Что такое сварка? - Определение | Виды сварки

Что такое сварка?

Сварка — это производственный процесс, в котором используется тепло, давление или и то, и другое для сплавления двух или более деталей вместе с образованием соединения по мере охлаждения деталей. Сварка обычно используется с металлами и термопластами, но также может использоваться с деревом. Готовое сварное соединение можно назвать сваркой.

Некоторые материалы требуют использования специальных процессов и методов. Некоторые из них считаются «несвариваемыми». Этот термин обычно не встречается в словарях, но полезен и описателен в технике.

Соединяемая деталь называется основным материалом. Материалы, которые добавляются для образования соединения, называются наполнителями или расходными материалами. По форме этих материалов их можно назвать подложками или трубками, порошковыми проволоками, плавящимися электродами (для дуговой сварки) и т.д.

Расходные материалы обычно выбирают близкими по составу к основному металлу, поэтому они образуют однородный шов, но бывают случаи, например, при сварке хрупкого чугуна, где используются присадки самого разного состава и поэтому свойства сильно различаются. Эти сварные швы называются разнородными сварными швами.

Готовое сварное соединение иногда называют сваркой.

Определение сварки

Сварка — это производственный процесс, при котором две или более деталей сплавляются вместе с помощью тепла, давления или того и другого вместе, образуя соединение по мере охлаждения деталей. Сварка обычно используется для металлов и термопластов, но также может использоваться для дерева. Готовое сварное соединение может называться сварным соединением.

Как работает сварка?

Сварка осуществляется путем соединения двух материалов без использования клея. В отличие от пайки и пайки, при которых используются клеи с низкой температурой плавления, при сварке две детали соединяются напрямую.

Большая часть сварки, которая выполняется сегодня, делится на одну из двух категорий:дуговая сварка и сварка горелкой.

Дуговая сварка использует электрическую дугу для расплавления рабочего материала и присадочного металла (иногда называемого сварочным стержнем) до сварных соединений. Дуговая сварка предполагает подключение заземляющего провода к сварочному материалу или другим металлическим поверхностям.

Другая проволока, называемая выводом электрода, помещается в свариваемый материал. Электрическая дуга возникает, когда провод удаляется от материала. Это немного похоже на искру, которую вы получаете, когда снимаете соединительный кабель с автомобильного аккумулятора. Дуга расплавляет заготовку вместе с присадочным материалом, который помогает соединить детали вместе.

Заполнение наполнителем сварного шва требует твердой руки и внимания к деталям. По мере плавления стержня сварщик должен непрерывно подавать присадку в соединение небольшими равномерными возвратно-поступательными движениями. Именно эти движения придают шву уникальный вид. Перемещение дуги слишком быстро или слишком медленно, слишком близко или слишком далеко от материала может привести к плохому сварному шву.

Примерами дуговой сварки являются дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (SMAW или дуговая сварка), дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (более известная как сварка металлическим электродом в среде инертного газа или MIG) и дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (часто называемая TIG или сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа).

Каждый из этих трех распространенных методов имеет свои сильные и слабые стороны. Например, дуговая сварка дешева и проста в освоении. Кроме того, он медленнее и менее гибок, чем другие методы. И наоборот, сварка TIG сложна в освоении и требует сложных сварочных установок. Тем не менее, сварка TIG обеспечивает высокое качество сварных швов и позволяет сваривать материалы, которые иначе не могут быть сварены.

Газовая сварка представляет собой еще один распространенный метод сварки. В этом процессе обычно используется кислородно-ацетиленовая горелка для расплавления заготовки и сварочного стержня. Сварщик управляет горелкой и стержнем одновременно, что дает вам более точный контроль над сваркой. Сварка горелкой стала менее распространенной в промышленности, но по-прежнему часто используется для ремонтных работ, а также в скульптурах.

Виды сварки

Существует четыре основных вида сварки. MIG – дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW), TIG – дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW), электродуговая сварка металлическим электродом (SMAW) и дуговая сварка с флюсовой проволокой (FCAW). Здесь мы углубимся в каждый тип сварки.

