Сварка плавлением

Классификация сварки

Сварка плавлением

— (термический класс сварки) сварка, осуществляемая местным сплавлением соединяемых частей без приложения давления. Классификация сварки плавлением приведена на рис.1.

Рис.1. Классификация сварки плавлением

Дуговая сварка

— сварка плавлением, при которой нагрев осуществляется электрической дугой. Имеет большое количество разновидностей.

Электрошлаковая сварка

— сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. Классифицируется по виду и количеству электродов и по колебаниям электрода.

Электронно-лучевая сварка

— сварка плавлением, при которой для нагрева используется энергия ускоренных электронов (электронного луча). Классифицируется по наличию и направлению колебаний луча.

Плазменная сварка

— сварка плавлением, при которой нагрев проводится сжатой дугой.

Световая сварка

— сварка плавлением, при которой нагрев проводится мощным световые лучом. Классифицируется по виду источника света (солнечная, лазерная, искусственными источниками света).

Газовая сварка

— сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемой с помощью горелки. Классифицируется по виду горючего газа.

Термитная сварка плавлением

— сварка плавлением, при которой нагрев металла осуществляется жидким термитным металлом, расплавляющим металл соединяемых деталей в месте образуемого сварного стыка по всему сечению и служащим одновременно и присадочным металлом.

Литейная сварка

— сварка плавлением, при которой подготовленное место заливается жидким перегретым металлом, заготовленным в отдельном от изделия контейнере.

Немного истории. Классификация

Ковка металла – первый сварочный процесс. Необходимость в ремонте металлических изделий, а также создание более совершенных деталей стало предпосылкой к освоению сварочных процессов. Так, в 1800-1802 годах была открыта электрическая дуга. С ней делали различные эксперименты. В конце концов люди научились делать сварные соединения посредством электрической дуги. На территории России активно ведется подготовка квалифицированных сварщиков, постоянно разрабатываются новые технологии, принципиально иные подходы и т.п. Ярким примером отличной теоретической и практической базы является учебный институт имени Баумана.

В настоящее время существует порядка 150 методов, по которым осуществляется сварка. Способы сварки разделяются по физическим, техническим, а также технологическим признакам. Так, по физическим показателям можно выделить три большие группы:

• Термический – это вид сварки, осуществляемой при использовании тепловой энергии. Сюда можно отнести газовую, дуговую, лазерную и др. сварку.
• Термомеханический – вид сварки, подразумевающей использование не только тепловой энергии, но и давления. Это может быть контактное, диффузионное, кузнечное соединение и т.п.
• Механический вид сварки. В таких случаях используется механическая энергия. Наиболее широко распространена холодная сварка, взрывом, трением и др.

Каждый отдельно взятый вид отличается затратами энергии, экологичностью, а также оборудованием, которое используется во время работы.

Контроль

Контроль кромок и готового соединения осуществляется силами службы технического контроля. Для контроля могут применяться различные методы, которые выявляют наличие дефектов – допускаемых или подлежащих исправлению. При невозможности исправления полученное соединение отправляют в брак.

Имеется много видов способов контроля. Одним из самых распространенных является ультразвуковой. Технологическая карта ультразвукового контроля сварных соединений:

В технологической карте УЗК сварных швов указываются такие сведения, как параметры контроля, применяемый дефектоскоп и подготовка к контролю.

Оценка готового изделия

При сваривании конструкций, не входящих в категорию ответственных, проверку качества шва можно произвести только методом визуального осмотра. Для ответственных конструкций применяются следующие способы контроля качества:

• радиационный;
• капиллярный;
• магнитный;
• ультразвуковой дефектоскопии.

Требования, предъявляемые к сварочным швам, зависят от назначения изделия. Но существует обязательное условие: твердость и прочность сварного соединения не должны быть ниже, чем у самой металлической заготовки.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Прежде чем приступить к визуальному контролю, необходимо зачистить шов от окалин и шлака, образовавшихся при сварке металла плавлением. Ширина сварного соединения по всей длине должна быть одинаковой, а поверхность иметь мелкочешуйчатую структуру. Наличие сужений, пропусков и наплывов недопустимо. Если после сварки на поверхности металла обнаруживаются трещины и поры, то такой шов необходимо отбраковывать.

