Виды сварки и их краткая общая характеристика

Что такое сварка? Если вы, когда-либо задавались этим вопросом и действительно желаете узнать все основы, сопутствующие понятию сварочных работ любой категории, вида и сложности, — то мы рекомендуем вам прочитать данную статью. Мы не только разберемся в физической подоплеке производства работ, но и в конкретных видах сварочных аппаратов и рассмотрим конкретные способы сварки.

Физические основы сварки

Вообще сварка использует два физических принципа, которые обеспечивают производство работ:

• Высокотемпературный.
• Диффузионный.

Большинство аппаратов используются для сильного разогрева свариваемых кромок электродом, в итоге происходит оплавление, формирование сварной ванный и прокладка сварного шва. В свою очередь, более узкоспециализированные, диффузионные аппараты применяются для формирования зоны пластичной деформации с взаимным проникновением двух структур друг в друга, точно такой же способ используют ультразвуковые типы сварки.

Важность технологических свойств

Прежде всего, любые сварочные устройства характеризуются следующими параметрами и свойствами:

• Универсальность. Актуально для TIG и MAG устройств, которые одинаково обрабатывают цветные и черные металлы.
• Бесперебойность.
• Выходная и входная мощность тока. Большинство аппаратов используют каскадное увеличение частоты тока для формирования электродуговой вспышки. Как правило, диапазон выходной мощности варьируется около величины в 1000 Вт.

Виды сварки по признакам физического воздействия

Теперь разберем виды сварки по типу наложенного воздействия. Подразделяются три типа, которые мы подробно опишем далее.

Термический

На металлические заготовки воздействую температурой. В этом случае необязательно использовать громоздкие инверторы или преобразователи, продаются термические изделия в виде пасты, которая при контакте с воздухом разогревается и оплавляет металлические кромки тонкостенных изделий.

Термомеханический

В этом случае в любом варианте используется сварочный аппарат, который своими исполнительными механизмами и электрооборудованием формирует точечный электрический заряд, подаваемый к электроду. На металлы воздействуют вручную, проводя шов прямом подводом электрода в зону оплавления.

Механический

Заготовки помещаются в захватное устройство, а все дополнительные работы производятся вручную. В данном случае осуществляются два процесса – сдавливание кромок и прокладка шва. Такой вид еще называют аппаратной сваркой. Метод применим для осуществления высокоточных швов.

Виды сварки по техническим признакам

Технические признаки в большей мере касаются завершенного сварочного шва, который морфологически может подразделяться на следующие виды:

• Аппаратный тонкий шов.
• Ручной шов с отбитым шлаком.
• Ручной шов с верхним буртом.
• Ручной шов с проваренным корнем.
• Шов, проложенный под слоем флюса, в среде аргона или других инертных газов.
• Лазерная стяжка.

В зависимости от требований технологического применения конструкций (водопроводы, высокое давление, сопротивление на изгиб) выбирается конкретный вид сварки в зависимости от принципа осуществления процесса.

Сейчас мы расскажем все о сварке различными способами с применение разных технических средств, приспособлений и устройств.

Классификация по технологическим принципам

Ручная дуговая сварка

В данном случае аппарат состоит из инвертора, диодного моста и держака. Настройки позволяют менять уставки силы тока и напряжения, используя аппарат для резки металла электродом или соединения двух поверхностей.

Напряжение и сила тока варьируются в инверторе, а после каскадно повышаются в диодном мосту, в итоге на «держак», состоящий из двух электродов – катода и анода подается необходимый ток. Металлические заготовки заземляются, и осуществляется прокладка шва простым электродом в слое шлака.

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом

Такие устройства еще называют TIG-аппаратами, и они позволяют работу с мягкими и цветными металлами. К заготовке подается держак с аргоновой горелкой, а к зоне расплава подается пруток из металла. В итоге создается наплавка, которая скрепляет две конструкции.

В данном случае аргоновый факел изолирует среду от атмосферного воздуха, который может привести к вспениванию распалава. Данная технология позволяет варить алюминий или медь.

Присадочный пруток подается вручную.

Полуавтоматическая сварка

Аналогичная технология, только в данном случае используется автоматическая подача прутка к зоне расплава, но работа аргоновым держаком осуществляется самостоятельно. Технология также позволяет производство работ с алюминием, медью и прочими цветными металлами.

Газовая сварка

Вообще сварка это термический способов обработки двух металлических 9в ряде случаев пластиковых) конструкций с целью соединения. Но термическое воздействие не всегда оказывается электрической дугой. Газовая сварка использует отличный от предыдущих принцип.

К месту прокладки шва подается ацетиленовая горелка и пруток. Мягкий металл прутка оплавляется и ложится ровным швом. Такой способ применяется при сварке бытовых трубопроводов и воздушных коммуникаций из металла. В итоге получается высокопрочное, герметичное соединение с огромной устойчивостью к коррозии.

Точечная сварка

Применяется если выполняются автоматические виды сварочных работ. Чаще всего аппараты точечной сварки устанавливают на конвейерных установках, по которым проходит конструкция и к разным участкам одновременно подаются электроды. 

Данный метод можно увидеть практически на любом автомобильном заводе, где применяется автоматическая спайки металлических кузовов.

Механическая сварка

Еще один совершенно отличный способ сварки листового металла. В данном случае нагрев производится не горением или подачей тока, а кинетическим вращением. Два листа помещаются между двух концентрических валов с победитовыми наконечниками. Валы раскручиваются и в считаные секунды разогревают точку приложения крутящего момента. Нагрев приводит к раскалке и взаимному соединению двух оплавленных кромок.

