Электрическая сварка металла: описание процесса и виды

Электродуговая сварка – виды, методы, технология

Электрическая сварка металла: описание процесса и виды

Сварка, для выполнения которой применяется зажженная электрическая дуга, является наиболее распространенным способом соединения металлов. Электродуговая сварка, отличающаяся исключительной универсальностью, сегодня успешно применяется практически повсеместно.

Процесс электродуговой сварки

Что собой представляет метод электродуговой сварки

Электродуговую сварку выполняют с обязательным использованием источника большого тока, который при этом отличается невысоким напряжением. Такое напряжение одновременно подается как на сварочный электрод (один контакт), так и на свариваемую заготовку (второй контакт).

В результате взаимодействия заготовки и электрода между ними образуется электрическая дуга, именно за счет нее и происходит плавление кромок соединяемых деталей.

Использование такой дуги, которая и необходима для преобразования энергии электрического тока в тепловую, позволяет получать в зоне электродуговой сварки температуру порядка 5000 градусов, которой вполне достаточно для того, чтобы расплавить любые из известных человечеству металлов.

Технология электродуговой сварки предполагает одновременное плавление металла электрода и соединяемых деталей, за счет которых и формируется так называемая сварочная ванна.

Именно в данной ванне и протекают все процессы, характерные для сварки: металл электрода взаимодействует с металлом соединяемых деталей, образуется шлак, который поднимается на поверхность расплавленной сварочной ванны и формирует защитную пленку.

Электродуговая сварка может выполняться электродами двух типов:

  • не плавящимися в процессе получения сварного соединения;
  • плавящимися.

Электроды для ручной дуговой сварки

Когда для электродуговой сварки используется неплавящийся электрод, для формирования сварного шва применяют специальную присадочную проволоку, вводимую в зону действия электрической дуги. При использовании электродов плавящегося типа, которые сами и формируют сварочный шов, в присадочной проволоке нет необходимости.

Чтобы электродуговая сварка проходила с высокой устойчивостью и дуга не гасла, в состав плавящихся электродов добавляют специальные присадки. Это может быть натрий, калий или другие элементы, отличающиеся хорошей степенью ионизации. Для защиты сварного шва от окисления могут использоваться различные газы:

  • аргон;
  • углекислый газ;
  • гелий.

Для выполнения электродуговой сварки с использованием таких газов необходимо использовать сварочные аппараты, в конструкции которых предусмотрены специальные головки. Через последние и подается защитный газ.

Для выполнения сварки с формированием электрической дуги использоваться может как постоянный, так и переменный ток. В большинстве случаев применение постоянного тока является более предпочтительным, так как это дает возможность минимизировать степень разбрызгивания расплавленного металла.

Характеристики электрической дуги

Электрическая дуга, которая формируется при помощи сварочного аппарата, – это, по сути, электрический разряд, протекающий в среде газов. Электрический ток, который перемещается в ней, получает такую возможность благодаря наличию в ней электрического поля. Такую дугу в целях упорядочения терминологии принято называть сварочной.

Сварочная дуга, которая является основным элементом формируемой электрической цепи, характеризуется снижением напряжения. Если сварочный электрод подсоединяется к плюсовому контакту сварочного аппарата, его называют анодом, если к минусовому — катодом. При выполнении электродуговой сварки с использованием переменного тока катоды и аноды попеременно меняются местами.

Важнейшим параметром сварочной дуги является расстояние между взаимодействующими электродами. Такой промежуток, по которому и протекает электрический ток, называется дуговым.

Протекание электрического тока по такому промежутку возможно только в том случае, если в нем присутствуют заряженные частицы — электроны и ионы. Изначально, естественно, таких частиц в данном промежутке не существует.

Чтобы они появились, необходимо, чтобы был запущен процесс ионизации.

Ионизация дугового промежутка происходит следующим образом: с поверхности катода начинают испускаться электроны, которые и заряжают пары и газы, образующиеся над сварочной ванной. Сварочная дуга бывает:

  • сжатого типа (ее сечение можно изменять при помощи сопла сварочного аппарата, величины электромагнитного поля, параметров газового потока);
  • свободной (ее еще называют дугой прямого действия — параметры дуги данного типа не регулируются, они неизменны).

Виды и методы электродуговой сварки

Сегодня успешно используется несколько методов электродуговой сварки, выбор которых зависит от металлов, из которых сделаны соединяемые детали. Наиболее распространенным методом, используемым для соединения изделий как из черных, так и из цветных металлов, является ручная электродуговая сварка, при которой обязательно обеспечивают защиту сварочной зоны.

Сварка по данному методу выполняется следующим образом. Конец электрода, который подсоединен к электродержателю, начинает нагреваться, когда им прикасаются к соединяемым деталям.

Именно в этот момент замыкается электрическая цепь. После того как конец электрода нагрелся, его аккуратно отводят от поверхности деталей на расстояние порядка 5 мм.

Протекание электрического тока после такого отвода осуществляется уже через тело зажженной дуги.

Дуговая сварка трубы плавящимся электродом

Чтобы повысить устойчивость дуги, защитить как дугу, так и зону расплавленного металла от негативных внешних факторов, внести в металл шва специальные раскислители, делающие его более чистым, используют специальную обмазку, наносимую на металлический электродный стержень.