Каким способом сварки плавлением воспользоваться – зависит от поставленной задачи. При частом проведении таких работ вне помещения удобней будет использовать газовую горелку с баллонами или переносной дуговой аппарат. В случаях проведении сварных работах на одном месте наилучшим вариантом станет полуавтоматический, а при массовом производстве – автоматический сварочный агрегат.

Методы стыковой сварки

Стоит учитывать, что выделяют несколько различных методов стыковой сварки. Наибольшее распространение получили:

1. Сварка оплавлением.
2. Метод сопротивления.

https://youtube.com/watch?v=RHaIWxYtUHg

Все технологии характеризуются своими определенными особенностями, которые нужно учитывать.

Стыковая сварка методом сопротивления

Распространенная стыковая сварка сопротивлением характеризуется довольно большим количеством особенностей. Они следующие:

1. Заготовки исключительно прижимают специальными губками к электродами. За счет этого обеспечивается быстрое прохождение тока через обрабатываемые материалы.
2. Применение специальных губок позволяет исключить вероятность проскальзывания деталей между используемыми электродами, через которые подается напряжение на обрабатываемые поверхности.
3. Следующий шаг заключается в подаче электрического тока. За счет этого происходит нагрев металла в обрабатываемой зоне.
4. После этого прикладывается осадок, за счет которого уменьшается наплав. Следующий шаг заключается в подаче сильного тока для максимального нагрева поверхности.

При электрическом сопротивлении можно провести обработку деталей с небольшим сечением. Максимальный показатель толщины поперечного сечения составляет 40 миллиметров. При этом формируется прочное соединение в стыке без расплавления металла.

Стыковая сварка методом оплавления

Рассматриваемая технология также получила широкое распространение. Для нагрева торцов деталей применяется специальное оборудование, которое позволяет получить качественный шов. Среди особенностей контактной сварки можно отметить следующие моменты:

1. Соединяемые элементы подводятся на небольшой скорости друг к другу.
2. На протяжении всего процесса напряжение остается неизменным.
3. За счет равномерной подачи соединяемых элементом происходит выравнивание всех микронеровностей.
4. Происходит оплавление поверхности для обеспечения максимальной площади контакта.
5. Нет необходимости в проведении тщательной подготовки поверхности.

Сварка методом оплавления

Воздействие высокой температуры приводит к появлению качественного соединения, которое характеризуется прочностью и надежностью.

Область применения ЭШС

В современном мире электрошлаковая сварка внедрена на многих предприятиях не
только нашей страны, но и в мире. Этот способ сварки применяется в тяжёлом и
энергетическом машиностроении, кораблестроении, химическом машиностроении, авиационной
промышленности.

При помощи ЭШС можно сваривать стали разных марок и классов. Это и сварка жаропрочных
сталей, и сварка
никелевых сплавов, алюминия, меди и сплавов на медной основе, сварка
титана и титановых сплавов.

Изобретение и внедрение ЭШС позволило получать изделия и заготовки любой формы
и практически любых габаритов из отливок и поковок, а также из относительно
небольших размеров проката простой формы. Разработанные способы устранения деформаций
после сварки делают возможным изготовление крупногабаритных сварных конструкций
с требуемыми размерами.

Диапазон свариваемого металла способом ЭШС составляет 20-3000 мм. Практические
результаты показали, что целесообразнее всего применение ЭШС при толщине свариваемого
металла не менее 40мм.

Электроды и защитные газы

Видов электродуговой сварки, различающихся по применяемым материалам, довольно много, но базовое различие одно: по типу электрода. Классификация здесь следующая. Сварка может быть плавящимся электродом и электродом, не расплавляющимся при работе (неплавящимся). Что это значит?

Электрод — металлический контакт, стержень, имеющий оболочку из специального состава. Прогорая, эта оболочка образует защитную газовую среду, предохраняя расплав от окисления.