1. СВАРКА МИГ ИЛИ GMAW

Сварка MIG — один из самых распространенных видов сварки, который следует освоить новичкам. Сварка MIG используется в автомобильной промышленности для ремонта выхлопных газов автомобилей и строительства домов и зданий. Дуговая сварка, в которой используется непрерывная проволока, называемая электродом. Он также использует защитный газ, который проходит через сварочный пистолет и защищает его от загрязнения.

Сварка MIG на самом деле представляет собой два разных типа сварки. В первом используется неизолированный провод, а во втором — флюсовые сердечники. Неизолированная проволока MIG может использоваться для соединения тонких металлических полос. Сварку MIG с флюсовой сердцевиной можно использовать на открытом воздухе, так как не требуется расходомер или источник газа. Сварку MIG обычно выбирают сварщики-любители и мастера-любители, у которых нет денег на дорогостоящее оборудование.

2. СВАРКА TIG или GTAW

Как и MIG, сварка TIG использует дугу, но это также одна из самых сложных для освоения технологий сварки. Вольфрамовые электроды используются при сварке TIG. Вольфрам является одним из самых твердых металлических материалов. Он не плавится и не горит.

Сварка TIG может выполняться с помощью процесса, называемого плавлением, с присадочным металлом или без него. TIG также использует внешний источник газа, такой как аргон или гелий.

Для сварки TIG требуются обе руки. Держите горелку TIG одной рукой, а другой направляйте стержень. Эта горелка производит тепло и дугу, которая используется для сварки наиболее распространенных металлов, включая алюминий, сталь, сплавы никеля, сплавы меди, кобальт и титан.

Сварочный аппарат TIG можно использовать для сварки стали, нержавеющей стали, хромомолибдена, алюминия, никелевых сплавов, магния, меди, латуни, бронзы и даже золота. TIG – удобный способ сварки рам велосипедов, газонокосилок, дверных ручек, крыльев и т. д.

В аэрокосмической и автомобильной промышленности, как и на других промышленных рынках, используется сварка TIG. Кроме того, этот тип сварки отлично подходит для Айовы, так как фермерам очень удобно сваривать рамы вагонов, крылья и другое жизненно важное оборудование.

3. СВАРОЧНАЯ СВАРКА ИЛИ ПЛАВКА

Хотите принести сварку домой? Основным преимуществом сварки электродами является ее мобильность. Сварка стержнем применяется при строительстве, техническом обслуживании и ремонте подводных трубопроводов и промышленном производстве. В этом типе сварки используется дуговая сварка защитным металлом, более известная как сварка электродом.

Сварка стержнем, которую еще называют дуговой сваркой, производится по старинке. Сварке стержнем немного сложнее научиться, чем сварке MIG, но если вы хотите попробовать ее дома, оборудование для сварки стержнем можно приобрести за небольшую часть стоимости. Стержневые сварочные электроды используются для сварки электродами.

Используйте расходные материалы, защищенные электроды или стержни. Палка размягчается и соединяет металл, нагревая его электрической дугой между металлическим электродом с покрытием и заготовкой из основного металла. Когда палочка плавится, защитное покрытие также плавится, защищая зону сварки от кислорода и других газов в воздухе.

4. ДУГОВАЯ СВАРКА ПОРОШКОМ (FCAW)

Этот тип сварки аналогичен сварке MIG. На самом деле сварочные аппараты MIG часто в два раза дороже, чем сварочные аппараты FCAW. Как и при сварке MIG, проволока, которая действует как электрод и присадочный металл, продевается через стержень. Здесь все начинает меняться. В FCAW проволока имеет флюсовый сердечник, который образует газовую защиту вокруг сварного шва. Это устраняет необходимость во внешнем источнике газа.

FCAW — это тип высокотемпературной сварки, поэтому он подходит для более толстых и тяжелых металлов. По этой причине его часто используют для ремонта тяжелой техники. Это эффективный процесс с небольшими отходами. Это экономично, потому что не нужен внешний газ. Однако остается немного шлака, который необходимо немного очистить, чтобы получить хороший сварной шов.

5. ПЛАЗМЕННАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА

Плазменно-дуговая сварка — это точный метод, обычно используемый в аэрокосмической промышленности для металлов толщиной до 0,015 дюйма. Примерами таких применений являются лопатки двигателей и воздушные уплотнения. Плазменно-дуговая сварка технически очень похожа на сварку TIG, но она имеет встроенный электрод и использует ионизированный газ в дуге для выработки тепла.

Типичной комбинацией газов является аргон в качестве плазмообразующего газа и аргон и 2-5% водорода в качестве защитного газа. Гелий можно использовать в качестве плазмообразующего газа, но высокая температура гелия снижает силу тока сопла.

Хотите узнать больше о плазменной сварке? Ознакомьтесь с этой статьей.

6. ЛАЗЕРНАЯ СВАРКА

Этот тип сварки может использоваться на металлах или термопластах. Как следует из названия, лазер используется в качестве источника тепла для создания сварного шва. Работает с углеродистой сталью, нержавеющей сталью, сталью HSLA, титаном и алюминием. Он широко используется в обрабатывающей промышленности, например в автомобилестроении, поскольку его можно легко автоматизировать с помощью робототехники.

7. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ СВАРКА

Тип сварки, при котором высокоскоростной электронный луч использует кинетическую энергию для выработки тепла для соединения двух материалов. Это очень жесткий метод сварки, который выполняется механически и в основном в вакууме.

8. ГАЗОВАЯ СВАРКА

Газовая сварка используется редко и в основном заменена сваркой TIG. Газовые сварщики требуют кислорода и ацетилена и очень портативны. Иногда их используют для сварки деталей выхлопной системы автомобиля.

9. АТОМНО-ВОДОРОДНАЯ СВАРКА

Атомно-водородная сварка — это разновидность сверхвысокотемпературной сварки, ранее известная как атомно-дуговая сварка. В этом типе сварки два вольфрамовых электрода защищены газообразным водородом. Он может достигать температур выше, чем ацетиленовая горелка, и может выполняться с присадочным металлом или без него. Это старая форма сварки, которая в последние годы была заменена сваркой MIG.

10. ЭЛЕКТРОСЛАГ

Это передовой процесс сварки, используемый для вертикального соединения тонких краев двух металлических листов. Сварка выполняется между кромками двух панелей, а не снаружи стыка.

Медная электродная проволока проходит через расходуемую металлическую направляющую трубку, которая действует как наполнитель. При подаче электрического тока создается дуга, которая начинает сварку в нижней части шва и медленно движется вверх, создавая сварной шов вместо шва по мере его продвижения. Это автоматизированный процесс, выполняемый машинами.

Типы сварных швов

1. Угловые сварные швы

Угловая сварка представляет собой процесс соединения двух металлических частей вертикально или под углом. Эти сварные швы обычно называются тройниковыми соединениями, когда два куска металла перпендикулярны друг другу, или соединения внахлестку, два куска металла, которые соединяются внахлест и свариваются по краям.

Сварной шов имеет треугольную форму и в зависимости от мастерства сварщика может быть вогнутым, плоским или выпуклым. Сварщики используют угловые сварные швы при соединении фланцев с трубами и привариваемыми секциями подконструкции, а также когда болты недостаточно прочны и легко изнашиваются.

Угловой сварной шов соединяет две поверхности перпендикулярно и образует между ними почти прямой угол. Этот стиль сварки можно разделить на следующие подгруппы:

• Полное заполнение скругления. Для полных угловых швов размер сварного шва равен толщине соединяемых тонкостенных деталей.
• Ступенчатый прерывистый угловой шов. Непонятный чередующийся ребристый шов характеризуется образованием двух смещенных чередующихся линий сварного шва по обе стороны от стыка.
• Цепная попеременная угловая сварка. Прерванные угловые швы образуют цепочку из двух линий прерывистых угловых швов примерно напротив друг друга по обе стороны от Т-образного стыка.

Универсальность и низкая стоимость угловых швов делают их одним из наиболее широко используемых соединений в сварочной промышленности. Типичные области применения включают:

• Соединение фланцев с трубами
• Соединения раскосов
• Срезные вкладки
• Накладки
• Основания колонн
• Швы и швы.

