Виды сварочных работ на практике

Обновлено: 05.05.2024

На сегодняшний день существуют различные виды сварочных работ. Каждый из них имеет свои особенности, а потому используется в строго определенных случаях. То есть выбор способа соединения деталей напрямую зависит от того, что именно планируется получить на выходе.

Опытный специалист должен иметь четкое представление как о классификации типов сварки, так и о том, какой из методов окажется наиболее эффективным в конкретной ситуации. То есть человек обязан знать теорию на достаточно высоком уровне.

Суть любого вида сварки

Конструкции и изделия, в том числе производимые из металлов, могут быть разъемными и неразъемными. Одним из способов изготовления последних является сварка – она позволяет создавать соединения, которые невозможно разобрать без одновременного разрушения.

Стоит пояснить, что любой вид сварочных работ предполагает создание неразъемных соединений при помощи нагрева, деформирования или сочетания сразу двух названных подходов.

В процессе подобной обработки между заготовками формируются прочные связи на межатомном уровне под действием внешнего источника энергии, то есть тепла и давления. Остывание материала сопровождается его кристаллизацией, в результате которой между деталями образуется сварочный шов.

Бытует ошибочное мнение, что сваривать можно только элементы из металла. На самом деле доступные на данный момент разновидности сварки также обеспечивают надежное соединение стекла, графита, керамики, пластика. Однако далее речь пойдет о работе только с металлическими изделиями.

Основная классификация видов сварочных работ

Ключевым показателем, на основании которого выделяют разные виды сварочных работ, является способ воздействия на материал. Всего принято говорить о трех разновидностях сварки:

Механическая – заготовки плотно соединяются между собой на молекулярном уровне при помощи наружного воздействия или деформации поверхностей. Приложение физической силы приводит к тому, что механическая энергия переходит в кинетическую, благодаря чему элементы приобретают требуемую степень нагрева.
Термическая – предполагает использование тепла и дополнительных материалов. При этом виде сварочных работ в качестве источника тепла выступает газовое пламя, плазма либо электрическая дуга. Высокая температура вызывает плавление присадки и образовавшееся жидкое вещество заполняет промежуток между соединяемыми заготовками, формируя неразъемное соединение.
Комбинированная или термомеханическая – основана на одновременном применении давления и тепловой энергии, то есть сразу двух описанных подходов. Металл нагревают до определенной степени, после чего используют внешнее воздействие, чтобы получить надежный шов.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Перечисленные классы сварки включают в себя разнообразные виды сварочных работ, где в качестве главного критерия для разделения выступает источник энергии, воздействующий на поверхности.

Механические способы сварки

В данном случае материалы соединяются при помощи физического воздействия: изделия нагреваются до порога плавления благодаря переходу механической энергии в кинетическую. В перечень механических способов сварки включают такие виды сварочных работ:

Трением

Чаще всего данный метод используется для соединения труб небольшого диаметра и стержневых конструкций. Процесс обработки автоматизирован, а все этапы осуществляются специальными машинами.

Заготовки крепятся в шпиндель, после чего одна из них остается неподвижной, а вторая перемещается в ее направлении с частотой вращения до 1 500 об/мин. В итоге детали нагреваются и оплавляются.

Далее муфта вращения выключается, машина выполняет осадку изделий. Данный вид сварочных работ ценится специалистами за экономичность, малые временные затраты и возможность обрабатывать различные сплавы.

Холодная

Этот метод основан на использовании пластических свойств материалов, а в процессе обработки температура может быть даже минусовой. Главное, чтобы заготовки были идеально ровными, а с их поверхностей были удалены окислы, следы коррозии. Только при выполнении подобных требований удастся соединить изделия на межатомном уровне.

Холодный вид сварочных работ используется для стыковки шин, проволоки, труб. Давление в процессе работы находится на уровне 1–3 ГПа, поэтому используется только оборудование, способное выдержать такие нагрузки.

Взрывом

Эта технология предполагает синхронную пластическую деформацию заготовок. Контролируемый взрыв производится между подвижной деталью, которая приложена параллельно устойчиво закрепленной мишени.

Ключевым преимуществом данного подхода является тот факт, что он позволяет соединять разнородные металлы. В качестве взрывных веществ выступают гранулотол, аммонит, гексоген.

