Первые свидетельства неразъемного соединения металлических деталей относятся к глубокой древности (около 30 веков назад). Это так называемая кузнечная сварка. Долгое время огонь оставался единственным способом нагрева, необходимым для кузнечной сварки. В эпоху Возрождения появилась пайка мягким и твердым припоем.
Определение сварки
Сварка это процесс, при котором из сварных деталей получается монолитный шов. Между свариваемыми деталями образуются атомно-молекулярные связи, обеспечивающие непрерывность структуры в зоне сварного шва. Чтобы получить монолитный стык, необходимо активировать стыкуемые поверхности, т.е. чтобы привести свои молекулы в активное состояние. Следовательно, для соединения свариваемых деталей требуется энергия. Для сварки используются все известные виды энергии. Энергетическое воздействие может осуществляться нагревом (термическая активация), упругопластической деформацией (механической активацией), электронным облучением, а также другими видами энергетических воздействий. Тип, интенсивность вводимой энергии и характер ее преобразования являются основными факторами, определяющими процесс сварки.По типу используемой энергии сварочные процессы делятся на процессы с использованием тепловой энергии, процессы с использованием механической энергии и процессы с использованием термомеханической энергии.
Роботизированная сварка MIG / MAG
Процессы термической сварки
Кислородная газовая сварка, процесс 311
Источником тепловой энергии является электрическая дуга между электродом и свариваемыми деталями. Под его действием плавятся части свариваемых концов и электрод. Покрытие электрода защищает жидкий металл от окисления и легирует его. Дуговая сварка покрытым электродом (ручная электродуговая сварка), процесс 111
Сварка в среде инертного / активного защитного газа плотной плавкой электродной проволокой (сварка MIG / MAG), процесс 131 / процесс 135
В этом процессе дуга горит между бесконечной электродной проволокой (подаваемой роликом) и свариваемой деталью. Защиту ванны обеспечивает защитный газ.
Сварка в среде инертного / активного защитного газа трубчатой плавящейся электродной проволокой, процесс 132 / процесс 136
В этом процессе дуга горит между бесконечной трубчатой электродной проволокой (подаваемой роликом) и свариваемой деталью. Он состоит из металлической оболочки и сердечника, выполняющего функции электродного покрытия. При сварке без защитного газа самозащитной проволокой процесс составляет 114.
Электродуговая сварка в инертном газе неплавящимся электродом (TIG-сварка), процесс 141
Дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемой деталью. Инертный защитный газ (аргон, гелий) не вступает в реакцию и защищает шов от вредного воздействия воздуха (горение).
Подводная сварка
Сварка под флюсом, процесс 121
Электродная проволока, намотанная на специальный барабан, натягивается роликами, которые толкают ее в сторону сварочной дуги. Сварочный ток подается через контактное сопло, расположенное рядом с концом электродной проволоки, столб дуги и сварочная ванна покрыты толстым слоем флюса. Вокруг области дуги часть флюса плавится и образует ванну жидкого шлака, покрывающую поверхность сварочной ванны. Во время плавления металла и флюса выделяются газы, которые образуют защитный газовый пузырь вокруг сварочной дуги. Перемещение электродной проволоки по сварному стыку осуществляется механизированной тележкой (сварочным трактором), на которой смонтированы все механизмы аппарата для сварки под флюсом. По мере движения тележки сварочная дуга плавит новые участки основных и вспомогательных металлов.
Электрошлаковая сварка
Электрошлаковая сварка механизирована и позволяет выполнять сварку больших толщин. Сварные концы ставят на определенном расстоянии друг от друга, шов ориентируют вертикально. Подвижные медные пластины с водяным охлаждением размещаются с обеих сторон сварного шва. В образовавшемся зазоре (полученном плавлением флюса) формируется шлаковая ванна. Электрод имеет форму проволоки или ленты и вводится в сварочный зазор. В результате плавления электрода и основного металла образуется металлическая ванна. Электрический ток проходит через электрод, ванну для шлака и ванну для металла. Тепло, необходимое для плавления металла, выводится из шлаковой ванны. Он защищает жидкий металл от атмосферы.
Оборудование для кислородно-кислородной сварки
Плазменная сварка
Плазма используется как источник тепла. Плазма — это газ с высокой степенью ионизации, который вырабатывается в плазмотронах — устройствах, обеспечивающих принудительное сжатие дуги. Он горит между неплавящимся электродом (вольфрам, цирконий) и свариваемым продуктом. Плазмообразующий газ проходит через сопло, проходит через дугу и ионизируется. Холодное сопло сжимает дугу и тем самым повышает ее температуру до десятков тысяч градусов. Поток плазмы, протекающий через сопло, плавит сварные концы. Когда требуется дополнительный металл, он подается в сторону вручную или механически с помощью механизма подачи проволоки. Защитный газ защищает расплавленный металл от воздуха.
Электронно-лучевая сварка
Источником энергии в этом способе сварки является энергия электронного луча. Электронный пучок — это пучок электронов, которые испускаются катодом и ускоряются к аноду под действием системы электромагнитных линз. Электроны движутся в вакууме и, соприкасаясь с заготовкой, проникают на большую глубину в металл и, теряя скорость, преобразуют кинетическую энергию в тепловую, расплавляя материал. Сваренные образцы помещают в вакуумную камеру. Процесс подлежит автоматизации. Источник энергии имеет высокую степень концентрации и позволяет выполнять сварку большой толщины.