Но при этом плавящийся электрод является еще и присадкой, его основной металл входит в состав сварного соединения. Электродуговая сварка неплавящимся электродом требует ввода в сварочную ванну (непосредственно в точку, где происходит реакция) дополнительной присадочной проволоки.

Каждый из них подбирается под конкретный металл и способ сварки. Кроме того, в определенных случаях применяется сварка в защитном газе (в основном для химически активных металлов). В качестве газов могут применять гелий, аргон и углекислоту.

Все эти способы диктуют свои подходы к собственно методике работы. Могут различаться виды сварочных аппаратов, виды горелок. Например, в полуавтомате для электродуговой сварки в защитной среде через сопло горелки подается одновременно и защитный газ, и присадка.

Могут использоваться различные вспомогательные материалы, такие, как флюсы, поэтому описать универсальный способ создания шва достаточно сложно. Но, тем не менее, некоторые базовые принципы присутствуют.

Режимы

Отдельных строго регламентированных параметров нет. Существует масса ГОСТов под каждый конкретный тип работ и аппаратуру. Но общие методы можно выделить через некоторые аспекты. Один из них – энергия. Электрический ток – это главный двигатель процесса. А значит, его источник или блок обладает принципиальным значением. Сам узел подачи энергии может строиться на двух различных принципах. Первый – это трансформаторный. Это уже зарекомендованный стандарт, который сейчас становится морально устаревшим. Но, плюсы очевидны, трансформатор легко заменить или починить, если он выйдет из строя. То есть, преимуществом выступает примитивность.

Второй вариант – инертный преобразователь. Более прогрессивная модель, которая сейчас ставится почти на каждое оборудование для полуавтоматической сварки на рынке. Электрическая дуга в этом методе становится значительно более стабильной. Горение поддерживается постоянно, даже если питание начинает проседать. Таким образом, уменьшается возможность внешних факторов повлиять на качество работы. Кроме того, КПД тоже возрастает. При наименьших затратах энергии выдается стабильный поток, способный полностью обеспечить нужды сварщика. Ну и последним, но не менее важным плюсом можно назвать компактность. Оборудование с инертным блоком занимает куда меньше места, проще транспортируется и храниться.

Подключать же аппаратуру нужно к источнику с разным напряжением. Все зависит от параметров устройства. По традиции для любительских нужд приобретаются небольшие модели, работающие от сети в 220В. И с одной фазой. А вот если говорить про крупное производство, то там для повышения эффективности используются иные источники. И в большинстве случаев, трехфазные.

Если разбирать режимы частично механизированной наплавки, нельзя обойти своим вниманием такой вид, как сварка в среде защитных газов. Главный критерий – универсальность

Соединения практически любых металлов легко формируются этим методом. Да и процесс можно осуществлять не только в заводском помещении со специально выверенной температурой и газовой средой, но и на свежем воздухе.

Для реализации понадобится оборудование со съемным газовым баллоном. А также с двигателем, подающими механизмами и самой кассетой, в которой хранится проволока. В большей части аппаратов всего два механизма подачи, но если подразумевается серьезная нагрузка, логично приобрести более мощный тип. В нем роликов может быть четыре, шесть и даже больше.

Это простая и доступная технология. Но громоздкий газовый баллон иногда мешает работе, если подразумевается постоянное движение от объекта. Также стоит учесть, что благодаря невысокой цене газа, этот вид еще и экономичен.

Для работ повышенной сложности принято использовать иную технологию, под флюсом. Также идеально подходит для соединения легированной стали или алюминия, для сплавов железа и никеля. Хотя и в работе с обычными соединениями показывает отличный результат. Подходит для выполнения частично механизированной наплавки различных деталей медного типа на производстве.

Флюс – это порошкообразный материал, марганец в своей основе. Он подается вместе с электродом, поэтому при проходе электрического тока происходит плавление сразу двух металлов. Полученная смесь работает гораздо лучше и эффективнее. Порошок бывает плавленым и неплавленным. Последний – стандартный, стоит дешевле, но менее результативен. А первый – это материал после сильной термической обработки, иногда смесь с керамическим происхождением в форме крошки.

