top
top

Азбука сварки

 Общие сведения о сварке

     Что такое сварка?

     Сварочная дуга и как возникает дуга?

     Для чего нужен защитный газ?

 Сварка MIG/MAG

     Общие сведения

     Оборудование для сварки методом MIG/MAG

     Методы сварки MIG/MAG

 Сварка TIG

    Общие сведения

    Оборудование для сварки методом ТIG

    Методы сварки TIG

 Ручная дуговая сварка ММА

    Общие сведения

    Оборудование для сварки методом MМА

    Электроды для ручной дуговой сварки

 Пайка MIG

 Роботизированная сварка

 Другие методы сварки

   Лазерная сварка

   Дуговая сварка под флюсом

   Плазменная сварка

   Точечная сварка

   Сварка трением

   Сварка взрывом

 Практические советы

   Как выбрать сварочный аппарат

 

 Общие сведения о сварке

Что такое сварка?

 Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения каких-либо твердых материалов путем их местного плавления или пластического деформирования, в результате чего образуются прочные связи между атомами свариваемых материалов.

Сварка металлов подразделяется на различные виды по физическим, техническим и технологическим признакам.

 Классификация сварки металлов по физическим признакам

Классификация по физическим признакам осуществляется в зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения. В результате сварочные процессы подразделяются на три класса:

— термический;

— термомеханический;

— механический.

К термическому классу относятся такие разновидности сварки, которые осуществляются плавлением с использованием тепловой энергии: дуговая, электронно-лучевая, электрошлаковая, плазменная, ионно-лучевая, световая, сварка тлеющим разрядом, индукционная, термитная, газовая и литейная.

К термическому классу сварки относятся такие ее виды, которые производятся как с использованием тепловой энергии, так и с использованием давления. Сюда относятся: контактная сварка, индукционно-прессовая, диффузионная, газопрессовая, термокомпрессионная, дугопрессовая, шла-копрессовая, печная и термитно-прессовая.

К механическому классу сварки относятся разновидности, осуществляемые с использованием механической энергии и давления: холодная, ультразвуковая, взрывом, трением и магнитно-импульсная.

Классификация сварки металлов по техническим признакам

К техническим признакам относят следующее:

— способ защиты металла в зоне сварки;

— степень непрерывности процесса сварки;

— степень механизации процесса.

С точки зрения способа защиты металла различают сварку в воздухе, вакууме, различных защитных газах, под флюсом, по флюсу, в пене, с комбинированной защитой.

В качестве защитных применяют газы активные (например, углекислый газ, азот, водород, водяной пар, смеси активных газов), инертные газы (гелий, аргон, смеси аргона с гелием), а также различные смеси активных и инертных газов.

По непрерывности процесса сварки различают непрерывные и прерывистые виды; по степени механизации различают ручные, механизированные, автоматизированные и автоматические виды сварки.

Технологические признаки установлены ГОСТ 19521-74 для каждого способа сварки отдельно.

 

Сварочная дуга и как возникает дуга?

 Сварочная дуга — это мощный устойчивый электрический разряд в газовой среде между двумя электродами, или между электродами и изделием.

Электрическим разрядом называется прохождение электрического тока (т. е. направленное движение заряженных частиц) через газовую среду. Различают несколько видов такого разряда: искровой, дуговой, тлеющий ит. д., которые отличаются длительностью, силой тока, напряжением и другими характеристиками.

Сварочные дуги классифицируются по ряду признаков:

принципу действия

     — дуга прямого действия;

     — косвенного действия;

     — комбинированного действия;

роду тока

      — дуга постоянного тока;

      — дуга переменного тока;

длительности горения

      — стационарная дуга,

      — импульсная дуга;

полярности постоянного тока

     — прямой полярности;

     — обратной полярности;

степени сжатия

     — свободная дуга;

     — сжатая дуга;

виду среды, в которой происходит горение дуги

     — открытая дуга;

     — закрытая дуга;

     — дуга в среде защитных газов;

виду применяемого электрода

      — дуга с плавящимся электродом;

      — неплавящимся электродом;

виду статической вольтамперной характеристики

     — дуга с жесткой характеристикой;

     — дуга с падающей характеристикой;

     — дуга с возрастающей характеристикой;

длине дуги

     — короткая;

     — нормальная;

     — длинная;

 

Дуга может возникать либо в случае пробоя газа (воздуха), либо в результате соприкосновения электродов с последующим их отведением на расстояние нескольких миллиметров.

Первый способ (пробой воздуха) возможен только при больших напряжениях, например, при напряжении 1000 В и зазоре между электродами в 1 мм. Такой способ возбуждения дуги обычно не применяется из-за опасности высокого напряжения.

