WWW.UZIM.RU Справочный сайт о такелаже и сварке

Сваркой называют технологический процесс получения неразъемных соединений твердых материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми деталями при их местном нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Согласно ГОСТ 19521—74 сварка металлов классифицируется по физическим, техническим и технологическим признакам.

При классификации процессов сварки выделяют три основных физических признака: форму вводимой энергии, наличие давления и вид инструмента — носителя энергии. В зависимости от вводимой в изделие энергии сварочные процессы (сварка, пайка и резка) разделены на три класса:
термический — относятся такие виды сварки, которые осуществляются плавлением с использованием тепловой энергии: дуговая, газовая высокочастотная, термитная, электрошлаковая, плазменная, электронно-лучевая, лазерная;
термомеханический — относятся такие виды сварки, которые осуществляются с использованием тепловой энергии и давления: контактная, диффузионная, газопрессовая;
механический — относятся такие виды сварки, которые осуществляются с использованием механической энергии и давления: ультразвуковая, трением, холодная.

К техническим признакам относятся способ защиты зоны сварки, непрерывность процесса и степень механизации сварки.

По способу защиты металла различают сварку в воздухе, вакууме, защитных газах, под флюсом, по флюсу, в пене и с комбинированной  защитой.   В   качестве защитных могут быть применены активные газы (углекислый газ, азот, водород, водяной пар, смесь активных газов), инертные газы (аргон, гелий, смеси аргона с гелием), а также смесь инертных и активных газов.

По непрерывности процесса различают непрерывные и прерывистые виды сварки; по степени механизации — ручные, механизированные, автоматизированные   и   автоматические.

Краткая характеристика основных видов сварки приведена ниже.

Дуговая сварка относится к сварке плавлением (табл. 1). При этом виде сварки плавление основного и присадочного металла осуществляется электрической дугой, горящей между электродом и свариваемым металлом. Расплавленный основной и присадочный металл (электрод, проволока или лента) образуют сварочную ванну,  в результате кристаллизации металла которой образуется сварной шов. Для получения полного сплавления свариваемых кромок, когда толщину свариваемых листов нельзя проплавить за один проход, кромки перед сборкой под сварку скашивают, т. е. выполняют разделку (скос)  кромок. 

Таблица   1. Классификация способов дуговой сварки

Газовая сварка основана на плавлении свариваемого и присадочного металлов высокотемпературным газокислородным пламенем. В качестве горючего для сгорания в кислороде применяют ацетилен, водород, пропан-бутановую смесь, пары керосина, бензина, природный, светильный, нефтяной, коксовый и другие газы.

Термитная сварка состоит в том, что свариваемые детали помещают в огнеупорную форму, а в установленный сверху тигель засыпают термит — порошкообразную смесь алюминия с железной окалиной. При горении термита развивается высокая температура (более 2000 °С), образуется жидкий металл, который при заполнении формы оплавляет кромки свариваемых изделий, заполняет зазор, образуя сварной шов.

Электрошлаковая сварка основана на плавлении свариваемого и присадочного металлов теплотой, выделяемой при прохождении электрического тока через расплавленный шлак в период установившегося процесса сварки.
В начале процесса возникает дуга, которая, расплавив небольшое количество флюса, шунтируется, прекращается горение дуги и начинается прохождение  тока   через  расплавленный   шлак.

Электрошлаковую сварку классифицируют по виду электрода, наличию колебаний электрода, числу электродов с общим подводом сварочного тока.
По виду электрода электрошлаковая сварка делится на сварку проволочным, пластинчатым электродом и плавящимся мундштуком; по наличию колебаний электрода — без колебаний и с колебаниями электрода; по числу электродов с общим подводом сварочного тока — одноэлектродную, двухэлектродную и многоэлектродную.

Плазменная сварка основана на пропускании электрического тока большой плотности через газовую среду, находящуюся под некоторым давлением, в результате чего газ получает ионизированное состояние, называемое плазмой. Температура плазменной струи достигает 50 000 °С. Плазменную сварку можно выполнять с поперечными, продольными и   сложными   колебаниями   плазменной струи, а также без колебаний плазменной струи.

Электронно-лучевую сварку выполняют в камерах с разрежением до 133Х (Ю-4—10_6) Па. Теплота выделяется в результате бомбардировки поверхности металла электронами, имеющими большие скорости; анодом служит свариваемая деталь, катодом — вольфрамовая спираль.

Электронно-лучевую сварку можно выполнять без колебаний и с колебаниями электронного луча. По направлению колебаний различают электронно-лучевую сварку с продольными, поперечными, вертикальными и сложными колебаниями электронного луча.

Лазерная сварка осуществляется мощным световым лучом, получаемым от специальных твердых и газовых излучателей. Вакуум при сварке лазером не нужен, и ее можно выполнять на воздухе даже на значительном расстоянии от генератора.

Контактная сварка состоит в разогреве и расплавлении места соединения теплотой, выделяемой при прохождении электрического тока через контактируе-мые места свариваемых деталей; при приложении в этом месте сжимающего усилия образуется сварное соединение. По форме сварного соединения различают точечную, шовную, стыковую, рельефную, шовно-стыковую контактную сварку. Точечная сварка в свою очередь подразделяется на одно-, двух- и многоточечную. Стыковая сварка по характеру протекания процесса делится на сварку с прерывистым и непрерывным оплавлением и сварку сопротивлением.

Контактную сварку можно выполнять постоянным, переменным и пульсирующим током. По виду источника энергии контактная сварка подразделяется на конденсаторную, энергией, накопленной в магнитном поле и в мотор-генераторной системе и др.

Диффузионную сварку осуществляют в вакууме за счет взаимной диффузии атомов контактирующих частей при относительно длительном воздействии повышенной температуры и при незначительной пластической деформации.

Газопрессовая сварка основана на нагреве концов стержней или труб по всей длине окружности многопламенными горелками до пластического состояния или плавления и последующего сдавливания стержней внешним усилием.

Ультразвуковая сварка основана на совместном воздействии на свариваемые детали механических колебаний ультразвуковой частоты и небольших сжимающих усилий.

Сварку трением осуществляют при вращении одного из стержней и соприкосновении его торца с торцом закрепленного стержня; концы стержней разогреваются и с приложением осевого усилия свариваются.
Холодная сварка основана на способности схватывания металла при значительном давлении.