Практически по такой же схеме выполняют электродуговую сварку под слоем защитного флюса, для чего применяются специальные сварочные аппараты, преимущественно автоматического типа.

Роль электрода при таком методе выполняет сварочная проволока, которая автоматически подается из специальной бобины. При использовании такой технологии можно с высокой скоростью сваривать изделия большой толщины.

Конечно, эти изделия необходимо тщательно подготовить к процессу сварки, на что требуется затратить немало времени и усилий.

Большое распространение получила электродуговая сварка, которая выполняется неплавящимся электродом, изготовленным из вольфрама.

Делают такую сварку в среде защитных газов, которые подаются через сопло сварочного аппарата. Здесь используются углекислый газ, гелий или аргон.

Данную технологию применяют, чтобы соединить детали, изготовленные из нержавеющей стали, никеля или алюминиевых сплавов.

Инверторный сварочный аппарат для электродуговой сварки

Для электродуговой сварки с применением защитных газов может также использоваться и плавящаяся электродная проволока. В зону сварки такая проволока подается из специальной бухты.

Защитный газ подается через то же самое сопло, через которое поступает и сварочная проволока.

Большим преимуществом данной технологии (которая относится к категории газоэлектрической) является возможность регулировки параметров сварочной дуги за счет незначительного изменения состава защитной газовой смеси.

С помощью этой газоэлектрической технологии можно соединять металлы, отличающиеся высокой химической активностью (медь, нержавеющая сталь, магний и др). Следует отметить несколько наиболее значимых преимуществ данной технологии:

  • возможность легко выполнять электродуговую сварку деталей, находящихся в различном пространственном положении;
  • хороший обзор зоны сварки;
  • возможность выполнять электродуговую сварку с высокой скоростью;
  • высокая чистота сварочных швов;
  • возможность сваривать как очень толстые, так и очень тонкие детали.

Электродуговую сварку можно выполнять при помощи электрода, который имеет трубчатое сечение. Материалами для изготовления таких электродов служат порошковая проволока и смесь флюсов, которые формируют защитный слой сварочной ванны. Присадочным материалом при электродуговой сварке по данной технологии служит сам электрод.

Электросварка металлов: виды, технологии, особенности

Электрическая сварка металла: описание процесса и виды

Электросварка является самым популяным на сегодня способом сварки металла. Данный метод основан на использовании электрической дуги для плавления краев.

В статье описаны физические процессы, протекающие при электросварочных работах. Приведена классификация видов электросварки и их отличия друг от друга.

Описаны причины возникновения дефектов на сварных швах и методы контроля качества сварных соединений. 

Что такое электросварка

Если быть точным, то электросварка – процесс жесткого неразъемного соединения металлических заготовок, путем плавления основного и присадочного металлов с их последующей кристаллизацией. Сварочные работы производятся посредством электрического тока в среде защитного газа.

 В процессе электросварки используется сварочный трансформатор, сварочная головка с присадочным материалом (электродом) и свариваемые между собой детали.

От трансформатора на сварочную головку подается положительный заряд электрического тока, на свариваемые детали – отрицательный заряд (заземление).

При поднесении электрода к заземленному металлу под действием электрического тока происходит зажигание сварочной дуги. Электрод разогревается до температуры плавления, расплавляя при этом кромки основного металла обеих соединяемых деталей.

Заряженные положительно частицы расплавленного электрода притягиваются к заземленному основному металлу и переходят в сварочную ванну, перемешиваясь с основным металлом.

При остывании сварочной ванны перемешанные частицы основного и присадочного металлов кристаллизуются и образуют сварочный шов – он и является монолитным неразъёмным соединением двух металлических деталей.

! Для правильной кристаллизации расплавленного металла в сварочной ванне необходима ее полная изоляция от кислорода. Это достигается за счет подачи в область сварки защитного газа, который вытесняет молекулы кислорода из зоны кристаллизации и обеспечивает получение качественного сварного соединения.

Классификация

В зависимости от способа подачи присадочного материала к сварочной ванне различают следующие типы электросварки.

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом

В качестве присадочного материала в данном случае выступает электрод (металлический стержень из калиброванной проволоки длинной 400 – 450 мм и диаметром 2, 3, 4, 5 мм и выше). Защитный газ образуется в результате сгорания обмазки электрода (рутила, целлюлозы и др.). Подача электрода в сварочную ванну осуществляется поступательным движением руки сварщика.

Полуавтоматическая сварка проволокой в газовой среде

В качестве сварочного материала используется сварочная проволока, намотанная на катушку. Диаметр проволоки – 1,2 или 1,6 мм. Катушка вставляется в сварочный полуавтомат с тянущим механизмом, что позволяет подавать проволоку в зону сварки нажатием на установленную на сварочной головке кнопку. В качестве защитного газа выступает подающийся под давлением углекислый газ или аргон.

Автоматическая сварка под флюсом

Намотанная на катушки сварочная проволока большого диаметра (3, 4, 5 мм) непрерывно подается в зону сварки через автоматический подающий механизм. Для защиты от кислорода на сварочную ванну автоматически подсыпается флюс, под слоем которого происходит процесс плавления и кристаллизации.