Во время работы эти гранулы активно плавятся. Смешиваются с остальным шлаком и попадают в сварочную ванночку. Но при этом флюс поднимается, создает на поверхности специальный защитный слой. Он полностью предохраняет от контакта с кислородной средой. А значит, полученный шов будет до остывания защищен. И получится более крепким и качественным. Затвердевший порошок превращается в наслоение. Удалить его можно без всяких проблем скребком с молотком или иным инструментом. После пары ударов слой трескается и разваливается. Примечательно то, что остатки допустимы к повторной процедуре. Покупать в следующий раз придется меньше флюса.

И провести очистку нужно в обязательном порядке. Ведь слой визуально скрывает под собой шов. И непонятно, получился ли он на запланированном уровне качестве. Или нуждается в доработке, переделке.

Другие способы восстановления

Также популярны альтернативные методы восстановления:

1. Вибродуговая наплавка отличается от обычной электросварки тем, что электрод кроме поступательного движения совершает перпендикулярные колебания частотой 90 — 100 кол/сек. В ходе процесса металл переносится мелкими каплями в сварочную ванну небольшого размера. Этим достигается незначительная глубина проплава, высокая прочность сцепления материала электрода с металлом детали.
2. Пламенная наплавка проводится за счет нагрева основного металла и присадочной проволоки струей ионизированного газа, направляемой в рабочую зону соплом горелки.
3. Электроконтактную наплавку выполняют методом пластической деформацией после нагрева металла детали и присадочного материала импульсным током. Отличается высокой производительностью (до 150 см²/мин), незначительным термическим воздействием, малым проплавлением.

Перспективными считают способы наплавки (сварки), прошедшие экспериментальную проверку:

• электронно-лучевая;
• высокочастотным током;
• лазерная;
• пропиткой композиционных сплавов;
• взрывом;
• самораспространяющимся высокотемпературным синтезом.

Требования к качеству сварочных швов

Перечень требований, предъявляемых к сварным соединениям, определяется назначением готового изделия. Однако есть обязательные требования, в соответствии с которыми должен выполняться сварной шов. По твердости и прочности он не должен уступать металлу заготовок.

Для визуального контроля шов очищают от шлака и окалины, которые образуются при сварке плавлением. Ширина шва должна быть одинаковой по всей длине, поверхность мелкочешуйчатой. Не допускается наличие наплывов, пропусков, сужений. Если на металле есть поры или трещины шов бракуется.

Вид сварки плавлением выбирают в зависимости от решаемых задач. Когда приходится часто работать вне помещения удобней будут переносные дуговые аппараты или газовая горелка с баллонами. При работе на одном месте лучше выбрать полуавтоматический вариант, а для массового производства автоматический.

Чем лучше варить

Для правильного выбора нужного метода желательно оценить каждый из них с точки зрения потребности в данных конкретных условиях. Для этого надо сравнить возможности разных электродов и определимся с наиболее оптимальным вариантом.

Прежде всего, необходимость сварки неплавящимися (или покрытыми) стержнями возникает лишь в тех случаях, когда предстоит работать с разнородными по структуре материалами. При этом характер сварных процедур (их подготовка и само сплавление) заметно усложняется и требует значительных усилий со стороны сварщика.

Таким образом, выбор операций с неплавящимся электродом целесообразен лишь как крайний случай, когда без него невозможно решение поставленной перед сварщиком задачи.

Во всех же остальных ситуациях вполне можно обходиться достаточно простыми и дешёвыми плавящимися электродами. Тем более что данный метод с течением времени постоянно совершенствуется и позволяет получить достаточно качественный сварной шов.

Что такое сварные соединения

Обычно, чтобы получить сложную конструкцию, нужно объединить между собой отдельные элементы: детали, агрегаты, узлы. В таких объединениях участвуют разъемные или неразъемные соединения.

Неразъемными соединениями, в получении которых использовалась ручная сварка, называют сварные соединения. Как правило, таким образом скрепляют металлические изделия. Но сварные соединения применяются и для неметаллических деталей – пластмассовых, керамических или из сочетания того и другого.