Лазерная сварка
Лазерный луч является источником максимальной концентрации энергии, используемой для сварки металлов путем плавления.
Преимущества этого метода сварки определяются возможностью:
- реализация метода в нормальной атмосфере без значительных потерь энергии (применение лазерной техники не обязательно связано с наличием вакуума)
- передача энергии на расстояние по оптоволокну (гибкая оптическая система)
- возможность комбинировать метод сварки с традиционными методами, такими как TIG и MIG / MAG.
Лазерная гибридная сварка
Лазер — это особый источник высокой энергии, используемый в сварочных процессах. С 1990 года лазерная сварка MIG / MAG, лазерная сварка TIG и лазерно-плазменная сварка быстро развивались. Потенциал этой комбинации заключается в увеличении проплавления сварного шва, его ширины и скорости сварки, чего трудно достичь с помощью автономного лазерного или дугового процесса. Все эти процессы гибридной лазерной дуговой сварки применимы для сварки низкоуглеродистых сталей, высокопрочных сталей, нержавеющих сталей.
Термомеханические сварочные процессы
Сварка сопротивлением
Диффузионная сварка Электрорезистивная сварка — это технологический процесс создания неразъемных соединений металлических деталей путем пропускания электрического тока для частичного нагрева и плавления точки контакта и приложения механического давления. Нагрев осуществляется по закону Джоуля-Ленца : Q = I2.Rt (J), где: Q — количество тепла (Дж); I — сварочный ток (А); t — время протекания сварочного тока (с); R — омическое сопротивление проводника ((). Основные виды контактной сварки: стыковая, точечная, роликовая, рельефная и другие.
Сварка трением
Ультразвуковая сварка
Сварка взрывом
Свариваемость
Свариваемость определяется как комплексная характеристика, отражающая пригодность металлов при определенных технологических условиях и конструктивную надежность соединений для формирования сварных изделий соответствующего назначения. Возникновение объективной необходимости определения понятия «свариваемость» и его развитие связано со второй половиной 50-х годов, когда сварка стала основным и перспективным методом изготовления ответственных металлоконструкций (сосудов высокого давления, кораблей, мостов и т. Д.). подъемно-транспортные средства и др.). Уже тогда были определены три аспекта этой концепции — металлургическая, эксплуатационная и конструкционная свариваемость.
1. Что касается пригодности металла для сварки, т.е. характеристики, дающие представление об изменении его свойств в результате сварки. Затем мы говорим о «свариваемости» материала, «металлургической свариваемости» и других. Основными факторами, влияющими в этом случае, являются химический состав, металлургический метод производства, методы литья или обработки пластической деформацией металлов, предназначенных для сварки, и термическая обработка металла перед процессом сварки.
2. С учетом технологических возможностей сварки данного металла, т.е. характеристик, показывающих влияние выбранного способа или способа сварки на свойства сварных соединений при уже выбранной надежности сварной конструкции и определенной пригодности металла. для сварки. В этом аспекте в литературе и в практике сварки можно найти такие определения, как: «технологическая свариваемость», «эксплуатационная свариваемость», «свариваемость» и т. Д. Основными факторами в данном случае являются метод сварки, дополнительный материал, параметры. режима сварки и др.
3. По конструктивной надежности сварного соединения, т.е. характеристики, показывающие влияние конструктивных особенностей на формирование сварного соединения / конструкции / для определенных условий эксплуатации, при определенной пригодности металла для сварки и определенных технологических возможностях ее реализации. В этом смысле используются такие термины, как «безопасность сварного шва», «свариваемость конструкции» и другие. Основными факторами, влияющими на свариваемость в этом случае, являются толщина и форма сварного шва, способ и форма подготовки кромок и другие.
Типы источников сварочного тока
Осуществление технологического процесса сварки осуществляется с использованием источника энергии. В методах электродуговой сварки источником энергии является источник сварочного тока. Современные источники сварочного тока используются в нескольких методах сварки. Инверторные источники питания имеют небольшие размеры и вес.
Инверторный источник тока для ручной электродуговой сварки
- Классификация по способу сварки: напряжение питания;
- источник питания;
- диапазон сварочного тока;
- продолжительность включения;
- напряжение холостого хода;
- род сварочного тока: постоянный, переменный, импульсный;
- режим управления: ручной или автоматический (программный);
- тип охлаждения: воздушное или водяное.
Источники тока для ручной электродуговой сварки.
Сварочное оборудование MIG / MAG. Они состоят из источника питания, механизма подачи проволоки, шланга, сварочной горелки.
Аппарат для сварки нерастворимым электродом в среде инертных газов (TIG-аппарат). Они состоят из источника питания, шланга и горелки.
Аппарат для сварки под флюсом. Они состоят из источника сварочного тока; сварочный трактор или головка для сварки под флюсом, установленная на сварочной колонне, в состав которой входят: механизм подачи проволоки с токовым соплом, бункер для флюса, устройство подачи и сбора флюса, панель управления.
Сварные соединения
После процесса электродуговой сварки в сварном шве формируются три характерные зоны: Металл шва, Зона термического воздействия (ЗТВ) и Основной металл. Подготовлен макросрез для мониторинга и анализа зон .
Основные виды сварных соединений: встык без снятия фаски; Лицевая сторона с односторонним или двусторонним скосом; Стык с перекрытием концов; Соединение угловое сварное.
Оставить комментарий