Виды дефектов сварных швов и причины их возникновения 

По требованию нормативных документов механические свойства сварного соединения не должны отличаться от свойств основного металла.

Причины появления дефектов вытекают из нарушений технологического процесса сварки, в котором оговорены все требования к сварочным материалам, квалификации сварщика, последовательности наложения сварочных швов, температурные режимы остывания сварного соединения.

К дефектам сварных швов относится:

  • деформации основного металла,
  • трещины,
  • поры,
  • свищи,
  • непровары,
  • подрезы,
  • несплавления,
  • нарушения геометрии сварного шва и др.

Причины могут быть следующими

  • Несоответствие сварочных материалов требованиям технологического процесса. К таким несоответствиям относится: Повышенная влажность обмазки электродов; перед применением электроды должны пройти сушку в термических печах по режиму, предусмотренному технологией. Ржавчина или грязь на сварочной проволоке для автоматической или полуавтоматической сварки; сварочная проволока с отклонениями от ТУ должна проходить механическую очистку на специальных установках. Несоответствие химического состава защитного газа технологическим требованиям.
  • Низкий уровень квалификации сварщика. Для подтверждения своего уровня квалификации сварщики заваривают образцы, которые проходят УЗК и МПД контроль, а также механические испытания на растяжение, излом и т.д. По результатам испытания образцов сварщику присваивается соответствующий квалификационный разряд. Разряд исполнителя, требуемый для проведения сварочных работ указывается на титульном листе технологического процесса к каждому сварному узлу. Выполнение сварки менее квалифицированным сварщиком со стопроцентной гарантией приведёт к появлению дефектов.
  • Нарушение режимов сварки. В техпроцессе указываются оптимальные режимы настройки сварочного трансформатора, скорость подачи сварочной проволоки, толщина и очерёдность наложения сварочных валиков. Желание исполнителя повысить производительность своей работы за счёт увеличения режимов неминуемо приводит к дефектным сварным соединениям.
  • Нарушением режимов остывания сварного узла после сварки. Для образования сварного шва с равномерной структурой без внутренних и наружных трещин остывание должно происходить равномерно со скоростью, оговорённой в технологии. Результат нарушения этого раздела техпроцесса очевиден.

Методы контроля качества сварных соединений

Требования к качеству сварных швов в машиностроении достаточно высоки.

Если наружные дефекты можно обнаружить при простом визуальном осмотре сварного шва, то выявление внутренних дефектов возможно только с помощью испытаний и спецоборудования.

Основная задача любого метода контроля это определение степени однородности структуры сварного шва и выявление участков с обнаруженными посторонними включениями или пустотами.

Контроль качества сварного соединения может быть следующим:

  • Контроль керосином. Такой вид контроля применяется для сварных швов в открытых металлических емкостях, требующих герметичных соединений деталей. В этом случае с одной стороны шов покрывается водным раствором мелового порошка. После высыхания мела с другой стороны шва наносится керосин. Через некоторое время при наличии дефектов в сварном соединении керосин проступает через них и образует темные пятна на меловом покрытии. Дефектные участки шва выбираются механическим путём и перевариваются. После чего проводится повторный контроль керосином.
  • Контроль давлением. Используется для контроля сварных соединений закрытых емкостей. Входные отверстия закрытой емкости герметично закрываются и вовнутрь подаётся сжатый воздух с избыточным давлением. Если на протяжении определённого времени стрелка манометра не показывает снижение давления внутри емкости, то все швы считаются годными. Если давление падает, то дефектные участки выявляют с помощью обмыливания мыльным раствором и исправляют.
  • Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) – применяется при выявлении наружных дефектов сварного шва. Зачищенное до металлического блеска сварное соединение покрывается специальным раствором – индикатором и просвечивается лампой с ультра-фиолетовым излучением. В случае обнаружения повышенной концентрации раствора – индикатора дефектный участок бракуется и подлежит исправлению.
  • Ультразвуковой контроль (УЗК) – применяется для обнаружения внутренних дефектов и основан на принципе изменения длины звуковой волны при прохождении через материалы различной плотности. Изменение длины волны при прохождении через дефектный участок фиксируется прибором и определяется глубина залегания некачественного наплавленного металла.
  • Рентгеноскопия. Метод контроля применяется для сложнодоступных сварных швов, к которым другие методы контроля невозможны. При прохождении через сварной шов рентгеновских лучей дефектные участки с отличной от основного состава плотностью проявляются на рентгеновском снимке. По форме и размерам дефектного участка определяется природа появления дефекта и принимается решение о браковке или разбраковке сварного соединения.

Если вас интересует сварка нержавейки, черных и цветных металлов с соблюдением стандартов качества, то компания ЗАО «Завод Пиляко» готова предложить свои услуги. Наши профессиональные сварщики проведут сварочные работы в соответсвии с самыми строгими технологичекими требованиями. Мы осуществляем ручную дуговую сварку, полуавтоматическую в газовой среде, а также аргоновую TIG (ТИГ)-сварку. Будем рады сотредничеству!

