г.Нижний Новгород ул.Вторчермета д.1С
Пн-Пт с 8:00 до 17:00
Пн-Пт с 8:00 до 17:00
Главная / О компании / Статьи и информация / Особенности сварки металла

Особенности сварки металла

Впервые технологические составляющие процесса сварки начали применяться в 17 веке. Они были более известны, как кузнечное дело и литье. «Осовременивание» началось с момента открытия такого физического явления, как электрическая дуга. Развитие сварочного дела получило дополнительный толчок с разработки порошкового покрытия электродов. А уже под конец 20-го века в методе стали применяться современные плазменные, лазерные и ультразвуковые технологии. Внедрение электроники автоматизировало процесс, увеличило производительность и точность выполнения работ.

Сегодня наиболее популярны 3 вида сварки, которые отличаются друг от друга типом энергии:

  • механический;
  • термический;
  • термомеханический.

Термическая сварка

Под действием высоких температур оплавляются стыки соединяемых заготовок и, остывая, они кристаллизируются, надежно скрепляются. Для нагрева используется электрическая дуга, пламя газовой горелки или поток плазмы.

Контактная электродуговая сварка

Для нагрева и плавки металла в зоне воздействия используется электрическая дуга. Она представляет собой разряд между двумя электродами — анодом и катодом. При этом энергия преобразуется в тепловую, причем большой мощности. При воздействии на металлическую заготовку происходит ее плавление с образованием сварочной ванны.

С угасанием дуги расплав незамедлительно остывает и кристаллизуется. В итоге получается надежное соединение, схожее по прочности и составу с металлами, которые скрепили. Выделяют несколько типов электродуговой сварки:

  • ММА (Manual Metal Arc).

Это ручная дуговая сварка. Применяется со штучными электродами в виде металлических стержней с обмазкой. Процесс осуществляется под действием переменного или постоянного тока. Покрытие расходных материалов плавится, выделяя газы. Они образуют облако, защищающее металл от окисления в зоне воздействия. Кроме того, в обмазку включаются химические соединения, дополняющие сварочную ванну и меняющие свойства шва. Также они поддерживают стабильное горение электродуги.

Аппараты — трансформаторы, инверторы, выпрямители — позволяют производить работы практически с любыми металлами: легированными, черными, цветными и пр. Важно учесть, что держатели способны проникать в труднодоступные участки, где применение иного вида сварки невозможно.

ММА подходит как для профессионалов, так и для новичков. Она используется в строительстве, при монтаже металлоконструкций, в разных отраслях тяжелой промышленности. Ручная дуговая сварка незаменима в хозяйстве, частном предпринимательстве, когда требуется быстро создать конструкцию либо отремонтировать каркасную постройку. Она также необходима для станции техобслуживания автомобилей, крупного машиностроительного завода и небольшой мастерской по изготовлению металлоконструкций.

  • Аргоновая сварка TIG.

Применяются графитовые, угольные, вольфрамовые, неплавящиеся электроды. В качестве инертного газа используются гелий, аргон, азот или смесь этих газов (зависит от свариваемых металлов). Важной особенностью процесса является то, что шов получается исключительно из металлов самих заготовок, без каких-либо примесей. Добавляется только присадка. Сама полоса или пруток идентична по своему составу свариваемым материалам. Инертные газы защищают рабочую зону от контакта с воздухом, обеспечивая стабильность горения электродуги и предотвращая окисление металла.

При выполнении сварки используется постоянный или переменный ток. Довольно низкая производительность при этом компенсируется высоким качеством шва. Процесс характеризуется значительной трудоемкостью, требует от мастера большого практического опыта. Применение TIG оправдано, если необходимо наложить ответственный шов, способный выдерживать высокие нагрузки, либо в случаях, когда эстетической стороне вопроса уделяется большое внимание.

Аргоновая сварка применяется для герметизации газо- и нефтепроводов, посуды, резервуаров для пищевой промышленности; при изготовлении микросхем или сосудов высокого давления. Она незаменима для скрепления тонкостенных заготовок, листовых материалов. Сварка применяется при работе с такими металлами, как магний, титан, медь, углеродистая, нержавеющая, легированная сталь.

  • MAG.

Это сварка полуавтоматом с использованием присадочного материала в виде проволоки, которая плавится подобно электроду под действием высокой температуры. Она поступает через горелку в рабочую зону одновременно с активным или инертным газом. Конкретный состав защитной среды подбирается с учетом типа свариваемого металла. Работает исключительно на постоянном электрическим токе. При использовании активных газов шов получается неаккуратным, поскольку образуется много брызг. Но это компенсируется высокой производительностью работ.

Такого рода оборудование пользуется большой популярностью среди профессионалов и любителей. Отчасти это связано с простотой эксплуатации, обусловленной автоматической подачей расходника в зону обработки, а также возможностью электронной регулировки настроек. Особенно популярна данная технология у североамериканских и европейских специалистов. Полуавтоматы сваривают разные металлы: большинство марок чугуна, сталь высоколегированную и низколегированную; алюминий, марганец, медь, никель, и их сплавы. Используя это оборудование операторы выполняют всевозможные разнотипные швы.