Чтобы получить сварное соединение, не нужны дополнительные соединительные элементы (заклепки, накладки). Соединение здесь образуют внутренние силы системы, т. е. атомы металла двух деталей образуют между собой связи. Ионы и электроны взаимодействуют между собой, образуя металлическую связь.

Для того чтобы получить сварное соединение, недостаточно просто скрепить детали – им нужна некоторая дополнительная энергия, с помощью которой атомы преодолеют энергетический барьер. Эту энергию они получают при сварке путем термической или механической активации. Таким образом, чтобы получить сварные соединения, нужно сблизить части и приложить энергию активации.

Виды сварочного производства.

Сварочное производство делится на такие виды:

• Мелкосерийное
• Серийное
• Крупносерийное

Естественно, что первый вид не включает в себя возможность производства на промышленном предприятии, а скорее всего, сварочные работы в бытовых условиях: трубы, металлические конструкции и прочее, которые требуют некоторого количества повторений одних и тех же операций. В отличие от него, серийное производство включает в себя специальные поточные линии с несколькими рабочими местами для обеспечения сварочных работ, и, причем нередко они связаны между собой транспортными средствами. Примером такого производства является изготовление пропановых баллонов с помощью автоматической сварки под флюсом стали толщиной не более 3 миллиметров на подкладке. Крупносерийное производство представляет собой огромное промышленное изготовление одинаковых конструкций, которое в большинстве случаев автоматизировано и не требует множества сварщиков для осуществления операций по сборке конструкций.

Технология стыковой электросварки металлов

По своей сути стыковая сварка металлов является частным случаем контактной электросварки, поэтому технологически процессы и устройство аппаратов для этих обоих видов электросварки очень схожи и имеют лишь несколько техническими различиями.

Сварочный аппарат для контактной и стыковой сварки состоит из:

• силового сварочного трансформатора большой мощности;
• неподвижного электрода;
• подвижного электрода;
• механическим или электромеханическим приводом подвижного электрода;
• системы управления технологическим процессом.

Силовой сварочный трансформатор для контактной электросварки имеет свои особенности, которые заключаются в том, что, в отличие от простой электродуговой сварки, ему не требуется создавать большое напряжение на сварочных электродах для розжига и поддержания высокотемпературной плазмы сварочной дуги. Это обусловлено тем, что сам процесс обычной контактной сварки происходит в результате локального оплавления металла в месте непосредственного контакта электродов с поверхностью деталей, т. е. в месте смыкания электродов или с разницей при стыковой сварке в контакте свариваемых поверхностей торцов деталей, т. е. встык.

Поэтому силовые сварочные трансформаторы характеризуются низким выходным (вторичным) напряжением от 2 до 10 вольт, но при этом способны выдавать большие рабочие токи со значениями от одного до десятка килоАмпер.

Непосредственно сам процесс стыковой контактной сварки происходит в следующей последовательности:

• Вначале свариваемые детали закрепляют в специальных зажимах, которые, в свою очередь, являются электродами. При этом сварочный станок устроен так, что площадь контакта в таких зажимах должна быть достаточно большой по сравнению со свариваемой поверхностью торцов и поэтому, как правило, зажимы максимально повторяют и соответствуют форме поверхности свариваемых деталей, если надо круглой или плоской.
• Далее, подвижный зажим с большим усилием за счет электромеханического привода прижимает край стыка свариваемой детали к стыку детали в неподвижно закрепленном зажиме.
• После того, как детали прочно прижаты, включают сварочный трансформатор всего на несколько секунд для того, чтобы через электроды и свариваемую деталь прошел большой силы электроток, который и выделяет наибольшую теплоту в месте наименьшего контакта, т. е. на стыке деталей.

Таким образом, высокотемпературное оплавление поверхности контакта и заранее приложенное большое давление способствует прочному соединению деталей.

Различают два основных промышленных способа применения стыковой контактной электросварки, которые зависят от технологии нагрева контактной поверхности стыков деталей, а именно:

• методом сопротивления,
• методом оплавления.