При питании дуги током высокого напряжения (более 3000 В) и высокой частоты (150-250 кГц) можно получить пробой воздуха при зазоре между электродом и деталью до 10 мм. Такой способ зажигания дуги менее опасен для сварщика и его нередко используют. (Для этого в сварочную цепь необходимо включить осциллятор.)

Второй способ зажигания дуги требует разности потенциалов между электродом и изделием 40-60 В, поэтому применяется чаще всего.

Когда электрод соприкасается с изделием, создается замкнутая сварочная цепь. В момент, когда электрод отводится от изделия, электроды, которые находятся на нагретом от короткого замыкания катодном пятне, отрываются от атомов и электростатическим притяжением двигаются к аноду, образуя электрическую дугу. Дуга быстро стабилизируется (в течение микросекунды). Электроны, которые выходят с катодного пятна, ионизируют газовый промежуток и в нем появляется также полный ток.

Скорость зажигания дуги зависит от характеристик источника питания, от силы тока в момент соприкосновения электрода с изделием, от времени их соприкосновения, от состава газового промежутка.

Чем меньше потенциал ионизации вещества между электродами (или между электродом и изделием), тем быстрее и в большем количестве возникнут ионы и тем быстрее произойдет переход от электронной дуги к электронно-ионной.

На скорость возбуждения дуги влияет, в первую очередь, величина сварочного тока. Чем больше величина тока (при одном и том же диаметре электрода), тем большим становится величина сечения катодного пятна и тем большим будет электродный ток в начале зажигания дуги. Большой электронный ток вызовет быструю ионизацию и переход к устойчивому дуговому разряду.

При уменьшении диаметра электрода (т. е. при увеличении плотности тока) время перехода к устойчивому дуговому разряду еще больше сокращается.

На скорость зажигания дуги влияют также полярность и род тока. При постоянном токе и обратной полярности (т. е. плюс источника тока подключается к электроду) скорость возбуждения дуги выше, чем при переменном токе.

Повторные зажигания сварочной дуги после ее угасания из-за коротких замыканий каплями электродного металла будут возникать самопроизвольно, если температура торца электрода будет достаточно высокой.

 

Для чего нужен защитный газ?

 Защитный газ часто играет важную роль в обеспечении производительности и качества сварки. Как следует из его названия, защитный газ защищает затвердевающий расплавленный сварной шов от окисления, а также от содержащихся в воздухе примесей и влаги, которые могут ослабить коррозионную стойкость шва, привести к образованию пор и снизить прочность шва, изменив геометрические характеристики сварного соединения. Кроме того, защитный газ охлаждает сварочный пистолет.

Защитный газ может быть инертным или активным. Инертный газ не вступает ни в какие реакции с расплавленным металлом шва, тогда как активный газ принимает участие в процессе сварки, стабилизируя дугу и обеспечивая равномерный перенос материала в сварной шов. Инертный газ используется при сварке методом MIG (дуговая сварка металлическим электродом в среде инертного газа), а активный газ - при сварке MAG (дуговая сварка металлическим электродом в среде активного газа).

В качестве примера инертного газа можно назвать аргон, который не реагирует с расплавленным металлом шва. Это защитный газ, наиболее широко используемый при сварке методом TIG. Однако углекислый газ и кислород реагируют с расплавленным металлом шва, как и смесь углекислого газа и аргона.

Аргон (Ar) - это инертный защитный газ, не вступающий в реакции с заготовкой. Он не вызывает окисления и не влияет на химический состав сварного шва. Это защитный газ, наиболее широко используемый при сварке методом TIG.

Гелий (He) - также инертный защитный газ. Гелий и смеси гелия с аргоном используются при сварке методами TIG и MIG. Гелий обеспечивает лучшее проплавление кромок и более высокую скорость сварки по сравнению с аргоном.

Углекислый газ (CO2) и кислород (O2) - активные газы, используемые в качестве так называемого окисляющего компонента для стабилизации дуги и для обеспечения равномерного переноса материала при сварке методом MAG. Доля этих газообразных компонентов в составе защитного газа определяется типом стали.

 

 Сварка MIG/MAG

Общие сведения

MIG/MAG - Metal Inert/Active Gas - дуговая сварка плавящимся металлическим электродом (проволокой) в среде инертного/активного газа с автоматической подачей присадочной проволоки. Это полуавтоматическая сварка в среде защитного газа - наиболее универсальный и распространенный в промышленности метод сварки. Иногда этот метод сварки обозначают GMA (Gas Metal Arc) или GMAW (Gas Metal Arc Welding). Применение термина «полуавтоматическая» не вполне корректно, поскольку речь идет об автоматизации только подачи присадочной проволоки, а сам метод MIG/MAG с успехом применяется при автоматизированной и роботизированной сварке. Словосочетание «в углекислом газе», к которому привыкли многие специалисты, умышленно упущено, так как при этом методе все чаще используются многокомпонентные газовые смеси, в состав которых помимо углекислого газа могут входить аргон, кислород, гелий, азот и другие газы.

