Сварка механическая: Механические виды сварки

Механические виды сварки

Содержание страницы

К механическим видам сварки относятся холодная и ультразвуковая сварка, а также сварка трением и взрывом.

1. Холодная сварка

Данный вид сварки применяют для соединения очень пластичных металлов (алюминия и его сплавов, меди, свинца, олова и др.)(рис. 1).

Холодная сварка – сварка давлением при значительной пластической деформации без нагрева свариваемых частей внешними источниками теплоты. Подразделяется на три вида: точечную, шовную и стыковую.

Рис. 1. Схема холодной сварки

Точечной холодной сваркой соединяют внахлёстку листовые материалы или в стык (рис. 2).

Рис. 2. Схемы холодной сварки усилиями, нормальными к поверхности соединения: а, б – внахлёстку; в, г – встык; 1, 2 – свариваемые детали; 3 – прижимы

Холодной сваркой в основном сваривают однородные или неоднородные металлы и сплавы, обладающие высокой пластичностью при нормальной температуре. Высокопрочные металлы и сплавы холодной сваркой не сваривают, так как для этого требуются очень большие удельные усилия, которые практически трудно осуществить.

Хорошо свариваются сплавы алюминия, кадмия, свинца, меди, никеля, золота, серебра, цинка и тому подобные металлы и сплавы. К преимуществу этого способа относятся малый расход энергии, незначительное изменение свойств металла, высокая производительность, возможность автоматизации.

Для соединения холодной точечной сваркой могут быть использованы любые прессы (винтовые, гидравлические, рычажные, эксцентриковые), кроме того специализированные установки для стыковой холодной сварки (рис. 3).

Рис. 3. Электропневматический аппарат для сварки прутьев, проволоки и полосы цветных металлов диаметром от 5 до 12,5 мм (а) и длина сваренных медных и алюминиевых прутьев (б)

Шовной холодной сваркой соединяют листовые материалы непрерывным швом (рис. 4).

Рис. 4.

Схема шовной холодной сваркой: 1 – свариваемый металл; 2 – опорные ролики; 3 – ролики-пуансоны (выступы)

Стыковой холодной сваркой соединяют стержни по поверхности стыкуемых торцов.

Рис. 5 Сварка трением

При сварке трением используется превращение механической энергии в тепловую. При вращении металлических заготовок 1 одна относительно другой одна установлена в неподвижном зажиме 2, а вторая в подвижном зажиме 3 (рис. 5), их торцы разогреваются вследствие трения поверхностей соприкосновения. Разогрев производят до пластического состояния, а затем прикладывают осевое усилие Р. Образование сварного соединения происходит в результате возникновения металлических связей между контактирующими поверхностями. Окисные пленки, имеющиеся на металлических поверхностях в точке соединения, разрушаются трением и удаляются в результате пластической деформации в радиальных направлениях. Основными параметрами процесса сварки трением являются: скорость относительного перемещения свариваемых поверхностей; величина удельного давления, прилагаемого к свариваемым поверхностям; величина пластической деформации, т. е. осадки.

Необходимый для сварки нагрев при прочих равных условиях обусловлен скоростью вращения и величиной осевого усилия.

2. Ультразвуковая сварка

Сварка давлением, осуществляемая при воздействии ультразвуковых колебаний, называется ультразвуковой сваркой (УЗС) (рис. 6). Реализация УЗС состоит в приложении высокочастотных колебаний (16 – 20 кГц) к свариваемым заготовкам. В заготовках возникают касательные напряжения, вызывающие пластическую деформацию материала свариваемых поверхностей. В месте соединения развивается повышенная температура (0,4 – 0,6) Т_пл, зависящая от свойств свариваемых материалов. Эта температура способствует возникновению пластического состояния свариваемых материалов и их соединению. В месте сварки в процессе охлаждения формируются совместные кристаллы, обеспечивающие прочность сварного соединения. Одновременно под действием ультразвука разрушаются оксидные плёнки на поверхностях заготовок, что также облегчает получения соединения

.

Рис. 6. а – схема ультразвуковой сварки, где: 1 – преобразователь; 2 – трансформатор; 3 – рабочий инструмент; 4 – наконечник; 5 – свариваемое изделие; 6 – опора; б – ультразвуковая сварка по контуру, где: 1 – волновод; 2 – сменный полый штифт; 3 – сменный прижимной штифт; 4 – прижимная опора; 5 – свариваемое изделие

Технологические возможности УЗС: соединение металлов без снятия поверхностных плёнок и расплавления; особенно хорошая свариваемость чистого и сверхчистого алюминия, меди, серебра; соединение тончайшей металлической фольги со стеклом и керамикой. Ультрозвуком свариваются большинство известных термопластичных полимеров. Для ряда полимеров УЗС является единственно возможным надёжным способом соединения. При УЗС в принципе нет ограничений по нижнему пределу свариваемых толщин различных металлов. Возможно также соединение с существенным перепадом толщин и свойств свариваемых материалов (например, в соединение металл – стекло может быть отношение 1 : 1000 и больше). Для УЗС также характерны малая энергоёмкость; возможность питания нескольких сварочных головок от одного генератора и возможность выноса их на значительное растояние; простота автомотизации процесса работы колебательной системы; гигиеничность процесса.

Методы УЗС применяют в приборостроении, радиоэлектронике, авиационной промышленности. На рис. 7 показана одна из промышленных установок для ультрозвуковой сварки.

Рис. 7. Ультразвуковая сварка плёнки

3. Сварка взрывом

Сварку взрывом можно отнести к видам сварки с оплавлением при кратковременном нагреве на воздухе, так как на отдельных участках наблюдаются зоны металла, нагретые до оплавления. Однако на других участках температура может быть не высока, и здесь процесс приближается к холодной сварке.

При осуществлении сварки взрывом химическая энергия превращения заряда взрывчатого вещества (ВВ) в газообразные продукты взрыва трансформируется в механическую энергию их расширения, сообщая одной из свариваемых заготовок большую скорость перемещения. Кинетическая энергия соударения движущейся части с поверхностью неподвижной части

затрачивается на работу совместной пластической деформации контактирующих слоёв металла, приводящей к образованию сварного соединения. Работа пластической деформации сопровождается выделением теплоты, за счёт которой вследствие адиабатического характера процесс при больших скоростях металл в зоне соединения может разогреваться до высоких температур (вплоть до оплавления локальных объёмов). Большинство технологических схем сварки основано на использовании направленного (кумулятивного) взрыва (рис. 8).

Рис. 8. Схема сварки взрывом: 1 – детонатор; 2 – взрывчатое вещество; 3 и 4 – свариваемые заготовки; 5 – основание; h – зазор между заготовками; Н – толщина слоя взрывчатого вещества

Прочность соединений, выполненных сваркой взрывом, выше прочности соединяемых материалов. Перспективы и области применения сварки взрывом определяются возможностью создания в твёрдой фазе прочных соединений за счёт поверхностных металлических связей без развития объёмной диффузии вследствие скоротечности процесса на больших (20 м²), практически неограниченных площадях. Это позволяет применять сварку взрывом при изготовлении заготовок для проката биметалла, плакирования поверхностей конструкционных сталей металлами и сплавами с особыми физическими и химическими свойствами, при сварке заготовок из разнородных материалов. Целесообразно сочетание сварки взрывом со штамповкой и ковкой. На рис. 9 зафиксирована удачная фотография сварки взрывом в полевых условиях.

В настоящее время открываются широкие возможности применения сварки взрывом для создания композиций с промежуточными слоями, играющими при нагревах роль диффузионных барьеров между основными и промежуточными слоями. А также для повышения прочности и работоспособности таких переходников с помощью контактного упрочнения промежуточных слоёв при уменьшении их относительной толщины в неограниченных пределах.

Рис. 9. Сварка взрывом на открытой площадке ЗАО «Импульсные технологии»

Просмотров: 1 314

Механический класс сварки (М)

Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Классификация видов сварки давлением

К механическому классу относят виды сварки, осуществ­ляемые с использованием механической энергии и давления.

К механическому классу относят следующие виды сварки:

— холодная сварка;

— сварка взрывом;

— сварка трением;

— ультразвуковая сварка.

Механическая энергия используется для сближения поверх­ностей на уровень межатомных взаимодействий элементов сва­риваемых деталей с образованием устойчивых связей.

Простота оборудования и высокая скорость процесса сварки позволили занять механическому классу сварки достойное место в различных технологических процессах.

Холодная сварка

Холодную сварку выполняют без нагрева, при нормальных или пониженных температурах. Метод холодной сварки основан на использовании пластической деформации, с помощью кото­рой разрушают окисную пленку на свариваемых поверхностях и сближают свариваемые поверхности да образования металли­ческих связей между ними. Эти связи возникают при сближении поверхностей соединяемых металлов на расстояние порядка не­скольких ангстрем в результате образования общего электронно­го облака, взаимодействующего с ионизированными атомами обо­их металлических поверхностей. Такое сближение достигается приложением больших удельных усилий в месте соединения. В результате происходит совместная пластическая деформация. Большое усилие сжатия обеспечивает разрушение пленки окси­дов на свариваемых поверхностях и образование чистых поверх­ностей металла.

С помощью холодной сварки можно сваривать металлы, обладающие высокими пластическими свойствами при нормаль­ной температуре. К этим металлам относятся: алюминий, золо­то, серебро, кадмий, свинец, цинк, титан, медь, никель, олово и их сплавы. Этот метод также применим для сварки разнородных металлов, например» меди с алюминием.

В недостаточно пластичных материалах при больших де­формациях могут образоваться трещины. Высокопрочные ме­таллы и сплавы холодной сваркой не сваривают, так как для это­го требуются большие удельные усилия, которые трудно осуще­ствить.

Если при сварке плавлением механизм образования соеди­нения нагляден (например по расплавленным кромкам метал­ла), то при холодной сварке давлением образование прочного соединения (схватывание) элементов происходит в твердой фазе. Таким образом, зона соединения недоступна для непо­средственного наблюдения. В схватывании участвует огромное число атомов ■*— до 1014 атомов/см2 со стороны каждого из ме­таллов, а на скорость соединения влияет большое число внеш­них (температура, состав среды, давление) и внутренних (струк­тура материала, механические свойства, состояние поверх­ности) факторов.

В проблему объяснения механизмов схватывания материа­лов в твердой фазе в конце XIX столетия внесли существенный вклад советские ученые: академики С. Б. Айбиндер, А. А. Бочвар, К. К. Хренов, профессора А. П. Семенов, Ю. Л. Красулин, К. А. Кочергин, В. П. Алехин и многие другие.

Получены расчетные данные, выдвинуты гипотезы, но еди­ной теории образования сварочных соединений давлением нет.

Так, по гипотезе (энергетической) профессора А. П. Семенова, были введены количественные показатели процесса схватывания металлов, т. е. той минимальной степени деформации, при кото­рой он начинается:

E = h/s-l00%,

где: h — минимальная глубина вдавливания пуансона, при которой начиналось схватывание;

s — минимальная толщина в месте схватывания;

Е — относительная деформация схватывания.

Процесс схватывания в твердой фазе представляет собой то* похимическую (химическая реакция на поверхности) реакцию, при которой между атомами соединяемых поверхностей вещества устанавливаются связи, аналогичные связям в объеме кристал­лической решетки.

Таким образом, особенностью сварки в твердом состоянии является то, что для образования физического контакта и созда­ния условия для химического взаимодействия материалов без расплавления к ним необходимо приложить механическую энер­гию.

Сварное соединение образуется только при условии выноса (выдавливания) из зоны контакта части поверхностного ме­талла вместе с окисной пленкой. Было установлено, что проч­ность соединения зависит только от относительной пластической деформации металла и не зависит от времени выдержки в сжа­том состоянии.

Холодной сваркой выполняют точечные, шовные и стыко­вые соединения.

Холодная сварка используется при производстве, например, герметизированных полупроводниковых приборов, различных корпусов, предметов хозяйственно-бытового назначения. При ис­пользовании ручных гидропрессов — в монтажных работах, на­пример, для холодной сварки кабельных муфт и проводов в сетях электроснабжения.