2. Сварные швы

Сварной шов с разделкой кромок определяется как отверстие между двумя элементами соединения, которое обеспечивает пространство для вставки металла. После угловых швов швы с разделкой кромок являются наиболее широко используемыми сварными швами. Второй наиболее распространенный метод сварки — сварка разделкой.

Сварка пазов – это установка гайки в паз между двумя соединяемыми деталями. Тип используемого сварного шва определяет способ подготовки швов, стыков или поверхностей.

Сварка канавкой позволяет соединять детали на одной пластине, помещая сварной шов в канавку между деталями. Основные типы разделочных швов:

• Сварной шов с развальцовкой
• V-образный сварной шов
• Сварной шов с разделкой кромок под одним скосом
• Сварной шов с одинарной J-образной разделкой
• Сварной шов с U-образной разделкой
• Сварной шов с одной V-образной разделкой
• Сварной шов с квадратной разделкой

Процесс сварки разделкой обычно медленный и сложный по сравнению с другими формами сварки, и для соединения обычно требуются специальные фаски с одной или обеих сторон.

Тем не менее, он обеспечивает прочный сварной шов, который легко контролировать и обеспечивает превосходный контроль деформации. Общие области применения сварки разделочной кромкой включают:

• Моментальные связи
• Соединения столбцов
• Соединения из полой конструкционной стали (HSS)

3. Наплавка сварного шва

Это сварные швы, состоящие из одной или нескольких наплавленных нитей или переплетений, которые соединяются с цельной поверхностью для получения желаемых свойств или размеров.

Наплавка — это процесс сварки, используемый для нанесения твердого, износостойкого металлического слоя на поверхность или кромку изношенных деталей. Один из самых экономичных способов увеличения и поддержания ресурса строительных машин, инструментов и оборудования.

Наплавочный шов состоит из одного или нескольких валиков стрингера или переплетения. Обработка поверхности, также называемая наплавкой или износом, часто используется для ремонта изношенных валов, шестерен или режущих кромок.

К наиболее распространенным типам наплавочных швов относятся:

• Наплавка порошковой проволокой (FCAW)
• Фьюзинг в печи
• Наплавка газовой дуговой сваркой (GMAW)
• Газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW) наплавка
• Поверхностная кислородно-ацетиленовая сварка
• Плазменная дуговая наплавка
• Дуговая сварка под флюсом (SAW)
• Дуговая сварка под флюсом (SMAW)

Поверхностная сварка обычно используется для добавления износостойкого металлического слоя к объекту для укрепления его поверхности или восстановления изношенных участков. В этом случае сварка производится с использованием металла с более высокой износостойкостью, чем основной материал.

Эта технология является одним из наиболее экономичных способов защиты и продления срока службы оборудования и инструментов, используемых в агрессивных и подверженных износу условиях. Поверхностная сварка также может использоваться в сочетании со стыковыми соединениями для улучшения качества конечного шва.

4. Сварка штекером

Сварка штепсельной вилкой, также называемая сваркой розеткой, — это когда два металла соединяются сварным швом, который помещается в маленькое круглое отверстие. Этот процесс обычно включает в себя наложение двух металлов внахлест, при этом верхний металл имеет отверстие для наплавки.

Сварка штекерным соединением является альтернативой точечной сварке, используемой производителями автомобилей, у которых нет доступа к аппарату для точечной сварки. Обычно используется при восстановлении автомобилей своими руками для замены точечной сварки на фланцах панели, которые изначально были приварены точечной сваркой.

Сварные швы, выполненные правильно, прочнее оригинальных точечных швов. Производители раллийных автомобилей часто используют эту технику, и она допущена к испытаниям MOT Великобритании в качестве альтернативы точечной сварке, используемой для ремонта старых автомобилей.

Другие приложения включают:

• Сварочные стержни внутри трубы
• Соединение металлов разной толщины
• Производство и ремонт кузовов автомобилей

5. Прорезной сварной шов

Щелевой шов соединяет поверхность одного материала с другим через удлиненное отверстие. Отверстие может быть открыто с одного конца и частично или полностью заполнено сварочным материалом.

