 |
1.3. Классификация сварочных процессов
|
|
|
|
Признаками классификации видов сварки являются состояние металла в сварочной зоне, а также вид и способ внесения энергии, необходимой для активации поверхности.
По состоянию металла в сварочной зоне все способы сварки можно разделить на две большие группы: сварка пластическим деформированием (давлением с применением механической энергии), сварка плавлением (с применением тепловой энергии).
Сущность сварки плавлением состоит в том, что металл по кромкам свариваемых частей оплавляется под действием высокой теплоты источника нагрева, которыми могут быть электрическая сварочная дуга, шлак (электрошлаковая сварка), лучевые источники энергии (лазерное, электронное, фотонное излучение), теплота, выделяемая при химических реакциях (газовая, термитная). При всех способах сварки плавлением образующийся жидкий металл одной кромки соединяется и перемешивается с жидким металлом другой кромки, создаётся общий объём металла, который называется сварочной ванной. После затвердевания воны получается сварной шов.
Сущность сварки давлением состоит в пластическом деформировании металла по кромкам свариваемых частей путём их сжатия под нагрузкой при температуре ниже температуры плавления. Сварной шов получается в результате пластической деформации с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая сварка, взрывом, трением). Сваркой давлением хорошо свариваются только пластические металлы: медь, алюминий, свинец и др. (холодная сварка).
К термомеханической относятся виды сварки с использованием тепловой энергии и давления (диффузионная сварка, контактная и др. ).
По виду используемой энергии все способы сварки делятся на механическую сварку, химическую, электрическую, лучевую, электротермическую и химико-термическую, аккумулированной энергией.
|
|
|
При механической сварке требуется осуществлять пластическую деформацию кромок свариваемых заготовок.
Химическая сварка характеризуется нагревом металла заготовок до появления расплава в зоне сварки посредством превращения химической энергии в теплоту.
Электрическая сварка связана с превращением электрической энергии в теплоту, которое может происходить при прохождении электрического тока через шлак, использовании электрической дуги или индуцировании тока высокой частоты.
Лучевая сварка основана на превращении энергии луча света или электронного луча в теплоту (применение лазерного луча или энергии пучка электронов).
Электромеханическая сварка основана на нагреве металла заготовок методом электросопротивления с последующим пластическим деформированием.
При химико-механической сварке металл заготовок нагревается вследствие превращения химической энергии в тепловую энергию, а затем осуществляется пластическое деформирование металла.
В зависимости от различных способов, характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок деталей сварку плавлением можно разделить на следующие виды:
- электрическая дуговая сварка, где источником тепла является электрическая сварочная дуга;
- электрошлаковая сварка, где основным источником теплоты является расплавленный шлак, через который протекает электрический ток;
- электронно-лучевая сварка, при которой нагрев и расплавление металла производится потоком электронов;
- лазерная сварка, при которой нагрев и расплавление металла осуществляется сфокусированным мощным лучом микрочастиц – фотонов;
- газовая сварка, при которой нагрев и расплавление металла происходит за счёт тепла пламени газовой горелки.
|
|
|
Таблица 1. 1
Энергетические свойства источников тепла
| Источники тепловой энергии | Температура в луче (пламени), оС |
| Сварочная дуга | |
| Ацетилено-кислородное пламя | |
| Плазмотрон | 10 000…30 000 |
| Электронный луч | 5 000…6 000 |
Для более подробной классификации можно выделить:
-сварка плавящимся или неплавящимся электродом;
- сварка дугой прямого или косвенного действия;
- сварка открытой дугой;
- сварка под флюсом;
- сварка в среде защитного газа;
- сварка дуговой плазмой.
При классификации по степени механизации различают сварку ручную, механизированную (полуавтоматом) и автоматическую. Каждый из этих видов характеризуется своим способом зажигания и поддержания определённой длины дуги; манипуляцией электродом для придания свариваемому шву нужной формы; способом перемещения дуги по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.
При ручной сварке указанные операции выполняются рабочим-сварщиком вручную. При сварке на полуавтомате механизируют операцию подачи сварочной проволоки в зону сварки, а остальные операции осуществляются вручную. При автоматической сварке механизируются операции возбуждения дуги и перемещения её по линии наложения шва с поддержанием определённой длины дуги.
Автоматическая сварка плавящимся электродом производится, как правило, сварочной проволокой диаметром 1…6 мм; при этом режимы сварки (сварочный ток, напряжение дуги, скорость перемещения дуги) более стабильны, чем обеспечивается высокое качество шва по его длине.
По способу защиты расплавленного металла различают: сварка в воздухе, в вакууме, в среде защитных газов, под слоем флюса, в пене и т. п.
|
|
|