Сварочный кабель подбирают соответственно силе тока. Обычно для малых токов до 200 А рекомендуется провод сече­нием 25 мма. Провод марки типа ПРГ — «провод резиновый гибкий» или типа ПРНГ — …

Молоток, зубило, металлические щетки, зажимы типа струб­цин, пенал для электродов диаметром 50-70 мм, длиной 300 мм. Понадобятся также углошлифовальная машинка («болгарка»)и электродрель. Далее при профессиональной работе вы сами опре­делите необходимый …

Электрододержатели применяют для закрепления электро­да и подвода к нему тока при ручной дуговой электросварке. Они должны прочно удерживать электрод, обеспечивать удобное и прочное крепление сварочного кабеля. Электрододержатель дол­жен обеспечивать возможность …

Механический класс сварки (М) | Инструмент, проверенный временем

Классификация видов сварки давлением

К механическому классу относят виды сварки, осуществ­ляемые с использованием механической энергии и давления.

К механическому классу относят следующие виды сварки:

— холодная сварка;

— сварка взрывом;

— сварка трением;

— ультразвуковая сварка.

Механическая энергия используется для сближения поверх­ностей на уровень межатомных взаимодействий элементов сва­риваемых деталей с образованием устойчивых связей.

Простота оборудования и высокая скорость процесса сварки позволили занять механическому классу сварки достойное место в различных технологических процессах.

Холодная сварка

Холодную сварку выполняют без нагрева, при нормальных или пониженных температурах. Метод холодной сварки основан на использовании пластической деформации, с помощью кото­рой разрушают окисную пленку на свариваемых поверхностях и сближают свариваемые поверхности да образования металли­ческих связей между ними. Эти связи возникают при сближении поверхностей соединяемых металлов на расстояние порядка не­скольких ангстрем в результате образования общего электронно­го облака, взаимодействующего с ионизированными атомами обо­их металлических поверхностей. Такое сближение достигается приложением больших удельных усилий в месте соединения. В результате происходит совместная пластическая деформация. Большое усилие сжатия обеспечивает разрушение пленки окси­дов на свариваемых поверхностях и образование чистых поверх­ностей металла.

С помощью холодной сварки можно сваривать металлы, обладающие высокими пластическими свойствами при нормаль­ной температуре. К этим металлам относятся: алюминий, золо­то, серебро, кадмий, свинец, цинк, титан, медь, никель, олово и их сплавы. Этот метод также применим для сварки разнородных металлов, например» меди с алюминием.

В недостаточно пластичных материалах при больших де­формациях могут образоваться трещины. Высокопрочные ме­таллы и сплавы холодной сваркой не сваривают, так как для это­го требуются большие удельные усилия, которые трудно осуще­ствить.

Если при сварке плавлением механизм образования соеди­нения нагляден (например по расплавленным кромкам метал­ла), то при холодной сварке давлением образование прочного соединения (схватывание) элементов происходит в твердой фазе. Таким образом, зона соединения недоступна для непо­средственного наблюдения. В схватывании участвует огромное число атомов ■*— до 1014 атомов/см2 со стороны каждого из ме­таллов, а на скорость соединения влияет большое число внеш­них (температура, состав среды, давление) и внутренних (струк­тура материала, механические свойства, состояние поверх­ности) факторов.

В проблему объяснения механизмов схватывания материа­лов в твердой фазе в конце XIX столетия внесли существенный вклад советские ученые: академики С. Б. Айбиндер, А. А. Бочвар, К. К. Хренов, профессора А. П. Семенов, Ю. Л. Красулин, К. А. Кочергин, В. П. Алехин и многие другие.

Получены расчетные данные, выдвинуты гипотезы, но еди­ной теории образования сварочных соединений давлением нет.

Так, по гипотезе (энергетической) профессора А. П. Семенова, были введены количественные показатели процесса схватывания металлов, т. е. той минимальной степени деформации, при кото­рой он начинается:

E = h/s-l00%,

где: h — минимальная глубина вдавливания пуансона, при которой начиналось схватывание;

s — минимальная толщина в месте схватывания;

Е — относительная деформация схватывания.

Процесс схватывания в твердой фазе представляет собой то* похимическую (химическая реакция на поверхности) реакцию, при которой между атомами соединяемых поверхностей вещества устанавливаются связи, аналогичные связям в объеме кристал­лической решетки.

Таким образом, особенностью сварки в твердом состоянии является то, что для образования физического контакта и созда­ния условия для химического взаимодействия материалов без расплавления к ним необходимо приложить механическую энер­гию.

Сварное соединение образуется только при условии выноса (выдавливания) из зоны контакта части поверхностного ме­талла вместе с окисной пленкой. Было установлено, что проч­ность соединения зависит только от относительной пластической деформации металла и не зависит от времени выдержки в сжа­том состоянии.

Холодной сваркой выполняют точечные, шовные и стыко­вые соединения.

Холодная сварка используется при производстве, например, герметизированных полупроводниковых приборов, различных корпусов, предметов хозяйственно-бытового назначения. При ис­пользовании ручных гидропрессов — в монтажных работах, на­пример, для холодной сварки кабельных муфт и проводов в сетях электроснабжения.

Сварка, виды сварки, история сварки

Сварка — технологический процесс соединения твёрдых материалов в результате действия межатомных сил, которое происходит при местном сплавлении или совместном пластическом деформировании свариваемых частей. Сваркой получают изделия из металла и неметаллических материалов (стекла, керамики, пластмасс и др.). Изменяя режимы сварки, можно наплавлять слои металла различной толщины и различного состава.

На специальном оборудовании в определенных условиях можно осуществлять процессы, противоположные по своей сущности процессу соединения, например огневую, или термическую, резку металлов.

Историческая справка

Простейшие приёмы сварки были известны в 8-7-м тыс. до н. э. В основном сваривались изделия из меди, которые предварительно подогревались, а затем сдавливались. При изготовлении изделий из меди, бронзы, свинца, благородных металлов применялась т. н. литейная сварка. Соединяемые детали заформовывали, подогревали и место соединения заливали заранее приготовленным расплавленным металлом.

Изделия из железа и его сплавов получали их нагревом до «сварочного жара» в кузнечных горнах с последующей проковкой. Этот способ известен под названием горновая, или кузнечная, сварка. Только эти два способа сварки были распространены вплоть до конца 19 в. Толчком к появлению принципиально новых способов соединения металлов явилось открытие в 1802 дугового разряда В. В. Петровым. В 1882 Н. Н. Бенардос и в 1890 Н. Г. Славянов предложили первые практически пригодные способы сварки с использованием электрической дуги. В начале 20 в. дуговая электросварка постепенно стала ведущим промышленным способом соединения металлов. К началу 20 в. относятся и первые попытки применения для сварки и резки горючих газов в смеси с кислородом. Первую ацетилено-кислородную сварочную горелку сконструировал французский инженер Э. Фуше, который получил на неё патент в Германии в 1903. В России этот способ стал известен предположительно к 1905, получил распространение к 1911. Процесс дуговой сварки совершенствовался, появились её разновидности: под флюсом, в среде защитных газов и др. Во 2-й половине 20 в. для сварки стали использовать др. виды энергии: плазму, электронный, фотонный и лазерный лучи, взрыв, ультразвук и др.

Классификация

Современные способы сварки. металлов можно разделить на две большие группы: сварка плавлением, или сварка в жидкой фазе, и сварка давлением, или сварка в твёрдой фазе. При сварке плавлением расплавленный металл соединяемых частей самопроизвольно, без приложения внешних сил соединяется в одно целое в результате расплавления и смачивания в зоне сварки и взаимного растворения материала. При сварке давлением для соединения частей без расплавления необходимо значительное давление. Граница между этими группами не всегда достаточно чёткая, например возможна сварка с частичным оплавлением деталей и последующим сдавливанием их (контактная электросварка). В предлагаемой классификации в каждую группу входит несколько способов. К сварке плавлением относятся: дуговая, плазменная, электрошлаковая, газовая, лучевая и др.; к сварке давлением — горновая, холодная, ультразвуковая, трением, взрывом и др. В основу классификации может быть положен и какой-либо др. признак. Например, по роду энергии могут быть выделены следующие виды сварки электрическая (дуговая, контактная, электрошлаковая, плазменная, индукционная и т. д.), механическая (трением, холодная, ультразвуковая и т. п.), химическая (газовая, термитная), лучевая (фотонная, электронная, лазерная).

Сварка плавлением

Простейший способ сварки — ручная дуговая сварки — основан на использовании электрической дуги. К одному полюсу источника тока гибким проводом присоединяется держатель, к другому — свариваемое изделие. В держатель вставляется угольный или металлический электрод. При коротком прикосновении электрода к изделию зажигается дуга, которая плавит основной металл и стержень электрода (при металлическом электроде), образуя сварочную ванну, дающую при затвердевании сварной шов. Температура сварочной дуги 6000-10000 С (при стальном электроде). Для питания дуги используют ток силой 100-350 а, напряжением 25-40 в от специальных источников.

При дуговой сварке кислород и азот атмосферного воздуха активно взаимодействуют с расплавленным металлом, образуют окислы и нитриды, снижающие прочность и пластичность сварного соединения. Существуют внутренние и внешние способы защиты места сварки введение различных веществ в материал электрода и электродного покрытия (внутренняя защита), введение в зону сварки инертных газов и окиси углерода, покрытие места сварки сварочными флюсами (внешняя защита). При отсутствии внешних средств защиты сварочная дуга называется открытой, при наличии их — защищенной или погруженной. Наибольшее практическое значение имеет электросварка открытой дугой покрытым плавящимся электродом. Высокое качество сварного соединения позволяет использовать этот способ при изготовлении ответственных изделий. Одной из важнейших проблем сварочной техники является механизация и автоматизация дуговой сварки . При изготовлении изделий сложной формы часто более рациональной оказывается полуавтоматическая дуговая сварки , при которой механизирована подача электродной проволоки в держатель сварочного полуавтомата. Защиту дуги осуществляют также сварочным флюсом. Идея этого способа, получившего название сварки под флюсом, принадлежит Н. Г. Славянову (конец 19 в.), применившему в качестве флюса дроблёное стекло. Промышленный способ разработан и внедрён в производство под руководством академика Е. О. Патона (40-е гг. 20 в.). сварка под флюсом получила значительное промышленное применение, т. к. позволяет автоматизировать процесс, является достаточно производительной, пригодна для осуществления различного рода сварных соединений, обеспечивает хорошее качество шва. В процессе С. дуга находится под слоем флюса, который защищает глаза работающих от излучений, но затрудняет наблюдение за формированием шва.

При механизированных способах сварки применяют газовую защиту — сварка в защитных газах, или газоэлектрическая сварка. Идея этого способа принадлежит Н. Н. Бенардосу (конец 19 в.). Сварка осуществляется сварочной горелкой или в камерах, заполненных газом. Газы непрерывно подаются в дугу и обеспечивают высокое качество соединения. Используют инертные и активные газы. Наилучшие результаты даёт применение гелия и аргона. Гелий из-за высокой стоимости его получения используют только при выполнении специальных ответственных работ. Более широко распространена автоматическая и полуавтоматическая сварка в аргоне или в смеси его с другими газами неплавящимся вольфрамовым и плавящимся стальным электродами. Этот способ применим для соединения деталей обычно небольших толщин из алюминия, магния и их сплавов, всевозможных сталей, жаропрочных сплавов, титана и его сплавов, никелевых и медных сплавов, ниобия, циркония, тантала и др. Самый дешёвый способ, обеспечивающий высокое качество, — сварка в углекислом газе, промышленное применение которой разработано в 50-е гг. 20 в. в Центральном научно-исследовательском институте технологии и машиностроения (ЦНИИТМАШ) под руководством К. В. Любавского. Для сварки в углекислом газе используют электродную проволоку. Способ пригоден для соединения изделий из стали толщиной 1-30 мм.