Ультразвуковая

Такой вид сварочных работ требует задействования источников энергии, обеспечивающих ультразвуковые колебания, и может использоваться при шовной, точечной, контурной сварке.

Под действием сухого трения разрушаются оксидные пленки, далее используется чистое трение, обеспечивающее процесс сварки. При этом подходе нет необходимости в предварительном удалении загрязнений с изделий, что позволяет сократить временные затраты на работу.

Если проводится сварка пластмассовых деталей, во избежание перегрева обрабатываемых областей обязательно контролируют их температуру. Нагрев занимает доли секунды, поэтому при сварке не выделяются вредные пары и газы.

Минусом этого вида сварочных работ является высокая цена оборудования и малый диапазон толщины материалов. Прежде чем проводить обработку, важно точно определить толщину свариваемых видов материалов.

При размерах, выходящих за пределы допуска, возможно использование акустической линзы – она позволяет сфокусировать энергию на отдельном участке.

Термические способы сварки

Все перечисленные далее виды выполняемых сварочных работ предполагают образование сварочной ванны на основе металла заготовок и присадки. Роль последней обычно играет металлический пруток, электрод.

Могут использоваться разные источники тепла, такие как сварочная дуга, пламя горючего газа, сконцентрированный поток лучей, термит – именно от них зависит разновидность сварки.

Дуговая

Данный способ используется чаще всего, так как не требует специальных устройств. Работы выполняются при помощи мощного стабильного разряда электрического тока в ионизированной атмосфере газов. Зажигание дуги приводит к ионизации дугового промежутка, сохраняемого в течение всего процесса горения.

Зажигание дуги предполагает три этапа. Сначала происходит короткое замыкание при соприкосновении заготовки и электрода, которое позволяет добиться температуры для осуществления сварочных работ.

Далее инструмент отводят на 3–6 мм, что обеспечивает термоэлектронную эмиссию электронов и электропроводность дугового промежутка. Таким образом достигается устойчивый дуговой разряд.

По методу соединения деталей в этом виде сварочных работ выделяют такие подвиды:

ручной, при котором мастер сам выполняет все операции, требуются электроды со специальным покрытием;
полуавтоматический, то есть в зону сварки автоматически подается проволока, играющая роль электрода, вместе с защитным инертным или активным газом, а металл плавится под воздействием тока;
автоматический, который предполагает полную автоматизацию процесса, то есть сварка выполняется без участия человека.

Возможна и другая классификация дуговой сварки, исходя из материала, количества электродов и способа их включения в цепь электротока:

Неплавящимся электродом дугой прямого действия – применяется графитный или вольфрамовый расходник, допускается отсутствие присадки в процессе работы.
Плавящимся электродом дугой прямого действия – используется металлический электрод, который плавится вместе с материалом изделия.
Косвенной дугой – чаще всего требует работы с парой неплавящихся электродов.
Трехфазной дугой – дуга горит между электродами, между металлом изделия и каждым электродом в отдельности.

Газовая

При данном виде сварочных работ используется тепло пламени. Так как здесь не требуется питания от электросети, способ подходит для полевых условий и мест без доступа к электричеству.

Кроме того, газовая сварка отличается от дуговой постепенным повышением и понижением температуры свариваемых заготовок. Эта особенность позволяет использовать метод при работе с тонкостенной сталью, цветными металлами, осуществлении наплавки.

Металл плавится под действием пламени, образующегося при горении смеси кислорода с горючими газами. В качестве последних обычно применяют ацетилен, пропан, в некоторых случаях этом могут быть пары бензина либо керосин.

Присадочный металл также плавится и становится частью шва между деталями изделия.

Лучевая

Способ задействуется для изготовления радиодеталей, электронных схем и прочих микродеталей. Сварка ведется световым лучом в специальной камере с вакуумной средой, чем метод отличается от других подходов. В иных условиях луч будет рассеиваться, что объясняется плотностью воздуха.

Данный вид сварочных работ активно используется в радиоэлектронике, так как единственный позволяет соединять микродетали. При помощи этой технологии можно формировать швы высокой точности, ведь она предполагает минимальное нагревание поверхностей и отсутствие деформаций даже на тонком материале.