Классификация видов сварки

Электрическая сварка металла: описание процесса и виды

Ни один ремонтный или строительный процесс не может обойтись без сварочных работ. Сейчас рассмотрим самые популярные и востребованные виды сварки металла, их особенности, преимущества и недостатки.

статьи

Определение сварки

Сварка – это особая технология, применяемая для неразъемного соединения металлов методом установления между ними межатомных связей с помощью специального оборудования, работающего под высоким температурным режимом.

Таким способом можно создавать монолитные скрепления, как между однородными металлами, так и сплавами. На сегодняшний день сварочные работы применяются во многих промышленных отраслях, включая машиностроение, строительство и ремонтные работы.

Далее перечислим, какие виды сварки существуют.

Кроме этого, благодаря разнообразию агрегатов и материалов для процесса соединения деталей, данная технология используется в домашнем хозяйстве для ремонта многих деталей и предметов (посуда, мебель, техника, трубопроводы).

Данная методика металообработки столь популярна благодаря своей надежности. Начинающий сварщик, который желает обучиться этому процессу изначально интересуется, какие бывают виды сварки.

По основной классификации их три, но при этом каждый делиться еще на несколько:

  • механическая производится, благодаря энергии и давления, которые деформируют изделие и позволяют им плотно соединиться. К механическому виду относятся: магнитно-импульсная, холодная и ультразвуковая сварки.
  • термическая, которая характеризуется использованием дополнительного материала, расплавляющимся под действием высокой температуры. Благодаря этому жидким материалом заполняется пространство между двумя деталями, а при застывании (кристаллизации) создается надежное крепкое соединение. Данный тип, в свою очередь, делится еще на подвиды – электролучевая, светло-лазерная, термитная литьем, газовая, дуговая, плазменная и электрошлаковая сварка.
  • комбинированная (термомеханическая) отличается тем, что процесс сварки происходит под воздействие давления и тепла одновременно. Перед соединением детали нагревают, чтобы они были более гибкими и пластичными. Благодаря этому соединение получается более прочным. Существует определенное количество типов комбинированной обработки – конденсаторная, газопрессовая, контактная, индукционно-прессовая и диффузионная.

Это самая основная классификация видов сварки, так как их принято разделять еще на несколько, по типу управления, используемого материала и т.д.

Классификация сварочного процесса

Сварочный процесс может реализовываться по нескольким классификациям способов сварки:

  • Методом плавления — это определенное количество технологий сварочных работ, которые осуществляются способом плавления металлов, благодаря чему они плотно соединяются между собой.
  • Способом давления реализуется за счет деформации металлических поверхностей и их атомному соединению. В результате качество зависит от многих аспектов: материал свариваемых деталей и качество их подготовки, уровень давления, способность металла к деформации.
  • Пайка – это определенная технология для создания неразъемного соединения между двумя деталями, методом вплавления между ними дополнительного материала (припоя), который имеет гораздо меньшую температуру плавления, чем детали, требуемые спайки.

Сварка плавлением

основная особенность сваривания плавлением заключается в образовании сварочной ванны, в которой формируется соединительный шов, когда металл кристаллизуется.  в различных промышленностях этот способ считается самым востребованным, распространенным и популярным.

его технология заключается в нагревании краев соединительных деталей, которые при остывании становятся одним целым. основное условие такой сварки – это высокая мощность аппарата, так как необходимо обеспечить высокий уровень нагревания. все дело в том, что не вся энергия направляется на сплавление.

часть ее излучается в окружающую среду, а еще часть тратится на нагревание холодного изделия, прежде чем оно начнет плавиться.

среди всех источников, которые могут использоваться для нагревания при термической обработке, самым надежным и качественным считается электронный луч.

но, несмотря на это, чаще всего используется метод электрической дуговой сварки с использованием электрода.

это связано с тем, что для использования луча нужно специальное оборудование, помещение и обученный персонал, а варить электродом может научиться каждый желающий.

в подведении итога можно сделать вывод, что сваривание плавлением реализуется через источник энергии. для его осуществления необходимы определенные навыки, для образования качественного шва. это самая распространенная классификация способов сварки.

сварка плавлением делится на определенные виды сварки металла:

  • электродуговой метод для реализации требует электрическую дугу, которая образуется между рабочим материалом и электродом, применяемый для данного типа металлообработки. она может быть выполнена в трех разных способах:
  • ручная, где электрод держит мастер и полностью контролирует процесс сваривания изделий;
  • полуавтоматическая, при которой проволока подается с помощью специального механизма, встроенного в аппарат;
  • механическая сварка или автоматическая, которая выполняется полноценно сварочной машиной.

при таком виде термообработки материалов самая главная задача мастера удержать дугу, иначе придется заново совершать поджог и устанавливать электросоединение, которое расплавляет железо.

