, которые мешают образованию надежного соединения.

Обеспечить прочный физический контакт позволяет сильное давление либо расплавление кромок заготовок. Любой из подходов позволяет избавиться от зазора между деталями, в результате чего они образуют единое целое.

Во время работы могут использоваться плавящиеся и неплавящиеся электроды – при выборе конкретной разновидности отталкиваются от краткой характеристики основных видов сварки. Важно понимать, что любая сварочная технология требует применения особого оборудования.

Классификация сварочных технологий

Термическая сварка

Перечисленные далее сварочные технологии связаны с формированием сварочной ванны, которая состоит из жидкого металла деталей и электрода либо материала присадки.

Дуговая сварка

Металл плавится под действием тепла, образуемого в процессе горения дуги между электродом и заготовками. Чтобы зажечь дугу, электродом касаются поверхности изделия, после чего отдаляют его на 2–5 мм.

При этом действует правило: чем меньше длина дуги, тем большую температуру она имеет.

Газовая сварка

При данной сварочной технологии на нагрев и остывание материала требуется больше времени, чем при первом способе. Поэтому газовый метод подходит для обработки тонкостенной стали, цветных металлов, проведения операции по наплавке. Кроме того, сварка может выполняться даже в тех местах, где нет подключения к электрической сети.

Лучевая сварка

Металл плавится лучом лазера или потоком электронов, образуемым при помощи электронной пушки. Указанные способы наиболее распространены в сфере радиоэлектронного производства, так как прекрасно подходят для соединения и крепления мельчайших деталей. Лазер позволяет создавать соединения высокой точности.

При лучевой сварке исключен нагрев прилегающих к шву зон, поэтому можно не бояться деформировать даже материал малой толщины.

Термитная сварка

В основе метода лежит применение термита, то есть порошка, в состав которого входит алюминий, магний, окислы железа. Его горение приводит к выделению тепла – именно под его действием плавятся края соединяемых деталей.

Сам термит также плавится, смешивается с основным материалом, формируя надежный шов в процессе кристаллизации.

Электрошлаковая сварка

Эта сварочная технология позволяет соединять заготовки из стали, имеющие толщину от 5 см до 3 м. Детали ставят вертикально, а промежуток между ними закрывают с двух сторон подвижными медными ползунами с водяным охлаждением. На поддоне насыпают слой флюса, после чего зажигают под ним дугу.

Термомеханическая сварка

Приведенные далее подходы считаются комбинированными и позволяют скреплять небольшие детали, когда остальные методы не могут обеспечить надежное соединение.

Кузнечная сварка

Данный способ использовался человеком с давних времен, когда еще не существовало современных разновидностей сварочных технологий. Принцип работы такой: детали нагревают в горне, кладут друг на друга, после чего скрепляют, ударяя по ним молотом.

Сегодня существует механизированный вариант кузнечной сварки – прессовая сварка. Она отличается тем, что горячие заготовки сдавливаются прессом.

Подход имеет низкую производительность и надежность соединений, а также позволяет обрабатывать исключительно металлы с высокой пластичностью, поэтому используется нечасто.

Контактная сварка

Нагревание металла обеспечивается током, который проходит через область соприкосновения заготовок. После чего горячие детали сжимают либо осаживают.

Данный способ обычно встречается на предприятиях машиностроительной отрасли, так как без труда поддается автоматизации: оборудование включают в состав роботизированных комплексов.

Диффузионная сварка

Подобная сварочная технология требует взаимного проникновения, то есть диффузии атомов металлов в результате плотного сжатия заготовок. Благодаря нагреву удается повысить скорость обмена частицами. Работы ведутся в вакуумной камере либо под защитой инертного газа, при этом минимальное усилие на сжатие составляет 20 Мпа.

Внешние слои материала доводят до температуры, близкой к точке плавления, воздействуя на них электрическим током. Чтобы добиться наибольшей надежности швов, заготовки на некоторое время фиксируют в выбранном положении, сохраняя подачу электричества.

Механическая сварка

Подобные методы предполагают плавление металла теплом от энергии трения, взрыва, давления, ультразвука.