Энергия направляется призмой в труднодоступные места, до которых невозможно добраться при иных видах сварочных работ на производстве.

В качестве источника энергии используется световой луч либо поток электронов из электронной пушки.

Термитная

Термитом называют особую смесь для расплавления металла, состоящую из алюминия, магния, металлической окалины. Такой порошок засыпают в жаропрочную емкость, разжигают электрической дугой, пропастроном либо при помощи специального шнура.

В процессе горения термита выделяется тепло – именно оно вызывает плавление кромок деталей. Металлы смешиваются между собой, формируя неразъемное соединение высокой прочности.

Именно поэтому данный вид сварочных работ является очень востребованным при работе с заготовками крупных размеров. Он используется для соединения труб, рельсов, наплавки крупногабаритных изделий.

Электрошлаковая

Этот вид сварочных работ на предприятии прекрасно подходит для соединения толстых металлических деталей толщиной от 5 см до 3 м. В процессе работы заготовки устанавливают вертикально, после чего с двух сторон закрывают подвижными медными ползунами с водяным охлаждением.

На поддон насыпают слой флюса – именно он играет роль источника тепла, так как под ним разжигают дугу. Флюс в расплавленном состоянии является хорошим проводником тока, поэтому плавит присадку и края деталей.

Электрошлаковая сварка позволяет соединять изделия из всех видов стали, чугуна и даже ряда цветных металлов.

Данный способ активно используется в промышленности, будучи выгодным с экономической точки зрения: чем больше площадь изделия, тем рациональнее выбор данного подхода.

Термомеханические способы сварки

Комбинированный метод сварки требует одновременного использования повышенной температуры и механического воздействия. Обычно данный вид сварочных работ выбирают, чтобы соединить элементы небольших размеров, если другие способы не позволяют качественно выполнить работу.

Весь процесс осуществляется в электродах или губках, где закрепляются заготовки. Выделяют три термомеханических способа сварки: контактную, диффузионную и кузнечную.

Кузнечная

Соединяемые поверхности изделий предварительно очищают от окислов, что позволяет сформировать качественный шов. Далее металл нагревается, детали нахлестываются, а мастер выполняет удары молотком по поверхности.

Этот вид сварочных работ может использоваться не для любых материалов, отличается низкой производительностью и надежностью стыков, а также предполагает наличие достаточного опыта у кузнеца. Поэтому современные подходы на данный момент более востребованы.

Контактная

Нагрев при такой сварке обеспечивается благодаря прилеганию поверхности иглы к изделию – через инструмент определенного диаметра проходит электрический ток. При этом важно заранее подготовить металл путем сдавливания либо осадочного механического воздействия.

Данный метод позволяет сваривать мелкие детали, без проблем автоматизируется и выделяется на общем фоне высоким уровнем производительности. Принято говорить о трех подходах к контактной сварке: точечному, роликовому и стыковому. Они активно используются в промышленности, машиностроении для создания соединений в труднодоступных местах.

Диффузионная

Данный метод базируется на применении диффузии атомов при высоком уровне вакуума. Диффузионная способность атомов приводит к тому, что поверхностные слои металла приближаются к температурам, близким к уровню их плавления.

Далее обеспечивается контакт и надежная стыковка благодаря механическому воздействию с минимальной мощностью сжатия в 20 МПа.

Этот вид сварочных работ зарекомендовал себя как наиболее подходящий для материалов, плохо поддающихся соединению. Необходимый эффект достигается за счет того, что заготовки помещаются в специальную камеру, где фиксируются, после чего на них передается усилие.

Материалы выдерживаются в таком состоянии под воздействием тока в течение определенного отрезка времени.

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.

Сварка инвертором для начинающих: основы, видео уроки

Сложные в эксплуатации и тяжелые сварочные аппараты полностью вытеснили с потребительского рынка инверторы. Они без проблем используются новичками, которые знают основные принципы выполнения сварочных работ. Помимо небольшого веса современные аппараты наделены дополнительным функционалом, позволяющим решать задачи по сварке любого уровня сложности. Они потребляют намного меньше энергии. Электричество используется исключительно на образование дуги, а не нагрев обмотки трансформатора.