  • электрошлаковая обработка происходит за счет тепловой энергии, выделяемой агрегатом. при этом образуется ванна плавления, в которой металл защищается от окисления из внешней среды газами. такая методика не требует дуги, так как тепло исходит от сварочного тока, проходящего через проводной шлак;
  • электроннолучевой тип выполняется в специальных камерах, где тепло выделяется за счет бомбардировки зоны сварки электронным потоком, приобретающим высокие скорости в высоковольтной установке, имеющей мощность до 50 квт. анодом является изделие, подлежащее свариванию, а катодом — спираль или вольфрамовая нить, нагретая до температуры 2300° с.
  • газовое сплавление происходит посредством высокой температуры, которая образуется за счет горения газовой среды в аппарате;
  • импульсно-дуговой метод заключается в том, что сварочный ток не сохраняет постоянную величину, а поступает в дежурную сварочную дугу определенными кратковременными импульсами.
  • лазерная методика основана на использовании фотоэлектронной энергии. при большом усилении световой луч способен плавить железо. для его образования используют специальные устройства — лазеры.
  • плазменный способ термосваривания материалов. плавление металлов осуществляется плазменно-дуговой струей, имеющей температуру выше десяти тысяч градусов.

основные виды сварки способом плавления часто применяются в промышленных и домашних условиях.

сварка давлением

сваривание давлением знакома издавна. еще кузнецы использовали такой метод, когда нагревали на костре две части детали до белого каления и с помощью сильного удара соединяли их в одно целое. такой метод используется и в современном мире, например в радиоэлектронике, потому что сваренные детали не имеют остаточного заряда, который может помешать при работе техники.

все виды сварки давлением рассмотрим далее:

  • ультразвуковой способ осуществляется за счет превращения при помощи специального преобразователя ультразвуковых колебаний в механические частоты и применения небольшого сдавливающего усилия;
  • термитный процесс сварки заключается в том, что рабочие изделия закладываются в огнеупорную форму, а в установленный сверху тигель засыпается специальный термит — порошок из алюминия и окиси железа. при его горении окись железа восстанавливается, а образующийся при этом жидкий металл при заполнении формы оплавляет и соединяет кромки свариваемых изделий.
  • сваривание трением осуществляется за счет силы трения. она появляется в результате вращения одной из частей изделия, которое поддается сцеплению;
  • контактный способ происходит следующим образом: место сварки разогревается или расплавляется теплом, образованным при прохождении электрического тока через контактируемые места изделий.
  • холодная сварка основана на способности металла образовывать общие кристаллы при значительном давлении;
  • газопрессовой метод осуществляется нагреванием концов стержней или труб по всему периметру окружности многопламенными горелками до пластического состояния или плавления с их последующим сжатием;
  • сваривание токами высокой частоты. данный способ сцепления железных элементов основан на разогреве токами высокой частоты концов стыкуемых стержней или труб до пластического состояния с последующим приложением осевых усилий для получения неразъемного соединения.

пайка

пайка — это способ соединения железных поверхностей, находящихся в твердом состоянии, с использованием дополнительно введенного металла или сплава припоя, имеющего меньшую, чем соединяемые металлы, температуру плавления.

процесс производится специальным аппаратом – паяльником. он при соприкосновении создает температурный режим, который выше t плавления припоя, но ниже t плавления изделия.

при этом припой расплавляется и создает жидкую каплю, которой соединяются детали. когда материал остывает в результате остается прочное скрепление. его качество напрямую зависит от подготовки рабочего изделия и площади расплавления припоя.

чем лучше произведена предварительная очистка, тем крепче получится спайка.

пайка бывает нескольких типов, первая из которых производится под воздействием температуры до 450 градусов, а вторая – выше 450 градусов. это зависит от типа припоя:

  • галлиевый сплав (50°с);
  • сплав розе (96 °c);
  • оловянно-свинцовый (220 °c);
  • медно-цинковые (865 °c);
  • медно-серебряные (779 °c).

такой способ позволяет скреплять металлы и неметаллы между собой. в сравнении со сваркой этот способ осуществляется под действием меньших температур. но при этом прочность буден гораздо ниже.

процесс сварки

Выше описано, какие виды сварки существуют, но все они вне зависимости от типа происходят по одному и тому же процессу. Есть три основных шага, которые необходимо выполнить для создания полноценного и правильного скрепления:

  • Формирование контакта между агрегатом и изделием.
  • Образование связи, в зависимости от классификации сварки (химической или металлической).
  • Создание качественного шва.

Основные виды сварки – это ручная электродом и полуавтоматическая. С них и рекомендуется начинать обучение новичкам.

Прежде чем переходить к основному процессу, необходимо пройти подготовительные процедуры:

  • Нужно выбрать сварочную категорию для работы.
  • Подобрать соответствующее оборудование.
  • Приобрести робу и защитную маску, чтобы не получить ожог роговицы во время работы.
  • Зачистить рабочие изделия от грязи, пыли, масла и остатков лакокрасочных изделий.
  • Подготовить рабочее место, с учетом всех правил безопасности.

ФОРМИРОВАНИЕ КОНТАКТА

Вне зависимости от классификации сварки первым шагом в работе будет формирование контакта между рабочим изделием и термическим элементом. При этом необходимо материал довести до температуры кипения или плавления. На этом этапе важно не перепутать плавку железа с образованием сварочной ванны.

ОБРАЗОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ИЛИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Вторым и самым важным шагом является образование ванны. Вне зависимости от класса сварки она выглядит одинаково. Под воздействием температуры образуется практически белое пятно. От его ширины и длины и будет зависеть качество будущего шва. Сама ванна получается в результате расплавления основного металла и дополнительного материала, которым проводится работа, например – электродом.

СОЗДАНИЕ И ТИПЫ ПРОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ

При разной классификации видов сварки применяются разные способы создания монолитного скрепления. Типы швов делятся на три основные категории:

  • в зависимости от положения в пространстве они могут быть в потолочном, вертикальном, горизонтальном или в нижнем исполнении;
  • по количеству наплавленного материала они делятся на ослабленные (западающие), нормальные и усиленные;
  • по отношению к нагрузкам внешней среды – косые, лобовые, фланговые и комбинированные.

Основными характеристиками является ширина и высота создаваемого шва. Кроме этого, они бывают следующих видов в зависимости от типа соединения и разновидности сварки:

  • стыковые – применимы почти для всех типов сваривания и самые популярные за счет своих преимуществ – высокой прочности и экономичности затрачиваемых материалов;
  • нахлесточные, которые используются при точечном и контактном варении;
  • торцовые, когда элементы соединяются в виде «сэндвича» и обрабатываются по торцам;
  • угловые односторонние или двухсторонние, обеспечивающие более прочное сцепление.

Мы рассмотрели самые распространенные виды швов, так как их насчитывается около 50 видов.

В подведении итогов важно отметить, что мы рассмотрели все виды сварки, которыми пользуются на сегодняшний день мастера. Каждый из них имеет как преимущества, так и недостатки. Не все методы можно применить к одному и тому же материалу. То есть для одних металлов актуально использовать одни типы сварки, для других – другие.

Рассматривая, какая бывает сварка, необходимо учитывать, что для реализации каждого типа есть ряд условий: тип металла, помещения, КПД и так далее.

Виды электрической сварки

Электрическая сварка металла: описание процесса и виды

Существует большое количество классификаций электрической сварки. Различными критериями для них могут быть: способ разогрева свариваемых материалов, защита области сварки, уровень автоматизации и другие.

Существует большое количество классификаций электрической сварки

Дуговая электросварка

Основой способа является создание и поддержание электрической дуги. Дуга создается в области сварки при помощи группы электродов, либо одного электрода. Вторым полюсом в этом случае будет являться само свариваемое изделие.

Могут применяться плавящиеся электроды и электроды, которые не подвергаются разрушению в процессе сварки. Плавящиеся электроды имеют обмазку, которая предназначена для стабилизации существования дуги и защиты места сварки от нежелательного воздействия воздуха.

Данный способ был открыт более ста лет назад, постоянно совершенствуется, приобретая все новые и новые положительные качества.

Для создания дуги применяются источники переменного и постоянного напряжения и тока. Такими источниками являются механические генераторы, сварочные трансформаторы, инверторы. При сварке на переменном токе качество сварного шва получается несколько ниже.

Это происходит из-за изменения направления тока при переходе через ноль. Большим преимуществом этого способа является простота используемого сварочного оборудования и низкая квалификация исполнителя, что дает возможность применения в индивидуальном хозяйстве.

Для повышения качества сварных швов применяются источники постоянного тока. Это могут быть трансформаторы с выпрямителями, генераторы постоянного тока либо инверторы. При однофазной системе питания наилучший результат достигается использованием выпрямителя по мостовой схеме Гретца.

Для трехфазных трансформаторов — три параллельных полумоста по схеме Ларионова, включенных в звезду или треугольник. Для сглаживания пульсаций на выходе выпрямителей применяются различные фильтры, собранные из емкостей и индуктивностей.

В основу их расчетов положено свойство электрического тока опережать или отставать от напряжения на элементах с емкостным или индуктивным характером соответственно.

Сварка на постоянном токе может иметь прямую или обратную полярность. В первом варианте плюс источника подключается к изделию, а минус — к электроду. Плюсовая свариваемая поверхность разогревается сильнее.

Электроды расходуются меньше. Обратная полярность применяется тогда, когда требуется наложить толстый шов, либо произвести значительную наплавку для ремонта изделия, либо защитить тонкое изделие от повреждения.

Очень хорошее качество сварки получается при работе с инверторами. Принцип их работы основан на двойном преобразовании электрической энергии. Первая ступень — выпрямление сетевого переменного напряжения.

Вторая ступень – генерация переменного напряжения повышенной частоты с последующим выпрямлением. Такой способ преобразования дал возможность резко минимизировать размеры сварочного трансформатора и величину пульсаций выходного напряжения.

Кроме того, упростились регулировки тока и напряжения на выходе устройства, снизился потребляемый ток.

В качестве плавящегося электрода часто применяется сварочная проволока. Этот способ характерен для полуавтоматов и автоматов, которые работают в сфере автомобильных производств.

Проволока имеет стабилизирующее покрытие, как правило, медное. Подается в зону сварки специальными устройствами с регулируемой скоростью.

Защита от окисления в месте образования дуги осуществляется направленной струей углекислого газа.

