Виды сварки

Сварка как метод создания появился относительно недавно, однако сразу зарекомендовал себя как прочный и эффективный метод создания автомобилей, самолетов и даже космических кораблей. В настоящее время существуют высокотехнологичные сварочные аппараты и методы сварки. На какие виды делятся технологии сварки? Сейчас расскажем.

Термическая сварка

К данному виду сварки относится сразу группа техник, объединенных общим принципом использования в качестве источника тепловой энергии термит. Термитная смесь состоит из магния, алюминия и железа. Термитный порошок воспламеняют, после чего он греет металл до температуры плавления, одновременно с этим выступая в качестве присадки.

К термическим видам сварки относится:

• Лазерная;
• Дуговая;
• Газовая;
• Плазменная.

Воспламенение термитной смеси может осуществляться как с помощью электрического тока, так и с помощью взрыва воспламенителя. Второй способ применяют при порошковой спайке.

Данный вид сварки выделяется своей эффективностью при сборке металлоконструкций на месте. Ее основная сфера применения – ремонт электросетей и кабелей связи. Она применяется при сборке больших коленвалов для автомобилей с ДВС (двигателями внутреннего сгорания) и другими большими деталями, а также при сборке тяжелого оборудования.

Термитная смесь в самой простой вариации изготовлена из железной окалины и алюминиевой пудры. При этом ингредиенты должны быть смешаны в точнейшей пропорции. Состав термита различается и зависит от того, для чего применяется смесь.

Электродуговая контактная сварка

Данный вид сварки применяет электрический ток и механическое давление. При контактной сварке используются специальные электроды для подачи тока к свариваемым деталям. Под воздействием тока и давления в месте контакта металлов возникает высокая температура, что приводит к их частичному расплавлению и образованию сварного соединения после охлаждения.

Этот метод позволяет быстро соединять металлические детали, что делает его эффективным для промышленного производства. Сварка обеспечивает надежное соединение, устойчивое к механическим нагрузкам. Зачастую на производствах процесс сварки данным способом автоматизирован при помощи специальных станков.

Благодаря локализованному нагреву и быстрому охлаждению материал вокруг сварного шва испытывает минимальную деформацию, что позволяет предотвратить искажение детали.

ММА - ручная дуговая сварка

Данный вид сварки используется для сварки теплом, создаваемым электродугой, возникающей между покрытым электродом и материалом основы. Этот метод сварки является одним из самых старых и наиболее широко используемых, применяемый в самых разнообразных областях.

Принцип работы:

При ММА-сварке применяют электроды, которые выполняют две функции: они являются источником тепла для создания сварочной ванны и материалом для заполнения шва. Электроды покрыты специальным составом, который защищает сварочную ванну от воздуха и способствует стабилизации дуги.

Преимущества:

• Простота оборудования и процесса делает способ доступным даже для начинающих и открывает возможность сварки в бытовых условиях.
• Возможность сварки на воздухе.
• Широкий выбор электродов для разных материалов и толщины деталей.

Недостатки:

• Низкая скорость сварки.
• Необходимость частой замены электродов, что увеличивает время на подготовку.
• Высокая вероятность появления пор и включений из-за неправильного выбора или хранения электродов.

Данный тип сварки применяется во многих секторах промышленности: строительство, судостроение, производство металлоконструкций и ремонтные работы. Этот метод подходит как для тонких, так и для толстых материалов, благодаря разнообразию доступных электродов и их спецификациям.

Аргоновая сварка TIG

Данный тип применяет электрод из вольфрама, который не плавится. Процесс защищен атмосферой инертного газа – аргона. Он необходим для предотвращения окисления или других изменений в металле во время сварки. Аргон является наиболее часто используемым газом из-за его инертности и способности обеспечивать чистый и качественный сварной шов.

Основные характеристики TIG сварки:

• Контроль: Сварщик имеет высокий уровень контроля над процессом сварки, что позволяет достигать высокой точности и качества сварного шва.
• Уникальность: Метод подходит для работы с большинством металлов, включая сталь, нержавеющую сталь, алюминий, титан и многие другие.
• Чистота: Использование инертного газа предотвращает окисление и загрязнение сварного шва, что идеально подходит для чувствительных приложений.
• Внешний вид: Сварные швы получаются чистыми и аккуратными, что часто делает их приемлемыми без дополнительной постобработки.

Процесс TIG сварки требует высокого уровня навыков и опыта от сварщика, поскольку он включает в себя управление температурой, скоростью подачи наполнительного материала и защитной атмосферой газа одновременно. Этот метод сварки идеально подходит для выполнения тонкой работы, требующей особой точности, например, при сварке тонких листов металла или создании сварных швов, которые будут на виду.