К электрическим способам сварки плавлением относится электрошлаковая сварка, при которой процесс начинается, как при дуговой сварке плавящимся электродом — зажиганием дуги, а продолжается без дугового разряда. При этом значительное количество шлака закрывает сварочную ванну. Источником нагрева металла служит тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через шлак. Способ разработан в институте электросварки им. Е. О. Патона и получил промышленное применение (в конце 50-х гг.). Возможна электрошлаковая сварка металлов толщиной до 200 мм (одним электродом), до 2000 мм (одновременно работающими несколькими электродами). Она целесообразна и экономически выгодна при толщине основного металла более 30 мм. Электрошлаковым способом можно выполнять ремонтные работы, производить наплавку, когда требуется значительная толщина наплавляемого слоя. Способ нашёл применение в производстве паровых котлов, станин прессов, прокатных станов, строительных металлоконструкций и т. п.

Осуществление дуговой электросварки возможно также в воде (пресной и морской). Первый практически пригодный способ сварки под водой был создан в СССР в Московском электромеханическом институте инженеров ж.-д. транспорта в 1932 под руководством К. К. Хренова. Дуга в воде горит устойчиво, охлаждающее действие воды компенсируется небольшим повышением напряжения дуги, которая плавит металл в воде так же легко, как и на воздухе. Сварка производится вручную штучным плавящимся стальным электродом с толстым (до 30% толщины электрода) водонепроницаемым покрытием. Качество сварки несколько ниже, чем на воздухе, металл шва недостаточно пластичен. В 70-е гг. в СССР в институте электросварки им. Е. О. Патона осуществлена сварка под водой полуавтоматом, в котором в качестве электрода использована т. н. порошковая проволока (тонкая стальная трубка, набитая смесью порошков), непрерывно подаваемая в дугу. Порошок является флюсом. Подводная сварка ведётся на глубине до 100 м, получила распространение в судоремонтных и аварийно-спасательных работах.

Один из перспективных способов сварки — плазменная сварка — производится плазменной горелкой. Сущность этого способа сварки состоит в том, что дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием и продувается потоком газа, в результате чего образуется плазма, используемая для высокотемпературного нагрева металла. Перспективная разновидность плазменной сварки — сварка сжатой дугой (газы столба дуги, проходя через калиброванный канал сопла горелки, вытягиваются в тонкую струю). При сжатии дуги меняются её свойства: значительно повышается напряжение дуги, резко возрастает температура (до 20000-30000 С). Плазменная сварка получила промышленное применение для соединения тугоплавких металлов, причём автоматы и полуавтоматы для дуговой сварки легко могут быть приспособлены для плазменной при соответствующей замене горелки. Плазменную сварку используют как для соединения металлов больших толщин (многослойная сварка с защитой аргоном), так и для соединения пластин и проволоки толщиной от десятков мкм до 1 мм (микросварка, сварка. игольчатой дугой). Плазменной струей можно осуществлять также др. виды плазменной обработки, в том числе плазменную резку металлов.

Газовая сварка

Газовая сварка относится к способам сварка плавлением с использованием энергии газового пламени, применяется для соединения различных металлов обычно небольшой толщины — до 10 мм. Газовое пламя с такой температурой получается при сжигании различных горючих в кислороде (водородно-кислородная, бензино-кислородная, ацетилено-кислородная сварка и др.).

Промышленное применение получила ацетилено-кислородная газовая сварка. Существенное отличие газовой сварки от дуговой сварки — более плавный и медленный нагрев металла, Это обстоятельство определяет применение газовой сварки для соединения металлов малых толщин, требующих подогрева в процессе сварки (например, чугун и некоторые специальные стали), замедленного охлаждения (например, инструментальные стали) и т. д. Благодаря универсальности, сравнительной простоте и портативности оборудования газовая сварка целесообразна при выполнении ремонтных работ. Промышленное применение имеет также газопрессовая сварка стальных труб и рельсов, заключающаяся в равномерном нагреве ацетилено-кислородным пламенем металла в месте стыка до пластического состояния и последующей осадке с прессованием или проковкой.

Перспективными являются появившиеся в 60-е гг. способы лучевой сварки , также осуществляемые без применения давления. Электроннолучевая (электронная) сварка производится сфокусированным потоком электронов. Изделие помещается в камеру, в которой поддерживается вакуум (10-2-10-4 н/м2), необходимый для свободного движения электронов и сохранения концентрированного пучка электронов. От мощного источника электронов (электронной пушки) на изделие направляется управляемый электронный луч, фокусируемый магнитным и электростатическими полями. Концентрация энергии в сфокусированном пятне до 109 вт/см2. Перемещая луч по линии сварки , можно сваривать швы любой конфигурации при высокой скорости. Вакуум способствует меньшему окислению металла шва. Электронный луч плавит и доводит до кипения практически все металлы и используется не только для сварки , но и для резки, сверления отверстий и т. п. Скорость сварки этим способом в 1,5- 2 раза превышает скорость дуговой при аналогичных операциях. Недостаток этого способа — большие затраты на создание вакуума и необходимость высокого напряжения для обеспечения достаточно мощного излучения. Этих недостатков лишён др. способ лучевой сварки — фотонная (световая) сварка. В отличие от электронного луча, световой луч может проходить значительные расстояния в воздухе, не теряя заметно энергии (т. е. отпадает необходимость в вакууме), может почти без ослабления просвечивать прозрачные материалы (стекло, кварц и т. п.), т. е. обеспечивается стерильность зоны сварки при пропускании луча через прозрачную оболочку. Луч фокусируется зеркалом и концентрируется оптической системой (например, кварцевой линзой). При потребляемой мощности 50 квт в луче удаётся сконцентрировать около 15 квт.

Для создания светового луча может служить не только искусственный источник света, но и естественный — Солнце. Этот способ сварки , называется гелиосваркой, применяется в условиях значительной солнечной радиации, Для сварки используется также излучение оптических квантовых генераторов — лазеров, Лазерная сварка занимает видное место в лазерной технологии.

Сварка давлением

Способы сварки в твёрдой фазе дают сварное соединение, прочность которого иногда превышает прочность основного металла. Кроме того, в большинстве случаев при сварке давлением не происходит значительных изменений в химическом составе металла, т. к. металл либо не нагревается, либо нагревается незначительно. Это делает способы сварки давлением незаменимыми в ряде отраслей промышленности (электротехнической, электронной, космической и др.).

Холодная сварка выполняется без применения нагрева, одним только приложением давления, создающим значительную пластическую деформацию (до состояния текучести), которая должна быть не ниже определённого значения, характерного для данного металла. Перед сваркой требуется тщательная обработка и очистка соединяемых поверхностей (осуществляется обычно механическим путём, например вращающимися проволочными щётками). Этот способ сварки достаточно универсален, пригоден для соединения многих металлических изделий (проводов, стержней, полос, тонкостенных труб и оболочек) и неметаллических материалов, обладающих достаточной пластичностью (смолы, пластмассы, стекло и т. п.). Перспективно применение холодной сварки в космосе.

Для сварки можно использовать механическую энергию трения. Сварка трением осуществляется на машине, внешне напоминающей токарный станок. Детали зажимаются в патронах и сдвигаются до соприкосновения торцами. Одна из деталей приводится во вращение от электродвигателя. В результате трения разогреваются и оплавляются поверхностные слои на торцах, вращение прекращается и производится осадка деталей, сварка высокопроизводительна, экономична, применяется, например, для присоединения режущей части металлорежущего инструмента к державке.

Ультразвуковая сварка основана на использовании механических колебаний частотой 20 кгц. Колебания создаются магнитострикционным преобразователем, превращающим электромагнитные колебания в механические. На сердечник, изготовленный из магнитострикционного материала, намотана обмотка. При питании обмотки токами ВЧ из электрической сети в сердечнике возникают продольные механические колебания. Металлический наконечник, соединённый с сердечником, служит сварочным инструментом. Если наконечник с некоторым усилием прижать к свариваемым деталям, то через несколько секунд они оказываются сваренными в месте давления инструмента. В результате колебаний сердечника поверхности очищаются и немного разогреваются, что способствует образованию прочного сварного соединения. Этот способ сварки металлов малых толщин (от нескольких мкм до1,5 мм) и некоторых пластмасс нашёл применение в электротехнической, электронной, радиотехнической промышленности. В начале 70-х гг. этот вид сварки использован в медицине (работы коллектива сотрудников Московского высшего технического училища им. Н. Э. Баумана под руководством Г. А. Николаева в содружестве с медиками) для соединения, наплавки, резки живых тканей. При сварке и наплавке костных тканей, например отломков берцовых костей, рёбер и пр., конгломерат из жидкого мономера циакрина и твёрдых добавок (костной стружки и разных наполнителей и упрочнителей) наносится на поврежденное место и уплотняется ультразвуковым инструментом, в результате чего ускоряется полимеризация. Эффективно применение ультразвуковой резки в хирургии. Сварочный инструмент ультразвукового аппарата заменяется пилой, скальпелем или ножом. Значительно сокращаются время операции, потеря крови и болевые ощущения.

Одним из способов электрической сварки является контактная сварка, или сварка сопротивлением (в этом случае электрический ток пропускают через место сварки , оказывающее омическое сопротивление прохождению тока). Разогретые и обычно оплавленные детали сдавливаются или осаживаются, т. о. контактная сварка по методу осадки относится к способам сварки давлением (см. Контактная электросварка). Этот способ отличается высокой степенью механизации и автоматизации и получает всё большее распространение в массовом и серийном производстве (например, соединение деталей автомобилей, самолётов, электронной и радиотехнической аппаратуры), а также применяется для стыковки труб больших диаметров, рельсов и т. п.

Наплавка

От наиболее распространённой соединительной сварки отличается наплавка, применяемая для наращения на поверхность детали слоя материала, несколько увеличивающего массу и размеры детали. Наплавкой можно осуществлять восстановление размеров детали, уменьшенных износом, и облицовку поверхностного слоя. Восстановительная наплавка имеет высокую экономическую эффективность, т. к. таким способом восстанавливают сложные дорогие детали; распространена при ремонте на транспорте, в сельском хозяйстве, строительстве, горной промышленности и т. д. Облицовочная наплавка применяется для создания на поверхности детали слоя материала с особыми свойствами — высокой твёрдостью, износостойкостью и т. д. не только при ремонте, но и при производстве новых изделий. Для этого вида наплавки изготовляют наплавочные материалы с особыми свойствами (например, износостойкий сплав сормайт). Наплавочные работы ведут различными способами сварки дуговой, газовой, плазменной, электронной и т. п. Процесс наплавки может быть механизирован и автоматизирован. Выпускаются специальные наплавочные установки с автоматизацией основных операций.

Термическая резка

Резка технологически отлична от сварки и противоположна ей по смыслу, но оборудование, материалы, приёмы выполнения операций близки к применяемым в сварочной технике. Под термической, или огневой, резкой подразумевают процессы, при которых металл в зоне резки нагревается до высокой температуры и самопроизвольно вытекает или удаляется в виде размягченных шлаков и окислов, а также может выталкиваться механическим действием (струей газа, электродом и т. п.). Резка выполняется несколькими способами. Наиболее важный и практически распространённый способ — кислородная резка, основанная на способности железа сгорать в кислороде, применяется обычно для резки сталей толщиной от 5 до 100 мм, возможно разделение материала толщиной до 2000 мм. Кислородной резкой выполняют также операции, аналогичные обработке режущим инструментом, — строжку, обточку, зачистку и т. п. Резку некоторых легированных сталей, чугуна, цветных металлов, для которых обычный способ малопригоден, осуществляют кислородно-флюсовым способом. Кислородная обработка нашла применение на металлургических и машиностроительных заводах, ремонтных предприятиях и т. п. 

Дуговая резка, выполняемая как угольным, так и металлическим электродами, применяется при монтажных и ремонтных работах (например, в судостроении). Для поверхностной обработки и строжки металлов используют воздушно-дуговую резку, при которой металл из реза выдувается струей воздуха, что позволяет существенно улучшить качество резки.