Оборудование невосприимчиво к перепадам напряжения в сети, что позволяет применять его в местности с плохо развитой инфраструктурой. Некоторые модели отлично работают даже от сети, напряжение в которой не превышает 190В. Все без исключения специалисты трансформаторным сваркам предпочитают современные инверторы. Они лучше держат дугу и формируют шов более высокого качества.

Немного теории перед первыми шагами

Новичкам совсем не помешает освоить основные принципы работы инвертора перед тем, как включить его. Основную нагрузку будет нести сеть энергоснабжения. Если старые агрегаты при включении могли оставить без электричества весь микрорайон или поселок, то современные устройства лишены данного недостатка. Они имеют накопительные конденсаторы, которые облегчают старт. Мягкое разжигание сварочной дуги и бесперебойная работа системы энергоснабжения – очень важные, хотя и не самые основные достоинства оборудования.

Необходимо твердо усвоить, что увеличение диаметра используемого электрода ведет к большему энергопотреблению. Не все устройства могут работать с самыми крупными электродами. Дело в том, что для использования конкретного диаметра требуется определенная сила тока. В противном случае сварочный шов просто не получится. Более детальная информация содержится в техническом паспорте приобретаемой модели устройства.

Внешний осмотр сварочного инвертора

Вес агрегата напрямую зависит от мощности. В торговой сети представлен большой выбор вариантов от 3 до 7 кг. Для переноса предусмотрена ручка или наплечный ремень. Если предполагается разъездной характер работы, то не помешает транспортировочный кейс. Для охлаждения силового блока предусмотрен вентилятор и специальные отверстия в корпусе. На панели предусмотрены регуляторы, индикаторы и переключатели:

тумблер для подачи питания;
ручки для регулирования напряжения и силы тока;
индикаторы, информирующие о подключении к сети и перегреве силового блока;
выходы «+» и «-».

Азбука для начинающего сварщика

Разобраться в процессах, которые происходят внутри инвертора во время сварки поможет приведенная ниже схема.

Дуга образуется в момент соприкосновения электрода и свариваемого металла. Образуется высокая температура, которая плавит сердечник электрода и металлическую поверхность заготовки. Расплавленная среда – это так называемая «ванна», которая впоследствии станет швом. Чтобы он получился качественным, на первых порах необходима защита от активного кислорода, содержащегося в воздухе.

С этой задачей справляется обмазка электрода. Она образует пары и поверхностную корочку, препятствующих свободному перемещению молекул кислорода. После завершения сварочного процесса и снижения температуры шва на его поверхности образуется шлак – остатки защитного покрова, созданного обмазкой электрода. После полного остывания его необходимо отбить, используя специальный молоток.

Дуга, которая плавит металлы, должна поддерживаться сварщиком. Суть задачи сводится к тому, чтобы стабильно выдерживать определенное расстояние между свариваемой поверхность и электродом. При этом необходимо вести электродом строго по стыку между двумя заготовками.

Пошаговая инструкция для новичков

Для того, чтобы приступить к работе, необходимо обзавестись защитным комплектом. Он включает:

Грубые тканевые перчатки. Резиновые использовать нельзя, поскольку под ними руки будут потеть.
Сварочная маска для защиты роговицы глаз. Защитный фильтр подбирается под параметры силы тока. Поэтому желательно приобрести маску типа «хамелеон», где реализована технология автоматического выбора уровня затемнения стекла в зависимости от яркости сварочной дуги.
Куртка и брюки (или специальный костюм) из грубой ткани. Материал не должен воспламеняться от искр. Длинные рукава и защита шеи – обязательные условия для такой одежды.
Обувь на толстой подошве с полностью закрытым верхом.

Помимо защитного комплекта сварщика необходимо иметь и надлежащим образом подготовленное рабочее место:

Хороший уровень освещения без образования затененных участков. В противном случае качество работы обеспечить будет сложно.

После подготовки можно приступить к настройке силы сварочного тока и подбору электрода для выполнения конкретной работы. Для сварки инвертором применяются электроды диаметром 3-5 мм. Если они длительное время хранились в гараже или ином месте, то могли отсыреть. Необходимо предварительно высушить их на солнце или в электрическом духовом шкафу. Далее клемму массы необходимо «законтачить» со свариваемой поверхностью.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Для получения качественного результата свариваемую поверхность необходимо предварительно подготовить:

место сварки очистить от ржавчины;
снимаются остатки краски или жиров;
кромки обрабатываются растворителем.