Сварка трением

Данный метод считается одним из перспективных. В соответствии с ним фиксируют одну деталь, после чего вторую вращают, прижав к первой.

Холодная сварка

Детали сжимаются пуансонами с усилием в 1–3 Гпа, причем для точечной сварки используют стержни, тогда как шовная невозможна без роликов. Есть два варианта проведения работ: простым сжатием либо со сдвигом элементов после сдавливания.

На качество соединения, в первую очередь, влияет подготовка места стыка, а также степень сжатия, характер воздействия. Последнее может быть вибрационным или статичным. К холодной сварочной технологии прибегают при обработке металлов с низкой температурой плавления, например, алюминия, меди, цинка, серебра.

Сварка взрывом

Активно используется в промышленности для соединения разнородных материалов, хотя подробная методика все еще не разработана. Технология необходима, чтобы создавать биметаллические соединения, крупные детали и заготовки, наносить плакирующие слои толщиной в пределах 45 мм.

Ультразвуковая сварка

Основным оборудованием в этом случае является преобразователь ультразвуковых волн в механические колебания в сочетании с небольшим давлением. С поверхности металла сухим трением удаляется оксидная пленка, после чего происходит плавление материала, что позволяет отказаться от этапа подготовки стыка.

Чтобы создать швы наибольшей прочности, заготовки заранее нагревают.

Данная сварочная технология позволяет соединять любые, даже тугоплавкие металлы, а также изготавливать изделия из пластмассы, кожи, тканей. Можно сваривать стекло и керамику с металлом, фольгой, имеющей толщину 0,001 мм, либо создавать между деталями прослойку из металла или пластика.

Особенности сварочных технологий для разных металлов

Обработка разных металлов имеет свои нюансы. Основной сложностью при сварке углеродистых сталей является закалка зоны шва, высокая вероятность растрескивания материала. Поэтому важно заранее доводить заготовки до +100…+300 °C, формировать многослойный шов, выбирать покрытые электроды.

После завершения работы нужно провести отпуск изделия до +300 °C.

Работа с ферритовыми сталями со значительной долей хрома опасна тем, что в процессе охлаждения могут выпадать зерна карбидов хрома. Это негативно отражается на стойкости металла к появлению ржавчины. Избежать подобной ситуации можно, выбрав малую силу тока, а значит, повысив скорость охлаждения.

Кроме того, отжиг после сварки позволяет выровнять количество хрома в зернах и на границах.

Изделия из чугуна варят при помощи электродов из аналогичного металла, проводя предварительный подогрев деталей. Диаметр расходников подбирается в пределах 8–25 мм.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Производство сварных конструкций

Освоение производства сварных конструкций кардинально изменило отрасль машиностроения и строительства. Клепаные конструкции практически везде были заменены сварными. Следующим шагом стало освоение газосварки.

Ежегодно темпы развития производства сварных конструкций только растет. Объясняется такой рост повышенным потребительским спросом, ведь металлические конструкции, произведенные с помощью сварки, обладают рядом неоспоримых преимуществ.

Преимущества и недостатки производства сварных конструкций

К основным преимуществам сварной конструкции можно отнести:

качество шва и прочность сварки;
легкость конструкции;
надежность;
удобство применения;
длительный период использования;
экономичность производства.

Помимо достоинств, сварные конструкции имеют и некоторые недостатки, главным из которых является низкая устойчивость к коррозии. Данная проблема решается современными способами производства и обработки металла.

Рассмотрим некоторые особенности, присущие сварным конструкциям:

В процессе производства металлические детали конструкции соединяются на молекулярном уровне. Края деталей расплавляются, переходя в жидкое состояние, и обмениваются молекулами. По прочности такое изделие максимально приближается к цельному.
Важной особенностью сварных конструкций является более низкая их себестоимость по сравнению с клепаными или литыми, которая достигается за счет экономии металла. Она может достигать 20 %, что существенно влияет на конечную стоимость изделия. Это ведет к повышению рентабельности производства.
Еще одной особенностью является легкость конструкции по сравнению с литыми или соединенными методом клепки, поскольку на изготовление сварного изделия идет меньше металла. Но прочность его выше указанных аналогов.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Основное оборудование для производства сварных конструкций

Для изготовления сварных конструкций необходимо сварочное оборудование. Оно состоит из: источников питания, вспомогательных устройств и блока управления. Существует несколько видов таких комплексных устройств, различающихся комплектующими.