Резку можно выполнять высокотемпературной плазменной струей. Для резки и прожигания отверстий перспективно применение светового луча, струи фтора, лазерного излучения. Дальнейшее развитие и совершенствование методов сварки и резки связано с внедрением и расширением сферы применения новых видов обработки — плазменной, электронной, лазерной, с разработкой совершенных технологических приёмов и улучшением конструкции оборудования. Возможно значительное расширение использования сварки и резки для подводных работ и в космосе. Направление прогресса в области сварочной техники характеризуется дальнейшей механизацией и автоматизацией основных сварочных работ и всех вспомогательных работ, предшествующих сварке и следующих за ней (применение манипуляторов, кантователей, роботов). Актуальной является проблема улучшения контроля качества С., в том числе применение аппаратов с обратной связью, способных регулировать в автоматическом режиме работу сварочных автоматов.

классификация и характеристика способов сварки

Сварочное соединение считается одним из самых прочных, поэтому используется в строительстве, изготовлении техники и других областях. Но видов сварки существует несколько. Принцип действия везде один — разогрев двух сторон металла до перемешивания состава, чтобы получилась общая молекулярная решетка. Достигается это разными методами. Рассмотрим, какие бывают виды сварки металлов, чтобы лучше ориентироваться при выборе сварочного оборудования.

В этой статье:

Термитная сварка

Соединение металлов осуществляется путем разогрева кромок при помощи термита. Это специальный порошок, состоящий из мелкой фракции алюминия и железной окалины. Вместо алюминия допустимо применение в составе магния.

Суть термитной сварки состоит в сведении двух сторон изделия, между которыми предусматривается зазор. Концы помещаются в огнеупорную форму, изолирующую металл от внешней среды и задающую ширину и высоту сварочного соединения. К форме подведен бункер (тигль) с термитным порошком.

Стороны изделия предварительно разогревают. Обычно используют пропано-кислородное или керосино-кислородное пламя. После этого термит поджигают в бункере пламенем или запалом и накрывают крышкой. Одновременно открывают подачу из бункера снизу в зону стыковки.

Жидкий металл заливает форму и расплавляет собой окончательно кромки. Происходит сваривание сторон. Затем выжидают, пока изделие не остынет, и убирают форму. На поверхности возможны неровности, наплывы, поэтому может потребоваться механическая обработка.

Термическая сварка применяется для соединения:

рельс;

труб;

контуров заземления;

наплавки металлов;

заполнения трещин.

Подходит для сварки углеродистых сталей и чугуна толщиной 10-15 см. В миниатюрном варианте таким методом сплавляют кабеля и провода. Технология позволяет соединять металлы большого сечения в труднодоступных местах, экономит время. Но швы получаются очень грубыми и нуждаются в шлифовке, поэтому для фасадной части изделий не подходят.

Чаще всего при помощи термитной сварки ремонтируют железнодорожные пути. Соединения выполняют по ГОСТ Р 57179-2016, а стыки обозначаются аббревиатурой «ССР» — «стыковое соединение рельсов».

Электродуговая контактная сварка

Сварка электрической дугой является одной из самых распространенных, поскольку подходит для соединения большинства типов металлов и проста в реализации. Все подвиды электродуговой сварки имеют общий принцип — задействуется ток с пониженным напряжением (для безопасности сварщика) и повышенной силой (для расплавления металла).

Между положительным и отрицательным концами, подключенными к источнику тока, при касании, возбуждается электрическая дуга. Если удерживать зазор между полюсами в 3-5 мм, дуга горит стабильно и выделяет температуру до 5000º С. Этого достаточно, чтобы плавить кромки основного металла. Способ защиты сварочной ванны и заполнение стыка осуществляются по-разному, от чего электродуговая контактная сварка делится на несколько разновидностей.

Ручная дуговая сварка (ММА, РДС)

В международной системе классификации обозначается как ММА — Manual Metal Arc. Наиболее бюджетный способ сварки, поскольку аппараты ММА стоят дешевле остальных. Подходит для работ в гараже, на даче и для неответственных соединений на производстве. Электрическая дуга горит здесь между изделием и концом плавящегося электрода, размещенного в держателе.

Электрод состоит из металлического стержня и обмазки. Стержень тоже плавится от температуры дуги и жидкий металл переносится на изделие, заполняя стык. Обмазка выступает в качестве защиты жидкой сварочной ванны. Покрытие электрода плавится, создавая газовое облако, препятствующее воздействию внешней среды.

Сварщик манипулирует держателем и электродом, задавая ширину, высоту шва и глубину проплавления. Электрод постоянно укорачивается, поэтому требуется навык, чтобы научиться удерживать зазор между концом электрода и изделием в пределах 3-5 мм.

После остывания соединения на поверхности образуется шлаковая корка. Она удаляется шлакоотделителем и шов осматривается на предмет дефектов. Выполняется ММА сварка на переменном или постоянном токе, для чего задействуются трансформаторы или инверторы, выпрямители.

При помощи ручной дуговой сварки (РДС) можно соединять:

мало- и высокоуглеродистые стали;

чугун;

нержавеющую сталь;

алюминий.

Для создания однородного шва используются электроды с аналогичным составом стержня. Сварка возможна во всех пространственных положениях, но отличается низкой производительностью. Возможно сваривание сторон толщиной до 30 мм с глубокой разделкой кромок.

Аргоновая сварка (TIG)

В международной системе прописывается TIG — Tungsten Inert Gas. При аргонодуговой сварке электрическая дуга горит между концом вольфрамового электрода и изделием. Сварщик манипулирует горелкой. Вольфрамовый электрод не плавится, поэтому зазор выдерживать легче. Защита сварочной ванны осуществляется путем подачи аргона от баллона, через редуктор в горелку. Газ запускается за полсекунды до начала сварки и продолжает дуть еще пару секунд после. Это надежно изолирует расплавленый металла от внешнего воздействия.

Для заполнения зазоров и увеличения высоты сварочного шва используется присадочная проволока или присадочные прутки. Они должны быть из такого же сплава, что и основной металл. На плотно сведенных сторонах листовых сталей 1.0-1.5 мм возможна сварка без присадки, если на изделие не будут оказываться высокие механические нагрузки.

За счет остро заточенной вольфрамовой иглы сварочные швы получаются узкими и аккуратными, поэтому после наложения часто не нуждаются в обработке. Толщина проплавления зависит от силы тока. Самые мощные аппараты для аргоновой сварки выдают 400 А, чего хватит для сваривания деталей толщиной 30 мм. В таком случае применяются горелки с водяным охлаждением. При сварке тонких сталей до 5 мм подойдут аппараты с воздушным охлаждением.

Аргоновой сваркой соединяют:

черные металлы;

легированные стали;

алюминий;

титан;

медь.

Аргоно-дуговая сварка обеспечивает высокое качество проплавления и универсальна по свариваемым материалам. Возможна на переменном или постоянном токе, швы не нуждаются в зачистке, но стоят аппараты для TIG сварки дороже, чем для ММА.

Сварка полуавтоматом (MIG/MAG)

Сварка полуавтоматом имеет два обозначения в международной системе. MIG подразумевает защиту сварочной ванны инертным газом (Manual Inert Gas), а MAG — защиту активным газом (Manual Active Gas). К инертным газам относятся аргон и гелий, к активным — углекислота. Возможна сварка смесью аргона 80% и углекислоты 20%.

При сварке полуавтоматом дуга горит между концом проволоки и изделием. Проволока подается через горелку. Задействуется подающий механизм с роликами (чаще всего толкательный, хотя бывает и тянущий), барабан, катушка. Возможна установка кассеты весом 1-15 кг, что зависит от вместимости отсека полуавтомата.

Проволока одновременно выступает присадочным материалом. Поскольку подается она автоматически, то сварщику только остается управлять горелкой, задавая ширину и высоту шва. На аппарате есть регулировка силы тока и скорости подачи проволоки. Сварка ведется постоянным током, но есть модели AC/DC.

Полуавтоматы бывают моноблочными и с раздельным исполнением источника тока и подающего механизма. Есть оборудование с жидкостным и водяным охлаждением. Максимальная сила тока возможна до 500 А. Благодаря полуавтоматической сварке швы качественные, аккуратные, не нуждаются в зачистке, а скорость выполнения высокая. При установке соответствующей проволоки, MIG сваркой соединяют:

черные металлы;

легированную сталь;

алюминий.

Существует разновидность полуавтоматической сварки без газа. Тогда сварочная ванна защищается газом от порошка, расположенного в полой части проволоки. Порошковая проволока позволяет выполнять соединение металлов, не используя громоздкий баллон, что упрощает транспортировку. Но качество швов порошковой проволокой значительно проигрывает сварке в газовой среде, поэтому подходит только для неответственных изделий или применения в полевых условиях, труднодоступных местах.

Сварка под флюсом

Стандарты флюсовой сварки прописаны в ГОСТ 8713-79. Дуга в сварке под флюсом горит между концом проволоки и изделием. Проволока служит электродом и присадочным материалом, подаваясь автоматически от барабана. Впереди сварочной головки движется бункер, из которого подается флюс.

Флюс — это гранулированное вещество для защиты сварочной ванны. Оно плавится и выделяет газ, отталкивающий воздух. Дуга горит в слое порошка, поэтому искры практически не вырываются на поверхность, обеспечивается минимальное разбрызгивание металла. Есть модели, которые после сварочной головки имеют всасывающее сопло. Оно снимает флюс с уже наложенного шва, чем достигается экономия расходного материала и очищение поверхности. Флюсы различаются по составу (высококремниевые, низкокремнистые, безкремнистые), что определяет их пригодность для сварки конкретных металлов.

Сварка под флюсом бывает автоматическая и полуавтоматическая. Сварочное исполнительное устройство (каретка) перемещается по изделию при помощи роликов, цепи. Источник тока располагается рядом на стационарном месте и связан с кареткой кабелями. Технология применяется для соединения труб большого диаметра, прокладки магистралей.

Газопламенная сварка

Ведется при помощи пламени от горелки. Для создания пламени используется ацетилен или пропан (в качестве горючего газа) и кислород (для увеличения мощности пламени). Температура факела достигает 2800-3100º С, что позволяет плавить кромки металла. Для заполнения сварочной ванны используется присадочная проволока, подающаяся свободной рукой сварщика.

Газовой сваркой чаще всего соединяют черные металлы, трубы, латают емкости. Энергонезависимость разрешает применять сварку в полевых условиях, на крышах, в тоннелях, подвалах. Подключение к баллонам выполняется через редукторы с манометрами. У кислородного редуктора манометров два — высокого и низкого давления. Потребуются дополнительные комплектующие (шланги, мундштуки, ниппели), чтобы все соединить в одну систему.

Горелки рабочей части и диаметру сопла:

Для сварки труб используют небольшие модели с длиной 40 см.

Для разогрева битума при укладке рубероида нужны длинные версии до 90 см.

Ювелирная сварка выполняется маленькими горелками длиной 16 см.

Электрошлаковая сварка

Суть электрошлаковой сварки заключается в соединении двух сторон металла за счет тепла, выделяемого шлаковой ванной. Для этого зону стыковки заполняют токопроводящим флюсом. К нему подводится сварочный электрод (проволока), который разогревает флюс, образуя жидкий шлак. Электрод продолжает проводить ток, будучи погруженным в сварочную шлаковую ванну. Метод бездуговой. Температура повышается и кромки металла сплавляются между собой.

Диапазон толщины свариваемых металлов таким методом составляет 20-3000 мм. Шлаковой сваркой можно соединять:

алюминий;

никель;

медь;

жаропрочные стали;

титан.

Задействуется технология в химической промышленности, машиностроении, кораблестроении, авиационной промышленности.

Плазменная сварка

Для расплавления кромок и присадочного металла используется плазма. Оборудование состоит из источника постоянного тока, газового аргонового баллона, плазмотрона. Для отвода лишнего тепла от сопла плазмотрона (горелки), нередко предусматривается водяное охлаждение.