Области сварочной дуги

Дуга замыкает цепь между электродом и массой. С точки зрения теории сварного дела, в сварочной дуге выделяют несколько областей:

• катодную;
• анодную;
• приэлектродную.

Катод — это «минус», источник тока (напомним, что ток образуют движущиеся электроны — отрицательные частицы). Анод соответственно — «плюс».

Анодная область отдает ионы в результате бомбардировки потоком электронов, поэтому на аноде всегда образуется так называемый кратер — вогнутое пятно, площадь которого зависит от площади электронной бомбардировки.

Электродуговые установки постоянного тока имеют фиксированные анод и катод. В аппаратах переменного тока анод с катодом постоянно меняются местами. Это вызывает нестабильность сварочной дуги, сильное разбрызгивание металла и другие неприятные факторы, а кроме того, не позволяет производить сварку определенных металлов, для которых требуется особая техника.

Основные виды сварки

Имеются различные способы сварки. Способы сварки и виды сварных соединений необходимо знать, чтобы выбирать правильное оборудование, расходные материалы и устанавливать нужные режимы. Виды сварки и их краткая характеристика должны быть тем знанием, которое позволит в результате получить качественный, красивый и прочный шов. Каждый способ обладает своими нюансами, преимуществами и недостатками.

В сварке могут использоваться нагревание или давление, а также их сочетание. В соответствии с этим виды сварки и их характеристики разделяются на две большие группы – плавлением и давлением.

Технология сварки заключается в образовании межатомной связи между металлическими изделиями и получению в результате прочного неразъемного соединения. Первая стадия процесса заключается в максимально близком приближении свариваемых элементов друг к другу.

Однако на этом этапе достаточного взаимного проникновения атомов невозможно. Это объясняется тем, что при обычной температуре не помогут даже значительные прилагаемые усилия. Этому помешает твердость материала, а также то, что даже при самой хорошей обработке контакт между деталями будет происходить не по всей поверхности, а только по нескольким точкам. К тому же прочному соединению будут препятствовать остатки на поверхностях грязи, окисел, жировых пленок.

Прочный физический контакт будет возможен только в результате применения сильного давления или расплавлением краев соединяемых металлических деталей. При этом исчезает зазор между соединяемыми деталями, и они начинают представлять собой единое целое.

Виды классификации способов сварки предполагают сварку плавлением без применения давления, термомеханическую с использованием тепловой энергии и давления и сварку давлением. Распространенный способ – это плавление соединяемых элементов.

Способы сварки металлов:

1. Ручная электродуговая.
2. Газовая.
3. Полуавтоматическая.
4. Автоматическая.
5. ТИГ сварка.
6. Электронно-лучевая.
7. Электрошлаковая.
8. Плазменная.
9. Диффузионная.
10. Контактная электрическая.
11. Стыковая контактная.
12. Шовная контактная.
13. Точечная контактная.
14. Точечная конденсатная.
15. Индукционная.

Применяемые при этом электроды бывают плавящиеся и неплавящиеся. Краткая характеристика основных видов сварки поможет выбрать наиболее подходящий способ для конкретного процесса. Все виды сварочных работ предполагают использование подходящего для них оборудования.

Также имеет свои особенности сварка разных металлов. Так, например, трудность при сваривании углеродистых сталей заключается в закалке зоны около шва, и образовании многочисленных трещин. Поэтому при сваривании изделий из таких материалов рекомендуется предварительно подогревать детали до температуры 100-300 градусов, применять многослойный шов, использовать электроды с покрытием, после окончания процесса проводит отпуск получившегося изделия до температуры 300 градусов.

Трудность при сваривании ферритовых сталей с большим содержанием хрома заключается в том, что при охлаждении существует опасность выпадения зерен карбидов хрома, что понижает стойкость по отношению к образованию коррозии. Для предотвращения этого явления следует устанавливать ток небольшого значения, чтобы можно было обеспечить более значительную скорость охлаждения. Также для выравнивания количества хрома в зернах и на границах можно после окончания сварки осуществлять отжиг.