Трансформаторы – понижают (преобразуют) напряжение переменного тока, что необходимо для создания электрической сварочной дуги. Работа таких устройств и их настройка зависит от магнитного рассеивания (увеличенного или простого) и фазовой регулировки – характеристик трансформатора.

Выпрямители – необходимы для преобразования и понижения переменного тока, это влияет на ровность получаемого сварного шва и равномерную прочность. С выпрямителем значительно снижается разбрызгивание металла, что ведет к уменьшению времени на производство, поскольку отсутствует необходимость очистки шва от расплава. Состоящие из блока полупроводниковых диодов, выпрямители работают с любыми электродами, сваривая все металлы и их сплавы.

Инвертор – сетевой выпрямитель, сглаживающий переменный ток. Полученный постоянный ток попадает в инвертор. Затем трансформатор высокой частоты и силовой выпрямитель передают постоянный ток, отличающийся стабильностью и большой мощностью. Такие элементы оборудования позволяют точно настроить аппаратуру для работы с любым электродом и выполнения различных задач.

Полуавтоматы – аппараты для работы в газовой среде. Газ может использоваться инертный, например, аргон или гелий, а также активный, например, углекислый, азот или кислород. Выбор газа, применяемого для производства сварных конструкций, зависит от материалов соединяемых деталей. Электроды подаются к месту соединения автоматически, а настройка параметров сварки происходит либо вручную, либо также в автоматическом режиме. Использование в производстве сварных конструкций полуавтоматов увеличивает скорость работы. Одной из причин этого является отсутствие необходимости замены электрода, который поступает к месту сварки автоматически. При этом создается ровный и качественный шов. В основном, полуавтоматы применяются на производстве при больших объемах работ.

Сварочные аппараты TIG – работаю как с переменным, так и с постоянным током в инертной защитной газовой среде. Электроды для сварки – неплавящиеся вольфрамовые или графитовые. Из-за отсутствия расплава требуется применение присадок, часто изменяющих свойства шва.

Точечная сварка – края свариваемых деталей складываются внахлест и зажимаются электродами, после чего через них проходит сварочная дуга, расплавляя металл. Затем детали сжимаются еще сильнее и выдерживаются в таком положении, в результате металл кристаллизуется. Данный вид сварки применяют для соединения листового металла.

Аппараты плазменной резки – устройства, где плазменная струя, создаваемая ионизированным газовым потоком и электрической дугой, мгновенно разрезает металл. Данное оборудование применяют на производстве.

В промышленном производстве используют следующие виды сварочного оборудования:

сварочные тракторы;
сварочные автоматы, перемещающиеся на самоходных тележках или подвесные;
специализированные сборочно-сварочные устройства.

Сварочное оборудование, применяемое в различных сферах деятельности, различают по объемам и скорости производства, а также качеству сварочного шва. На крупных предприятиях используют программируемые аппараты со сложными блоками управления. В личном хозяйстве или на мелких производствах применяют небольшие мобильные агрегаты, которые дают возможность работать в ограниченном пространстве. Все типы современного сварочного оборудования дают возможность регулировать параметры и выполнять все условия для осуществления качественной сварки.

Этапы типового технического процесса производства сварных конструкций

Производство сварных конструкций – это технологический процесс, разбитый на определенные этапы и требующий интегративного подхода. Комплексность заключается не только в самом процессе сварки (методах и режимах), но и в создании новых материалов, повышающих надежность конструкции в местах соединения. К примеру, разработка новых марок сталей для их использования в промышленности (они идеально подходят для производства сварных изделий) или новые процессы расчета и соединения сварных конструкций с приспособлением их под текущие задачи.

К технологии сварки изделий можно отнести создание современных материалов и оборудования, а также исследования и апробацию процессов соединения, которые повысят эффективность производства. Причина – в развитии различных направлений строительства и производства, они ставят новые задачи и для них разрабатываются все более сложные конструкции.

