Разные виды металлов и их соединений требуют разного подхода к процессу сваривания. Сегодня существует множество способов сварки, которые помогают осуществлять соединение даже сложных конструкций при разных условиях.

Способы сварки металлов различаются по показателям механизации труда, режимам сварки, используемым материалам и прочему. Далее мы детально рассмотрим основные виды и способы сварки металлов.

Общие сведения про сварку металлов.

Сварка – это процесс, который помогает получать прочные неразрывные соединения разных металлических деталей. Соединение может быть осуществлено в несколько способов: нагревом кромок металлоизделия, пластической деформацией или двумя этими способами сразу.

Сваривание металла может быть выполнено следующими способами:

• плавлением;
• давлением;
• при помощи термохимической реакции.

При соединении плавлением тепло получают от сварочной дуги, пламени, полученного в результате горения газа или от лучевых источников энергии. Часть металла расплавляется, они соединяются в сварочной ванне, а после остывания кристаллизуются и образуют сплошной шов.

При соединении давлением к металлам применяют сильное давление, они начинают течь, в результате чего убираются все загрязнения и происходит их надежное соединение.

Применение термохимического метода предусматривает использование как давления, так и тепла. Для придания металлам необходимой пластичности их сначала подогревают, а потом применяют давление, в результате чего происходит их соединение.

Основные способы сваривания металла.

Электродуговая сварка.

Является наиболее распространенным способом, ее можно выполнить своими руками. В данном случае дуга возникает между электродами, одним из них является металл, который соединяется.

Сначала подносят электрод и делают короткое замыкание. Это необходимо, чтобы разогреть катод. Потом электрод отводят на 3-5 мм, при этом загорается стабильная электрическая дуга.

Сварка листового металла или других заготовок выполняется покрытым электродом, это покрытие обеспечивает газовую и шлаковую защиту расплавленного металла и легирует шов.

Работа выполняется путем совершения поперечных колебательных движений, амплитуда которых будет зависеть от необходимой ширины шва. При помощи электродов может быть проведена и резка металла.

Автоматическая сварка под флюсом.

При использовании данного способа применяют электрод и флюс, толщина которого обычно составляет 5-6 см. Горение дуги получается не в атмосфере, а под расплавленным флюсом, в созданном газом пузыре. Это позволяет не разбрызгиваться металлу, шов не изменяет форму даже при использовании большого тока, когда выполняется сварка металла большой толщины.

Этот способ позволяет использовать ток до 1200 А, что в 6-8 раз больше, чем ток при сварке открытой дугой. Для работы используется открытая проволока, шов приблизительно на 60% состоит из расплавленных металлов и только на 30% – из сварочной проволоки.

Оборудование подает проволоку, перед которой сыпется флюс и равномерно распределяется по поверхности деталей. Сварка полуавтоматом от ручной механизированной сварки отличается тем, что проволока в зону сваривания подается автоматически, все остальные работы сварщик делает самостоятельно.

Этот способ обеспечивает стабильное качество шва, более высокую производительность, поэтому с его помощью часто выполняется сварка высокоуглеродистых сталей.

Электрошлаковая сварка.

В этом случае детали покрывают шлаком, температура которого больше, чем температура плавления изделия и проволоки. Это позволяет хорошо прогревать металл большой толщины, шов получается качественным, поэтому сварка толстого металла выполняется за один проход.

Основные преимущества:

• так как оборудование размещено вертикально, то легкие примеси и газ хорошо удаляются из зоны сваривания;
• шов получается высокой плотности;
• шов не трескается;
• ысокая производительность при работе с материалами большой толщины, она в 20 раз больше, чем при использовании автоматической сваркой, так часто выполняется сварка двутавровых балок;
• можно делать шов сложной формы;
• позволяет быстро и качественно выполнять работы по созданию мостов, кораблей и других конструкций, где выполняется сварка балок.

Электронно-лучевая, плазменная, диффузионная и контактная сварка.

Процесс электронно-лучевой сварки происходит за счет того, что тепло дает пучок электронов, которые и вызывают разогрев металла. Работа выполняется в вакууме, в этом случае можно создать очень маленький пучок электронов, что позволяет выполнять работу с микродеталями, а также может проводиться художественная сварка.

Плазменная сварка заключается в том, что тепло дает плазма, которая может нагреваться до очень высоких температур (20-30 тысяч градусов). Могут применяться плазмотроны прямого и косвенного действия. Первые используют для соединения металлов, а вторые – для полупроводников и диэлектриков.

Применение диффузионной сварки предусматривает то, что процесс диффузии атомов выполняется в вакууме, перед этим материалы сильно нагревают. Так как нет воздуха, то не образуется оксидная пленка, а чтобы обеспечить надежный контакт деталей, предварительно проводится их качественная металлообработка.

Для того чтобы увеличить площадь контакта, к деталям прилагают усилие сжатия порядка 10-20 МПа. Таким образом соединяют плохо совместимые материалы, этим методом эффективно проводится сварка нихрома.

Применение контактного способа сваривания предусматривает использование электрического тока, который пропускают через детали и таким образом сильно нагревают их стык, после этого их сдавливают, вследствие чего начинают работать межатомные связи. Это один из видов сваривания деталей под давлением. Данный метод высокопроизводительный, его легко механизировать и автоматизировать.

Холодное сваривание деталей и индукционный способ.

Соединять детали можно при комнатной или даже отрицательной температуре, происходит это за счет их пластического деформирования. Вследствие прикладывания большого усилия происходит разрыв оксидной пленки, получается чистый металл, который взаимодействует на уровне межатомных сил.

Для того чтобы таким образом соединить две детали, их надо хорошо зачистить от жировой и оксидной пленки, этот способ позволяет выполнять стыковые, шовные или точечные соединения.

Чаще всего его применяют, когда надо сваривать продольные швы труб, а также для наплавления резцов, долот и других инструментов.

Через детали пропускают ток, после чего выполняют их сдавливание, этот способ бесконтактный, токи концентрируются на поверхности заготовок.