Для TIG сварки обычно используются постоянный ток для сварки стали и постоянный ток с обратной полярностью для сварки алюминия и его сплавов, хотя некоторые современные сварочные аппараты позволяют использовать и переменный ток.

MIG/MAG – сварка полуавтоматом

Данный тип сварки характеризуется использованием защитного газа, который может быть как инертным, так и активным. Процесс включает в себя подачу непрерывной проволоки, которая служит электродом, и одновременно заполняющим материалом в зону сварки, при этом место сварки защищено газовым облаком от воздействия атмосферных газов, что предотвращает окисление и повышает качество сварного соединения.

Основное преимущество данной сварки заключается в высокой скорости и гибкости процесса, который может быть автоматизирован для повышения производительности и снижения трудозатрат. Этот метод широко применяется в различных отраслях, таких как автомобилестроение, строительство и изготовление металлоконструкций, благодаря его способности обеспечивать качественные и надежные сварные соединения с различными типами металлов и сплавов.

Сварка под флюсом

Это сварочная технология, при которой используется специальный сварочный флюс, обеспечивающий защиту расплавленного металла от воздействия атмосферы. Этот метод относится к дуговой сварке, где источником тепла является электрическая дуга, возникающая между сварочной проволокой и изделием. Флюс защищает сварочную ванну от кислорода и азота из воздуха, стабилизирует электрическую дугу и улучшает качество сварного шва за счет очищения металла от примесей.

Флюсовая сварка отличается высокой производительностью, возможностью сваривать толстые металлические изделия и обеспечивать высокое качество сварных соединений.

Газоплазменная сварка

Представляет собой один из передовых методов сварки, использующийся для соединения металлических деталей с высокой точностью и качеством. В этом процессе используется плазменная дуга, которая формируется между электродом и свариваемым изделием. Плазма — это ионизированный газ, который достигает чрезвычайно высоких температур и позволяет расплавлять металл в месте сварки с невероятной точностью.

Пламя образуется из-за горения горючих газовых смесей – пропана, бутана, бензина или керосина. Также зачастую используется метилацетиленовая фракция, которая имеет температуру горения почти в 3000 градусов в кислородной среде и лучшая по показателю теплоотдачи.

Так как данный метод не использует электричества, его применение практикуют в полевых условиях, где доступа к электричеству нет и другие варианты невозможны, однако он имеет низкую производительность, поэтому его применение в промышленных масштабах нецелесообразно.

Преимущества включают в себя высокую скорость сварки, минимальную деформацию материалов и возможность сваривания тонких листов металла или труб без предварительного подогрева. Благодаря высокой концентрации энергии в плазменной дуге, этот метод позволяет достигать высокого качества сварного шва, минимизируя зону термического влияния. Газоплазменная сварка находит применение в авиастроении, судостроении, а также в производстве сложных металлоконструкций и тонкостенных изделий.

Плазменная сварка

Плазменная сварка – это технология с применением плазменной дуги для создания высокотемпературного источника тепла, способного плавить металл в зоне сварки. Этот метод сварки отличается от других своей способностью контролировать и сужать плазменную дугу, что позволяет достигать более высокой точности и качества сварного шва, особенно при работе с тонкими металлами или в сложных сварочных операциях. Плазменная сварка широко применяется в авиационной, космической промышленности и при производстве высокотехнологичного оборудования благодаря своей способности обеспечивать высокую производительность и воспроизводимость сварных соединений.

Одной из ключевых особенностей плазменной сварки является использование специального сварочного оборудования, которое включает в себя плазмотрон для генерации и фокусировки плазменной дуги. Технология позволяет сваривать металлы с различными физико-химическими свойствами, включая сталь, нержавеющую сталь, алюминий и многие другие. Плазменная сварка может выполняться как в ручном, так и в автоматизированном режиме, что делает ее универсальным и эффективным решением для широкого спектра сварочных задач.

Термомеханическая сварка

Данный тип сварки использует одновременное или последовательное применение тепла и механического давления для достижения сплавления материалов без использования добавочного металла. Этот метод находит применение в авиа-и-автомобилестроении, производстве электронной техники, благодаря своей способности обеспечивать прочные и надежные соединения между металлами и другими материалами, включая неметаллические.

Преимущества термомеханической сварки заключаются в высоком качестве сварного соединения, возможности сваривать разнородные материалы, отсутствии необходимости в добавочном материале, что ведет к снижению веса готового изделия, и минимизации теплового воздействия на свариваемые детали, что уменьшает искажение и напряжения в материале. Однако среди недостатков можно отметить сложность контроля процесса сварки, высокие требования к подготовке свариваемых поверхностей и оборудованию, а также ограничения по толщине свариваемых материалов.

