Зварювальний процес формує нероз'ємне з'єднання різних частин будь-яких металів за рахунок утворення нових міжатомних зв'язків. Він полягає в створенні локального або повсюдного прогріву, пластичної деформації, або одночасної дії обох факторів. Сучасні зварювальні технології представлені майже сотнею видів автоматизованої і ручного зварювання.
Три основні різновиди Є три різновиди або типу зварювання. За методом отримання енергії з'єднання її ділять на термічну, термомеханічну і механічну.
До термічної зварюванні зараховують процеси з використанням електричної дуги, газу, плазми та інших джерел теплового випромінювання. Саме завдяки йому відбувається нагрів і зварювання. У термомеханических видах крім теплової енергії застосовують тиск для отримання нерозривного з'єднання. У механічної теплоту отримують за рахунок тертя, тиску, ультразвуку або вибуху.
Види зварювальних робіт різноманітні і їх класифікація проводиться за різними критеріями. Класифікація йде за способом захисту зварювальної ванни, по безперервності процесу зварювання, ступеня механізації, використовуваним газам. Крім цього є технологічні ознаки, які індивідуальні для кожного виду зварювання. Види зварних з'єднань докладно описані в ГОСТ (державних стандартах). Крім цього є велика кількість ГОСТ описують види зварювання, способи контролю зварних швів, заходи безпеки при проведенні зварювальних робіт.
Термічне зварювання матеріалів Термічні процеси грунтуються на плавленні деталей, що з'єднуються за рахунок теплової енергії. Виділяю кілька видів термічної зварювання: • електродугове (в середовищі захисних газів, під флюсом та інші); • електрошлакове; • електронно-променева і променева (лазерна); • плазмова; • газова; • термітна.
Саме широке застосування отримала електродугове зварювання. Але і інші види затребувані в різних сучасних сферах виробництва і в побутових умови.
Розплавлення електричною дугою Електродугової вид зварювання працює за рахунок виділення енергії в дузі через те, що опір дуги значно більше, ніж опір всієї електричної ланцюга, що утворює замкнутий контур. Тому практично всі теплова енергія виділяється в дузі, розігріваючи її до 4,5-6 тисяч градусів і викликаючи плавлення будь-якого металу. Дуга виникає в зазорі електрода і зварюється, викликаючи їх плавлення. При охолодженні створюється нерозривний шов, властивості якого пов'язані з струмом, складом присадки і багатьма іншими факторами.
Дугове зварювання проводиться плавкими і не плавляться стрижнями (електродами). В обладнанні використовується инверторная технологія, що дозволило створити компактні продуктивні пристрої. При зварюванні заготовок за допомогою електрода розпалюють дугу між ним і поверхнею стику. Це створюється за рахунок короткого замикання при дотику прутка до металу, і подальшого його відриву на відстань 3-5 мм. Дуга розплавляє кінець електрода і кромки зварюваного вироби. У точці освіти дуги створюється зварювальний ванна. Для отримання зварного шва потрібно вести електрод уздовж стику зі швидкістю достатньою для розплавлення кромок і електрода, але не достатньою для пропалювання деталей. Після охолодження металу виходить зварений шов по міцності можна порівняти з основою. Електрод може бути у вигляді окремого стержня в обмазці або присадочного дроту на механізмі її подачі.
При зварюванні неплавким стрижнем електродуги виникає між ним і крайками заготовок. Відбувається розплавлення кромок, якщо необхідно і присадного дроту в утворюється при цьому зварювальної ванні. Пруток може бути вугільним або з вольфраму. Електродом, що не плавиться виду зазвичай працюють при зварюванні міді, мідних сплавів (латуні, бронзи, мельхіору) і тугоплавких металів.
Захист флюсами і газом Зварювання металу під шаром флюсу зазвичай виконується автоматично або при наполовину автоматизованому процесі (напівавтоматом). У першому випадку всі процеси автоматизовані, в другому процес подачі електрода проводиться автоматично, а рух пальника здійснюється зварювальником. Розплав в зварювальної ванні захищається розплавом шлаку від впливу атмосферного повітря. Шлак виходить за рахунок розплавлення флюсу надходить в ванну. Вид зварювання із застосуванням флюсів дуже продуктивний, до того ж виходить якісний зварний шов без пір і інших недоліків.
Зварювання в газі забезпечує запобігання ділянки зварювання від шкідливого впливу парів води, атмосферного кисню та азоту. Це забезпечується за рахунок подачі струменя захисного газу через сопло пальника в зварювальну зону, що дозволяє витіснити атмосферне повітря. Використовується при застосуванні неплавких і плавких електродів. У підсумку виходить якісний шов при високій продуктивності праці.