В зависимости от свариваемого металла и его толщины в качестве защитных газов используют инертные, активные газы или их смеси. В силу физических особенностей стабильность дуги и ее технологические свойства выше при использовании постоянного тока обратной полярности. При использовании постоянного тока прямой полярности количество расплавляемого электродного металла увеличивается на 25 - 30%, но резко снижается стабильность дуги и повышаются потери металла на разбрызгивание. Применение переменного тока невозможно из-за нестабильного горения дуги.

Плюсы и минусы метода MIG/MAG

Сварка MIG-MAG (c газом)

+ Высокая производительность

+ Отсутствие шлака

+ Малое количество дыма

 

 Наличие газового баллона

- Ограниченное использование на открытом воздухе

 

В настоящее время методы сварки MIG/MAG используются в сварочном производстве почти повсеместно. Наиболее крупными пользователями являются тяжелая и средняя промышленность, например, судостроительные предприятия, производители стальных конструкций, трубопроводов и сосудов высокого давления, а также предприятия, занимающиеся ремонтом и техническим обслуживанием.

Сварка MIG/MAG широко используется также в производстве изделий из листового металла, особенно в автомобильной промышленности, в кузовных цехах и на мелких предприятиях. Для любительской сварки и сварки в домашних условиях тоже чаще всего используется аппарат для сварки методом MIG или MAG.

 

Оборудование для сварки методом MIG/MAG

 Оборудование для сварки методами MIG и MAG, как правило, состоит из источника питания, устройства подачи проволоки, заземляющего кабеля, сварочного пистолета, дополнительного блока жидкостного охлаждения и баллона с защитным газом или устройства для подсоединения к газораспределительной сети.

Устройство подачи проволоки предназначено для подачи необходимой для сварки присадочной проволоки из бунта в сварочный пистолет.

Кроме того, устройство подачи проволоки обеспечивает возможность включения и выключения источника питания, а также, при использовании электронного источника питания, возможность регулирования напряжения, подаваемого от источника питания. Поэтому источник питания соединен с устройством подачи проволоки кабелем управления. Помимо этого, устройство подачи проволоки регулирует расход защитного газа. Необходимый для сварки защитный газ поступает из газового баллона или из газораспределительной сети.

Сварочный пистолет в процессе сварки нагревается, поэтому для него должно быть предусмотрено газовое или жидкостное охлаждение. В сварочных пистолетах с газовым охлаждением защитный газ, поступающий в пистолет по сварочному кабелю, одновременно играет роль охладителя пистолета. Для пистолетов с жидкостным охлаждением требуется отдельный блок жидкостного охлаждения, обеспечивающий рециркуляцию охлаждающей жидкости, поступающей по сварочному кабелю в пистолет.

При сварке методами MIG/MAG инструментом сварщика является сварочный пистолет. Он используется для подвода к заготовке присадочной проволоки, защитного газа и необходимого сварочного тока. Наиболее важными проблемами при сварке методами MIG/MAG являются положение сварного шва, угол наклона сварочного пистолета, длина свободного конца проволоки, скорость сварки и форма сварочной ванны.

Зажигание дуги производится с помощью триггера, входящего в конструкцию пистолета, после чего пистолет перемещается с постоянной скоростью вдоль разделанных кромок шва. Необходимо вести наблюдение за формированием расплавленного шва. Положение сварочного пистолета и его расстояние до заготовки должны оставаться постоянными.

Особенно важно, чтобы сварщик постоянно был сосредоточен на управлении формированием расплавленного шва. Если сварщик на минуту отвлекся, увеличивается риск образования дефектов сварного шва. В таких случаях рекомендуется на минуту прервать сварку, а затем возобновить её.

 

Методы сварки MIG/MAG

Синергетическая сварка MIG/MAG

 Сущность синергетики сводится к упрощенной процедуре настройке и оптимизации параметров режима сварки. Синергетическая регулировка по одной шкале, означает, что скорость подачи проволоки связана с напряжением и, возможно, с другими параметрами. Это облегчает определение значений параметров сварки, т.к. для регулировки мощности нужна только одна шкала.

Легкость регулировки основана на предварительно заданных синергетических кривых, которые сохраняются в пульте управления сварочной машины. В синергетических кривых может учитываться также ориентировочная толщина материала, что дополнительно облегчает регулировку параметров сварки.


