Види зварювання – підходи в класифікації

Фізико-хімічні процеси зварних робіт

При необхідності створити міцне з’єднання окремих частин конструкції на атомному рівні, використовують певний вид зварювання. Технологія створення нероз’ємних швів полягає в освіті атомної зв’язку.

Щоб забезпечити процес з’єднання, виконуються два етапи робіт:

  • зближення зварювальних поверхонь на таку відстань, щоб почали діяти сили міжатомної взаємодії. Щоб це стало можливо, необхідно видалити жирові плівки, оксиди, шари домішкових атомів, що випадають в результаті абсорбування. Видалення цих забруднювачів і створення умов для зближення відбувається при розплавленні поверхонь або пластичної деформації через тиск;
  • з’єднання відбувається, в залежності від виду речовини, за рахунок утворення одного з видів хімічного зв’язку: атомної металевої, ковалентного, іонної.

З точки зору фізики, протікають процеси, що не міняють хімічний склад вихідного матеріалу, і є коливаннями і деформацією кристалічної решітки, кристалізацією металу, дифузією поверхневих шарів. Цим явищам сприяє проходження електричного струму через речовину і плавлення електродів.

В результаті хімічних реакцій змінюється залишати зварного шва в порівнянні з вихідними матеріалами, і утворюються оксиди, шлаки.

Підходи до класифікації

Ці процеси створюються різними формами енергії, які і визначають три основні класи, що розділяються на окремі види зварювання:

  • термічний клас, який не вимагає тиску, але для нього необхідне джерело високої температури. Для отримання такого тепла використовують зварювальну дугу, газую пальник або інше джерело енергії. Залежно від джерела теплової енергії розрізняють такі види: газову, електрошлакового, індукційну, електронно-променеву, лазерну, плазмову, дугову;
  • механічний клас, що протікає під тиском, що приводить до деформації речовини і придбання їм властивості плинності. Забруднені шари розтікаються і утворюється лінія зіткнення чистого речовини, якому нічого не заважає вступити в хімічну зв’язок. Розрізняють такі види зварювання цього класу: холодна, тертям, ультразвукова, вибухом, вакуумним схоплюванням
  • термомеханічний клас з’єднує тиск і тепловий вплив. Це досягається при таких способах з’єднання: дифузному, газопрессовая, індукційному з тиском, дуг-пресовим.

Звернути увагу! На вибір видів сварок і їх застосування впливають властивості зварювальних матеріалів, фізико-технічні характеристики з’єднуються конструкцій, організація виробництва.

Крім виду використовуваної енергії, класифікують зварювання по виду захисту та умов проведення робіт. Деякі види зварювальних процесів відрізняються підвищеною небезпекою, тоді їх проводять в особливих умовах, наприклад, під флюсом, в середовищі захисних газів. Як захисне середовище використовують активні і інертні гази. У деяких випадках може застосовувати суміш цих газів: аргонно-вуглекисла среда, аргонно-киснева суміш.

Так само важливо враховувати, що зварювальні роботи в деяких випадках повинні бути безперервними. Різні виробничі процеси дозволяють застосовувати автоматичні і напівавтоматичні зварювальні автомати, але часто ефективно і економічно вигідне використання ручної або механізованої зварювання.

Види зварки

З огляду на різноманітність того, які види сварок існують, необхідно розглянути найпоширеніші варіанти. Найбільш відомою і часто респонденти користуються послугами вважається електродугова.

Електрична дуга – це процес протікання електричного струму в іонізованих газах. Щоб отримати стійкою дугового розряд, електрод накоротко замикають на заготовку, що призводить до розігріву як самого електрода, так і зварюваного речовини. Потім відводять електрод на деяку відстань. У цьому просторі і іонізується газ або пари металу. Через сильно іонізований газ починає протікати електричний струм, за чет емісії електронів з електрода, і встановлюється електрична дуга між ним і металевої заготівлею.

Основні способи дугового зварювання:

  • з використанням неплавких електродів. В цьому випадку сплавляються основні метали, і в процесі не бере присадний матеріал. Як речовина електродів використовується графіт і вольфрам;
  • із застосуванням плавких електродів, які додають метал до основних;
  • зварювання непрямою або трифазної дугою. Вони розрізняються за місцем розташування дуги.

Виділяють такі види зварки:

  • ручна, яка проводиться штучними електродами покритими обмазкой. Може протікати під дією постійного і змінного струму. На якість зварювання в конкретному випадку впливає покриття, яке розплавляється і обволікає місце зварювання хмарою. Хмара грає роль захисту від повітря;
  • в середовищі інертного газу, що не плавиться електродом. Іноді використовуються присадки з металевих смуг, які додаються в якості легуючого матеріалу в зварений шов. Наідолее часто цей вид зварювання застосовують при необходіості з’єднати різні види сталі, мідь, титан і магній, а так само тонкі листи інших металів;
  • в середовищі газів плавиться безперервним електродом. Безперервний електрод – дріт, яка постійно надходить в зону зварювальних робіт і плавиться під тепловою дією електричного струму. Цей спосіб має високу продуктивність;
  • під флюсом і електрошлакове. Як флюс застосовується порошок, який є захистом і впливає на властивості зварного шва. Флюс може використовуватися і при використанні присадних деталей. В цьому випадку він є джерелом шлаку;
  • під струменем плазми з плазматрона. Джерелом плазми може бути іонізований газ між електродом і металом.

Важливо! Для зварювання різнотипних металів застосовують зварювання в середовищі газів плавиться безперервним електродом, для поліетиленових деталей – зварювання з закладними деталями, для всіх видів металу підходить плазмовий спосіб.

Інші варіанти організації зварювальних робіт

Серед механічного класу зварювання, можна виділити з’єднання вибухом і ультразвуком. Вибух уможливлює отримати суцільне з’єднання поверхонь різнорідних металів, їх сплавів. Площа такого з’єднання досить велика, а товщина має широкий діапазон – від 0,1 мм до 30 мм. Він має високу продуктивність як тимчасову, так і за обсягами.

Ультразвук викликає коливання верхніх шарів речовини, що призводить до його пластифікації і подальшої дифузії. Найбільш часто застосовують для з’єднання полімерів.

При більш детальному розгляді питання, які види зварювання бувають, визначають, що найбільш продуктивним є термомеханічний клас як універсальний варіант.

В цьому класі, як той, що дає високу якість і надійність зварних швів, вважається контактний вид. Його часто застосовують за екологічність процесу.

Тиск і нагрів без доведення матеріалу до стану плавлення – дифузна зварювання. Він дозволять отримати монолітне зварене з’єднання. Важливим є те, що з її допомогою з’єднуються метали з неметалами.

Ссылка на основную публикацию