Газ подается в плазмотрон и нагревается электрической дугой. Благодаря этому он увеличивается в объеме до 100 раз. За счет теплового расширения он начинает истекать из сопла на высокой скорости. Это и есть плазма. Ее температура составляет 30 000º С, что превосходит характеристики других методов сварки.

По реализации технологии возможно два варианта:

горение плазменной дуги между плазмотроном и изделием;

горение дуги между двумя неплавящимися электродами плазмотрона и выдувание плазмы газовой струей.

При помощи плазменной сварки соединяют металлы толщиной до 9 мм во всех пространственных положениях. Метод подходит для сваривания:

молибдена;

вольфрама;

никеля — тех металлов, которые соединить другим способом невозможно из-за высокой температуры плавления.

Термомеханический класс сварки

Все перечисленные выше виды сварки относятся к термическому классу. В них соединение сторон осуществляется за счет высокой температуры, вырабатываемой дугой, пламенем или прохождением тока.

Существует еще термомеханический класс, где воздействие теплом комбинируется с давлением или прижатием. К таким видам сварки относятся: контактная стыковая, газопрессовая, диффузионная. Кромки металла разогреваются прохождением тока, за счет возросшего сопротивления в зоне контакта двух сторон, а затем дополнительно сдавливаются для лучшего соединения. Это образует сплошной, прочный шов. Нагрев может быть местным или общим. Метод применяется при выпуске металлопроката, кузнечной продукции, сборки конструкций.

Источник видео: FUBAG

Ответы на вопросы: какие виды сварки бывают: способы и классификации

Какой вид сварки легче всего освоить? СкрытьПодробнее

Легче всего научиться варить полуавтоматом. Проволока подается автоматически, вылет электрода постоянный, хорошо видно сварочную ванну (нет шлака).

Какой аппарат купить для гаража, дачи? СкрытьПодробнее

Зависит от будущих решаемых задач. Для сварки мангала, калитки — хватит простого ММА инвертора. Чтобы варить двери, ворота, теплицы — купите полуавтомат MIG. Если предстоит работать с нержавейкой или алюминием, используйте инвертор TIG AC/DC.

Существуют ли универсальные аппараты? СкрытьПодробнее

Да, есть сварочное оборудование 2 в 1 или 3 в 1. В них сочетается ММА с MIG или TIG, или все три режима сразу. Купив такой аппарат, можно легко переключаться с одной задачи по сварке на другую.

Чем газовая сварка пропаном отличается от сварки ацетиленом? СкрытьПодробнее

По принципу выполнения — ничем. По характеристикам — у ацетилена температура факела достигает 3100 градусов, а у пропана — 2800º С. Если предстоит варить толстые металлы 4-5 мм — используйте ацетилен. Для сварки тонких трубок больше подойдет пропан

Взаимозаменяемы ли пропановая и ацетиленовые горелки? СкрытьПодробнее

Нет! У них разная форма мундштуков.

Остались вопросы

Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Обратная связь

какой способ подойдёт капризным материалам, а какой – только опытным мастерам? — Ozon Клуб

История сварки

Итак, сварка впервые появилась в 1882 году благодаря россиянам Бенардосу и Славянову. К слову, работали они по отдельности, но гениальная идея по использованию электрической дуги пришла им в голову примерно в одно и то же время.

А вот сама электрическая дуга была изобретена практически за столетие до этого. Обнаружил её российский учёный Василий Петров в 1802 году. И опубликовал свои наблюдения, закрепив за собой первенство.

Всё это вело к тому, что, основываясь на идее переменного тока, который обнаружил Никола Тесла в 1882 году, в 1919-м Джонатан Холслаг изобрёл сварку с использованием данного вида электричества. В 20-м столетии над разработкой сварочных технологий работали Борис и Евгений Патоны, Георгий Николаев, Эдмунд Дэви, Элиу Томсон и многие другие.

Так, начиная с 1960-х годов, в активный домашний, строительный и повседневный обиход вошла сварка.

Виды сварки и их различие

Разберёмся в классификации сварочных аппаратов. Различают их по видам энергии, используемым для выполнения работ. Они бывают:

• Термическими – то есть для работы с такими видами сварок требуется большое количество тепла. Для получения тепла от аппарата используют плазму, газовую горелку или электрическую дугу. Материал застывает, то есть кристаллизуется, говоря языком сварщиков. Таким образом получается шов.
• Механическими – сварка происходит за счёт взрывов. Такой способ сближает атомы рабочих материалов и подходит для спаивания микросхем, металлов с неметаллами и других сложных процессов. Самый популярный вид механической сварки – трение. Сварочный аппарат перемещает одну заготовку к другой со скоростью 1500 оборотов в минуту. Таким способом происходит нагрев и оплавление. После выключения сварки происходит присадка одного изделия к другому. Подходит практически ко всем металлам.
• Термомеханическими – она же контактная сварка. Происходит за счёт тока, который нагревает анод и катод. Под давлением заготовка деформируется и происходит сваривание материалов. К слову, разделяют такие виды термомеханической сварки:

• кузнечная – самая первая в истории человечества сварка. Появилась примерно за 6 столетий до нашей эры. Происходила за счёт вбивания металла в металл. Кинетическая сила от удара разогревала материал, и он спаивался. Такую технику и сегодня используют кузнецы в работе.
• контактная сварка – самый популярный вид термомеханической сварки. Два контакта разогревали металл, и он спаивался. И тут существует в зависимости от работы определённая классификация: точечная, стыковая, рельефная и шовная сварка.

В XXI веке видов сварки гораздо больше, и каждый из них отличается своими особенностями.

О видах популярной электродуговой сварки

Электродуговая сварка – это всем известный способ, основанный на работе электрической дуги. Она плавит металл, образуя сварочную ванну – материал, который покрывает место работы аппарата. Существует несколько распространённых электродуговых способов сварки:

ММА – ручная дуговая сварка

Используется в работе с искусственными электродами в обмазке. При этом виде сварки образуется клуб дыма, который помогает спаивать материалы, не пропуская воздух к месту работы аппарата. Работает с любым видом металла: чёрным, цветным, легированным. Отлично проявляет себя в любом положении, будь то вертикальный или горизонтальный способ сваривания, проникая в самые труднодоступные места. Такой вид сварки используют для ремонта автомобилей и бытовой техники, домашних ремонтов и на больших концернах.

Аргоновая сварка TIG

Сварной шов при аргоновом виде сварки будет формироваться лишь из металла заготовки, с которой вы работаете. Электроды берутся графитовые, угольные, неплавящиеся, вольфрамовые. Газ при этом способе работы выделяется в зависимости от соединяемых элементов: аргон, гелий, азот или смесь (чаще всего). Он необходим для препятствия попадания воздуха на рабочую поверхность и обеспечения стабильной электродуги. Визуально шов после этого способа соединения будет переливаться всеми цветами радуги. Часто им соединяют алюминий и нержавейку.

Обычно добавляют присадку при этом виде сварки: маленькая полоса металла или брусок, одинаковый по составу с основным материалом заготовки.

MAG – сварка полуавтоматом

Особенность заключается в том, что этот вид сварки нужно производить только при наличии постоянного тока. Полуавтомат не предназначен для сваривания с переменным током. Именно у этого сварочного аппарата присадочный материал, проволока, поступает через агрегат. Туда же вместе с ней поступает и газ, защищающий место сваривания от лишнего воздуха.

Стоит отметить, что полуавтомат – неаккуратная сварка. При применении активных газов аппарат брызгается искрами, а шов получается не совсем ровным. Огромное преимущество таких сварок в том, что они могут соединять даже самые прихотливые металлы. И список их обширный: марганец, алюминий, медь, никель, их сплавы, большинство марок чугуна и низколегированный или высоколегированный металл.

Сварка под флюсом

Когда используются электродуговые виды сварки, чаще всего профессионалы своего дела применяют в работе флюс. Это специальный порошок, который продаётся отдельно. Он очень эффективен в сплавке и отлично справляется с ней, поддерживая одинаковую электродугу и закрывая шов от попадания ненужного воздуха. Считается, что сварка под флюсом обеспечивает качественный шов в любых условиях, но в этом деле немаловажны знания и опыт сварщика.

Газопламенный способ варения металлов

Из названия понятно, что такие виды сварки основываются на нагревании металла открытым огнём. Спаивание заготовок производится из-за горения кислорода с горючими газами сварочного аппарата – пропаном, бутаном, водородом и другими. Лучше всего для такого вида работ соединения заготовок с газопламенем использовать МАФ – метилацетилен-алленовую фракцию. Это газ, который имеет одну из самых высоких температур горения: около 2927 градусов по Цельсию. И не так уж взрывоопасен, по сравнению с другими горящими жидкостями.

Но у него есть свои недостатки: низкая производительность из-за риска взрыва не даёт автоматизировать или ускорить процесс. Такой сваркой умеют пользоваться лишь люди с большим стажем работы. Хотя для этого способа соединения металлов не нужно электричество, открытый огонь представляет опасность в первую очередь для сварщика.

Вид самой безопасной сварки: электрошлаковый

Это классификация бездугового процесса спаивания материалов. Предварительно вы насыпаете на место сварки специальный шлак, который в процессе будет соединять заготовки металла под температурой и электроэнергией флюса. Ею выгодно спаивать огромные листы металла – по своей стойкости и цене она не бьёт по кошельку. Очень популярна среди сварок по чугуну. Реже используется для цветных металлов. Также этот вид плавления используют для получения новых заготовок из старых листов материала.

Плазменный способ соединения металлов

Это автоматизированный способ сваривания материала. Струя плазмы точно выходит на кромки металла и соединяет заготовку. Для сварки таким методом используются как толстые листы металла, так и тонкостенные. Этот вид соединения подходит для материалов любого состава. Популярен на больших производствах. Этот тип сварки используется также для резки, напыления или наплавки других металлов на заготовку.

О безопасной сварке

Какой бы вид сварки вы ни выбрали, главное — не травмировать себя. Перчатки и маска обезопасят руки, лицо и глаза от ожогов. Если после сварочных работ вы почувствовали жжение в глазах, вызывайте скорую помощь.

К слову, при длительной работе со сваркой в глазах может появиться дискомфорт. Так случается, потому что сетчатка не успевает сжиматься и разжиматься, когда вы смотрите на яркие блики, искры от сварочного аппарата. При работе с любым видом соединения металлов вылетают брызги.

Лучший способ сохранить работоспособность и здоровье – надеть закрытую одежду, специальную маску и перчатки для сварки.

Термомеханическая и механическая сварка — Технарь

Контактная сварка относится к видам сварки с кратковременным нагревом места соединения без оплавления или с оплавлением и осадкой разогретых заготовок. Характерная особенность этих процессов – пластическая деформация, в ходе которой формируется сварное соединение.

Контактную сварку классифицируют по типу сварного соединения, определяющего вид сварочной машины, и по роду тока, питающего сварочный трансформатор. По типу сварного соединения различают сварку стыковую, точечную и шовную.

Стыковая сварка – разновидность контактной сварки, при которой заготовки свариваются по всей поверхности соприкосновения. Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины.

Точечная сварка – разновидность контактной сварки, при которой заготовки соединяются в отдельных точках. При точечной сварке заготовки собирают в нахлестку и зажимают с усилием между двумя электродами, подводящим ток к месту сварки.

Точечная сварка в зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым заготовкам может быть двусторонней и односторонней. При двусторонней сварке две заготовки сжимают между электродами точечной машины. При односторонней сварке ток распределяется между верхним и нижним листами, причем нагрев осуществляется частью тока, протекающего через нижний лист. Толщина свариваемых металлов составляет 0,5 – 5 мм.

Шовная сварка – разновидность контактной сварки, при которой между свариваемыми заготовками образуется прочное и плотное соединение. Электроды выполняют в виде плоских роликов, между которыми попускают свариваемые заготовки.