  • Сварка под флюсом.

При соединении металлических заготовок используются разные порошки, чтобы обеспечить рабочую зону защитным газом, выделение которого происходит в процессе плавления. Флюс защищает расплав от окисления, поддерживает стабильное горение электродуги. Подбором порошка мастер добивается необходимых характеристик сварного шва.

Технология активно применяется в промышленном производстве, характеризуется полной автоматизацией: начиная от подачи флюса в область горения до перемещения установки вдоль стыка. Метод используется при изготовлении фюзеляжей самолетов, корпусов морских судов, локомотивов, вагонов, башенных кранов, модулей спутников и иного оборудования. В итоге получается надежный аккуратный шов, легко выдерживающий любые условия эксплуатации, включая огромное давление и экстремальные температуры.

  • Газоплазменная.

Металл заготовок плавится под нагревом открытого пламени, которое образуется при горении бутана, водорода, пропана, ацетилена и других. Наиболее эффективной считается метилацетиленовая фракция (МАФ), поскольку обладает высокой температурой пламени (2927 °С) в кислороде и теплоотдачей. Соединение кислорода и МАФ по токсичности уступает дициану (t горения 4500 °С), а также менее взрывоопасно, чем ацетилендинитрил (t горения 5000 °С).

Открытое пламя, используемое для сварки независимо от энергоснабжения, что является важным преимуществом технологии. Поэтому она широко используется в «полевых» условиях. Еще один плюс состоит в медленном нагревании металла, что практично при работе с листовыми материалами. Метод не подходит для использования в промышленных масштабах из-за невозможности автоматизации, а также невысокой производительности. Мастер при работе с такой сваркой должен обладать большим стажем и опытом.

  • Электрошлаковая.

Кромки заготовок плавятся под нагревом шлака от растопленного под действием электроэнергии флюса (предварительно насыпается в зону обработки). Для работы применяется проволока либо присадочный пруток. Метод используется для соединения чугунных деталей, реже цветных металлов.

Эта технология широко востребована в промышленности, где требуется надежно соединить крупногабаритные заготовки с толстыми стенками (40–500 мм): опоры, паровые котлы, турбинные и роторные валы и пр. Чем больше площадь сварки, тем выше экономическая выгода такого метода.

  • Плазменная.

Плавит и скрепляет кромки заготовок струя плазмы, которая создается в плазмотроне либо между поверхностью элементов и электродом. Технология отличается значительной глубиной обработки деталей, высокой точностью сваривания. Метод востребован при работе с тонкостенными и мелкими элементами электротехнических конструкций, а также крупных блоков, производимых для тяжелой промышленности. Плазменная технология подходит для соединения всех известных металлов.

Помимо рассмотренных выше, к термическим видам сварки относится:

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

Термомеханический класс сварки

Это контактная технология, для которой характерен одновременный нагрев кромок заготовок наряду с их деформированием под давлением. Выполняется точечная сварка на специальном аппарате или малогабаритными клещами. Соединяемые детали закрепляются между катодом и анодом, после чего через них пропускается ток. Заготовки разогреваются в зоне обработки. Далее подача тока прекращается, усиливается давление электродов на область температурного воздействия. Расплав постепенно кристаллизуется, образуя прочное соединение.

Точечная сварка бывает:

  • односторонней — электроды размещаются с одной стороной заготовок;
  • двухсторонней — катод и анод располагаются один напротив другого (с разных сторон деталей).

К минусам такой сварки специалисты относят возможность соединения заготовок только внахлест. Технология характеризуется возможностью автоматизации, высокой производительностью.

Точечная сварка используется в автомобилестроении. По всему миру применяют именно этот метод соединения кузовных элементов. Используемые для точечной сварки клещи отличаются легкостью, мобильностью, компактностью. Их применяют в домашних условиях, мелких мастерских. Но они востребованы также на крупных СТО при выполнении кузовных работ, ремонта деталей.

К термомеханическому типу сварки относится рельефная и стыковая. Все прочие виды не получили широкого распространения. Среди них:

  • кузнечная — заготовки соединяются за счет пластичной деформации;
  • диффузная — скрепление неоднородных металлов в вакууме либо в среде защитных газов;
  • путем воздействия высокочастотного тока;
  • трением.

Учитывая особенности сварочного процесса, оператор легко сможет выбрать наиболее подходящий аппарат, наделенный необходимыми техническими показателями. Большинство устройств легко автоматизируется, позволяя быстро сформировать надежный ровный шов, характеризуются невысокой себестоимостью, небольшими временными издержками.

Не нашли нужную услугу?
Оставьте заявку и мы свяжемся с вами в течение 5 минут!