Электрошлаковая

Шлак в данном случае также прикрывает зону шва до остывания. Шов должен быть защищен от кислорода, в противном случае монолитный металлический провар может оказаться пористым, а соединение ненадежным. Шлаковой обмазкой оснащаются практически все электроды для переменного и постоянного тока, которые подаются вручную держаком к месту привара.

Плазменная

Плазменные методы сварки применяются исключительно в аппаратном исполнении. Вообще, следующие технологии проведения сварных соединений, которые мы опишем всегда подразумевают наличие программируемого, высокоточного станка.

Плазменный пучок формируется или посредством высокочастотного тока с мощность от 3 кВт, который усиливается вакуумом внутри герметичного пространства. Или же с помощью аргонового факела с принудительной подачей кислорода, но данный способ актуален только при варке титановых запчастей.

Электронно-лучевая

Аналогично плазменной технологии, но только исключается прямое горение с присадкой мягких металлов. Вспышка формируется только на конце одного электрода с автоматической подачей к зоне сварки. Для электронно-лучевой вспышки используется мощный ток, который подается пульсацией. В этом случае образуется зона ферромагнитного пробоя, через которую заряженные частицы проходят с образованием усиленной зоны нагрева. Происходит накопление заряда и формирование луча, температура которого может доходить до 600^оC.

Лазерная

По сути, уникальный способ, который является ключом к высокоточной прокладке тонкий сварных швов. В герметичный контейнер, прозрачный для контроля, подаются заготовки. Контейнер заполняется инертным газом, который предотвращает искажение лазерного луча. Из лазерного генератора испускается луч синего или зеленого спектра. Именно данный спектр может оказать высокотемпературное воздействие, оплавить кромки и проложить соединение.

Диффузионная

Взаимное проникновение двух кромок осуществляется посредством давления. Диффузионные виды сварки металлов осуществляются в специальной установке и применяются для листовых металлов или для двух элементов, имеющих разную структуру. Как правило, один металл должен быть значительно мягче другого. Кромки накладываются друг на друга и сдавливаются гидравлическим прессом, при этом происходит ультразвуковое высокочастное воздействие. Молекулы в зоне соединения начинают соударяться, образуя общие структурные зерна. В итоге металлы взаимно проникают друг в друга.

Сварка высокочастотными токами

К двум кромкам подключаются электроды, сами заготовки помещаются в устройство. По электродам подаются высокочастотные токи, которые формируют зону расплава. В этом случае используется фищическая способность металлов накапливать заряд, образуя очаговые зоны повышения напряжения по закону Фарада. В тех местах, где накапливается положительный или отрицательный заряд возникает коллектор, в данном случае ответная заготовка станет зоной разрядки. Произойдет пробой и спаивание двух поверхностей. Данный способ также используется при автоматической проводке запчастей и высокоскоростной работе.

 Преимущества и недостатки видов сварки

Рассмотрим преимущества и недостатки не каждого вида в отдельности, а по характеру воздействия на металл.

Термическая сварка имеет следующие преимущества:

• Возможность ручной и автоматической работы.
• Применение в промышленном и бытовом секторе.
• Сравнительная дешевизна и простота эксплуатации большинства сварочных аппаратов.
• Проводка высокопрочных швов.
• Возможность применения в различных климатических условиях и зонах (подводная, космическая сврка).
• Работа с любыми конструкциями и видами металлов.

К недостаткам можно отнести следующие факторы:

• Качество шва напрямую зависит от квалификации сварщика. Кроме того, сами работники подразделяются по классу. Существуют и допускаются к работе следующие виды сварщиков: газорезчик, сварщик с применением ЭДС (электродуговой сварки). Кроме того, варка трубопроводов, которые работают под высоким давлением, потребует от сварщика наличия свидетельства НАКС (Национального Агентства Качества Сварки).
• Недоступна работа с полимерами и прочими неметаллическими материалами.

Механическая, использующая вращение или метод диффузии, характеризуется следующими плюсами:

• Не проводятся огневые работы, оформление которых потребует наряда-допуска.
• Обучение данному методу значительно быстрее, чем при электродуговой, так как вид является аппаратным.
• Возможность автоматизирования работы с листовым металлом.

Недостатком является сама специфика данного вида, который применим только для листовых заготовок.

При этом в отдельный вид можно выделить ультразвуковую сварку. Что называется сваркой ультразвуком? Воздействие высокочастотным звуковым планом на электрод, который покрыт медной проволокой. Преимущество такого способа – возможность работы с полимером и пластиком, но к недостаткам относятся высокая стоимость и сложность проведения работ для рядового владельца.

Правильный выбор оборудования для работы

Выбор конкретного вида сварки зависит от того, какие материалы запланированы для работы. Данные сведения мы уже представили, теперь определим ряд критериев при выборе сварочного аппарата. Высокоэффективным аппаратом является установка со следующими параметрами:

• Возможность переключения режимов работы для переменного и постоянного тока в режиме TIG или полуавтоматического MAG-устройства. Данные мероприятия на качественных инверторах осуществляются переключением тумблеров.
• Настройка посредством ЧПУ. В этом случае владельцу необходимо подобрать только силу тока или его мощность, а все остальные параметры будут подобрана частотным управлением в контексте режима работы сварочника.

Кроме того, необходимо, чтобы устройство было легким, имело целостный и непроницаемый корпус, защищенный кулер охлаждения и, что очень важно – устройство должно работать от сети 220V, в противном случае его нельзя будет применяться в «домашних» условиях.

Мы наконец-то разобрали вопрос о том, какие бывают сварки. Теперь вы обладаете полным спектром знаний о всех возможных видах сварки, которые доступны и применяются повсеместно: в индустрии, строительстве, заводском производстве и т.п.