Импульсная сварка

При импульсной сварке источник тока выдает импульсы сварочного тока таким образом, чтобы обеспечить подачу присадочного металла в углубление по одной капле. Максимальный ток импульса достаточно велик, чтобы вбросить материал в углубление, тогда как более низкий базовый ток поддерживает сварочную ванну и конец сварочной проволоки в расплавленном состоянии. Импульсный режим требует использования нескольких взаимозависимых параметров сварки.

Импульсный метод используется, главным образом, при сварке алюминия и нержавеющих сталей. Кроме того, этим методом часто сваривают никелевые и медные компаунды.

Самым большим преимуществом импульсной сварки является отсутствие брызг металла в сварном шве и его хороший внешний вид. При сварке импульсным методом алюминия и нержавеющих сталей снижается пористость. Импульсный метод облегчает сварку никелевых компаундов и других материалов, плохо поддающихся свариванию.
Импульсную сварку можно выполнять на универсальных сварочных машинах.

 

 Сварка TIG

Общие сведения

 Сварка методом TIG - наиболее распространенный способ сварки, применяющийся для изготовления сварных конструкций из алюминиевых сплавов ответственного назначения. Основным преимуществом процесса дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа является отсутствие шлаковых включений, возможность работы на малых токах дуги (от 5 А), возможность сварки тонких листов, высокая устойчивость горения дуги во всем диапазоне токов, технологичность процесса.

 При сварке TIG дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым изделием. При этом отсутствует перенос расплавленного металла через дуговой промежуток, что облегчает условия горения дуги и обусловливает её высокую стабильность, исключает разбрызгивание расплавленного металла, сокращает потери на испарение и улучшает качество сварного шва за счёт ограничения взаимодействия расплавленного металла с газами столба дуги.

 Сварка TIG на переменном токе открывается возможность разрушить и устранить оксидный слой при помощи носителей заряда в электрической дуге. Для этого подходят только ионы, поскольку электроны из-за своей малой массы не обладают достаточной для такого процесса кинетической энергией.

Когда отрицательный полюс находится на электроде, электроны перемещаются от электрода к изделию, а остаточные ионы - от изделия к электроду. При такой полярности очищающий эффект невозможен. При обратной полярности более тяжёлые ионы возвращаются на поверхность изделия. При этом за счёт своей высокой кинетической энергии они могут разрушить и устранить оксидный слой на поверхности изделия.

Наиболее важными областями применения метода TIG являются сварка трубопроводов и труб. Однако этот метод используется во многих отраслях промышленности, таких как самолетостроение, авиакосмическая промышленность и производство изделий из листового металла; этим методом сваривают особо тонкие материалы и такие специальные материалы, как титан.

Плюсы и минусы метода TIG

+ Аккуратный сварной шов

+ Отсутствие брызг

+ Сварка деталей небольшой толщины

+ Лучше управление параматрами дуги

 

 Большие требования к опыту оператора

 Низкая производительность

 Наличие газового баллона

 

Оборудование для сварки методом ТIG

 Оборудование для сварки методом TIG состоит из источника питания, заземляющего кабеля, сварочной горелки и баллона с защитным газом или устройства для подсоединения к газораспределительной сети. В машине имеется также блок жидкостного охлаждения. Устройство подачи проволоки не требуется, т.к. присадочный материал подается вручную

Питание дуги осуществляется переменным током от источников с падающими внешними характеристиками. Существует справедливое мнение, что сварку TIG необходимо производить на штыковых или крутопадающих внешних вольт-амперных характеристиках. Это обусловлено тем, что в указанном случае минимален пусковой бросок тока, что резко улучшает свойства сварного соединения. Переменный ток дуги при сварке алюминия обеспечивает разрушение окисной пленки. Для повышения стабильности горения электрической дуги и эффективного разрушения окисной пленки, кроме падающей внешней характеристики источника и постоянной работы осциллятора используют дополнительную индуктивность (дроссель) в цепи дуги (обеспечивает дополнительную ЭДС самоиндукции и не позволяет погаснуть электрической дуге). Осцилляторы выполняют две функции - бесконтактное зажигание электрической дуги и стабилизацию сварочного тока в момент прохождения через ноль специальными стабилизаторами, синхронизированными со сварочным током и включенными, как правило, параллельно электрической дуге. Последние устройства обычно совмещают с осцилляторами. Электрическая дуга горит между изделием и неплавящимся вольфрамовым электродом. Для повышения стабильности горения электрической дуги рекомендуется тщательно затачивать конец вольфрамового электрода. Симметричность тока обеспечивает равную проплавляющую и очищающую способность электрической дуги. Это самый простой и распространенный способ сварки TIG.