Учиться лучше начинать с толстыми заготовками. Первый шов следует выполнить на горизонтальной поверхности. На листе металла чертится прямая линия, по которой следует вести электродом для получения сварочного шва в виде валика. Любой сварочный процесс начинается с получения дуги. Есть два способа: чирканье или постукивание электродом по металлу. Можно попытаться освоить оба приема. При этом желательно не оставлять следов вне области сварочного шва.

После розжига дуги ее следует удерживать, контролируя расстояние между электродом и заготовками. Изначально сделать это будет непросто, но после нескольких уроков рука, что называется, «набьется» и выдерживать заданное расстояние будет намного проще. Большинству новичкам достаточно будет просто унять дрожь в руках. И только единицы смогут выполнить все более-менее правильно с первого раза.

Какие бывают дуговые промежутки?

В любом учебнике по сварочному делу акцентируется внимание на том, что важно поддерживать одинаковый зазор между электродом и рабочей поверхностью. От этого зависит качество будущего шва. Принято различать три вида сварочной дуги:

короткая. Длина составляет примерно 1 мм. В этом случае металл разогревается на небольшое расстояние по ширине и получается выпуклый шов. Возможно образование дефекта «подрез», который снижает прочность соединения;
длинная (более 3 мм). Очень трудно поддерживать стабильность. Плохо прогревается металл и качество работы оставляет желать лучшего;
нормальная. Имеет длину 2-3 мм. Хорошее качество соединения и нормальный внешний вид.

Оптимальный результат будет только после того, когда новичок научится контролировать длину сварочной дуги.

Формирование сварочного шва

Быстрое перемещение электрода приводит к образованию дефектов. В некоторых случаях помимо поступательного требуется и поперечное движение для получения широкого шва и хорошего прогрева свариваемой поверхности. Поперечное движение не рекомендуется выполнять при ширине шва до 4 мм. Как и с какой интенсивностью выполнять перемещение электрода каждый сварщик решает сам, опираясь на практический опыт. Среди профессионалов это принято называть «почерком сварщика».

Изменяя направление во время работы стоит помнить, что сварочная ванна перемещается вслед за теплом. Если недостаточно расплавленного металла электрода (быстрое перемещение), образуется подрез. Чтобы избежать образования канавки, следует внимательно контролировать границы перемещения электрода и делать ванну тоньше. Управлять ее формированием можно при помощи наклона электрода. В этом случае шов будет приподыматься, а ванна становится меньше – так удается плоский шов. Прием формирования сварочного шва при помощи наклона электрода чаще всего используется при сварке тонких листов металла.

Прямая и обратная полярность

Плавится металл под воздействие сварочной дуги. Принято различать два варианта выполнения сварочных работ, которые отличаются способом подключения. Прямой подразумевает подсоединение электрода к минусу, а металла – к плюсу. Характерная особенность – глубокая и в то же время узкая зона плавления металла. При обратной полярности, когда заготовки подключены к минусу, а электроды – к плюсу, снижается количество передаваемого металлу тепла. Зона плавления получается шириной, но малой глубины.

Какой способ лучше применять при сварочных работах? Выбор варианта зависит от толщины соединяемого металла. Тонкие заготовки, как правило, подключаются к минусу, поскольку в этом случае им передается меньше тепла и шансы прожечь заготовку снижаются. Прямой способ подключения больше подходит для сваривания толстых заготовок.

Скорость подачи электрода

Перемещением электрода необходимо добиться образование достаточного количества расплавленного металла в зоне сварки. В противном случае образуется дефект «подрез». При слишком быстром перемещении металл прогревается плохо, свариваемые кромки не проплавляются, а шов ложится сверху и получается неглубоким. При слишком медленном перемещении металл перегревается и возможно прожигание или деформация его поверхности.