Сварка чугунных изделий производится чугунными электродами с предварительным подогревом деталей. Диаметр чугунных электродов выбирают в диапазоне 8-25 миллиметров.

Свариваемость меди понижают примеси кислорода, водорода и свинца. Результативным является использование газовой сварки. Если применяется дуговая сварка, то электроды выбирают угольные или металлические. Сварке алюминиевых деталей препятствует наличие оксидов. Их помогает растворять использование флюсов.

Технология сварки трением

Рассматривая технологию с точки зрения физико-химических процессов, можно выделить несколько последовательных процессов:

• происходит истирание оксидного слоя в процессе соприкосновения деталей во время движения;
• область шва нагревается до температуры пластичности металла, он способен деформироваться под давлением;
• возникает единый диффузный слой в процессе проникновения молекул одной детали в другую, за счет этого образуются швы на разнородных и однородных металлах;
• формирование шовного валика вызвано выдавливанием пластичного металла за зону стыка;
• фиксация свариваемых деталей до затвердевания диффузного слоя;
• образование монолитной структуры в месте шва, проходит процесс кристаллизации, формирования металлической решетки.

При трении контактируют отдельные выступы, металл в зоне трения прогревается равномерно на небольшую глубину. После осадки деталь остывает медленно, образуя соединение по всей площади стыка.

Сущность процесса сварки плавлением

Сварка плавлением ― это способ соединения заготовок методом расплавления соприкасающихся поверхностей без сжатия. Источник энергии должен обеспечивать мощность, достаточную для плавления кромок деталей и присадочного материала. Для образования сварочной ванны, которая представляет собой смесь жидких металлов, пламя концентрируют на небольшом участке стыка. При перемещении места приложения тепловой энергии вдоль линии соединения после остывания создается сварочный шов по всей длине.

Вместе с металлом плавятся загрязнения, поэтому на поверхности ванны образуется шлак. Верхние слои нагреваются выше температуры плавления, что приводит к изменению структуры и механических характеристик шва после остывания. К достоинствам сварки плавлением относят универсальность и возможность соединения разнородных металлов.

Разновидности применяемых электродов

Качественный шов можно получить только при правильном подборе присадочного материала, поэтому на их разновидностях стоит заострить внимание. Сварочный электрод представляет собой стальной пруток, покрытый специальной обмазкой, которая плавится в процессе сварки и защищает шов от воздействия азота из воздуха

В случае сварки несгораемым электродом или газовой, обмазка не требуется, шов защищает инертный газ или пламя из горелки. Поэтому, в принципе, электрод, проволока и другой присадочный материал практически одно и то же.

Присадочный материал, из которого полностью состоит проволока, играет первостепенную роль в прочности шва. В процессе нагрева и плавления из сплавов выгорают легирующие элементы, ухудшая при этом качество соединения. Для того чтобы этого избежать, выбираются прутки из стали, которые по степени легирования равны соединяемым маркам или даже выше их. В случае если марки сплавов разные, степень легирования оценивается по максимально легированному сплаву. Избыток легирующих элементов компенсирует их выгорание.

Если марки сталей неизвестны, а также отсутствует возможность их определить, то используется специальный переходной (его ещё называют буферным) электрод или специальная присадочная проволока. Он позволяет сварить даже разнородные стали, например, такие, как нержавейка и простая чёрная низколегированная сталь, играя роль переходного материала.

Дуговая сварка с использованием защитного газа

Способ дуговой сварки разных металлов с использованием защитного газа выполняется с помощью плавящихся и неплавящихся электродов. Технология сварки такая же, как и при классической ручной дуговой сварке. Но здесь для дополнительной защиты сварочной ванны в зону сварки подается специальный защитный газ, поставляемый в баллонах.

Дело в том, что сварочная ванна легко подвержена негативному влиянию кислорода и под его воздействием шов может окислиться и получиться некачественным. Газ как раз и помогает избежать этих проблем. При его подаче в сварочную зону образуется плотное газовое облако, не дающее кислороду проникнуть в сварочную ванну.

Это интересно: Сварочные аппараты для дуговой, газовой, точечной сварки — обзор и классификация