Классификация способов сварки
Методы сварки возможно классифицировать, к примеру, по виду энергии, применяемой при сварке, степени механизации процесса сварки, виду свариваемого металла и т. п. В полной мере идеальной совокупности классификации, охватывающей все методы сварки, не существует. Достаточно идеальную совокупность классификации возможно создать, забрав за базу давление, создающее так именуемую осадку при сварке.
По этому показателю все существующие методы сварки возможно поделить на две многочисленные группы: 1) сварка давлением; 2) сварка без давления либо сварка плавлением.
Рис. 1. Классификация способов сварки
Первая несколько характеризуется применением давления для осадки металла, остальные показатели, а также состояние металла не принимаются во внимание.
Во второй группе самопроизвольное (спонтанное) объединение металла соединяемых частей в монолитное целое без приложения давления вероятно только при жидком состоянии металла, т. е. металл в зоне сварки должен быть в обязательном порядке расплавлен.
Приложение давления хотя бы и при наличии расплавления в зоне сварки заставляет отнести метод к группе сварки давлением, как к примеру, при электрической контактной сварке.
К сварке плавлением примыкает пайка, отличающаяся тем, что расплавляется только присадочный металл (припой), а главный свариваемый металл остается нерасплавленным, тогда как при сварке частично расплавляется и главный металл.
В предлагаемой классификации, продемонстрированной на рис. 1, любой из способов сварки разделен на пара способов.
Несложные виды сварки плавлением известны с глубокой древности, к примеру литейная сварка. Современная схема сварки плавлением продемонстрирована на рис. 2.
К соединяемым подробностям в месте сварки подводят сварочное пламя; создают местное расплавление подробностей до образования неспециализированной сварочной ванны жидкого металла. По окончании удаления сварочного пламени металл ванны скоро охлаждается и затвердевает, в следствии подробности выясняются соединенными в одно целое.
Перемещая пламя по линии сварки, возможно взять сварной шов любой длины. Сварочное пламя должно иметь достаточную температуру и тепловую мощность; сварочную ванну необходимо образовывать на относительно холодном металле: теплопроводность металлов высока и скоро образовать ванну может лишь весьма горячее пламя.
Опыт говорит о том, что для сварки стали толщиной пара миллиметров температура сварочного пламени должна быть не ниже 2700— 3000 °С. Пламя с меньшей температурой либо совсем не образует ванны либо образует ее через чур медлительно, что дает низкую производительность сварки совершает ее нерентабельной.
Источники тепла, развивающие такие высокие температуры, показались недавно.
Сварочное пламя расплавляет как металл, так и загрязнения на его поверхности, образующиеся шлаки всплывают на поверхность ванны. Горячее пламя очень сильно нагревает металл на поверхности существенно выше точки плавления; в следствии изменяется состав металла и его структура по окончании затвердевания; изменяются и механические особенности.
Затвердевший металл ванны, так называемый металл сварного шва в большинстве случаев по своим особенностям отличается от главного металла, незатронутого сваркой. Сварка плавлением отличается большой универсальностью; современными сварочными источниками нагрева легко смогут быть расплавлены практически все металлы, вероятно соединение разнородных металлов.
Характерный показатель сварки плавлением; исполнение ее за один этап — нагрев сварочным пламенем, в отличие от сварки давлением, где нужны давление и нагрев.
Автогенная сварка приблизительно эквивалентна понятию «газовая» либо «газоплавильная сварка», из этого неспешно развился необычный технический жаргон с безграмотными выражениями наподобие «он варит автогеном», «автогенная резка», и т, п., засоряющими язык. Термин «автогенная сварка» не рекомендуется использовать в технической литературе.
Рис. 2. Схема сварки плавлением
В ходе сварки давлением собранные подробности сжимают упрочнением Р (рис. 4).
Операция сдавливания именуется осадкой, а прилагаемое давление — осадочным давлением. Осадочное давление должно создавать большую пластическую деформацию в зоне сварки с перемещением выдавливаемого металла на протяжении поверхности раздела.
Для облегчения снижения и осадки осадочного давления часто используется подогрев металла, в основном в зоне сварки. Подогрев может и отсутствовать, в некоторых случаях вероятна сварка давлением холодного металла.
В большинстве случаев подогрев ведется до температуры так именуемого «сварочного жара», под которым подразумевается температура, благоприятная для сварки давлением; для углеродистой стали это 1100—1200 °С. По крайней мере температура стали должна быть выше точки Ас3 превращения а — у, поскольку гране-центрированная решетка Y-железа — аустенита благоприятна для сварки давлением, а объемно-центрированная а-железа — феррита негативна.
При осадке выдавливаемый металл образует утолщение у сварного стыка, в которое уходит металл с поверхностей сварки со всеми загрязнениями, адсорбированными газами, на поверхность выходят свежие, так именуемые ювенильные слои металла, каковые участвуют в образовании сварного соединения. Нагрев в зоне сварки возможно вести не только до сварочного жара, в то время, когда металл остается в жёстком состоянии, но и до полного расплавления металла поверхностных слоев.
При последующей осадке расплавленный металл в различных случаях может выдавливаться наружу либо же оставаться в сварном соединении. Сварка давлением не требует особенно больших температур нагрева и он может проводиться в горнах и обычных печах.
При сварке давлением затруднительно удаление загрязнений с поверхности металла, исходя из этого тут в большинстве случаев повышены требования к очистке поверхности металла.
Относительно низкий нагрев металла и затрудненный доступ воздуха в зону сварки разрешают сохранить практически неизменными состав и структуру, а следовательно, и механические особенности металла в сварном соединении.
При сварке давлением время от времени вероятно взять тождественность и металлографическую неотличимость территории сварки с остальным металлом. Методы сварки давлением кроме этого достаточно универсальны, охватывают большая часть технически ответственных металлов, вероятно соединение разнородных металлов.
Рис. 3. Схема сварки давлением
Достаточно увлекательна и в некоторых случаях эргономична совокупность классификации, основанная на виде энергии, в основном применяемой при сварке.
По этому показателю все методы сварки возможно поделить на четыре многочисленные группы по преобладающему виду энергии:
1) электрические методы;
2) химические;
3) механические;
4) лучевые (радиационные).
По промышленному значению и объёму применений первое место занимает электросварка, применяющая электрическую энергию для нагрева металла. В химических методах для нагрева металла употребляется энергия экзотермических химических реакций, из них громаднейшее значение имеют газовая и термитная сварка .
В механических методах преобладающее значение имеет механическая энергия; ко мне относятся, к примеру, такие методы сварки, как прессовая, кузнечная (горновая), холодная, сварка трением. Сварка лучевая либо радиационная снабжает стерильность процесса и высокую чистоту, источник энергии возможно расположен очень на большом растоянии от объекта сварки.
К лучевым методам относятся такие методы сварки как электроннолучевая, фотонная (световая), гелиосварка (солнечная).
Рис. 4. Энергетическая классификация способов сварки
Для способов, в которых значительное значение имеют два вида энергии, возможно образовать промежуточные группы, к примеру электромеханическую для контактной сварки, электрохимическую для дуговой сварки в активном защитном газе, химико-механическую для газопрессовой сварки и т. д. Особенного распространения подобная классификация не взяла.