Выбор силы тока

Сила тока выставляется регулятором на инверторе в зависимости от толщины заготовки. В сочетании со скоростью перемещения электрода сила тока формирует сварной шов. Увеличение ампеража приводит к углублению зоны плавления металла. Это в свою очередь дает возможность быстрее вести электрод. При грамотном выборе двух данных параметров получается аккуратны и, главное, очень прочный шов.

Диаметр электрода, мм	Толщина металла, мм	Сварочный ток, A
1,6	1-2	25-50
2	2-3	40-80
2,5	2-3	60-100
3	3-4	80-160
4	4-6	120-200
5	6-8	180-250
5-6	10-24	220-320
6-8	30-60	300-400

Сваривание тонких листов металла

Прежде всего следует обратить внимание на полярность подключения, исходя из того, что положительный полю прогревается больше и, следовательно, будет лучше плавиться. То есть, если плюс подключить к тонкому листу, высока вероятность того, что он будет прожжен. Плюс к электроду заставляет его быстрее плавиться. Исходя из вышесказанного, лучше придерживаться обратной последовательности подключения. Минус – к листу, а электрод присоединить к положительному полюсу.

Любителям и начинающим сварщикам, которые планируют работать с тонким металлом, нужно усвоить несколько простых правил:

Сваривать поверхность желательно на минимально рекомендуемой силе тока.
Шов накладывают углом вперед.
Сварку подключают в обратной полярности.
Чтобы избежать деформации заготовок, их надо хорошо закрепить перед сваркой.
Когда возникает потребность поставить прихватки (длина заготовки более 0,5 метра), начинать нужно с середины деталей и двигаться к краям.

Несколько советов от профессионалов

Любой начинающий сварщик делает много ошибок. Это нормально для процесса обучения. Но некоторых из них можно избежать, если следовать советам от опытных мастером:

Во время процесса сварочный шов должен быть виден сварщику. В этом случае удастся избежать прожига металла и получить максимально качественное соединение.
Первые шаги в освоении профессии следует делать на горизонтальных поверхностях. Расположив детали удобно на столе, новичок сможет быстрее освоить азы профессии. После можно приступать к круговым швам, и только потом можно начинать сваривать в вертикальном положении.
Начинать следует с листами металла, положенными внахлест. Так легче получить первые навыки и при этом не приварить заготовки к рабочей поверхности стола.

Виды сварки металлов и их краткая характеристика

Технологические составляющие сварочного процесса были известны еще в 17 веке. Тогда они были представлены литьем и кузнечным делом. «Осовременивание» началось после открытия такого явления как электрическая дуга. Дополнительный толчок развитие сварочного дела получило с изобретением порошкового покрытия для электродов. А вот основной скачок выпал на конец 20-го века, когда стали доступны лазерные, ультразвуковые и плазменные технологии. Внедрение электроники позволило автоматизировать сварочный процесс, увеличить точность выполнения работ и производительность.

В настоящее время разделяется три вида сварки, которые отличаются между собой используемым для выполнения работ типом энергии:

термический;
механический;
термомеханический.

Термическая сварка

Для выполнения сварочных работ потребуется тепло. Под воздействием высоких температур стыки соединяемых заготовок оплавляются и, остывая, скрепляются между собой, а впоследствии кристаллизируются. В качестве источника тепла служит пламя газовой горелки, электрическая дуга или поток плазмы.

Электродуговая контактная сварка

Наибольшее распространение получили именно аппараты электродуговой сварки. Для нагрева и плавки металла задействуется электрическая дуга, которая представляет собой разряд между катодом и анодом. При этом освобождается тепловая энергия большой мощности. Воздействуя на металлическую заготовку, она приводит к ее плавлению с последующим образованием сварочной ванны.

После угасания дуги немедленно начинается остывание и кристаллизация расплава. В результате образуется соединение по составу и прочности сопоставимое с металлами, которые сваривались. Существует несколько видов электродуговой сварки.

ММА – ручная дуговая сварка

Используется со штучными электродами, представляющими собой металлический стержень с обмазкой. Процесс протекает под воздействием постоянного или переменного тока. Покрытие расходников плавится, выделяя газы, которые образуют облако для защиты свариваемого металла от окисления. Помимо этого, в обмазку включаются разные химические соединения, которые служат в качестве добавки в сварочную ванну для изменения свойств сварочного шва и поддержки стабильного горения электрической дуги.

