Спеціальні способи зварювання плавленням

Електронно-променеве зварювання – полягає у використанні для нагрівання і плавлення металу кінетичної енергії електронів, сфокусованих у промінь та прискорених електричним полем з високою різницею потенціалів. Переваги: висока концентрація енергії і можливість одержання вузької і глибокої зони проплавлення, площа якої в десятки разів менше, ніж при дуговому зварюванню, можливість використання вакуумного захисту і поліпшення властивостей металу шва в результаті вакуумного переплаву, скорочення механічної і термічної обробки,. Недоліки: складність зварювального устаткування та необхідність висококваліфікованих кадрів. Використовується в енергетичному та транспортному машинобудуванні, при виготовленні аерокосмічної техніки,авіаційних двигунів та агрегатів, виробів електронної техніки, тепловиділяючих елементів атомних станцій тощо.

Лазерне зварювання – зварювання, під час якого нагрівання та плавлення з’єднувальних заготовок здійснюють когерентним променем монохроматичного світла. Для нагрівання матеріалів при зварюванні, паянні та інших технологічних процесах можна використовувати енергію світлових променів. Джерелами можуть бути сонце, вугільна дуга, різні лампи тощо. Головна особливість лазерного випромінювання є висока концентрація енергії, яка перевищує за цим показником всі інші джерела енергії. Створене обладнання забезпечує широке застосування лазерних технологій від медицини до транспортного машинобудування і важкої промисловості. Енергетичні характеристики променя легко регулюються, процес лазерної обробки легко управляється та автоматизується. Та використання такої зварки потребує висококваліфікованих спеціалістів в цій області, та велика затрата ресурсів.

П лазмове зварювання – електродугове зварювання, під час якого стовп дуги або частина стовпа стискується потоком газу або магнітним полем, у результаті чого газовий струмінь дуги нагрівається до високих температур, іонізується і набуває властивостей плазми. Плазма – високоіонізований газ. Технологічні можливості плазмового струменя, що обумовлені високою концентрацією енергії та широким інтервалом регулювання теплової потужності, сприяють його використанню для зварювання, різання, наплавлення, напилювання, поверхневого зміцнення, плазмово-механічної обробки. Таке зварювання застосовують при виготовленні деталей із нержавіючих сталей, титану, нікелевих сплавів, молібдену, вольфраму тощо в авіаційній та електронній промисловості, суднобудуванні, нафтохімічному машинобудуванні, інших галузях[2].

Підводне дугове зварювання – це дугове зварювання, під час якого зварювані ділянки або повністю заготівки знаходяться під водою, а зона зварювання захищається газом, який подобається або виділяється зі зварювальних матеріалів. Підводне зварювання може виконуватися так званим «сухим» та «мокрим» способами. Найбільше застосування знайшли спеціальні трубчасті електроди. В Україні накопичено значний досвід підводних робіт із використанням зварювання та різання. За допомогою підводного механізованого зварювання відремонтовано підводні переходи трубопроводів, гідротехнічні споруди, проведено реконструкцію глибоководних водо відбірників тощо. Тому проведення таких робіт є актуальним і сьогодні.

Магнітокероване зварювання – це зварювання електричною дугою, яка поступально або коливально рухається під дією зовнішнього магнітного поля з утворенням з’єднання плавленням або нагріванням та подальшим стисненням з’єднуваних поверхонь. Це зварювання дозволяє керувати формою і розмірами зварювальної ванни, переносом електродного металу та процесом кристалізації металу шва. Машини мають уніфіковані вузли, що дозволяє їх швидко переналагоджувати для виготовлення різних виробів. Зварювальна дуга живиться від випрямляча або перетворювача з крутоспадною зовнішньою характеристикою. Осадка здійснюється пневмогідравлічним пристроєм.

Д угове зварювання в контрольованій атмосфері та у вакуумі – це зварювання, здійснюване в камері, заповненій газом певного складу. Дугове зварювання металів звичайно виконуються з газовим, шлаковим захистом дуги і зварювальної ванни. Збудження дуги у вакуумі можливе різними способами. Використовують коротке замикання збуджуваного електрода з катодом і випаровування матеріалу катода в місці зіткнення при протіканні електричного струму, збудження осцилятором електричного розряду в газі, невелика порція якого подається в розрядний проміжок тощо. Для живлення дуги застосовують зварювальні випрямлячі, захист яких від перенапруги при гасінні дуги забезпечується увімкненням паралельно дузі конденсатора. Дослідження і досвід дугового зварювання у вакуумі показують, що воно має широкі можливості і перспективу розвитку.

Зварювання та споріднені технології в космосі потрібні для великогабаритних заселених космічних систем, станцій та баз, розрахованих на тривалу роботу людей. Для створення таких об’єктів необхідно застосувати технології з’єднання різноманітних космічних конструкційних матеріалів, таких, як алюміній, титан, магній, їх сплави, високолеговані та жароміцні сталі, електротехнічні та нові матеріали тощо. Є дещо, що впливає на роботу техніки: невагомість, космічний вакуум, існування різких світло-тіньових границь, підвищена агрегатність космічного середовища, Тому існування мікрогравітації призводить до різких змін характеру протікання фізичних процесів у рідких і газових середовищах та багатофазних системах, що мають рідку, тверду, та газову фазу. І завдяки Є.О.Патону була створена та в 1969 р. випробувана на космічному кораблі «Союз-6» перша автоматична зварювальна установка «Вулкан». Вона передбачала використання в космосі зварювання електричною дугою низького тиску плавким електродом, стиснутого дугою низького тиску з порожнім катодом та електронним променем.