Принцип работы термомеханической сварки основан на сочетании механического давления и тепла для достижения пластической деформации и диффузии металлов в зоне соединения. Тепло может генерироваться различными способами, например, за счет трения (сварка трением) или электрического сопротивления (сопротивление точечной сварки). Механическое давление применяется для улучшения контакта между свариваемыми поверхностями, усиления диффузии и формирования прочного соединения. Результатом работы являются долговечные соединения при минимальном воздействии на свойства материалов.

Кузнечная сварка

Кузнечная сварка — это традиционный метод соединения металлов, использующий тепло и удары для слияния двух или более металлических частей в одно целое. Металлические части нагревают до высокой температуры, когда металл становится достаточно мягким для формирования и соединения, после чего применяют молота или пресса для удара по нагретым частям, что приводит к их сплавлению. Этот метод широко применяется для инструментов, украшений и строительных компонентов благодаря его способности создавать прочные и долговечные соединения.

В отличие от современных методов сварки, кузнечная сварка не требует использования заполнителей или газов для защиты сварного шва. Это искусство требует от сварщика значительного мастерства и опыта, поскольку контроль температуры и точное управление процессом ударов критичны для успешного создания качественного соединения.

Контактная сварка

Данный метод основан на пропускании электрического тока через соединяемые элементы при одновременном приложении к ним давления, что приводит к локальному нагреву и плавлению металла в местах контакта, обеспечивая прочное соединение без использования дополнительных материалов.

Преимуществами контактной сварки являются высокая скорость соединения и минимальное искажение деталей благодаря локализованному нагреву.

Диффузионная сварка

Ее принцип работы - диффузия атомов в зоне контакта с высокой температурой и с давлением, но без плавления материалов. С помощью этого типа можно получать крайне крепкие соединения, близкие к характеристикам исходного материала. Он широко применяется для соединения как однородных, так и разнородных материалов – металлы керамику и полимеры.

Поверхности соединяемых деталей должны быть тщательно очищены и обработаны для идеального контакта, а детали размещаются в тесном контакте друг с другом. Сборка нагревается до температуры, достаточной для активации диффузии, но ниже температуры плавления материалов. К сборке прикладывается давление для улучшения контакта между соединяемыми поверхностями и стимулирования диффузии.

После достаточного времени нахождения при высокой температуре и под давлением сборка медленно охлаждается, чтобы предотвратить возникновение напряжений.

Диффузионная сварка имеет высокую прочность соединения, отличные характеристики и высокую стойкость к коррозии, а также возможность соединения материалов с различными физическими свойствами.

Механическая сварка

Данный тип использует механическое давление или удары для деформации и скрепления деталей. Он включает как холодную, ультразвуковую и взрывная сварку, где давление или вибрация создают крепкое соединение между металлическими частями.

Сварка трением

Это одна из разновидностей термомеханической сварки использующая тепло, генерируемое за счёт механического трения между соединяемыми поверхностями и деформационного нагрева. Процесс начинается с того, что одна деталь приводится во вращение, а другая неподвижно закрепляется. Затем вращающаяся деталь прижимается к неподвижной с некоторой силой, что приводит к их нагреву до пластического состояния и перемешиванию материала, обеспечивая соединение без плавления основных материалов.

Холодная сварка

При холодном типе вместо расплавления применяются специальные клеящие составы, которые обеспечивают качественное соединение металлических поверхностей за счет химической реакции при комнатной температуре. Этот метод позволяет соединять металлы без искажения их структуры, что делает его отличным вариантом для ремонта и восстановления деталей, где традиционная сварка неприемлема.

Сварка взрывом

Данный метод подразумевает соединение материалов под воздействием высокого давления, создаваемое взрывом. Этот способ позволяет соединять различные материалы, включая те, которые трудно сваривать традиционными методами - разнородные металлы. Процесс сварки взрывом обычно включает размещение взрывчатого вещества над одним из свариваемых материалов, после чего взрыв создает волну давления, заставляющую материалы плотно прижиматься друг к другу, образуя монолитное соединение.

Ультразвуковая сварка

Детали соединяются при воздействии высокочастотных ультразвуковых колебаний. Этот метод широко применяется для работы с пластмассой и металлами, в особенности для соединения тонких листов или проводов. В процессе применяется сварочная головка, создающая ультразвуковые колебания, которую прижимают к свариваемым деталям под регулируемым давлением. Вибрации на высокой частоте вызывают местное плавление материала за счет внутреннего трения и адиабатического нагрева, что приводит к их слиянию без использования внешних материалов или соединений. Ультразвуковая сварка особенно эффективна для соединения деталей с различными химическими составами.

Возврат к списку