Аппараты – инвертеры, выпрямители, трансформаторы – позволяют выполнять работы в любом пространственном положении. Если подобрать расходные материалы правильно, то можно сваривать любые металлы: черные, цветные, легированные и т.п. Важно подчеркнуть, что держатели могут проникать в труднодоступные места, где использование другого вида сварки невозможно.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими сварочными столами собственного производства от компании VTM.

Сварка ММА подходит и для профессионалов, и для новичков. Она широко используется в строительстве, монтаже металлоконструкций, в разных отраслях тяжелой промышленности, в частном предпринимательстве. Она необходима для небольшой мастерской по изготовлению металлоконструкций, станции технического обслуживания автомобилей, большого машиностроительного завода. Она незаменима в хозяйстве, когда требуется сконструировать что-то из металла самостоятельно или отремонтировать прохудившийся металлический каркас.

Аргоновая сварка TIG

Применяются электроды вольфрамовые, неплавящиеся, графитовые, угольные. В качестве инертного газа используется аргон, азот, гелий или смесь из этих газов в зависимости от соединяемых металлов. Процесс характерен тем, что сварной шов состоит исключительно из металлов заготовок. Добавляется только присадка – металлический пруток или полоса, по своему составу идентична свариваемым металлам. Инертные газы необходимы для защиты рабочей зоны от атмосферного воздуха, чтобы исключить окисление металла и обеспечить стабильность горения электрической дуги.

В процессе выполнения сварочных работ используется переменный или постоянный ток. Сравнительно низкая производительность компенсируется за счет высокого качества сварного соединения. Процесс характеризуется высокой трудоемкостью и требует от специалиста большого практического опыта. Использование TIG оправдано в случаях, когда требуется наложить ответственный шов, который должен выдержать высокие нагрузки, или в случаях, когда большое внимание уделяется эстетической стороне вопроса.

Аргоновая сварка востребована для герметизации нефте- и газопроводов, резервуаров для пищевой промышленности, посуды; при изготовлении сосудов высокого давления или микросхем. Она незаменима для соединения тонкостенных заготовок и листовых материалов. Сварка позволяет работать с большим перечнем металлов: нержавеющая, углеродистая, легированная сталь; магний, титан, медь.

MAG –сварка полуавтоматом

В качестве присадочного материала используется проволока, которая подобно электроду плавится под воздействием высокой температуры. Проволока поступает в рабочую зону через горелку, куда параллельно подается инертный или активный газ. Состав защитного газа напрямую зависит от типа свариваемого металла. Работает исключительно с постоянным электрическим током. Во время применения активных газов образуется много брызг, а шов получается неаккуратным. Но это с лихвой компенсируется высокой производительностью установки.

Такого рода оборудование пользуется большой популярностью среди профессионалов и большой аудитории любителей. Отчасти из-за автоматической подачи расходного материала в зону сварки и возможности электронной регулировки настроек. Технология особенно популярна в европейских и североамериканских специалистов. Полуавтоматы сваривают широкий спектр металлов: сталь низколегированную и высоколегированную, большинство марок чугуна; марганец, медь, алюминий, никель, а также их сплавы. Оборудование позволяет выполнять самые сложные разнотипные соединения.

Сварка под флюсом

При сваривании металлических заготовок применяются разные флюсовые порошки. Они необходимы для того, чтобы обеспечить рабочую область защитным газом, который выделяется в процессе плавления. Благодаря наличию флюса не только защищается расплав, но и поддерживается стабильное горение электрической дуги. Подбором флюса специалисты добиваются нужных характеристик сварного шва.

Метод активно используется в промышленном производстве и характеризуется полной автоматизацией: от подачи флюса в зону горения до перемещения оборудования вдоль стыка. Технология применяется в процессе изготовления корпусов морских судов, фюзеляжей самолетов, локомотивов и вагонов, башенных кранов, модулей спутников и множества иного оборудования. На выходе получается очень качественный сварной шов, который легко выдержит самые сложные условия эксплуатации, включая экстремальные температуры и огромное давление.

