Сварка металла

В машиностроении для получения сложных по конфигурации заготовок в ряде случаев используют, когда это экономически оправдано, такие способы, как соединение простых по форме исходных материалов таким образом, чтобы образовалась одна сложная деталь, когда обратный процесс разделения на исходные части стал бы невозможен без разрушения полученного изделия.

К таким «соединительным технологиям» относят сварку.

Сварка - процесс получения неразъемного соединения деталей машин, других конструкций при их нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого в результате установления межатомных связей в месте их соединения.

Сваривают заготовки из металлов, керамических материалов (материалы на основе глин с добавками), пластмасс (материалы на основе природных или синтетических полимеров), стекла и др.

Существуют способы сварки, при которых материал в месте соединения расплавляется (дуговая, газовая, плазменная, лазерная и др.) или деформируется без нагрева (холодная, взрывом и др.). По способу защиты материала от окисления бывает сварка под флюсом, в защитных газах и др.; по степени механизации - ручная, полуавтоматическая и автоматическая.

Сущность дуговой сварки металлическим электродом заключается в том, что сварочный электрод (в виде - электропроводной проволоки со специальным защитным покрытием - обмазкой) зажимают в электродержатель (рукоятка для удерживания электрода) и подсоединяют его к одному из полюсов источника тока, а свариваемое изделие присоединяют к другому полюсу. Сварщик концом электрода прикасается к свариваемому изделию (зажигание дуги), создает короткое замыкание, возникает электрическая дуга, которая плавит электрод (если электрод металлический, плавящийся) и металл свариваемого изделия. По мере смещения электрода и, следовательно, продвижения дуги вдоль соединения образуется из расплавленных материалов изделия и электрода сварочный шов в виде валика.

Для стабилизации дуги, защиты металла от окисления применяют, как уже указывалось, электроды с обмазкой, включающей специальные компоненты.

При автоматической электросварке процесс происходит с использованием «голой», необмазанной проволоки, без участия человека, при этом по мере продвижения электрода вдоль сварочного шва и зону дуги непрерывно подсыпается флюс, и горение дуги происходит под частично расплавленным флюсом.

Для повышения качества сварки ее проводят в искусственной защитной атмосфере, например, в среде аргона.

Распространена также газовая сварка, при которой для местного расплавления свариваемых изделий используется теплота сгорания смеси горючего газа (например, ацетилена) с кислородом.

В последние десятилетия находят применение новые методы сварки, например, сварка электронным лучом в вакууме. Суть метода в том, что поверхность бомбардируется быстродвижущимися электронами (115-165 тыс. км/с в зависимости от величины ускоряющего напряжения) и высоком вакууме - кинетическая энергия электронов почти без потерь преобразуется в тепловую. При перемещении детали под подвижным или неподвижным электронным лучом образуется сварной шов. Этот метод используется для сварки тугоплавких металлов (например, вольфрама), или соединения металлов с неметаллами, для получения микропрорезей и др.

Метод применяется в таких высокотехнологичных отраслях; как атомная энергетика, ракетостроение, в радиоэлектронной промышленности и др.

Для каждого способа сварки необходимо соответствующее оборудование.

Для ручной дуговой сварки необходимы источник питания дуги, электродержатель, гибкие провода и маска (щиток) для защиты лица от излучения, искр и брызг. При сварке сварщик может отходить от источника питания на расстояние до 50 м, но при большом удалении увеличивается потеря напряжения в проводах.

Сварочная дуга может работать на постоянном и переменном токе. Переменным током дугу питают от сварочного трансформатора, постоянным - от сварочных выпрямителей или сварочных генераторов. Сварочные генераторы обычно имеют привод от электродвигателя (такой генератор называется сварочным преобразователем) или от двигателя внутреннего сгорания (сварочный агрегат}. Их обычно используют в условиях, где нет электросетей.

Технические характеристики указанного оборудования всегда содержат данные о величине потребляемой мощности и величине сварочного тока (в амперах).