Существует разновидность электросварки — дуговая шлаковая сварка. Дуга образуется с помощью электрода, а поддерживается шлаком, который проводит ток и разогревает свариваемые изделия до нужной температуры. Данный способ был изобретен перед войной и широко использовался при строительстве бронетехники, так как позволял сваривать изделия большой толщины с высоким качеством.

Неплавящиеся электроды из угля, вольфрама или графита применяют для сварки цветных металлов и высоколегированных сплавов. Защиту от окисления ведут подачей аргона, углекислого газа.

Плазменная электросварка

Дуга может образовываться и существовать и в промежуточном носителе, каким является водяной пар или молекулярный водород. Получается высокотемпературная плазменная сварка, даже резка.

Контактная электросварка

Данный вид сварки очень удобен для изготовления изделий из тонколистового металла: корпусов, кожухов и пр. Заготовки помещаются и зажимаются между электродами. Происходит местный разогрев металла с его последующим сплавлением. Какой способ сварки выбрать в конкретной ситуации зависит от ваших целей и возможностей.

Статья носит ознакомительный характер.
Не забывайте консультироваться со специалистами.

Описание различных технологий сварки металла и техника безопасности во время работы

Электрическая сварка металла: описание процесса и виды

Электрическая сварка — это процесс нагрева и соединения двух частей металла с использованием мощного электрического тока. Метод был изобретён профессором Эриусом Томсоном и требует использования сварочного аппарата, который освобождает ток, используемый для электросварки.

В отличие от более традиционных методов, электросварка требует минимальных навыков и понимания со стороны сварщика. Использование электросварочных аппаратов автоматизировано и требует только регулярной смазки для продолжения нормальной работы. Это делает данный метод идеальным для начинающего сварщика. Любые сплавы или два идентичных металла могут быть соединены таким образом.

Описание процесса

Во время электросварки металлические части соединяются вместе с помощью медных зажимов. Электричество проходит через соединения, нагревая и соединяя их в точке, где встречаются две металлические части. Поверхность, где металлы замыкаются и соприкасаются, сначала становится горячей, а затем излучается наружу в виде шва.

Распределение тепла регулируется путём обеспечения постоянного движения тока с использованием рычага регулирования. Это гарантирует, что оба металла станут мягкими и одновременно соединятся друг с другом.

Преимущества электрической сварки включают в себя тот факт, что этот метод не тратит лишнее топливо и обеспечивает точность в соединении деталей. Тепло не выходит далеко за точку сварки. Это делает его идеальным для изолированных проводов. Концы каждого провода можно сваривать, оставляя при этом изоляцию.

Хотя сварочные аппараты в теории могут использовать ток силы до 50 000 ампер, на самом деле они существенно безопаснее и работают с другими параметрами тока.

Это делает сварочный аппарат неспособным к электрическому удару или шоку человека при использовании электросварки. Сварка может занять от нескольких секунд до десятков минут.

Многое зависит от объёма соединяемых металлических конструкций: чем шире площадь соприкосновения, тем больше масштаб работы.

Виды электросварки

Сварочные материалы являются эффективным способом объединения металлических конструкций без использования фитингов. Сварка МИГ, ВИГ и ручная — это три типа электросварки.

Дуговая сварка — это та, которая достигается потоком дуги электричества между электродом и рабочей поверхности.

Большинство методов подразумевают использование защитного газа для обеспечения гладкости и предотвращения загрязнения в точке сварки, улучшения качества шва и стабилизации дуги электричества между обрабатываемой поверхностью и электродом.

MIG

Газовая металлическая дуговая электросварка называется МИГ. Этот метод часто используется при обработке стали. Этот процесс, по существу, предполагает плавление заполнителя на рабочую поверхность. Используя этот метод, сварщики могут выполнять более длинные сварные швы без прерывания — в сравнении с обыкновенными способами сварки здесь не требуется выполнять несколько прерываний.

Наиболее распространённым защитным газом, используемым в этом типе электросварки, является аргон или смесь аргона, содержащая кислород или диоксид углерода.

Однако и здесь есть несколько потенциальных недостатков. Во-первых, может возникнуть трудность создания дуги для начала всего процесса. Во-вторых, сварные швы, полученные этим методом, имеют предрасположенность к сильному окислению.

ВИГ

Газовая вольфрамовая дуговая электросварка называется ВИГ — это метод сварки, который часто используется при работе с магнием, алюминием, титаном, никелем и медными сплавами. Сварка ВИГ может быть выполнена с использованием заполнения или без него. Швы здесь могут быть значительно меньше, чем швы МИГ, поскольку тепло в точках сварки ВИГ лучше определяется.

Одним из недостатков такого типа сварки по сравнению с МИГ является его большая ресурсоемкость в плане затраченного времени. Зато этот тип сварки является одним из самых чистых, так как в процессе не образуется каких-либо брызг. Аргон в сочетании с гелием или водородом часто используется в качестве защитного газа для такого типа сварки.

Ручная

Один из первых способов — экранированная дуговая электросварка металлов — также упоминается как ручная сварка.

Этот метод идеально подходит для использования на мостах, металлоконструкциях, трубопроводах, тракторах.