Газоплазменная

В этом случае металл заготовок плавится под воздействием температуры открытого пламени. Оно образуется в результате горения кислорода с горючими газами – водородом, пропаном, бутаном, ацетиленом и другими. Самой эффективной считается МАФ – метилацетиленовая фракция. Она отличается высокой температурой пламени (2927 градусов) в кислороде и, соответственно, более высокой теплоотдачей. Соединение кислорода и МАФ уступает по токсичности дициану (температура горения 4500 градусов) и менее взрывоопасно по сравнению с ацетилендинитрилом (температура горения 5000 градусов).

Открытое пламя в качестве источника тепла для сварки имеет важное преимущество: оно независимо от энергоснабжения. Поэтому технология широко применяется в «полевых» условиях. Еще одно достоинство заключается в постепенном нагревании металла, что практично при работе с листовыми материалами. Метод непригоден для промышленного использования из-за невозможности автоматизации и низкой производительности. Для работы с такой сваркой от оператора требуется большой стаж сварочных работ.

Электрошлаковая

Кромки деталей плавятся за счет нагрева шлака от расплавленного под воздействием электроэнергии флюса, который предварительно насыпается между свариваемыми элементами. Во время процесса применяется проволока или присадочный пруток. Технология востребована для соединения деталей из чугуна, реже – для сварки цветных металлов.

Данный тип сварки востребован в промышленности для соединения крупногабаритных деталей с толстыми стенками (40-500 мм): роторные и турбинные валы, опоры, паровые котлы и т.д. Экономическая выгода от такого метода сварки тем выше, чем больше площадь свариваемой поверхности.

Плазменная

Плавит и соединяет кромки струя плазмы, которая генерируется в плазмотроне или между поверхностью заготовок и электродом. Метод отличается большой глубиной обработки деталей и высокой точностью сваривания. Она востребована для соединения как мелких и тонкостенных элементов электротехнических конструкций, так и крупных блоков для тяжелой промышленности. Плазма эффективно воздействует на все без исключения виды металлов.

Помимо рассмотренных к термическим видам сварки относится:

лазерная;
контактная стыковая с оплавлением;
электролучевая;
с закладными нагревателями.

Термомеханический класс сварки

Контактная сварка: метод характеризуется одновременным нагревом кромок соединяемых заготовок и их деформированием под давлением. Точечная сварка: выполняется при помощи специальных аппаратов или малогабаритными клещами. Обе детали закрепляются между анодом и катодом, через которые пропускается ток. В результате заготовки разогреваются в конкретном месте. После разогрева подача тока прекращается и усиливается давление электродов в месте температурного воздействия. Локальный расплав постепенно кристаллизуется и в результате получается прочное точечное соединение.

Точечная сварка может быть:

односторонней – оба электрода располагаются по одну сторону заготовок;
двухсторонней – электроды размещаются с разных сторон заготовок один напротив другого.

К недостаткам сварки специалисты относят то, что сваривание заготовок возможно только внахлест. Характеризуется высокой производительностью и возможностью автоматизации.

Точечная сварка широко применяется в автомобилестроении: конвейеры по всему миру используют именно данный тип соединения кузовных элементов. Клещи для точечной сварки отличаются компактностью и мобильностью. Они применяются в мелких мастерских и в домашних условиях. Однако они востребованы и на крупных СТО для выполнения разного рода кузовных работ.

К термомеханическому типу относятся также рельефная и стыковая сварки. Все остальные виды термомеханической сварки не стали популярными и не получили широкого распространения. Это:

диффузная – соединение неоднородных металлов в условиях вакуума или в среде защитных газов;
кузнечная – металлы соединяются в результате пластичной деформации;
за счет высокочастотного тока;
трением.

Определив особенности сварочного процесса, специалист легко сможет выбрать подходящий сварочный аппарат с учетом его технических показателей. Большинство сварочных процессов легко автоматизируются, дают возможность сформировать надежный и эстетичный сварочный шов, характеризуются невысокой себестоимостью и небольшими временными издержками.

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.

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.

Обработка заготовок из алюминия осложняется из-за оксидной пленки – мастера растворяют ее с помощью флюсов.

Сегодня существует более сотни сварочных технологий, позволяющих обрабатывать металлы и неметаллы. Качество швов и всей работы определяется грамотным выбором конкретного метода и оборудования.

Читайте также: