Сварка плавления

1. Термические:

- газовая;

- термитная (промежуточным литьем);

- дуговая;

- электрошлаковая;

- электромагнитная;

- высокочастотная;

- электроннолучевая;

- лазерная;

- плазменная.

2. Термомеханические:

- контактная (точечная и роликовая);

- высокочастотная с давлением;

- печная с давлением;

- термокомпрессионная;

- диффузионная.

3. Сварка давлением. Механические:

- холодная;

- трением;

- ультразвуковая;

- взрывом;

- вакуумным схватыванием.

По виду вводимой энергии все процессы делят на: термические, термомеханические, механические. При сварке давлением сближение атомов и активация поверхностей достигаются путем совместной, пластической деформации, когда в поверхностных контактирующих слоях выравниваются микронеровности. Разрушается адсорбируемый слой и увеличивается число активных центров взаимодействия. В результате атомы активируемых поверхностей вступают во взаимодействие друг с другом и между ними образуется металлическая связь. При сварке плавлением соединение деталей осуществляется за счет частичного расплавления металлов соединяемых поверхностей. В процессе сварки кроме расплавления основного металла (рис. 1, а). За счет расплавления присадочного материала (рис. б), который заполняет зазор между соединяющими поверхностями. Этот расплавленный металл образует общий объем - сваренную ванную. При этом достигается разрушение окисных пленок, покрывавших поверхности и металлы сближаются на расстояние, при котором возникают механические связи. При охлаждении происходит кристаллизация этого объема и образование сварного шва. При этом получают литую структуру. Электрическая сварка плавлением подразделяется на дуговую, осуществляемую за счет энергии дугового разряда. И электрошлаковую, когда нагрев идет за счет прохождения тока через расплавленный флюз (шлаковую ванну). Электроннолучевую, когда энергия получается за счет интенсивной бомбардировки основного металла, быстродвижущимися элементами в вакууме. Сварку лазером, где источником нагрева является световой луч. При сварке давлением энергия выделяется за счет приложения к свариваемым деталям. Усилие осадки без или с протеканием электрического тока в контакте.

Способы сварки плавлением

Дуговая сварка

При дуговой сварке источником нагрева служит электрическая дуга, которая возникает между свариваемым основным металлом и одним или двумя электродами. Когда дуга горит между металлом и электродом (рис. 2, а), для нагрева расходуется теплота, выделяющаяся на анодном и катодном пятнах, расположенных на торце электрода и на основном металле под ним. Способ называется сварной дугой прямого действия. Если на электрод подается минус, а на изделие плюс- сварка идет на прямой полярности (ПП). Если полюса поменять то сварка будет идти на обратной полярности (ОП). Если дуга горит между двумя электродами, а нагрев основного металла идет за счет теплоты, выделившейся в столбе дуги (рис. 2, б), то сварка идет косвенной дугой. Существует дуга комбинированного действия (рис. 2, в). В этом случае электроды и изделия подключаются к трехфазной сети. При исследовании дуги прямого действия используется угольный или металлический электрод. При сварке не плавящимся электродам необходима присадка проволоки или плавящегося электрода. Сварочной дугой называют стационарный электрический разряд в газах, между находящимся под напряжением электродом и изделием. Сварочная дуга характеризуется высоким давлением, температурой и большим током в зоне разряда. В обычных условиях газы не проводят ток. Процесс начинается когда в газе разделяются электроны и ионы, образуя заряженные частицы. Процесс называется ионизацией. Процесс зажигания дуги начинается с короткого замыкания электрода на изделие. Ток короткого замыкания мгновенно расплавляет металл в месте соприкосновения и образуется жидкая перемычка. При отводе электрода металл растягивается, перегорает и его температура достигает температуры кипения. Поры металла ионизируются, возникает дуга (рис. 3). Дуга горит между стержнем электрода -1 и основным металлом- 6. Стержень электрода плавится и капли стекают в сварочную ванну. Вместе с электродом плавится покрытие- 2, образуя газовую или электрошлаковую защиту- 3, вокруг дуги и сварочной ванны, изолируя их от воздействия атмосферы. По мере движения дуги по стрелке происходит кристаллизация сварочной ванны и образование шва- 4, с образованием на поверхности шлаковой кори- 5.

В зависимости от зависимого расположения свариваемых элементов существуют различные типы сварных соединений (рис. 4). Наиболее распространенные из них стыковые (а), нахлесточные (б), тавровые (в), угловые (г) по отбортовке или торцевые (д), наиболее экономически выгодными являются стыковые. Чтобы обеспечить полное проплавление и хорошее качество сварки необходимо подготовить кромки свариваемых заготовок. Подготовка кромок заключается в очистке места сварки от окисных пленок, жира и прочих загрязнений в образовании угла раскрытия или скоса кромок, величины притупления и зазора между кромками. Раскрытие кромок и зазор необходимы для обеспечения провара всего сечения. Конструктивные элементы подготовки кромок регламентируются ГОСТ 5264. В зависимости от расположения поперечной и продольной оси шва (рис. 5), различают сварку в нижнем положении (а), вертикальном (б), горизонтальном (в), и в потолочном положении (г). Наиболее удобна сварка в нижнем положении.