Сварочная горелка TIG является основным рабочим инструментом сварщика, в котором закреплён неплавящийся электрод; через горелку подаётся сварочный ток и защитный газ. В настоящее время выпускается большое количество различных горелок:

  с газовым и водяным охлаждением,

  с подачей защитного газа через диффузор или через газовую линзу (обеспечивает более стабильный ламинарный поток защитного газа),

  с регулировкой или без регулировки тока сварки,

  с жёсткой или гибкой головкой.

 

Методы сварки TIG

Сварка на переменном или постоянном токе

 Методы сварки TIG классифицируются в соответствии с характером сварочного тока: сварка TIG может выполняться на постоянном токе (DC) или на переменном токе (AC). Источники питания, используемые для сварки TIG, пригодны для работы как на переменном, так и на постоянном токе, или только для работы на постоянном токе. Сварка на постоянном токе является типовым методом сварки самых разнообразных металлов. Однако при сварке алюминия необходимо использовать переменный ток.

Метод сварки TIG с использованием смешанного тока (постоянного и переменного) называют методом MIX TIG. Этот метод особенно полезен в тех случаях, когда свариваются друг с другом материалы различной прочности.


Импульсная сварка TIG

 При импульсной сварке TIG источник питания выдает импульсы сварочного тока, что позволяет уменьшить термическое влияние на свариваемый материал. Это целесообразно в основном при сварке материалов малой толщины, для которых подвод тепла при сварке TIG слишком велик. Кроме того, импульсная сварка облегчает управление сварочной ванной и улучшает проплавление.

 

 Ручная дуговая сварка

Общие сведения

 MMA - это метод сварки, при котором сварочным электродом служит присадочный пруток, закрепленный в электрододержателе. Дуга горит между прутком и заготовкой.

Дуговая сварка – наиболее распространенный технологический процесс получения неразрывных соединений с использованием электрической дуги. Его суть основана на физических процессах, при которых тепло электрического разряда расплавляет участок свариваемых деталей. При этом создается так называемая сварочная ванна, в которой металл какое-то время остается в расплавленном состоянии, а затем застывает, образуя надежное соединение. Необходимую для поддержания процесса энергию дает аппарат дуговой сварки.

Дуговая сварка может производиться как переменным, так и постоянным током, для чего аппарат дуговой сварки снабжается специальным выпрямителем. Кроме типа разряда, дуговая сварка отличается по свойствам применяемых электродов, способами защиты активной зоны сварки от влияния окружающей среды, а самое главное, степенью автоматизации процесса. При этом различают автоматическую и полуавтоматическую дуговую сварку, однако наибольшее распространение получила ручная дуговая сварка, или, как чаще говорят, – ручная сварка.

При ручной дуговой сварке используется так называемая открытая дуга. В этом случае визуальное наблюдение за процессом дуговой сварки, во избежание поражения глаз, производится через специальные защитные стекла. Ручная сварка открытой дугой – наиболее распространенный тип дуговой сварки вообще.

Источником энергии при ручной дуговой сварке являются либо сварочные трансформаторы, либо более совершенные сварочные инверторы. Преимуществом сварочных трансформаторов является длительный цикл работы, возможность использования значительных токов и высокая надежность, что оставляет такой тип ручной сварки популярным, несмотря на значительный вес самого аппарата дуговой сварки.

Для того чтобы иметь возможность ручной дуговой сварки постоянным током, применяются специальные выпрямители, обеспечивающие работу с любым типом электродов.

Сварочные инверторы значительно облегчают условия ручной сварки и, кроме того,  повышают ее качество. Микропроцессорное управление работой сварочного инвертора позволяет автоматически выбирать оптимальный режим дуговой сварки, а сами подобные аппараты выпускаются как в однофазном, так и трехфазном исполнении, что гарантирует возможность ручной дуговой сварки в любых условиях.

 

Оборудование для сварки методом MМА

 Для сварки методом MMA требуется источник питания, заземляющий кабель и сварочный кабель, оснащенный электрододержателем. Защитный газ не используется, т.к. сварочный электрод может быть также покрыт материалом, образующим защитный газ и шлак поверх сварочной ванны. Многие машины для сварки TIG пригодны также для выполнения сварки методом MMA.

В настоящее время имеются инверторные источники питания небольших размеров, еще увеличивающие мобильность оборудования и возможности выполнения сварки в труднодоступных местах. Источник питания может быть, например, подсоединен к генератору с помощью длинных подводящих кабелей, что позволяет установить сварочную машину рядом с заготовкой. Самые маленькие источники питания, существующие в настоящее время, имеют вес всего лишь 5 кг (10 фунтов).