В процессе шовной сварки листовые заготовки соединяют в нахлестку, зажимают между электродами и пропускают ток. Шовную сварку применяют в массовом производстве при изготовлении различных сосудов. Толщина свариваемых листов составляет 0,3 – 3 мм. Шовной сваркой выполняют те же типы сварных соединений, что и точечной, но используют для получения герметичного шва.

Холодную сварку выполняют без нагрева при нормальных и пониженных температурах. Физическая сущность процесса заключается в сближении свариваемых поверхностей до образования металлических связей между ними. Такое сближение достигается приложением больших удельных усилий в месте соединений. В результате происходит совместная пластическая деформация. Большое усилие сжатия обеспечивает разрушение пленки оксидов на свариваемых поверхностях и образование чистых поверхностей металла. Холодной сваркой выполняют точечные, шовные и стыковые соединения. Холодной сваркой сваривают металлы и сплавы толщиной 0,2 – 15 мм.

При диффузионной сварке соединение образуется в результате взаимной диффузии атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов, находящихся в твердом состоянии.

Для получения качественного соединения нагрев заготовок по всему сечению должен быть равномерным, а их поверхности очищены от оксидов и загрязнений.

Диффузионную сварку применяют в космической технике и радиоэлектронике, в самолетостроении, в приборостроении, пищевой промышленности и других отраслях. Установки для диффузионной сварки выпускают для единичного производства с обычным ручным управлением и для серийного поточно-массового производства с полуавтоматическим или автоматическим программным управлением.

Что такое сварка? — Определение, процессы и типы сварных швов

Соединение металлов

В отличие от пайки и пайки, при которых не плавится основной металл, сварка представляет собой процесс с высокой температурой плавления основного материала. Обычно с добавлением наполнителя.

Нагрев при высокой температуре вызывает образование сварочной ванны из расплавленного материала, которая охлаждается, образуя соединение, которое может быть прочнее, чем основной металл. Давление также можно использовать для создания сварного шва, либо вместе с нагревом, либо отдельно.

Он также может использовать защитный газ для защиты расплавленного металла и присадочного металла от загрязнения или окисления.

Соединение пластмасс

Сварка пластмасс также использует тепло для соединения материалов (но не в случае сварки растворителем) и выполняется в три этапа.

Во-первых, поверхности подготавливаются перед приложением тепла и давления и, наконец, материалам дают остыть для плавления. Способы соединения пластмасс можно разделить на методы внешнего и внутреннего нагрева, в зависимости от конкретного используемого процесса.

Соединение дерева

При сварке древесины для соединения материалов используется тепло, выделяемое трением. Соединяемые материалы подвергаются сильному давлению, прежде чем линейное движение трения создает тепло для соединения деталей друг с другом.

Это быстрый процесс, который позволяет соединить древесину без клея и гвоздей за считанные секунды.

стыковое соединение

Соединение между концами или краями двух частей, образующих угол между собой 135–180 ° включительно в области соединения.

Т-шарнир

Соединение между концом или краем одной части и лицевой стороной другой части, при этом части составляют угол друг к другу от более 5 до 90 ° включительно в области соединения.

Угловой шарнир

Соединение между концами или краями двух частей, образующих угол друг к другу более 30, но менее 135 ° в области соединения.

Кромочный стык

Соединение краев двух частей под углом друг к другу от 0 до 30 ° включительно в области стыка.

Крестообразное соединение

Соединение, в котором две плоские пластины или два стержня приварены к другой плоской пластине под прямым углом и на одной оси.

Соединение внахлестку

Соединение между двумя перекрывающимися частями, образующими угол между собой 0-5 ° включительно в области сварного шва или сварных швов.

Сварные швы на основе конфигурации

Сварка с пазом

Соединение двух перекрывающихся компонентов, выполненное путем наложения углового сварного шва по периферии отверстия в одном компоненте таким образом, чтобы соединить его с поверхностью другого компонента, открытой через отверстие.

Электрозаклепка

Сварка, выполненная путем заполнения отверстия в одном компоненте заготовки присадочным металлом так, чтобы соединить его с поверхностью перекрывающегося компонента, открытого через отверстие (отверстие может быть круглым или овальным).

На основе проникновения

Сварной шов с полным проплавлением

Сварное соединение, при котором металл шва полностью проникает в соединение с полным проплавлением корня. В США предпочтительным термином является шов с полным проплавлением (CJP, см. AWS D1.1).

Сварной шов с частичным проплавлением

Сварной шов, в котором проплавление намеренно меньше полного проплавления. В США предпочтительным термином является шов с частичным проплавлением (PJP).

Сварные швы с учетом доступности

Характеристики завершенных сварных швов

Под сварку встык

Угловой шов

Основной металл

Металл, соединяемый или покрываемый сваркой, пайкой или пайкой.

Присадочный металл

Металл, добавленный во время сварки, пайки твердым припоем или наплавки.

Сварной металл

Весь металл расплавился во время сварки и остался в сварном шве.

Зона теплового воздействия (HAZ)

Часть основного металла, подвергшаяся металлургическому воздействию тепла сварного шва или термической резки, но не расплавленная.

Линия Fusion

Граница между металлом шва и ЗТВ при сварке плавлением. Это нестандартный термин для обозначения сварного соединения.

Зона сварного шва

Зона, содержащая металл шва и ЗТВ.

Поверхность сварного шва

Поверхность сварного шва, открытая со стороны, с которой он был выполнен.

Корень сварного шва

Зона на стороне первого участка, наиболее удаленной от сварщика.

Приварной палец

Граница между поверхностью шва и основным металлом или между прогонами. Это очень важная особенность сварного шва, так как пальцы являются точками высокой концентрации напряжений и часто они являются точками зарождения различных типов трещин (например, усталостных трещин, холодных трещин).

Чтобы снизить концентрацию напряжения, пальцы ног должны плавно переходить в основную металлическую поверхность.

Избыточный металл сварного шва

Металл сварного шва, лежащий вне плоскости, соединяющей пальцы ног. Другие нестандартные термины для этой особенности: армирование, перелива.

Примечание: термин «армирование», хотя и обычно используется, не подходит, поскольку любой избыток сварочного металла над поверхностью основного металла и над ним не делает соединение более прочным.

Фактически, толщина, учитываемая при проектировании сварного компонента, является расчетной толщиной горловины, которая не включает избыточный металл сварного шва.

Пробег (проход)

Металл расплавился или выпал во время одного прохода электрода, горелки или выдувной трубки.

Слой

Слой металла шва, состоящий из одного или нескольких прогонов.

Различные процессы зависят от используемого источника энергии, и доступно множество различных методов.

До конца 19 века кузнечная сварка была единственным методом, который использовался, но с тех пор были разработаны более поздние процессы, такие как дуговая сварка.Современные методы используют газовое пламя, электрическую дугу, лазеры, электронный луч, трение и даже ультразвук для соединения материалов.

Необходимо соблюдать осторожность при использовании этих процессов, поскольку они могут привести к ожогам, поражению электрическим током, повреждению зрения, воздействию радиации или вдыханию ядовитых сварочных паров и газов.

Существует множество различных процессов со своими собственными технологиями и приложениями для промышленности, к ним относятся:

Арка

Эта категория включает ряд общих ручных, полуавтоматических и автоматических процессов.К ним относятся сварка металла в среде инертного газа (MIG), сварка штучной сваркой, сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), также известная как дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), газовая сварка, сварка в среде активного газа (MAG), дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW), газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW), дуговая сварка под флюсом (SAW), дуговая сварка металлическим электродом в защитных оболочках (SMAW) и плазменная сварка.

Эти методы обычно используют присадочный материал и в основном используются для соединения металлов, включая нержавеющую сталь, алюминий, никель и медные сплавы, кобальт и титан.Процессы дуговой сварки широко используются в таких отраслях, как нефтегазовая, энергетическая, аэрокосмическая, автомобильная и др.

Трение

Методы сварки трением соединяют материалы с использованием механического трения. Это можно сделать различными способами на различных сварочных материалах, включая сталь, алюминий или даже дерево.

При механическом трении выделяется тепло, которое смягчает смешанные материалы, создавая связь по мере их охлаждения. Способ соединения зависит от точного используемого процесса, например, сварка трением с перемешиванием (FSW), точечная сварка трением с перемешиванием (FSSW), линейная сварка трением (LFW) и ротационная сварка трением (RFW).

Сварка трением не требует использования присадочных металлов, флюса или защитного газа.

Трение часто используется в аэрокосмической отрасли, поскольку оно идеально подходит для соединения легких алюминиевых сплавов, которые иначе не поддаются сварке.

Процессы трения используются в промышленности, а также изучаются как метод склеивания древесины без использования клея или гвоздей.

Электронный луч

Этот процесс соединения сплавлением использует пучок высокоскоростных электронов для соединения материалов.Кинетическая энергия электронов преобразуется в тепло при ударе о заготовки, заставляя материалы плавиться вместе.

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) выполняется в вакууме (с использованием вакуумной камеры) для предотвращения рассеивания луча.

Есть много общих применений для EBW, например, для соединения толстых профилей. Это означает, что его можно применять во многих отраслях, от авиакосмической до атомной энергетики, от автомобильной до железнодорожного транспорта.

Лазер

Используется для соединения термопластов или кусков металла, в этом процессе используется лазер для создания концентрированного тепла, идеально подходящего для сварных швов, глубоких сварных швов и высоких скоростей соединения.Благодаря простой автоматизации, высокая скорость сварки, с которой может выполняться этот процесс, делает его идеальным для применения в больших объемах, например, в автомобильной промышленности.

Сварка лазерным лучом может выполняться на воздухе, а не в вакууме, например, при сварке электронным лучом.

Сопротивление

Это быстрый процесс, который обычно используется в автомобильной промышленности. Этот процесс можно разделить на два типа: контактная точечная сварка и контактная сварка швом.

При точечной сварке

используется тепло, передаваемое между двумя электродами, которое прикладывается к небольшой площади, когда детали зажимаются вместе.

Шовная сварка аналогична точечной сварке, за исключением того, что электроды заменяются вращающимися колесами, что обеспечивает непрерывный сварной шов без утечек.

TWI предлагает один из самых полных наборов услуг.

Виды сварки — Технология производства

Сварка — это процесс соединения одинаковых и разнородных металлов или других материалов путем нагревания с приложением давления или без него и с добавлением присадочного материала. Используется как постоянный крепеж.Сварка — важный процесс в любой обрабатывающей промышленности. Фактически, будущее любого нового металла может зависеть от того, насколько он пригоден для изготовления сваркой.

Свариваемость была определена как способность свариваться в неразрывные соединения, имеющие определенные свойства, такие как определенная прочность сварного шва и надлежащая структура. Свариваемость любого металла зависит от пяти основных факторов. Это температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, состояние поверхности и изменение микроструктуры.

Виды сварки:

В основном сварку можно разделить на три типа.

1. Сварка пластмасс:

В процессе сварки пластмасс или сварки давлением соединяемые куски металла нагреваются до пластического состояния, а затем сжимаются друг с другом под действием внешнего давления. Эта сварка также известна как процесс сварки жидким и твердым телом. Эта процедура используется при кузнечной сварке и контактной сварке.

2.Сварка плавлением:

При сварке плавлением или без сварки под давлением материал в месте соединения нагревается до расплавленного состояния и дает возможность затвердеть. Эта сварка также известна как сварка в жидком состоянии. Это включает газовую сварку, дуговую сварку, термитную сварку и т. Д.

3. Холодная сварка:

В этом процессе сварки соединения производятся без применения тепла, а путем приложения давления, которое приводит к диффузии или межповерхностному молекулярному сплавлению соединяемых деталей.Он также известен как процесс твердотельной сварки. Этот процесс в основном используется для сварки листового металла из цветных металлов, особенно алюминия и его сплавов. Это включает ультразвуковую сварку, сварку трением, сварку взрывом и т. Д.

