Сварка – один из самых распространённых технологических процессов в производстве металлоконструкций. Сварочное оборудование, методы, технологии сварки постоянно развиваются и позволяют решать важнейшие производственные задачи. Объёмы производства сварных металлоконструкций в России исчисляются сотнями тысяч в год. Они присутствуют в любой отрасли промышленности, на производственных объектах, в городской черте, обеспечивают функционирование инфраструктуры транспортного комплекса. Сварные металлоконструкции способны выполнять свои функции и на земле, и под водой, в агрессивных средах, в условиях высоких температур или вечной мерзлоты.
Сварка даёт широкие возможности для реализации сложных конструктивных решений, инженерных проектов, позволяет снизить себестоимость выпуска продукции. В течение последних 15 лет освоены новые и специальные методы сварки, которые позволили внести коренные изменения в конструкцию многих машин, механизмов, узлов и агрегатов.
Об основных видах и классах сварки – в материале статьи.
Классификация сварки
Согласно государственному стандарту ГОСТ 19521-74 устанавливается три класса сварки:
- термический;
- термомеханический;
- механический.
Классы, в свою очередь, подразделяются на 25 подвидов. Каждый вид классифицируется ещё и по технологическим признакам. Так, виды сварки категорируются в зависимости от способа защиты металла в зоне сварки, непрерывности процесса и степени его механизации.
Термическая сварка
В класс термической сварки входит 11 видов.
1. Дуговая сварка
Плавление металлов происходит за счёт тепловой энергии, выделяемой при горении электрической дуги. Для её разжигания сварщик кратковременно касается электродом поверхности металла, а затем отводит его на расстояние до 5-7 мм. Чем меньше это расстояние, тем выше температура в зоне горения дуги. Дуговая сварка выполняется с помощью угольных или вольфрамовых электродов с введением присадочной проволоки в зону сварки.
2. Электрошлаковая сварка
С помощью электрошлаковой сварки соединяют крупногабаритные детали. Преимущественно, её используют в промышленности. Металлы соединяются за счёт высокой температуры, выделяемой шлаковой ванной. Т.е. происходит плавление кромок деталей за счёт нагрева шлака. С этой целью зону сварки наполняют токопроводящим флюсом, к которому подводится сварочный электрод. Разогретый шлак принимает жидкое состояние, напоминающее плазму. Электрошлаковая сварка обеспечивает самый качественный шов.
3. Электронно-лучевая сварка
Данный вид сварки считается высокотехнологичным и высокопроизводительным. Его развитие началось ещё в 1950-х годах в США и Франции. Первые сообщения об успешном применении ЭЛС на кожухах топливных элементов ядерных реакторов появились в 1957 году.
Суть электронно-лучевой сварки состоит в использовании кинетической энергии потока электронов, движущихся с высокими скоростями в вакуумной среде. Такая сварка применяется для соединения изделий из тугоплавких металлов, когда последующая термообработка затруднена или невозможна.
4. Плазменно-лучевая сварка
Сварка металлов осуществляется при помощи струи нейтрального газа: гелия, азота или аргона, который пропускается через электрическую дугу. Плазменно-лучевой сваркой также соединяют тугоплавкие металлы или режут различные материалы, включая керамику.
5. Ионно-лучевая сварка
Данная сварка используется для соединения коррозионно-стойких сталей толщиной до 5 мм. Метод отличается высокой проплавляющей способностью и эффективной защитой металла в вакууме. Поэтому его применяют даже в космосе.
6. Сварка тлеющим разрядом
Принцип сварки тлеющим разрядом – диффузия металлов за счёт индукционного нагрева поверхностей. Реакция происходит на атомарном уровне. Для нагрева поверхностей применяется электронно-лучевое или индукционное оборудование, реже используется радиационный нагрев.
7. Световая сварка
При проведении сварочных работ используется энергия мощного светового луча. В качестве его источника могут применяться газоразрядные лампы или угольная дуга. В некоторых случаях используются и ксеоновые лампы, наполненные газом под давлением 9-10 атм. При розжиге лампы дуговой разряд концентрируется, давление внутри лампы возрастает до 30 атм, образуется интенсивный источник лучистой энергии температурой до 13 000° С. Луч направляется на свариваемые поверхности, расплавляя поверхностный слой.
8. Индукционная сварка
Индукционная сварка выполняется благодаря нагреву поверхностей до температуры плавления. При пропускании через заготовки тока высокой частоты электромагнитное поле разогревает металл, поверхностный слой расплавляется, сплавы вступают в диффузию. Сварка считается высокоточной.
9. Газовая сварка
Газовая сварка – процесс соединения металлов за счёт плавления контактных поверхностей смесью кислорода и горючего газа. Преимущественно используется ацетилен, реже бутан и пропан. Такой тип сварки считается устаревшим, однако до сих пор пользуется популярностью ввиду автономности. Для сварки требуются лишь баллоны с газом и газовая горелка. Источники электрического тока не нужны. Такую сварку часто используют в полевых условиях, а также при проведении аварийно-восстановительных работ.
10. Термитная сварка
Термитной называется сварка, при которой для нагрева поверхностей применяется термит – смесь алюминия, магния и железной окалины мелкой фракции. Контактные поверхности заливаются расплавленным термитом, который предварительно воспламеняют электрической дугой или внешним запалом. Такой метод используется при необходимости наплавки отдельных элементов металлоконструкций или соединения хрупких чугунов.
11. Литейная сварка
Литейная сварка – один из самых сложных методов, который на сегодняшний день практически не применяется. Это связано и со сложностью технологического процесса, и со значительной трудоёмкостью. Процесс литейной сварки напоминает изготовление металлических отливок. Контактное место предварительно просушивается и прокаливается, а затем заливается жидким металлом, который заблаговременно подготавливается в тигле. Таким способом чаще сваривают медь, бронзу, благородные и ценные металлы.
Рекомендуем почитать