Это сварной шов, который соединяет щелевое отверстие в одном элементе соединения внахлестку или тройника с поверхностью другого элемента, выходящего через отверстие. Это отверстие может быть открытым с одной стороны и может быть частично или полностью заполнено наплавленным металлом.

Щелевой сварной шов соединяет одну поверхность с другой через щелевое отверстие. Разница между электродной и щелевой сваркой заключается в том, что форма электродных сварных швов определяется диаметром, а форма щелевых сварных швов определяется диаметром и длиной.

В зависимости от спецификации детали отверстие может быть открытым с одной стороны или отверстие может быть частично или полностью заполнено сварочным материалом.

Щелевая сварка полезна, когда конструкция детали требует перекрытия двух поверхностей. Специальные области применения щелевой сварки:

• Передача усилия сдвига в соединениях внахлест
• Предотвращение коробления в перекрывающихся деталях.

6. Сварка оплавлением

Сварка оплавлением — это метод контактной сварки, не требующий присадочного металла. В процессе сварки оплавлением электрический ток подается для создания сопротивления между двумя соединяемыми поверхностями. Когда две поверхности соприкасаются с небольшим контактом, протекает электрический ток, и материал плавится.

Расплавленный материал выбрасывается из соединения в виде брызг расплавленных частиц, создавая уникальное промывочное действие. Оксиды и другие загрязнения удаляются с поверхности раздела и образуют термически размягченную область на краю двух поверхностей.

Как только материал достаточно расплавится, прикладывается усилие, чтобы соединить поверхности вместе. Это облегчает создание стыковых сварных швов без расплавленного материала на стыке.

Процесс сварки оплавлением является быстрым, экономичным и позволяет сплавлять разнородные металлы с разными температурами плавления. Часто используется сварка оплавлением:

• Соединение участков магистральных рельсов при строительстве железных дорог
• Соединение толстых деталей, таких как цепи или трубы.
• Объединение металлических листов, стержней и стержней

7. Сварной шов

Шовная сварка — это процесс соединения двух одинаковых или разнородных материалов в соединение с помощью электрического тока и давления. Сварка швов возможна благодаря контактному сопротивлению, создаваемому между двумя металлами. При прохождении тока между металлами в небольших зазорах выделяется тепло.

Этот процесс в основном используется для металлов, потому что они легко проводят электричество и могут выдерживать относительно высокое давление. При прохождении тока между металлами в небольших зазорах выделяется тепло. Электроды поддерживают и контролируют поток электричества.

Этот тип сварного шва можно создать двумя способами:

• Сварка контактным швом. Сварка контактным швом представляет собой адаптацию точечной сварки, в которой вместо неподвижного стержня на сварочном электроде используется мотор-колесо. Общие области применения включают обработку листового металла и производство автомобильных деталей, таких как топливные баки, радиаторы и стальные барабаны.
• Сварка швов трением. Сварка фрикционным швом использует трение вместо электрода для выделения тепла. Это позволяет поверхностям сливаться в твердую фазу, исключая тем самым возникновение взаимной диффузии. Сварка фрикционным швом часто предпочтительнее для материалов, которые по своей природе трудно сваривать с помощью обычных методов дуговой сварки.

Преимущества шовной сварки включают:

• Обеспечивает прочные и долговечные сварные швы.
• Относительно прост в исполнении.
• Идеально подходит для изготовления емкостей, непроницаемых для жидкостей и газов.

8. Точечная сварка

Точечная сварка (также называемая контактной точечной сваркой) представляет собой процесс контактной сварки. Этот процесс сварки в основном используется для сварки двух или более металлических листов путем приложения давления и тепла от электрического тока к области сварки.

Это делается путем размещения электрода из медного сплава на поверхности листа, где применяется давление и ток, и выделяется тепло, когда ток протекает через устойчивый материал, такой как низкоуглеродистая сталь.

Точечная сварка относительно проста и недорога, что делает ее популярным выбором сварки в нескольких основных отраслях, в том числе:

• Автомобилестроение
• Аэрокосмическая промышленность
• Строительство
• Электроника
• Металлическая мебель
• Железная дорога

9. Сварка с осадкой

Сварка внахлест (UW)/контактная стыковая сварка представляет собой метод сварки, при котором происходит коалесценция одновременно по всей площади соприкасающихся поверхностей или постепенно вдоль стыка за счет тепла, полученного от сопротивления электрическому току через область, где эти поверхности соприкасаются.

Подайте давление перед началом нагрева и поддерживайте давление во время нагрева. Оборудование, используемое для сварки под флюсом, очень похоже на оборудование для сварки оплавлением. Доступно, только если свариваемые детали имеют одинаковое поперечное сечение.

Соседние поверхности должны быть тщательно подготовлены для обеспечения надлежащего обогрева. Отличие сварки оплавлением в том, что детали зажимаются сварочным аппаратом и к ним прикладывается усилие для плотного соединения.

Затем через переход проходит ток большой силы, который нагревает поверхность перехода. Когда они нагреваются до надлежащей температуры ковки, прикладывается возмущающая сила, и ток прерывается. Сращение происходит из-за высокой температуры и давления работы на суставных поверхностях. После охлаждения питание отключается, и сварка завершается.

Процесс сварки проникновением имеет несколько явных преимуществ, в том числе:

• Высококачественные сварные швы с меньшим количеством дефектов сплавления.
• Совместимость с широким спектром стандартных и трудносвариваемых материалов.
• Сварочное оборудование, которое легко контролировать, эксплуатировать и обслуживать.

Преимущества сварки

• Сварные соединения прочны и могут быть прочнее основного металла.
• Может сваривать различные материалы.
• Сварку можно выполнять в любом месте и не требуется большого расстояния.
• Обладает элегантным внешним видом и простотой дизайна.
• Они могут быть выполнены в любой форме и в любом направлении.
• Может быть автоматическим.
• Обеспечивает идеально жесткое соединение.
• Простое добавление и изменение существующих структур.

Недостатки сварки

• Элементы могут деформироваться во время сварки из-за неравномерного нагрева и охлаждения.
• Это неразъемные соединения, поэтому для их разделения необходимо разрезать сварные швы.
• Высокие начальные инвестиции.

Применение сварки

Сварка широко используется в сосудах под давлением, мостах, зданиях, самолетах и ​​космических кораблях, железнодорожном транспорте и судостроении, автомобильной, электротехнической, электронной и оборонной промышленности, трубопроводах и железных дорогах, а также атомных электростанциях. Установка.

• Производство листового металла.
• Автомобильная и аэрокосмическая промышленность.
• Соединение черных и цветных металлов.
• Соединение тонких металлов.

Часто задаваемые вопросы.

Что такое сварка?

Сварка — это производственный процесс, при котором две или более деталей сплавляются друг с другом под воздействием тепла, давления или того и другого вместе, образуя соединение по мере остывания деталей. . Сварка обычно используется для металлов и термопластов, но также может использоваться для дерева. Готовое сварное соединение может называться сварным соединением.

Как работает сварка?

Сварка работает путем соединения двух материалов вместе без отдельного связующего материала. В отличие от пайки твердым припоем и пайки, при которых используется связующее вещество с более низкой температурой плавления, сварка соединяет две детали напрямую друг с другом.

Каковы 4 типа сварки?

Существует четыре основных вида сварки. MIG – дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW), TIG – дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW), электродуговая сварка электродом в среде защитного электрода (SMAW) и дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW).

Сколько сварщики зарабатывают в год?

Сколько зарабатывает сварщик? Ну, в сварке вы можете зарабатывать от 29 000 до 117 000 долларов в год, при этом средняя годовая зарплата составляет 58 000 долларов. Опыт и уровень образования влияют на то, сколько зарабатывает сварщик. Отличные навыки и опыт могут привести к более высокой оплате.

Каковы 7 основных типов сварки?

Основные виды сварки:
1. Сварка МИГ – дуговая сварка металлическим газом (GMAW)
2. Сварка TIG – дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW)
3. Сварка электродом – Дуговая сварка защищенным металлом (SMAW)
4. Сварка под флюсом – дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)
5. Сварка энергетическим лучом (ЭЛС)
6. Атомно-водородная сварка (AHW)
7. Газовая вольфрамовая дуговая сварка.
8. Плазменная дуговая сварка.