Новые изделия требуют применения разных методов сварки: ручной электродуговой, автоматической или полуавтоматической. С использованием флюса или защитных газов. Сварные соединения также могут различаться: есть тавровые, угловые, стыковые, торцевые и пр.

Процесс производства сварной конструкции начинают с ее расчета и подготовки технической документации.

Затем следует получение деталей, подходящих для данного изделия, подготовка их для сварки, соединение в конструкцию, обработка после сварки: термообработка, правка, механическая обработка. На последнем этапе – контроль мест сварки. Все перечисленные ступени сварочного процесса важны и взаимосвязаны. Они обеспечивают качество производимого изделия с заданными свойствами. Весь этот процесс называется сварочным производством, которое организуется в соответствии с особенностями различных отраслей машиностроения.

Еще одним существенным этапом производства является подготовка заготовок к сварочным работам. Речь идет об их кромках, они обрабатываются под углом вручную – напильником или механически, а также шлифовальной машиной. Важен не только сам факт обработки, но и форма. Наиболее эффективной считается Х-образная, поскольку она способствует наименьшему наплавлению металла при соединении. Соответственно повышается и качество шва.

Сборка сварной конструкции – один из самых важных этапов всего производства. От нее зависит качество самого сварного соединения. Процесс сборки достаточно трудоемкий и требует повышенного внимания. При производстве единичного изделия он может занимать до 50 % всего времени, отведенного на изготовление конструкции.

К сборке применяются следующие требования:

размеры должны полностью соответствовать проектным;
зазоры должны быть постоянных размеров и правильно расположены;
места расположения деталей конструкции должны соответствовать проектной документации;
углы и плоскости изделия обязаны пересекаться с большой точностью;
стыковое соединение деталей должно происходить с минимальными допусками смещения.

Технология производства сварных конструкций разрабатывается для каждого изделия индивидуально. Она должна соответствовать комплекту технической документации, имеющемуся в распоряжении производителя, оборудованию для производства сварной конструкции и требованиям к изделию.

Как устраняются деформации в технологическом процессе производства сварных конструкций

Какой бы точной ни была сварка, деформация изделия неизбежна. Однако существуют способы борьбы с ней до и после сварочных работ.

Рассмотрим процесс на примере сварки двутавра. Отступлениями от его проектной геометрии бывают:

Происходит это в процессе изготовления четырех швов, соединяющих стенки и полки балки. Существуют два способа избежать уменьшения: предусмотреть усадку и взять заготовку большей длины или катет сварочного шва необходимо уменьшить до минимальных значений, которые могут быть установлены.

Причин возникновения перекоса, как правило, две: неправильная сборка или отсутствие жесткого закрепления положения полки относительно стенки с противоположной стороны от сварочного шва. Закрепляют полку чаще всего прихваткой раскосов, материал которых подбирают отдельно, поскольку слабый раскос может быть согнут вместе с полкой.

Второй способ заключается в подготовке полки с обратным загибом, который делается кромкогибом, углы прогиба рассчитываются с помощью специальной методики. В настоящее время данную технологию не применяют по причине отсутствия оборудования. Как же бороться с грибовидностью?

Сделать это поможет термическая правка, которая, несмотря на большую трудоемкость процесса, остается самым доступным методом. Процесс заключается в нагреве наружной части полки (напротив оси стенки) ручным автогенным резаком. Это делается при тонкой стенке. Если же стенка толстая, то нагрев происходит напротив сварного шва. Результат нагрева будет виден только через некоторое время, поэтому перегрев недопустим. Если же он произошел, появится обратная грибовидность и придется повторно нагревать конструкцию, но уже в месте сварочного шва.

Возможен еще один вариант исправления грибовидности, но для его использования понадобится специальный прокатный станок, найти такой в настоящее время чрезвычайно сложно, поскольку их выпуск остановился с развалом СССР.

Это, пожалуй, самый часто встречающийся дефект изделия у молодых производителей. Причина – изменение последовательности действий при изготовлении. Она должна производиться строго по порядку, указанному на рисунке.

