Как виды сварки влияют на качество технологического процесса

Физико-химические процессы сварных работ

При необходимости создать прочное соединение отдельных частей конструкции на атомном уровне, используют определённый вид сварки. Технология создания неразъёмных швов заключается в образовании атомной связи.

Чтобы обеспечить процесс соединения, выполняются два этапа работ:

  • сближение свариваемых поверхностей на такое расстояние, чтобы начали действовать силы межатомного взаимодействия. Чтобы это стало возможно, необходимо удалить жировые плёнки, окислы, слои примесных атомов, выпадающих в результате абсорбирования. Удаление этих загрязнителей и создание условий для сближения происходит при расплавлении поверхностей или пластической деформации из-за давления;
  • соединение происходит, в зависимости от вида вещества, за счёт образования одного из видов химической связи: атомной металлической, ковалентной, ионной.

С точки зрения физики, протекают процессы, не меняющие химический состав исходного материала, и являющиеся колебаниями и деформацией кристаллической решётки, кристаллизацией металла, диффузией поверхностных слоёв. Этим явлениям способствует прохождение электрического тока через вещество и плавление электродов.Сварочные работы

В результате химических реакций изменяется остав сварного шва по сравнению с исходными материалами, и образуются оксиды, шлаки.

Подходы к классификации

Эти процессы создаются различными формами энергии, которые и определяют три основных класса, разделяемые на отдельные виды сварки:

  • термический класс, который не требует давления, но для него необходим источник высокой температуры. Для получения такого тепла используют сварочную дугу, газую горелку или другой источник энергии. В зависимости от источника тепловой энергии различают такие виды: газовую, электрошлаковую, индукционную, электроннолучевую, лазерную, плазменную, дуговую;
  • механический класс, протекающий под давлением, приводящем к деформации вещества и приобретению им свойства текучести. Загрязнённые слои растекаются и образуется линия соприкосновения чистого вещества, которому ничего не мешает вступить в химическую связь. Различают такие виды сварки этого класса: холодная, трением, ультразвуковая, взрывом, вакуумным схватыванием
  • термомеханический класс соединяет давление и тепловое воздействие. Это достигается при таких способах соединения: диффузном, газопрессовом, индукционном с давлением, дуго-прессовым.

Обратить внимание! На выбор видов сварок и их применение влияют свойства свариваемых материалов, физико-технические характеристики соединяемых конструкций, организация производства.

Кроме вида используемой энергии, классифицируют сварку по виду защиты и условиям проведения работ. Некоторые виды сварочных процессов отличаются повышенной опасностью, тогда их проводят в особых условиях, например, под флюсом, в среде защитных газов. В качестве защитной среды используют активные и инертные газы. В некоторых случаях может применять смесь этих газов: аргоново-углекислая среда, аргоново-кислородная смесь.

Так же важно учитывать, что сварочные работы в некоторых случаях должны быть непрерывными. Различные производственные процессы позволяют применять автоматические и полуавтоматические сварочные автоматы, но часто эффективно и экономически выгодно использование ручной или механизированной сварки.

Виды электродуговой сварки

Учитывая разнообразие того, какие виды сварок существуют, необходимо рассмотреть самые распространённые варианты. Наиболее известной и часто используемой считается электродуговая.Схема

Электрическая дуга — это процесс протекания электрического тока в ионизированных газах. Чтобы получить устойчивой дуговой разряд, электрод накоротко замыкают на заготовку, что приводит к разогреву как самого электрода, так и свариваемого вещества. Затем отводят электрод на некоторое расстояние. В этом пространстве и ионизируется газ или пары металла. Через сильно ионизированный газ начинает протекать электрический ток, за чёт эмиссии электронов с электрода, и устанавливается электрическая дуга между ним и металлической заготовкой.

Основные способы дуговой сварки:

  • с использованием неплавящихся электродов. В этом случае сплавляются основные металлы, и в процессе не участвует присадочный материал. В качестве вещества электродов используется графит и вольфрам;
  • с применением плавящихся электродов, которые добавляют металл к основным;
  • сварка косвенной или трёхфазной дугой. Они различаются по месту расположения дуги.

Выделяют такие виды электродуговой сварки:

  • ручная, которая проводится штучными электродами покрытыми обмазкой. Может протекать под действием постоянного и переменного тока. На качество сварки в конкретном случае влияет покрытие, которое расплавляется и обволакивает место сварки облаком. Облако играет роль защиты от воздуха;
  • в среде инертного газа неплавящимся электродом. Иногда используются присадки из металлических полос, которые добавляются в качестве легирующего материала в сварной шов. Наидолее часто этот вид сварки применяют при необходиости соединить различные виды стали, медь, титан и магний, а так же тонкие листы других металлов;
  • в среде газов плавящимся непрерывным электродом. Непрерывный электрод – проволока, которая постоянно поступает в зону сварочных работ и плавящаяся под тепловым действием электрического тока. Этот способ имеет высокую производительность;
  • под флюсом и электрошлаковая. В качестве флюса применяется порошок, который является защитой и влияет на свойства сварного шва. Флюс может использоваться и при использовании присадочных деталей. В этом случае он является источником шлака;
  • под струёй плазмы из плазматрона. Источником плазмы может быть ионизированный газ между электродом и металлом.

Важно! Для сварки разнотипных металлов применяют сварку в среде газов плавящимся непрерывным электродом, для полиэтиленовых деталей – сварку с закладными деталями, для всех видов металла подходит плазменный способ.

Другие варианты организации сварочных работ

Среди механического класса сварки, можно выделить соединение взрывом и ультразвуком. Взрыв делает возможным получить сплошное соединение поверхностей разнородных металлов, их сплавов. Площадь такого соединения достаточно большая, а толщина имеет широкий диапазон – от 0,1 мм до 30 мм. Он имеет высокую производительность как временную, так и по объёмам.

Ультразвук вызывает колебания верхних слоёв вещества, что приводит к его пластификации и дальнейшей диффузии. Наиболее часто применяют для соединения полимеров.

При более детальном рассмотрении вопроса, какие виды сварки бывают, определяют, что наиболее производительным является термомеханический класс как универсальный вариант.

В этом классе, как тот, что даёт высокое качество и надёжность сварных швов, считается контактный вид. Его часто применяют за экологичность процесса.

Давление и нагрев без доведения материала до состояния плавления – диффузная сварка. Он позволят получить монолитное сварное соединение. Важно то, что с её помощью соединяются металлы с неметаллами.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*