електрошлакове
Електрошлаковий вид зварювання здійснюється завдяки сплаву вертикальних країв вироби з електродом. Коли електричний струм проходить через лак, виділяється тепло. Дуга присутній тільки на початковому етапі. Надалі метал розплавляється за рахунок тепла, що виділяється шлаком. З двох сторін зазору встановлюються повзуни з міді. Їх охолоджують шляхом подачі води. Знизу встановлюється піддон з флюсом. Між ним і електродом розпалюють дугу і подають туди дріт. Електрична дуга розплавляє дріт і флюс, з них утворюється зварювальна ванна, над якою спливає легкий рідкий шлак. У міру розплавлення кромок і зварювального дроту повзуни переміщаються вгору по стику. У підсумку виходить якісний шов. Завдяки такому процесу можна варити метали великої товщини за один прохід.
променева У промисловості, особливо приладобудуванні і електроніці потрібно зварювати дуже дрібні деталі, які мають особливі вимоги до процесу зварювання. Вибір способу зварювання в цьому випадку невеликий. З ними можуть впоратися тільки потужний світловий промінь, потік електронів або плазми. Щоб отримати шов відмінної якості, потрібно високоенергетичний джерело. Це може бути лазер або інший подібний джерело енергії здатний сконцентрувати величезну теплову енергію на маленькій ділянці і на короткий час. Електронно-променеве зварювання використовує енергію розігнаних до великої швидкості електронів. У випадку з лазером розігрів здійснюється за рахунок енергії фотонів.
Плазма, газ, термічна реакція Сутність виду зварювання із застосуванням плазми полягає в формуванні струменя іонізованого газу, яка є провідником струму. Температура плазми досягає 30000 ° C, що дозволяє плавити будь-які метали в найкоротші терміни. Енергія плазми залежить від величини зварювального струму, робочої напруги, витрати газу. Зварювальні шви виходять високої якості, тонкі, без внутрішньої напруги. Газове зварювання здійснюється за рахунок спалювання горючого газу в кисні і виділення великої кількості теплоти. Це один з найстаріших видів зварювання. Температура газового полум'я становить три тисячі градусів. Завдяки цьому розплавляються стики зварюється. Процес розплавлення відбувається довго, що викликає нагрівання великих ділянок поверхні з'єднуються виробів. При охолодженні викликає велику напругу в шві і самої деталі.
При термітним зварюванні використовується тепло виділяється при спалюванні суміші з алюмінію і оксидів заліза. Термомеханічне зварювання матеріалів До термомеханічної зварювання відноситься ковальська, контактна і подібні до них види. Ці способи зварювання металу використовують одномоментно теплову і механічну енергію. До цього виду відносять такі технології: • ковальська; • контактна; • диффузионна; Ковальським зварюванням називається спосіб, в якому зварюються вироби спочатку нагріваються до необхідної температури в горні, а потім молотом з'єднують один з одним. Якщо замість молота використовується прес, то такий спосіб називається пресовий.
Контактний вид має таку назву завдяки тому, що зварювання здійснюється в місці контакту деталей, що з'єднуються. Їх сильно притискають один до одного за допомогою спеціальних електродів, а потім через точку здавлювання пропускають потужний струм. У місці контакту виходить найбільший опір, що викликає виділення основного тепла саме в цій точці. Відповідно, це призводить до розплавлення металу в точці контакту. За допомогою контактної отримують точкову або шовную зварювання. Контактна зварювання отримала широке поширення в машинобудуванні, особливо в автомобілебудуванні. Це пов'язано з високою продуктивністю і економічністю даного виду зварювання. Вона найпростіше автоматизується і широко використовується в роботизованих комплексах.
Не можна не згадати дифузний вид зварювання. Його сутність в попередньому нагріванні заготовок і подальшому їх з'єднанні за допомогою деформації, яка виникає від механічного тиску. У такому процесі відбувається дифузія атомів з однієї соединяемой частини в іншу і виходить нерозривне з'єднання.
Механічне зварювання матеріалів При механічному способі зварювання нерозривне з'єднання отримують без зовнішнього джерела тепла. Процес з'єднання відбувається під дією тиску, тертя, вибуху або чого-небудь подібного, що утворює міжатомні зв'язку між зварюються виробами. Зварювання тертям відбувається в результаті швидкого обертань. Вона деталь так щільно притиснута до іншої, що при обертанні відбувається сильне тертя і розігрів до розплавлення. Це забезпечує надійне з'єднання заготовок.
Якщо взяти дві металеві пластини, очистити від забруднень і сильно притиснути, то при тисках в декілька десятків тисяч атмосфер відбувається пластична деформація, яка веде до утворення міжатомних зв'язків двох частин. У підсумку виходить нерозривне з'єднання. Такий спосіб називається холодної зварюванням.
Щоб виникли сили атомного взаємодії, між двома деталями іноді використовується вибух. У цей момент зварюються деталі зближуються так, що виникають атомні зв'язку, які забезпечують надійне з'єднання виробів. Ще один вид зварювання - ультразвуковий. Високочастотні хвилі викликають коливання атомів в металі, і ті стають такими значними, що викликає атомні взаємодії. Підсумок - надійне з'єднання.
|