Иногда для минимизации числа кантований, а также фиксирующих растяжек прибегают к схеме «1–4» и «2-3». Однако вероятность появления саблевидности значительно возрастает. Для того чтобы она не появилась, необходимо осуществлять сварку от центра к краю обратно ступенчатым способом. Такой вариант иногда помогает обойтись без дефекта. Однако основным способом борьбы все же остается использование специального пресса для механической правки серповидности и саблевидности. Если же доступа к такому оборудованию нет, то придется воспользоваться термической правкой. Нагрев производится всегда со стороны, обратной дефекту. В результате происходит исправление.

Саблевидная деформация двутавра происходит в случае приваривания по боковой поверхности поперечных ребер жесткости или частей фасонок, к отверстиям которых крепятся части балочной конструкции.

Избежать искривления невозможно, но следует принять превентивные меры для минимизации:

При полуавтоматической сварке конструкции присоединение ребер жесткости частично делается до соединения стенки и полок. Перед основной сваркой делается шов под ребром, а затем уже продольно соединяют полки и стенку.
Если в первую очередь производится сварка полок и стенки, то присоединение ребер жесткости делают при минимальных температурах и наименее допустимых катетах швов. Наилучшим вариантом может стать приваривание ребер поочередно с каждой стороны двутавровой балки, чтобы они компенсировали деформации друг друга. Но только в случае конструктивной возможности такого процесса.

Изготовление сварных металлоконструкций

Изготовление сварных металлоконструкций – довольно востребованная услуга, которая позволяет закрывать потребности как в промышленной сфере, так и на бытовом уровне. Такие изделия обладают рядом преимуществ, которые выгодно выделяют их на фоне других методов соединения.

Для изготовления качественных изделий важно выбрать не только подходящий метод производства, но и проводить контроль качества. В нашей статье мы расскажем о том, какие технологии используются для изготовления сварных металлоконструкций, как проверяется их качество, разберемся с общими требованиями к таким изделиям.

Преимущества и отличительные черты сварных металлоконструкций

В таких отраслях, как автомобильная промышленность, машиностроение, строительство и прочие сферы производства, давно применяются сварные металлоконструкции. С каждым годом их количество только увеличивается – причина заключается в том, что покупатели разобрались во всех практичных качествах данных изделий, производимых при помощи сварочных аппаратов.

К положительным сторонам таких изделий относятся:

высокое качество сварных соединений;
надежность;
простота использования;
высокий срок службы;
малый вес;
экономия металла.

Также сварные металлоконструкции отличаются высокой прочностью соединений. Это становится возможным благодаря технологии производства, заключающееся в слиянии металла на молекулярном уровне при помощи сварки. Он расплавляется на границе работы до жидкого состояния, в результате происходит обмен частицами. В итоге получается сварное изделие, по прочности не уступающее целой детали.

Еще один положительный аспект – при изготовлении детали требуется меньшее количество металла, чем при литом соединении изделий или посредством заклепок. Экономия может достигать 20 %. Это довольно эффективно с экономической точки зрения. Из этого следует, что применение сварных металлоконструкций намного выгоднее, чем использование других изделий.

Стоит отметить и тот факт, что сварные изделия имеют меньший вес по сравнению с методом литья или заклепочного соединения. Несмотря на это, конструкции, соединенные при помощи сварки, по прочностным характеристикам не только не уступают, а даже превосходят другие виды.

Требования к изготовлению сварных металлоконструкций

Процесс изготовления сварных металлоконструкций обладает некоторыми особенностями и нюансами, влияющими на качество производимых вещей и их срок службы. В связи с этим все предприятия, изготавливающие металлические конструкции, предъявляют к ним определенные требования:

Применение только качественных материалов, прописанных в ГОСТе и ТУ для всех видов металлов.
Выбор сварочного аппарата, исходя из применяемого материала.
Четкое соблюдение рабочего процесса при производстве сварного шва.
Соблюдение всех геометрических размеров. Особенно тщательно проверяются углы, главное условие которых – быть идеально ровными. Отклонение от проектных значений может вызвать искривление конструкции, нарушение ее целостности и даже разрушение.
Постоянство выполняемого процесса с незначительными отклонениями величины тока и напряжения на дуге.
Контроль соблюдения техники безопасности.