Сварка MMA довольно популярна у любителей, т.к. для её выполнения требуются только источник питания и прутки из присадочного металла. Защитный газ не нужен, а оборудование, как правило, работает на токе от обычной квартирной розетки.

 

Электроды для ручной дуговой сварки

 Ручная дуговая сварка осуществляется плавящимся электродом, покрытым специальной обмазкой Металлический стержень электрода включается в цепь сварочного тока для подвода его к дуге и при сварке расплавляется, выполняя роль присадочного металла. Для того чтобы процесс ручной дуговой сварки проходил наиболее эффективно, сочетая высокую производительность труда с хорошим качеством выполненной работы, при сварке электродом должны обеспечиваться: спокойное устойчивое горение дуги, равномерное расплавление стержня и покрытия, надежная защита жидкого металла и равномерное покрытие ванны шлаком, легкое удаление шлака после затвердевания, удобство выполнения швов в требуемых положениях, отсутствие токсичности и др.

Покрытие электрода должно быть достаточно прочным и не осыпаться при транспортировке и сварке.

В соответствии с ГОСТ 2246—70 она разделяется на группы в зависимости от химического состава:' низкоуглеродистая, легированная и высоколегированная. Марки проволоки имеют условное обозначение, например Св-08ГА; первые две буквы означают, что эта проволока сварочная, следующие за ними цифры и буквы характеризуют содержание различных элементов в металле проволоки — первые две цифры — выраженная в сотых долях процента массовая доля углерода, в данной марке она равна 0,08 %. Буква Г указывает на содержание в проволоке марганца, в данном слу« чае 0,8—1,1 %, а буква А—на изготовление ее из высококачественной стали с уменьшенным содержанием вредных примесей (серы и фосфора). Если в конце марки стоят две буквы А (Св-08АА), то значит, что вредных примесей еще меньше.

Наиболее распространена для изготовления электродов, предназначенных для сварки низкоуглеродистой и низколегированной стали, низкоуглеродистая проволока.

 

Пайка MIG

 На стандартном оборудовании для MIG-MAG сварки возможно выполнять соединение изделий из сплавов железа (как низкоуглеродистых, так и нержавеющих сталей) между собой или с медными сплавами. Для этого необходимо использовать специальную сварочную проволоку из бронзы с добавками алюминия или кремния. Поскольку температура ее плавления значительно ниже чем у стали, то свариваемые детали не расплавляются. То есть процесс фактически является пайкой. Но прочность соединений и скорость сопоставимы со сваркой.

Характерно, что при этом удается соединить, например, оцинкованные железные детали практически без выгорания цинкового покрытия. Это крайне важно как для сохранения здоровья сварщиков, так и для сохранения антикоррозионного покрытия на изделиях.

Необходимым условием MIG-MAG пайки является применение сварочных смесей c дозированной добавкой углекислоты (CORGON 2) или кислорода. Выбор типа защитной смеси и состава сварочной проволоки зависит от материалов соединяемых изделий. Режимы работы сварочного аппарата для MIG-MAG пайки значительно отличаются от режимов сварки.

 

Роботизированная сварка

 

 Другие методы сварки

Лазерная сварка

 Принцип лазерной сварки прост: лазерный луч, испускаемый лазером на диоксиде углерода или NdYAG-лазером, направляется на заготовку с целью сваривания её частей. Для предотвращения окисления свариваемого материала, а также для защиты оптических частей сварочной машины используется защитный газ. Лазерный луч обеспечивает высокую концентрацию энергии (до 10^8 Вт/см2), благодаря возможности его фокусировки в точку диаметром в несколько микрометров. Такая концентрация значительно выше чем, к примеру, у дуги. Сравнимой концентрацией энергии обладает электронный луч (до 10^б Вт/см2). Однако электронно-лучевая сварка осуществляется лишь в вакуумных камерах - это необходимо для устойчивого проведения процесса, лазерная же сварка не требует вакуума, что упрощает и убыстряет тех. процессы. Процесс лазерной сварки осуществляется либо на воздухе, либо в среде защитных газов: Аr, Не, СО2 и др. Лазерный луч, так же как и электронный легко отклоняется, транспортируется с помощью оптической системы.

Для сварки металлов используются твердотельные и газовые лазеры как периодического, так и непрерывного действия.

Благодаря высокой концентрации энергии лазерного излучения в процессе сварки обеспечивается малый объем расплавленного металла, незначительные размеры пятна нагрева, высокие скорости нагрева и охлаждения металла шва и околошовной зоны. Эти особенности теплового воздействия предопределяют минимальные деформации сварных конструкций, специфику физико-химических и металлургических процессов в металле шва, высокую технологическую и конструкционную прочность сварных соединений. Лазерная сварка осуществляется в широком диапазоне режимов, обеспечивающих высокопроизводительный процесс соединения различных материалов толщиной от нескольких микрометров до десятков миллиметров.

 

Дуговая сварка под флюсом

 Наиболее широко распространен процесс при использовании одного электрода — однодуговая сварка. Сварочная дуга горит между голой электродной проволокой и изделием, находящимся под слоем флюса. В расплавленном флюсе газами и парами флюса и расплавленного металла образуется полость — газовый пузырь, в котором существует сварочная дуга. Давление газов в газовом пузыре составляет 7— 9 г/см2, но в сочетании с механическим давлением, создаваемым дугой, его достаточно для оттеснения жидкого металла из-под дуги, что улучшает теплопередачу от нее к основному металлу. При сварке под флюсом, повышение силы сварочного тока увеличивает механическое давление дуги и глубину проплавления основного металла. Кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны приводит к образованию сварного шва. Затвердевший флюс образует шлаковую корку на поверхности шва. Расплавленный флюс, образуя пузырь и покрывая поверхность сварочной ванны, эффективно защищает расплавленный металл от взаимодействий с воздухом. Металлургические взаимодействия между расплавленным металлом и шлаком способствуют получению металла шва с требуемым химическим составом. В отличие от ручной дуговой сварки металлическим электродом при сварке под флюсом, так же как и при сварке в защитных газах токоподвод к электродной проволоке осуществляется на небольшом расстоянии (вылет электрода) от дуги (до 70 мм). Это позволяет без перегрева электрода использовать повышенные сварочные токи (до 2000 А). Плотность сварочного тока достигает 200—250 А/мм2, в то время как при ручной дуговой сварке не превышает 15 А/мм2. В результате повышается глубина проплавления основного металла и скорость расплавления электродной проволоки, т. е. достигается высокая производительность процесса. Сварку под флюсом можно осуществлять переменным и постоянным током. В зависимости от способа перемещения дуги относительно изделия сварка выполняется автоматически и полуавтоматически. При автоматической сварке подача электродной проволоки в дугу и перемещение ее осуществляется специальными механизмами. При полуавтоматической сварке дугу перемещает сварщик вручную.

 

Плазменная сварка

 Питание дуги при плазменной сварке, как правило, осуществляется переменным или постоянным током прямой полярности (минус на электроде). Возбуждают дугу с помощью осциллятора. Для облегчения возбуждения дуги прямого действия используют дежурную дугу, горящую между электродом и соплом горелки. Для питания плазмообразующей дуги требуются источники сварочного тока с рабочим напряжением до 120 В, а в некоторых случаях и более высоким. Для питания плазматрона, используемого для плазменной резки, оптимально напряжение холостого хода источника питания до 300 В.

С помощью плазменной сварки можно сваривать практически все металлы в нижнем и вертикальном положениях. В качестве плазмообразующего газа используют аргон или гелий, которые также могут выступать в качестве защитных газов.

К преимуществам плазменной сварки относятся высокая производительность, малая чувствительность к колебаниям длины дуги, устранение включений вольфрама в металле шва. Без скоса кромок можно сваривать металл толщиной до 15 мм с образованием провара специфической формы. Это объясняется образованием сквозного отверстия в основном металле, через которое плазменная струя выходит на обратную сторону изделия. Расплавляемый в передней части сварочной ванны металл давлением плазмы перемещается вдоль стенок сварочной ванны в ее хвостовую часть, где кристаллизуется, образуя шов. По существу, процесс плазменной сварки представляет собой прорезание изделия с заваркой места резки.

Плазменной струей можно сваривать стыковые и угловые швы. Стыковые соединения на металле толщиной до 2 мм можно сваривать с отбортовкой кромок, при толщине свыше 10 мм рекомендуется делать скос кромок. В случае необходимости используют дополнительный металл. Для сварки металла толщиной до 1 мм успешно используют микроплазменную сварку струей косвенного действия, в которой сила сварочного тока равна 0,1—10 А.

 

Точечная сварка

 Свое название точечная сварка получила от вида сварного соединения, которое похоже на "точку". Точечная сварка используется преимущественно для соединения листов металла небольшой толщины — до 5—6 мм. Соединяемые детали зажимаются между электродами, имеющими форму усеченных конусов с диаметром рабочей поверхности 4—12 мм, и через них пропускается ток. Полученное соединение так называемая сварная «точка» — по характеру напоминает заклепку, диаметр соединения соответствует диаметру торца электрода и обычно равен 4—10 мм. Для соединения деталей больших размеров можно поставить любое количество таких точек, обеспечивающее достаточную прочность. Точечная сварка широко используется в производстве автомобилей, самолетов, различных приборов, аппаратов и машин, металлической посуды и т. д. Машины для точечной сварки наиболее распространены и отличаются высокой производительностью, выполняя до нескольких сотен сварных точек в минуту.