4 основных процесса сварки:

1. Дуговая сварка (сварка плавлением):

В этом типе процесса сварки металл сварного шва плавится с краев, которые необходимо соединить, и позволяет затвердеть из жидкого состояния и обычно ниже температуры рекристаллизации без какой-либо приложенной деформации.Дуговая сварка — наиболее широко используемый метод соединения металлических деталей плавлением. При такой сварке столб дуги образуется между анодом, который является положительным полюсом источника питания, и катодом, отрицательным полюсом. Когда эти два проводника электрической цепи сводятся вместе и разделяются на небольшое расстояние, так что ток продолжает течь через путь ионизированных частиц, называемый плазмой, образуется электрическая дуга. Этот столб ионизированного газа действует как проводник с высоким сопротивлением, позволяющий большему количеству ионов проходить от анода к катоду.Тепло выделяется, когда ионы ударяются о катод. Это тепло используется для плавления соединяемого металла или для плавления присадочного металла, который в дальнейшем используется в качестве соединительного материала для сварочного металла. Электрод может быть расходуемым или неплавящимся в зависимости от требований к сварке. Температура в центре дуги от 6000 до 7000 ° C.

2. Газовая сварка:

Газовая сварка осуществляется сжиганием горючего газа воздухом или кислородом в концентрированном пламени высокой температуры.Как и в случае с другими методами сварки, пламя используется для нагрева и плавления основного металла и присадочного стержня соединения. Он может сваривать самые распространенные материалы

3. Газовая дуговая сварка металла (MIG):

Эта сварка также известна как сварка металла в среде защитного газа. При этом типе сварки металлический стержень используется в качестве одного электрода, а свариваемая деталь — в качестве другого электрода. Это дуговая сварка металлическим электродом в среде защитных газов, в которой используется высокая температура электрической дуги между непрерывно подаваемой плавящейся электродной проволокой и свариваемым материалом.Металл переносится на работу через защищенный столб дуги.

В этом процессе проволока непрерывно подается с катушки через пистолет на постоянную поверхность, передавая ток на проволоку. При этой сварке область сварки заполняется газом, который не смешивается с металлом. Скорость потока газа достаточна для того, чтобы кислород воздуха не попадал на поверхность горячего металла во время сварки.

4. Газовая вольфрамовая дуговая сварка (TIG):

Эта сварка также известна как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа, аналогична MIG в том, что для защиты используются газы.Этот процесс дуговой сварки использует интенсивное тепло электрической дуги между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым материалом. В этом процессе электрод не расходуется во время процесса сварки, а газ используется для защиты зоны сварки от атмосферного воздуха.

Изучение сварочного инженера в Montana Tech

Область фокусировки: Сварка

Американское общество сварщиков сообщает, что 95% продуктов, окружающих вас ежедневно, были сварены.Продукция варьируется от очень маленьких, таких как микроэлектроника, до очень больших, таких как океанские корабли, и всего, что между ними, например, велосипеды, газонокосилки, холодильники, автомобили, самолеты и бульдозеры.

Междисциплинарный

Сварочное машиностроение является междисциплинарным. Выбирая материалы для изготовления конструкции, инженер-сварщик — это инженер-материаловед, который должен понимать, как металлы реагируют на нагрев и нагрузки при сварке. При выборе процесса сварки инженер-сварщик должен понимать влияние параметров сварки на свойства материала.Инженер по сварке также должен понимать, как проектировать компонент, зная, что сварочные процессы могут резко изменить свойства материала. Кроме того, инженер-сварщик должен знать, как неразрушающим образом оценивать свойства сварного шва, не разрушая детали. Инженер-сварщик также выполняет функции инженера-электрика для проектирования, изготовления и устранения неисправностей автоматизированного сварочного оборудования.

Инженеры-сварщики обычно занимаются сварочными процессами, металлургией, проектированием и неразрушающим контролем.Сварочные процессы очень сложны. В таких процессах, как дуговая, лазерная и электронно-лучевая сварка, четыре состояния вещества (твердое тело, жидкость, газ и плазма) сосуществуют одновременно. Некоторые материалы, такие как сталь, легко свариваются, в то время как другие, такие как титан, очень трудно сваривать. Инженеры-сварщики должны понимать все аспекты этой области, чтобы производить качественные продукты и процессы. Конструкции, пригодные для сварки человеком, могут не подходить для сварки на машине. Дизайн для сварки — важный фактор, о котором часто забывают.

Строительное проектирование — это важная и специализированная дисциплина, но, поскольку большинство конструкций сварные, инженеры-сварщики тоже приложили руку к этой области. Поскольку возводимые конструкции подвержены экологической деградации в зависимости от сварки, инженер-сварщик также должен понимать основные концепции инженерии коррозии.

После завершения сварки для изготовления или ремонта нового сварного шва инженер-сварщик должен ответить на вопрос: «Пригоден ли этот сварной шов своему прямому назначению?» Чтобы ответить на этот вопрос, инженер-сварщик должен использовать методы неразрушающей оценки, такие как визуальное, проникающее через краситель, магнитно-порошковое, ультразвуковое и рентгеновское изображения для проверки качества сварного шва.

По мере продвижения по карьерной лестнице вы можете решить, что хотите сосредоточиться и стать экспертом в определенной области сварочной техники, включая процессы, металлургию, проектирование или неразрушающую оценку.

Исследования и разработки

По мере того, как наши знания во всех областях техники расширяются, инженер-сварщик может участвовать в исследованиях и разработках, чтобы лучше понять, что на самом деле происходит во время сварки. Инженеры-сварщики могут использовать передовую физику и математику для разработки моделей и моделирования, относящихся ко многим аспектам сварки, чтобы получить представление о вещах, которые нельзя ни непосредственно наблюдать, ни измерять.

Инженеры-сварщики обычно не занимаются сваркой каждый день. Фактически, инженер-сварщик часто участвует в удалении сварщика от фактического места сварки, например, с помощью робототехники. Отстранить сварщика-человека от места сварки сложно, потому что трудно получить машину, которая имитировала бы чувство и навыки высококвалифицированного сварщика-человека.

Насколько вам нравится практическая работа? Традиционно инженеры-сварщики являются сварщиками в большей степени, чем инженеры-механики — механиками или инженеры-электрики — электриками.Многие инженеры-сварщики начинали свою карьеру сварщиками или проучились в колледже сварщиками. Это верно даже для высших слоев исследовательского сообщества в области сварки, где многие доктора наук начинали свою карьеру сварщиками. В сварочном сообществе такой опыт высоко ценится. Сварщики в этой области обладают высокой квалификацией и являются важной частью успешного производственного проекта. Умение понимать сварщиков и общаться со сварщиками — важный инженерный навык.

Образование в области машиностроения дает знания в области дизайна, материалов, математики и других фундаментальных наук.Такой объем знаний позволяет инженеру-сварщику общаться с инженерами в других специализированных дисциплинах и понимать коды, чертежи, экономику и другие предметы, необходимые для эффективного выполнения крупных и дорогостоящих проектов.

в спросе

Инженеры-сварщики с дипломом встречаются редко. В США существует несколько программ по сварке, гораздо меньше, чем вы найдете в области машиностроения, гражданского строительства, химии или материаловедения. Сосредоточение внимания на сварке в рамках программы «Машиностроение» обеспечивает основные элементы сварочной техники.Многим компаниям или крупным проектам нужны инженеры, специализирующиеся на сварке.

Из-за нехватки дипломированных инженеров-сварщиков, сосредоточение внимания на сварочной технике может позволить человеку принадлежать к относительно небольшому техническому сообществу. Разговорный язык — это не совсем секретный код, и здесь нет секретных рукопожатий, но сварочная техника специализирована. Большинство членов сообщества знают друг друга благодаря сильной социальной сети инженеров-сварщиков, подкрепленной профессиональными встречами и конференциями.

Что такое сварка и ее типы — полное объяснение

Это процесс соединения металлов и термопластов с помощью высокой температуры, которая плавит металлы и сплавляет их вместе, образуя прочный сварной шов при охлаждении. В некоторых случаях также применяется давление, чтобы заставить металлы сплавиться вместе во время охлаждения сварного шва. В некоторых случаях для соединения металлических деталей между собой используется присадочный металл. В отличие от пайки и пайки, при которой основной металл не плавится, основной металл плавится в процессе сварки.

Для выполнения сварочного процесса у нас есть несколько сварочного оборудования, которое помогает в процессе соединения.

Различное сварочное оборудование

1. Сварочный аппарат
2. Сварочные электроды
3. Присадочные металлы
4. Держатель электрода

Защитное оборудование, которое очень важно для безопасной работы

1. Сварочный шлем
2. Сварочный фартук
3. Сварочный фартук
4. Перчатки
5. Защитные очки
6. Маска или респиратор
7. Беруши
8. Обувь

Классификация сварки

Сварку можно разделить в основном на 5 типов, а именно:

1.Дуговая сварка
2. Газовая сварка
3. Сварка сопротивлением
4. Энергетическая сварка
5. Твердотельная сварка

Дуговая сварка

Процесс соединения двух или более металлических деталей вместе с Вспомогательная электрическая дуга называется дуговой сваркой. Дуга создается источником электропитания. Для получения дуги при дуговой сварке можно использовать постоянный ток (DC) или переменный ток (AC). Электрод, используемый при этом типе сварки, может быть плавящимся или неплавящимся.Защитный газ используется для защиты области сварки от загрязнения из атмосферы. Тип используемого защитного газа может быть инертным или полуинертным. Присадочный материал также используется некоторое время для сварки двух частей вместе.

Различные типы дуговой сварки:

1. Дуговая сварка в среде защитного металла (SMAW)
2. Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW), сварка в среде инертного газа или сварка MIG
3. Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)
4. Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW): сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG)
5.Сварка под флюсом (SAW)
6. Сварка атомарным водородом
7. Электрошлаковая сварка (ESW)
8. Электрогазовая сварка
9. Дуговая сварка стержнем
10. Плазменно-дуговая сварка (PAW)
11. Угольная сварка (CAW)

Газовая сварка

Это самый старый сварочный процесс, при котором газообразный ацетилен сжигается в присутствии кислорода с образованием пламени, которое может обеспечить температуру сварки около 3100 градусов Цельсия.

• Также называется кислородно-топливной сваркой или кислородно-ацетиленовой сваркой .
• Его оборудование простое и недорогое. Дуга, образующаяся при такой сварке, менее концентрированная по сравнению с дуговой сваркой, и это может привести к более медленному охлаждению сварного шва, что приводит к более высоким остаточным напряжениям и деформации.
• Менее популярный процесс в промышленных работах и ​​широко используется при сварке труб, труб и в ремонтных работах.

Также читайте:

Сварка сопротивлением

Это техника сварки, в которой электрический ток используется для соединения двух металлических частей вместе.Сопротивление материала используется для генерирования тепла в свариваемых соединениях. Ток в диапазоне от 100 А до 100 000 проходит через металлы, которые должны быть соединены. В этом случае силы сжатия также используются для соединения деталей во время сварки. процесс.

• Эта сварка широко используется при производстве стальных труб и в автомобилях для сборки автомобилей.
• A Этот процесс вызывает гораздо меньшее загрязнение, и это эффективный процесс.
• Единственным ограничением контактной сварки является то, что ее можно использовать для сварки только тонких металлических деталей.

Типы контактной сварки, которые наиболее часто используются, это

1. Точечная сварка
2. Шовная сварка
3. Стыковая сварка
4. Оплавление
5. Рельефная сварка
6. Сварка с осаждением

Энергетический луч Сварка

В этих методах сварки используется высокоэнергетический луч для воздействия на свариваемую область. Эти методы сварки включают сварку лазерным лучом и сварку электронным лучом.

Оба вида сварки почти одинаковы, но, если внимательно присмотреться, они различаются по источнику энергии.При сварке с использованием лазерного луча очень сильно сфокусированный луч лазера используется для тепловыделения соединения, а при электронно-лучевой сварке используется электронный луч очень высокой плотности. ЭЛС выполняется в вакууме. Они используются в высокопроизводительных приложениях.

