1. Зварювання. Основні способи зварювання

Зварювання – технологічний процес утворення нероз'ємного з'єднання між матеріалами при їх нагріванні та/або пластичному деформуванні за рахунок встановлення міжмолекулярних і міжатомних зв'язків. Відомо близько 70 способів зварювання. В основу їхньої класифікації покладені дві ознаки: агрегатний стан матеріалу в зоні зварювання та вид енергії, яка використовується для утворення з'єднання. Для забезпечення зварюваності двох частин матеріалу необхідно зблизити їх настільки, щоб створити можливість для утворення міжатомних зв'язків. Це можливо в тому випадку, коли атоми двох частин матеріалу зближуються на відстань, меншу ніж 4•10^-10 м. Такі умови можна створити трьома шляхами:

• стисненням деталей без термічної обробки,

• нагріванням матеріалу до розтоплювання,

• нагріванням до пластичного станута одночасним стисненням деталей.

Стисненням без нагрівання, можна зварювати в окремих випадках лише пластичні метали: алюміній, мідь, свинецьта ін. Це так зване«холодне» зварювання. Другий спосіб застосовується для металівісплавів, які здатні переходити впластичний станпринагріванні до температур, нижчих від температури плавлення (сталь, алюміній та ін.), що дозволяє здійснювати зварювання в пластичному стані шляхом стиснення двох попередньо нагрітих частин металу. При стисненні оксидна плівка на поверхнях дотику руйнується і стає можливим взаємопроникнення (дифузія) кристалічних зереноднієї частини в зерна іншої, що забезпечує їх зварювання. З підвищеннямтемператури нагріву величина зусилля, потрібного для стиснення, зменшується.[4] Третій спосіб – зварювання плавленням, при якому стиснення деталей не потрібне. Цим способом можна зварювати всі метали і сплави, в тому числі і такі, які при нагріванні не переходять у пластичний стан, а відразу переходять в рідкий стан (чавун, бронза, литті сплави алюмінію та магнію та ін.).

1.1. Класифікація зварювальних процесів

При класифікації процесів зварювання виділяють три основних фізичних ознаки:

• форма енергії, яка вводиться в зону зварювання;

• наявність тиску;

• вид інструмента – носія енергії.

Інші ознаки умовно відносять до технічних та технологічних. За видом енергії, що вводиться у виріб основні зварювальні процеси поділяють на:

1. термічні (Т)

2. термомеханічні (ТМ)

3. термопресові (ТП)

4. механічні (М)

5. пресово-механічні (ПМ).

Форма енергії, що застосовується в джерелі енергії для зварювання (електрична, хімічна та ін.), як класифікаційна ознака не використовується, тому що вона характеризує головним чином не процес, а обладнання для зварювання. Всі відомі в данийчас процеси зварювання відбуваються за рахунок уведення двох видів енергії – термічноїтамеханічної, або їх сполучення.[2] За агрегатним станом матеріалу в зоні зварюваннявсіспособиподіляються на зварюванняплавленнямаботиском. При зварюванні плавленням характерна відсутність зовнішніх стискуючих зусиль. При зварюванні тиском обов'язковим є стискання. Класифікація зварювання металів регламентована за фізичними, технічними і технологічними озна­ками. За фізичними ознаками всі способи зварювання об'єднані в три класи:

1. термічний,

2. термомеханічний,

3. механічний.

Основою фізичних ознак класифікації є форма енергії, яка використовується для утворення зварного з'єднання. Основою технічних ознак класифікації є спосіб захисту металу в зоні зварювання, безперервність зварювання і ступінь його механізації. Технологічні ознаки класифікації встановлюються для кожного виду зварювання окремо. Наприклад,дугове зварюванняможна класифікувати за такими ознаками: видомелектрода і дуги; характером впливу дуги на основний метал; родом і полярністюзварювального струму та ін. Далі наводиться класифікація видів зварювання за фізичними ознаками, як найбільш розповсюджена.