Расскажи друзьям!

Виды сварки

ВИДЫ СВАРКИ

Введение

Технологический процесс получения неразъемных соединений материалов называется сваркой. Этот процесс осуществляется благодаря появлению межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.

В процессе сварки между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок образуются прочные связи. В этом и заключается физическая сущность сварки. Возможность образования соединений зависит от нескольких факторов: энергетической активации поверхностных атомов, облегчающей их взаимодействие друг с другом; освобождения свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; сближения свариваемых поверхностей на расстояния, сопоставимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.

Сварка широко применяется практически во всех отраслях машиностроения. Это связано с высокой рентабельностью, производительностью и механизацией данного технологического процесса.

Различные типы материалов можно соединять сваркой. Среди них однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы.

Существует три класса сварки: механический, термический и термомеханический. Они различаются между собой формой энергии, которая используется для образования сварного соединения.

Виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (холодная, взрывом, ультразвуковая, трением и др.) относятся к механическому классу.

Термический класс включает в себя виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (газовая, дуговая, лазерная, плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая и др.).

В термомеханический класс входят виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная и др.).

Способность металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение называется свариваемостью. Полученное соединение должно удовлетворять требованиям, накладываемым конструкцией и эксплуатацией производимого изделия.

Контактная сварка

Контактная сварка характеризуется кратковременным нагревом места соединения и следующей за ним пластической деформацией, в результате которой формируется сварное соединение. В ходе нагрева места соединения может происходить оплавление, а затем – осадка разогретых заготовок.

Электрический ток, проходящий по металлу, разогревает место соединения. При этом в месте сварочного контакта выделяется наибольшее количество теплоты.

Электрическое сопротивление контакта может возрастать при появлении на поверхности свариваемого металла загрязнения с малой электропроводимостью, либо пленки оксидов. Благодаря этому металл в местах соприкосновения нагревается до термопластического состояния или до оплавления. Если при этом осуществлять постоянное сближение нагретых заготовок, то будут образовываться новые точки соприкосновения В результате происходит абсолютное сближение двух заготовок до расстояний, близких к межатомным, или сварка поверхностей.

Существуют два критерия классификации контактной сварки. Это род тока, питающего сварочный трансформатор, а также вид сварного соединения, определяющего вид сварочной машины. В зависимости от вида сварного соединения сварка может быть точечной, шовной и стыковой.

Точечная сварка

Точечной сваркой называется разновидность контактной сварки, при которой заготовки соединяются в отдельных точках. Заготовки при точечной сварке собираются внахлестку и зажимаются между электродами, которые подводят ток к месту сварки.

Поверхности свариваемых заготовок, которые находятся в непосредственном соприкосновении с медным электродами, нагреваются медленнее чем их внутренние слои. Нагрев продолжается до пластического состояния внешних слоев и до расплавления внутренних слоев. В результате, после отключения тока и снятия давления, образуется литая сварная точка.

В зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым заготовкам существует два вида точечной сварки: односторонняя и двусторонняя.

Разновидность контактной сварки, при которой за один цикл свариваются несколько точек называется многоточечной контактной сваркой. Её выполняют по принципу односторонней точечной сварки. Многоточечные машины могут иметь от одной пары до 100 пар электродов, соответственно сваривать 2 –200 точек одновременно. Многоточечной сваркой сваривают двумя способами: одновременно и последовательно.

При одновременной сварке к изделию прижимаются сразу все электроды. Это обеспечивает большую точность сборки и меньшую повреждаемость. Специальный распределитель тока делит ток между прижатыми электродами и включает электроды попарно.

В случае последовательной сварки пары электродов опускаются поочередно или одновременно, в то время как ток подключается поочередно к каждой паре электродов от сварочного трансформатора.

Многоточечная сварка нашла свое применение в массовом производстве, поскольку там требуется большое число сварных точек на заготовке.

Шовная сварка

При шовной сварке образуется прочное и плотное соединение между свариваемыми заготовками. Шовная сварка является разновидностью контактной сварки. В этом случае электроды представляют собой плоские ролики. Между ними пропускаются свариваемые заготовки.

Листовые заготовки в процессе шовной сварки соединяют внахлестку, затем зажимают между электродами и пропускают ток. В результате движении роликов по заготовкам образуются перекрывающие друг друга сварные точки. Поэтому получается сплошной геометрически шов. Как двустороннее, так и одностороннее расположение электродов позволяет выполнить шовную точку.

Шовную сварку используют в массовом производстве для получения герметичного шва, например при изготовлении различных сосудов. Свариваемые листы должны иметь толщину в пределах 0,3 – 3 мм.

Стыковая сварка

При стыковой сварке заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения. Стыковая машина служит для фиксации свариваемых заготовок в двух зажимах. Один зажим укреплен на неподвижной плите, а другой установлен на подвижной плите, которая передвигается в направляющих. Перемещение плиты и сжатие заготовки производится под действием усилия, которое реализуется механизмом осадки. Плиты и сварочный трансформатор соединены между собой гибкими шинами и питается от сети через включающее устройство.

Ещё один вид сварки – оплавление. Оплавление представляет собой стыковую сварку с разогревом стыка до пластического состояния и последующей осадкой.

Сварка оплавлением лучше сварки сопротивлением тем, что в процессе оплавления выравниваются все неровности стыка и удаляются оксиды загрязнения. Поэтому место соединения не требует особой подготовки. Эта сварка хорошо показала себя в случаях заготовки с сечением, разнородных металлов (быстрорежущую и углеродистую стали, медь и алюминий и т.д.).

Стыковая сварка употребляется при изготовлении изделий, которые служат элементами трубчатых конструкций, колес и колец, инструмента, рельсы, железобетонная арматура.

Сварочные дефекты

Могут возникнуть два типа дефектов в соединениях: внутренние и внешние.

К внешним дефектам относятся наплывы, подрезы, поверхностные трещины и поры, наружные непровары и несплавления.

Внутренние – это скрытые трещины и поры, внутренние непровары и несплавления, шлаковые включения и др..

Для обеспечения качества сварных соединений применяются такие виды контроля: предварительный контроль материалов и заготовок, текущий контроль за процессом сварки и пайки и приемочный контроль готовых сварных соединений.