Преимущества

• плотность энергии этих методов сварки очень высока.
• Обеспечивает очень глубокое проплавление шва и уменьшает площадь сварного шва.
• их можно легко автоматизировать для крупного производства.

Недостатки

Типы этих методов сварки:

1. Лазерная сварка
2. Электронно-лучевая сварка

Твердотельная сварка

В твердотельной сварке, две металлические или пластмассовые детали, которые соединяются вместе без плавления, т.е. соединение формируется в твердом состоянии. например, ультразвуковая сварка, при которой две металлические детали свариваются вместе с использованием высокочастотной вибрации под высоким давлением.

Типы твердотельной сварки:

1. Ультразвуковая сварка
2. Сварка взрывом
3. Сварка трением
4. Сварка трением с перемешиванием
5. Магнитно-импульсная сварка
6. Холодная сварка
7. Диффузионная сварка
8. Экзотермическая сварка / термитная сварка
9. Высокочастотная сварка
10. Сварка горячим давлением
11. Индукционная сварка
12. Сварка валков

В этой статье мы вкратце узнали о том, что такое сварка основных типов.Если вы нашли эту информацию ценной и полезной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею.

Каталожные номера:

Сварка

Классы зеркал в реальных цехах по изготовлению

Программа «Сварочные технологии» была обновлена, чтобы обеспечить выполнение курсовых работ в соответствии с потребности отрасли сегодня. Благодаря обновленному оборудованию, которое можно найти в реальных магазинах, студенты научится читать чертежи, анализировать детали и выполнять монтаж, сварку, и проверка с использованием различных материалов, таких как сталь, нержавеющая сталь, алюминий, и титан.Курсовая работа сочетает сварку с производственными навыками, процессами и методами чтобы студенты были конкурентоспособными на рабочем месте.

Набор ограничен каждый квартал, поэтому заинтересованным студентам предлагается подать заявку. как можно быстрее.

---

Возможности карьерного роста

Возможности трудоустройства сварщиков существуют в различных отраслях промышленности, включая авиакосмическую, строительство, судостроение, автомобилестроение, медицина, HVAC, электроника, горнодобывающая промышленность и гидроэнергетика власть.Согласно прогнозам Министерства труда США, количество рабочих мест в сварщиках увеличится по ставке 4 процента, при средней заработной плате в районе Портленд-Ванкувер 20,62 доллара США. в час. Опытные сварщики и производители могут зарабатывать от 45 000 до 60 000 долларов в год.

---

Место проведения испытаний сертификатов WABO

Тест Вашингтонской ассоциации строительных служащих (WABO) теперь доступен в колледже Кларка для студентов, недавних выпускников и сварщиков. профессионалы в сообществе.Студенты, которые в настоящее время обучаются по программе и недавно выпускники могут пройти тест по льготной цене 230 долларов (безлимитные 3G и 4G). Не студент сварщики не имеют права на студенческие расценки. Сертификат WABO является обязательным требованием. для профессионалов в области сварки, выполняющих кодовые работы в штате Вашингтон.

Чтобы запланировать сертификационные испытания WABO в кампусе, свяжитесь с Брайаном Маквеем (Welding Technology Инструктор) на bmcvay @ clark.edu или 360-992-2359

Студенты, заинтересованные в выполнении кодовых работ по сварке в штате, отличном от Вашингтона, следует связаться с Американским обществом сварщиков, чтобы узнать больше о сертификационные требования.

A Справочник по: Сварка и производство

Справочник: по сварке и производству

Огромная часть машиностроения — это производство и сварка.Изготовление и сварка позволяют изготавливать металлические конструкции различных форм и размеров. Его можно применять в различных отраслях промышленности, таких как машиностроение, строительство, судостроение и др.

Изготовление

Изготовление металла относится к строительству металлических конструкций. Это делается с помощью различных процессов, таких как резка, гибка, профилирование, сварка и сборка.

В процессе изготовления используются такие металлы, как сталь, алюминий и другие черные и цветные металлы.Эти металлы часто поставляются изготовителем в необработанном виде, затем они разрезаются, сгибаются и формуются в требуемые формы и размеры, готовые к сварке.

Сварка

Металл, полученный в процессе изготовления, затем сваривается с использованием ряда методов и процедур. Сварочные процессы часто включают дуговую сварку, которая представляет собой технологию сварки, в которой используется источник питания для создания электрической дуги между электродом на сварочном стержне и самим материалом.Создаваемый ток выделяет огромное количество тепла, которого достаточно, чтобы расплавить основной материал.

К другим распространенным сварочным процессам относятся:

• Дуговая сварка защищенным металлом (SMAW) — также известная как ручная металлическая дуга (MMA), SMAW является одним из наиболее распространенных процессов дуговой сварки. Благодаря использованию расходуемого электрода с флюсовым покрытием, который защищает зону сварки от окисления и загрязнения, SMAW выделяет в процессе сварки углекислый газ.
• Газовая дуговая сварка металла (GMAW) — автоматический или полуавтоматический процесс, в котором используется непрерывная подача проволоки.Поскольку электрод здесь непрерывный, скорость сварки при GMAW намного выше, чем при SMAW.
• Газовая вольфрамовая дуговая сварка (TIG) — TIG использует смесь полуинертных газов для обеспечения процесса сварки, в котором используется неплавящийся вольфрамовый электрод, смесь инертного или полуинертного газа и отдельный присадочный материал. Этот процесс сварки часто требует от оператора высокого уровня квалификации и особенно полезен при сварке тонких материалов. Хотя этот процесс может быть медленным, он дает высококачественные сварные швы.
• Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW) — FCAW использует проволоку, состоящую из стального электрода, окружающего порошковый наполнитель. Этот провод дороже, чем стандартные одножильные провода, и он также может выделять дым. Однако он обеспечивает высокую скорость сварки и отличное проплавление металла.

Здесь, в GET, мы обучаем учеников различным инженерным аспектам, включая сварку и производство. Если вы в настоящее время ищете стажировку в области сварки и производства, загляните на нашу страницу с текущими вакансиями.

Для получения дополнительной информации, не стесняйтесь связаться с членом команды GET, посетив нашу страницу контактов или позвонив нам по телефону 01452 423461.

Сварщик Машиностроение и производство (включая изготовление и сварку)

Сварщики режут, соединяют и формуют листы или секции металла вместе, нагревая их с помощью электрического или газового оборудования. Края металла плавятся, а затем соединяются вместе по мере охлаждения, образуя прочное соединение.

Работа

Существует три основных типа сварки: ручная (с использованием ручного оборудования), полуавтоматическая и полностью механизированная, поэтому работа может варьироваться.

В зависимости от отрасли, в которой вы работаете, вы можете быть:

• изучение технических чертежей и выбор наилучшего метода сварки для работы
• убедитесь, что пластины или секции для соединения или резки имеют форму и правильно расположены
• ручная сварка деталей такими методами, как: ручная металлическая дуга (MMA), дуга с флюсовым сердечником (FCA), кислородно-ацетиленовая или вольфрамовая сварка в среде инертного газа (TIG)
• сварка деталей полуавтоматическим методом, например, сварка в среде инертного газа (MIG) с использованием аргона или гелия
• сварка деталей с использованием механизированных процессов, таких как контактная сварка (точечная сварка) или лазерная и ультразвуковая сварка
• осмотр и тестирование выполненных вами разрезов и стыков, иногда с использованием рентгенографических или ультразвуковых методов
• очистка и обезжиривание деталей, подлежащих сварке, с помощью проволочных щеток, шлифовальных машин или растворителей
• , специализирующийся на одном или двух методах сварки.

Оплата

Рисунки ниже являются приблизительными. Фактические зарплаты могут отличаться в зависимости от:

• где вы работаете
• размер компании или организации, в которой вы работаете
• востребованность работы.

Современный ученик может начинать с государственной минимальной заработной платы (NMW). В настоящее время ставка ученичества для лиц моложе 19 или 19 лет и старше в первый год обучения составляет 4,30 фунта стерлингов в час (1 апреля 2021 года).Некоторые работодатели могут платить своим ученикам больше.

Заработная плата квалифицированных сварщиков обычно составляет от 10 до 18 фунтов стерлингов в час, в зависимости от квалификации специалиста. Бонусы и доплата за сменную работу — обычное дело.

Условия

• Условия работы различаются. Например, некоторые сварщики работают в помещении, на заводах или в мастерских, другие — на улице, на строительных площадках, верфях или нефтяных вышках.
• На фабрике или в мастерской вы можете работать за экранами, чтобы защитить других рабочих от бликов.В противном случае вы можете работать на открытом воздухе в любую погоду или в стесненных условиях.
• Для защиты глаз вам придется носить тонированные очки или головной щиток. Вам также придется носить другое защитное снаряжение, такое как комбинезон, фартуки, перчатки, наушники и каску.
• Вы должны проявлять большую осторожность, чтобы избежать случайной травмы.
• Возможно, вам придется путешествовать по разным местам и проводить некоторое время вдали от дома.
• Многие фирмы работают по сменной системе и могут работать сверхурочно.

Статус занятости персонала

Данные LMI на базе LMI для всех

Попадание

• Вы можете пройти обучение в Engineering Foundation Apprenticeship (FA) (SCQF Level 6), находясь на уровне S5 или S6 в школе. Требования к поступающим различаются в зависимости от колледжа, но обычно вам нужно 3 предмета на 5-й национальный уровень, включая английский и математику. Некоторые колледжи также запрашивают физику.
• Вы можете пройти курс современного инженерного обучения.
• Обычно вам необходимо 3-4 предмета на уровне 4 или 5 национального уровня, предпочтительно включая английский язык, математику и естественные науки или технологии.
• Возможно, вам также придется пройти вступительный тест, чтобы узнать, насколько вы подходите для этого типа работы.
• Рабочие в строительном секторе должны иметь карточку Схемы сертификации строительных навыков (CSCS) и, возможно, паспорт Национальной группы безопасности подрядчика (CCNSG) для работы на стройплощадке.
• Вам нужны физическая сила и выносливость, так как работа может включать в себя положение на коленях, сгибание и подъем.
• Могут потребоваться водительские права.

На предприятиях тяжелого машиностроения и судостроительных верфях, а также на предприятиях легкой промышленности имеются отверстия для сварщиков. Также могут быть рабочие места в строительстве, на транспорте, в гражданском строительстве и в нефтегазовой отрасли.

Уровни образования персонала (Великобритания)

Данные LMI предоставлены EMSI UK

Перспективы работы в Шотландии

Доля рабочей силы, зарегистрированной как безработная (Шотландия)

Данные LMI предоставлены EMSI UK

Перспективы работы в Шотландии

Шотландия

2021 г.

3751

1.2%

ОСЕНЬ

2026 г.

3708

Данные LMI предоставлены EMSI UK

Что для этого нужно?

Вам нужно быть:

• точный и методичный подход
• заботится о здоровье и безопасности
• умеет решать проблемы
• способен понимать технические чертежи.

Вам необходимо:

• хорошая координация рук
• практические и технические возможности
• хорошие навыки работы в команде и умение работать самостоятельно
• хорошие навыки концентрации
• навыков счета для отработки мерок.

Обучение

• Обучение осуществляется через современное ученичество с обучением на рабочем месте, а также время, проведенное в колледже.
• Вы будете работать по направлению SVQ Fabrication and Welding Engineering на уровне SCQF 6.
• После прохождения обучения вы также должны пройти аттестационный тест сварщика, прежде чем вы сможете приступить к работе в качестве сварщика.
• Существуют разные тесты в зависимости от типа сварки.
• В Институте сварки проводятся учебные курсы по сварке и повышение квалификации для проверки и испытаний.

Получение

• После приобретения опыта вы сможете получить повышение до мастера, прораба или начальника, а затем до начальника производственного цеха.
• При дальнейшем обучении вы сможете перейти на уровень технического специалиста по неразрушающему контролю или инспекционным работам.
• Некоторые сварщики работают внештатно по найму, также могут быть возможности в проектах за рубежом.