11 основных видов сварки: классификация, принцип действия и применение

Сварка — процесс создания неразъемного соединения деталей за счет установления межатомных связей при нагреве (с плавлением или без), пластической деформации или их комбинации. Существует более 100 видов сварки, классифицируемых по энергетическому источнику, физическому механизму и технологическим особенностям.

Классификация по температурному режиму

• Высотemperature сварка (плавление) — базовый металл плавится. Требуется наплавка (дополнительный металл) и защита зоны сварки (газ, флюс, вакуум).
• Низкотемпературная (без плавления базового металла) — пайка (твердая >450 °C, мягкая <450 °C). Соединение за счет диффузии наплавки в твердое основание.

Основные виды сварки плавлением (Fusion welding)

Дуговая сварка (Arc welding) — электрическая дуга как источник тепла

• Ручная дуговая (SMAW / MMA) — электрод с облудкой, универсальна, мобильна, для сталей, чугуна, нержавейки. Низкая производительность, качество зависит от сварщика.
• Полуавтоматическая в защитном газе (GMAW / MIG/MAG) — наплавной электрод-проволока + защитный газ (Ar, CO₂, смеси). Высокая производительность, автоматизация, для сталей, Al, Cu.
• Вольфрамовый электрод в инертном газе (GTAW / TIG) — непотребляемый В-электрод,’Ar/He, высокая качество, все позиции, тонкие листы, нержавейка, Al, Ti. Медленно, дорого.
• Флюс-кордная (FCAW) — тубулярная проволока с флюсом внутри, с газом или без (самозащищающаяся). Высокая производительность, для толстых листов, конструкций.
• Под флюсом (SAW) — дуга под слоем гранулированного флюса. Глубокое проплавление, высокая скорость, автоматизация. Только плоские позиции, массивные конструкции (судно, трубы, баки).
• Плазменная (PAW) — сжатая плазменная дуга, высокая концентрация энергии, ключевоеffect, для тонких стенок, точной сварки.
• Электрошлаковая (ESW) — вертикальная сварка толстых листов (>25 мм) за один проход, шлаковая ванна.
• Сварка шпилек (SW) — дуговая сварка шпилек/гайк на листовой металл.

Газовая сварка (Gas welding / Oxy-fuel)

• Ацетилен-кислородная — пламя 3200 °C, универсальна, мобильна, не требует электричества. Медленная, широкая ЗТН, не для высокопрочных сталей.
• Пропан/Бутан, MAPP, Водород — ниже температура пламени, для пайки, резки, подогрева, подводной сварки (H₂).

Термохимическая сварка

• Алюмотермическая (Thermite) — реакция Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + Fe + тепло (2800 °C). Сварка рельсов, массивных валов, ремонт чугуна. Одноразовая поршневая зарядка.

Лучевая сварка (Beam welding)

• Лазерная (LBW) — высокая концентрация (10⁶–10⁷ Вт/см²), узкий шов, высокая скорость, автоматизация, тонкие материалы (0.1 мм), миниатюрная электроника. Дорогое оборудование.
• Электронно-лучевая (EBW) — в вакууме, пучок электронов 150 кВ, глубокое проплавление (соотношение глубины/ширины 10:1–30:1), высокая точность, для реакторов, авиации, приборостроения.

Сварка в твердом фазе (Solid state welding) — без плавления

• Контактная/Сопротивления (Resistance welding) — тепло от тока в зоне контакта под нагрузкой. Точечная, шовная, вытяжная, контактная, высокочастотная (трубы). Массовое производство автокузовов, бытовой техники.
• Холодная (Cold welding) — только пластическая деформация под огромным давлением (1.4–2.8 ГПа для Al) при идеально чистых поверхностях. Для фольги, проводов, герметичных соединений.
• Трение сварка (Friction welding) — см. статью 1010043573.
• Ультразвуковая (USW) — высокочастотные колебания (20–40 кГц) + нагрузка. Для тонких фольг, проводов, пластиков, электроники (0.08–1 с).
• Взрывная (Explosive welding) — ударная волна взрывчатки сближает пластины > скорость звука. Волнистый шов, соединение разнородных металлов (кладки реакторов, переходники Ti/St).
• Ковковая (Forge welding) — исторический метод: нагрев + ковка. Для дамасской стали, цепей, художественной ковки.
• Диффузионная (Diffusion bonding) — давление + температура (0.5–0.8 Tпл) длительное время. Для сверхсплавов, керамик, сложных форм в авиации/космосе.

Выбор метода сварки

Зависит от: материала и толщины, требований к качеству шва, серии производства, доступности оборудования, условий (поле/цех), экономики. Современное производство комбинирует методы: ТИГ для корневых проходов, ПАД — заполнение, лазер — тонкие узлы.