Для соблюдения всех правил и требований существует многошаговая система контроля качества, применяемая на всех стадиях процесса производства.

Особо важным фактором является сварка сложных конструкций из новых металлов или с ранее неиспользованными расходными сварочными материалами, предполагающая изготовление контрольных образцов до начала основных работ. Такой подход дает возможность понять тонкости процесса и учесть их во время производства требуемых изделий.

Чертежи для изготовления сварных металлоконструкций

Изготавливать сварные металлоконструкции необходимо согласно требованиям, прописанным в техзадании. Чертежи сварных конструкций требуется не только грамотно составлять, их также надо уметь правильно читать. Для их корректного понимания необходимо изучить в проектной документации все виды обозначений.

На раннем этапе проектирования вычерчивают общий вид изделия с названием «КМ». Эта аббревиатура обозначает «конструкции металлические». Сварка на них обозначается в общем виде.

На завершающем этапе выпускают комплект чертежей «КМД», расшифровывающийся как «конструкции металлические детализированные». Он включает в себя детальные схемы каждого элементы в отдельности, необходимого для конкретного соединения. «КМ» являются основой, на базе которой разрабатываются чертежи, входящие в комплект «КМД», а также требуются для получения разрешения на строительство. По нему впоследствии будет производиться сварка строительных металлоконструкций.

Во время проектирования изделий и составления схем необходимо следовать правилам, прописанным в ГОСТ 2.410-68. В нем четко указаны нормы, по которым должны разрабатываться чертежи на металлоконструкции. Качественная сборка и сварка изделий непосредственно зависят от правильного составления документации. Общий вид показывает, как должна выглядеть деталь после завершения работ.

Классические способы изготовления сварных металлоконструкций

На промышленных предприятиях и на больших стройках в основном используется автоматическое оборудование. При этом процесс сварки практически не требует вмешательства оператора. Как правило, его настройка осуществляется до начала производства работ и изредка корректируется, если что-то не было предусмотрено сразу. Для таких манипуляций требуется доскональное изучение всех процедур и технологических карт. В автоматическом режиме рабочий процесс сварочного оборудования производится по контактной или электрошлаковой методике.

Для выполнения менее ответственных работ используют полуавтоматический метод. В таком случае сварщик сам формирует шов. При этом ему не требуется контроль поступления электродов и присадочных материалов, а нужно только заранее позаботиться об их наличии рядом с рабочим местом. Ручной процесс позволяет увеличить производительность без потери качества, если все выполняется строго в соответствии с правилами.

Применение ручной дуговой или газовой сварки допускается только при производстве неответственных металлоконструкций. Вместе с защитой швов инертными газами используется флюс. Иногда пайка газосварочным аппаратом будет практичнее. Расходы на такую единичную работу могут быть большими. Но, несмотря на это, при бытовом использовании этот метод достаточно хорош за счет своей простоты и малого количества оборудования.

Инновационные способы изготовления сварных металлоконструкций

Со временем классический способ изготовления сварных металлоконструкций совершенствовался. Разрабатывались новые методы соединения металлических элементов: сварка с использованием лазерных установок, теплового эффекта, ультразвука и т. п.

Новые способы помогают сварщикам в проведении определенных задач, ускоряя работу по сборке металлоконструкций. Поэтому даже сейчас не прекращается процесс разработки новых способов сварки.

Одним из положительных качеств использования инновационных технологий производства работ является получение мастером определенных преимуществ:

снижение показателей коробления металла;
повышение скорости производства работ;
снижение времени зачистки сварного шва;
уменьшение затрат на приобретение расходных материалов;
сваривание тонкого металла.