Часто применяется для наружной сварки, поскольку природные факторы, такие, как дождь, не будут нарушать целостность шва. Ручная сварка может быть сложной и рекомендуется только для опытных сварщиков.

Электросварные фитинги — это приспособления, которые помогают соединить две части заготовок. Существуют два формата: резьбовые и сварные. Концы резьбового фитинга — резьба выполнена внутри и снаружи соединительной детали. А также фитинг имеет фаску, что облегчает выполнение электросварного шва.

Многие из этих приспособлений прикрепляются к детали с помощью двух элементов: колена и приклада. В первом варианте диаметр больше, чем во втором, а второй, как правило, совпадает со свариваемой деталью.

Электрический фитиновый полиэтилен

Эти детали позволяют увеличить электрофузию соединяемых деталей. Обычно полиэтиленовые вспомогательные соединительные детали используются для полиэтиленовых водопроводных труб, которые предназначены для систем с низким давлением.

Фитинги из HDPE устанавливаются на трубах при помощи приклада или перекрытия. Элементы удерживаются специальным держателем. Устанавливают соединение и трубку, затем нагревают, вводя в фитинг.

Примечательно, что оба варианта электросварки основаны на химическом воздействии — разрушении молекулярных цепей полимеров при температуре 170 градусов Цельсия и образовании новых в процессе упрочнения пластика.

Сцепление и электроопыление

Современные электрические технологии достигли уровня, на котором легко обойтись без громоздкого, сложного в использовании и устаревшего оборудования.

Наружная оболочка и её фитинг расплавляются, а после падения температуры создаётся новая полимерная цепь. В результате гарантируется качественная электросварка полиэтиленовых труб, которую можно безопасно использовать как для домашних систем, так и для промышленных трубопроводов.

Эти фитинги характеризуются следующими преимуществами:

  • они соединяют трубы диаметром от 20 до 400 мм;
  • соединение установлено внутри и способно выдерживать работу при высоком давлении;
  • они инертны ко всем химическим веществам и, таким образом, безопасны даже для воды;
  • выдерживают любые скачки давления.

У фитингов есть большой ассортимент – от маленького до большого диаметра. Их можно использовать даже на крупных химических заводах.

Для установки арматуры вы можете использовать трансформатор.

Как приготовить электросварку труб

  1. Подготовка: сварщик, заготовка, соединительный элемент, трансформатор в полной готовности и целостности.
  2. Труба под прямым углом.
  3. С фаской кромки детали, для точной резки.
  4. Труба проходит в фитинг и фиксирует место, где ранее отмечалось.
  5. Обезжирить части.

  6. После подключения сварочного трансформатора к источнику питания сформируйте сварное соединение.
  7. Сварочный аппарат выключен, и включён режим прогрева в течение 30 минут.
  8. Важно не перемещать какое-либо соединения или держатель! После выключения ожидайте полного охлаждения.

  9. Устройство готово для использования и дальнейшего подключения!

Электросварка в домашних условиях

Электросварка — это процесс эффективного несъемного соединения металлических деталей. Сегодня он активно используется для создания сетчатой​​ сетки, всех видов рамок, резервуаров.

Люди, обладающие соответствующими навыками, на собственном заднем дворе могут создавать навесы для крыш, ажурных заборов и других вещей, необходимых в повседневной жизни.

Вот почему многие люди обеспокоены тем, как научиться работать с электросваркой.

Рекомендации:

  1. Хорошо очищайте поверхности для сварки. Важно, чтобы на них не было ржавчины, грязи.
  2. Вставьте электрод в специальное держательное устройство для сварки и сформируйте электрическую арку. Для этого необходимо вызвать движение тока в области сварки.
  3. При электрической дуге необходимо сделать промежуток между ним и соединительной поверхностью. Следует отметить, что размер зазора не должен изменяться от трёх до пяти миллиметров. В противном случае дуга будет периодически прерываться, соответственно, это приведёт к ухудшению качества сварного шва.
  4. Стержень должен удерживаться под углом около 70 градусов. Однако это значение можно изменить, чтобы улучшить комфортность электросварки.
  5. Соблюдайте правила безопасности.

Электросварка требует соблюдения следующих правил безопасности:

  1. Должны быть эффективно изолированы провода, которые подключены к источнику питания и дуговой сварке, а также необходимо заземление корпуса сварочного аппарата. Рекомендуется использовать корпус и дополнительное электрооборудование.
  2. Рекомендуется использовать специальные силовые выключатели в блоках питания. Они во время холостого хода разрывают сварочный контур и накладывают напряжение на 12 В на держатель.
  3. Сварочные работы должны проводиться в хороших сухих перчатках и одежде. Обратите внимание, что, если вы планируете работать в ограниченном пространстве, следует побеспокоиться о подготовке матов из резины или резиновых галошах.
  4. В случае одновременного использования нескольких сварочных аппаратов их необходимо расположить так, чтобы расстояние между ними составляло не менее 0,35 м (оптимальная ширина проходов — около 0,8 м).

Следует уделять большое внимание этим правилам. Ведь электросварка — это довольно травмоопасный процесс. Но любой беды можно избежать, если внимательно изучить вопрос и ответственно подходить к делу.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.