 

Сварка трением

 Сварка трением использует нагрев металла при трении. При сварке трением в основном сваривают детали круглого сечения. Детали закрепляются в зажимах машины для сварки трением, прижимаются друг к другу под усилием и приводятся во вращение с относительной скоростью 700— 6000 об/мин. Вращение может быть как одной детали так и двух сразу. Торцы стержней, при сварке трением, быстро разогреваются, после чего следует быстрая осадка. Способ находится еще в начальной стадии развития, но уже широко используется в производстве сварного металлорежущего инструмента для соединения режущей части с державкой. Сваркой трением легко свариваются разнородные металлы, тугоплавкие металлы.

 

Сварка взрывом

 Сварка взрывом - сравнительно новый перспективный технологический процесс, позволяющий получать биметаллические заготовки и изделия практически неограниченных размеров из разнообразных металлов и сплавов, в том числе тех, сварка которых другими способами затруднена.

В современных процессах металлообработки взрывом применяют заряды ВВ массой от нескольких граммов до сотен килограммов. Большая часть энергии, выделяющейся при взрыве, излучается в окружающую среду в виде ударных волн, сейсмических возмущений, разлета осколков. Воздушная ударная волна - наиболее опасный поражающий фактор взрыва. Поэтому сварку взрывом производят на полигонах (открытых и подземных), удаленных на значительные расстояния от жилых и промышленных объектов, и во взрывных камерах.

Соударение метаемой пластины и основания сопровождается пластической деформацией, вызывающей местный нагрев поверхностных слоев металла. В результате деформации и нагрева развиваются физический контакт, активация свариваемых поверхностей и образуются соединения.

 

 Практические советы

Как выбрать сварочный аппарат

 Перед покупкой вам необходимо ответить на ряд вопросов:

- К какой сети вы подключите сварку?

- Какой металл вы хотите варить?

- Какой толщины этот металл?

- Как долго по времени будет длиться ваша работа?

- Должен ли аппарат быть мобильным?

 

Для домашнего использования лучше покупать аппарат однофазного питания, то есть такой, который сможет работать от обычной бытовой розетки с напряжением 220—240 В., но можно купить и универсальный аппарат, работающий от 220/380 В.

Тип сварочного аппарата напрямую зависит от металла, с которым вам предстоит работать. Если вам нужно варить чугун или цветные металлы, то без аппарата постоянного тока вам не обойтись никак. Если же вас интересует ровность шва, то выбирайте полуавтомат. Для простого чёрного металла можно обойтись простым сварочным трансформатором.

От толщины металла так же зависит выбор, так как чем толще металл, тем выше должна быть мощность и сила тока. Если толщина свариваемого металла не превышает 3 мм, то инвертор с максимальной силой тока 120 А с задачей справится на отлично. Металл толщиной 4-5 мм при сваривании электродом 4 мм потребует силы тока 160 А. При сваривании металла толщиной 5-10 мм, выбирайте сварочный инвертор с максимальной силой тока от 180 А и выше.

К сожалению, однозначного совета по подбору сварки по толщине металла дать невозможно, ведь это зависит не только от самой толщины, но и от качества металла, от положения, в котором происходит сварка, от формы кромок и так далее. Чем пытаться разобраться с этим в теории, проще купить аппарат с плавной регулировкой силы тока, и подобрать такой показатель, при котором дуга будет работать стабильно.

Примерно посчитайте, как долго будет длиться ваша работа со сварочным аппаратом: это может быть один час в день, может быть пять часов с перерывами, или три часа без перерыва. Чем дольше вы будете варить, не давая аппарату отдохнуть, тем больше запас мощности должен быть у него. На самом деле, при абсолютно равных параметрах двух аппаратов, тот, у которого обмотка медная, будет работать дольше, чем тот, у которого обмотка алюминиевая, так как при одинаковых нагрузках первый будет меньше нагреваться.

Ну и последнее — вес и размеры. Тут вы сами сможете разобраться, ведь если вы знаете, что сварочный аппарат вы постоянно будете возить то домой, то в гараж, то на дачу, то вы уже должны примерно знать, какого веса и размеров должен быть сварочный аппарат.

 
top top top

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Tatarstan.Net - все сайты Татарстана
Продажа инверторного сварочного оборудования - Республика Татарстан (Набережные Челны, Нижнекамск, Казань) и Удмуртская республика.
2010-2012 гг.