Качественный шов при минимальных затратах можно получить при:

Электронно-лучевой сварке, которая используется в работе с глубокими соединениями – до 20 см. Обязательным критерием применения является определенное соотношение ширины шва и глубины погружения инструмента – 20:1. Работу по производству сварного шва осуществляют в вакууме, в связи с чем использование в бытовых условиях практически невозможно. Такую технологию применяют только на узконаправленных производствах.
Термитной сварке. Ее суть в использовании на контурах соединений изделия особой смеси в процессе горения. Таким способом выполняют наплавку металла или устраняют существующие дефекты в виде трещин и сколов на готовых ответственных конструкциях.
Плазменной сварке, когда используют ионизированный газ, который проходит через электроды с высокими сварочно-техническими характеристиками и выполняет функцию дуги. Имеет возможности несколько шире, чем электронный тип, и позволяет сваривать и резать металл любой ширины.
Сварке с использованием вольфрамового электрода орбитальной аргонодуговой сварки. К примеру, когда варят неповоротные стыковые трубы диаметром от 20 до 1 440 мм. Во время такой работы наносят активирующий флюс в количестве 1 г/м шва. Это решает определенные технологические задачи: по уменьшению объема и веса сварной ванны за счет ведения операции пониженным током; из-за давления дуги на расплавленный металл шов выходит качественным при любом пространственном расположении; процесс может быть автоматизирован без применения разделки кромки.
При сварке в среде защитных газов Ar + CO2 и Ar + O2 + CO2. В этом случае получаются более прочные соединения по сравнению с теми, когда используется только СО2. Из-за этого на 20 % снижается объем используемых материалов, так как резко уменьшается набрызгивание электродного вещества, а переход к свариваемым частям металлоконструкции становится плавным.

Важно! Любая из этих сварок имеет свои недостатки, обладает характерными особенностями и принципами осуществления, которые в обязательном порядке требуется изучить до начала практического выполнения работ.

Такая технология позволяет использовать все достоинства нанотехнологий, поэтому в обозримом будущем сварочные операции будут развиваться в связи с совершенствованием схем компьютерного управления процессом, а также применением новых материалов.

Контроль качества сварных металлоконструкций

Огромной ролью на производстве при сдаче работ является контроль сварки металлоконструкций. Главным образом он гарантирует, что проведенные работы выполнены правильно и в соответствии с технологической картой, а также способны выдержать рассчитанную нагрузку.

Контроль качества изготовления сварных металлоконструкций можно разделить на три части.

Проверка квалификации сварщика, которую возможно совершить при помощи проверки документов мастера на его уровень допуска, наличия допуска к сварочным работам и проведения инструктажа по технике безопасности и противопожарной защите. В удостоверении, предоставляемом специалистом, должны быть прописаны группы сталей, с которыми разрешено работать данному сварщику. Кроме этого необходимо получить контрольный образец сварного шва, точно такой же, как и тот, что будет выполняться при монтаже. Его выполнение должно проходить при той же температуре, которая будет во время основной работы. В случае если сварка производится при -30 градусов, образец не должен быть сварен при температуре, превышающей рабочую.
Следить за контролем качества изделий, подлежащих сварке. Абсолютно все производимые детали должны иметь сопровождающие документы, с указанием марки металла, из которого они произведены. Такие параметры регламентируются в РД 34.15.132-96 и СНиПе.
Визуальный осмотр и механическое испытание сварных соединений выполняется после очистки шва от шлака и брызг металла. Внешняя проверка помогает определить до 50% брака до отправки шва на испытание. Для этого не требуется частичное или полное разрушение шва, достаточно использовать оборудование по его выявлению. Дефекты, обнаруживаемые с помощью дефектоскопа могут быть: внутренними трещинами шва, прожогами, плохо проваренной зоной.

При обнаружении брака в шве их переделывают или, при большой длине, вырезаются в месте дефекта.

Для максимально точного определения бракованных швов используют контроль ультразвуком.

Для правильной оценки и контроля качества выполняемых сварочных работ существует документ от 1996 года РД 34.15.132-96.

Он используется для ручной дуговой сварки и сварки полуавтоматами и автоматами в среде защитных газов порошковой проволокой и сваркой под флюсом. Также разрешает обеспечить полный контроль за организацией и проведением работ и контролем качества законченных изделий.

При соблюдении всех требований к сварке металлических изделий, получаются высококачественные швы. Это позволяет им быть долговечными, прочными и стойкими к разного рода воздействиям. Применять для этого разрешается как обычную сварку, так и новые технологии.

Читайте также: