Сварочные технологии, современный и классический подход к сварке

Сварочные технологии, современный и классический подход к сварке

Посмотрите на красоту и многообразие технических решений современного мира. Причудливые силуэты и утонченные формы, где кажется нет предела буйству фантазии конструкторов и дизайнеров. От величественной архитектуры Бурш Халифе в металле, стекле и бетоне, до современных авиалайнеров, где все больше правят бал композитные материалы.

Элементы футуризма практически во всем. То, что раньше украшало сюжеты только фантастических романов, сегодня явь в многочисленных проявлениях, в том числе и в быту. Ее величество сварка. От революционных идей Патона, когда этот метод соединения материалов (металлов) твердо «стал на ноги», до суперсовременных способов с использованием лазера и магнитных полей.

И это далеко не полный список решений, где общим знаменателем является всего одно слово-сварка. Метод соединения материалов, благодаря которому во многом, все вышеописанное и стало реальностью.

А теперь немного подробнее об основных видах и способах сварки, от классических до инновационных, о которых вы возможно даже никогда не слышали. Уже интересно?? Тогда вперед!

Сегодня рассмотрим такие виды сварки:

  1. Ручная дуговая сварка неплавящихся и плавящихся электродов;
  2. Дуговая сварка с газом;
  3. Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса или газа;
  4. Другие методы соединения металлов.

Прежде чем начнем рассматривать всё вышеизложенное по списку, коснемся в первом приближении к самому понятию сварка. Что же это за процесс и как происходит. Самое основное что необходимо знать. Просто обратимся к Википедии.

«Сварка - процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или совместном действии того и другого». А теперь к теме.

Ручная дуговая сварка неплавящимися и плавящимися электродов

Вариант с плавящимися электродами

Вероятно, самый доступный вариант не только для производства, но и в быту. Благодаря компактности и сравнительно невысокой стоимости сварочный аппарат с применением технологии плавящихся электродом доступен практически каждому, и способен помочь при решении самых разнообразных задач. От ремонта кузовов автомобилей, до изготовления самых различных металлических конструкций прямо у себя во дворе.

Если коротко описать процесс, то это электрод - свариваемая поверхность и электрическая дуга между ними. Под действием высоких температур дуги происходит плавление электрода с одной стороны и обрабатываемого участка металла соответственно.

В результате чего металлы электрода и основной смешиваются. При остывании образуется характерный шов и некоторое количество шлака, который легко счищающегося щеткой для металла. В целом очень удачное решение, которое, впрочем, имеет и свои недостатки.

Ручная дуговая сварка плавящимися электродами

Преимущества:

  1. Производительность;
  2. Простота;
  3. Локальный нагрев обрабатываемой поверхности;
  4. Возможность обеспечить процесс не только механическими средствами, но и автоматизировать.

Недостатки (их не так и много):

  1. Потребность в применении специального оборудования (трансформаторы, инверторы);
  2. «Привязанность к розетке»;
  3. Необходимость в подготовке поверхности (чистка ржавчины и прочее);
  4. Однако преимущества практически на нет сводят все недостатки данного вида сварки, что и делает его самым популярным.

С неплавящимися электродами

Основным условием для процесса сварки с неплавящимися электродами является наличие защитного «облака» инертного газа. Данный вид сварки считается одним из самых высокопродуктивных и обеспечивает получение высокопрочных швов. Для некоторых видов металлов необходимы и «некоторые» условия, которые делают возможной сварку последних в принципе.

Магний, алюминий, их сплавы, никель, медь, нержавеющая сталь и другие металлы с неферромагнитными качествами. Металлические конструкции именно из этих металлов чаще всего и обрабатывают данным видом сварки.

Ручная дуговая сварка неплавящимися электродами

Существует три вида неплавящихся электродов:

  1. Угольные;
  2. Вольфрамовые;
  3. Графитовые.

Название «неплавкие» получили благодаря своей способности выдерживать большие температуры и токи. В основном данная технология сварки используется на производстве. В частном секторе практически не используется.

Дуговая сварка с защитным газом

Не путать с газовой сваркой, где плавление поверхностей осуществляется за счет струи раскаленного газа.

Свой самый первый и главный толчок к развитию данное направление получило во время второй мировой войны. В особенности при производстве боевых самолетов, к качеству конструкций которых предъявлялись повышенные требования.

Но и не только к качеству, но и к скорости движения по конвейеру отдельных частей и механизмов. Следовательно, нужны были такие методы сварки, которые обеспечивали бы не только высокое качество шва, но и были бы высокопроизводительны.

«Камнем преткновения» стала не что иное, как наша атмосфера. А точнее отдельные газы, такие как азот и кислород. Присутствуя в ванне при застывании как раз и не давали возможности получить сварной шов с необходимыми свойствами.

Требовалась «особая» технология, нивелирующая действие этих газов. И она появилась. В двух словах весь процесс происходит при нагнетании защитных газов электрод-деталь при обработке, с проникновением в полости и трещины. Что и не дает кислороду с азотом повлиять на качество ни малейшего шанса.

Дуговая сварка с защитным газом

Преимущества:

Основным и главным можно считать надежную защиту металла в зоне плавления от атмосферных газов при которой исключается процесс окисления.

Недостатки (куда же без них):

В основном это сложности работы на открытом воздухе, особенно при ветреной погоде, когда отвод газов струей воздуха малоэффективен. А также большие выделения вредных газов вокруг места сварщика.

От гелия (He) до двуокиси углерода (Co2) при начале исследований. До аргона, водорода, оксида азота в современных реалиях. На каком бы высоком уровне не была бы данная технология сегодня, исследования продолжаются в поисках еще более совершенных связок (дуговая сварка-защитный газ)

Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса или газа

Перед рассмотрением этих двух видов сварки обратим внимание на еще один не рассмотренный метод сварки «под защитой» А именно обработка материалов под флюсом. В отличие от упомянутого способа с газами данный метод заключается в следующем.

Вместо защитного газа используется зернистый флюс, укрывающий дугу вместе с ванной расплавленных металлов. При данном способе сварки электрическая дуга не видна. Задача такая же, как и при использовании газов - защита плавящихся металлов от окисления атмосферой. Являясь высокопроизводительным методом, в основном используется в ароматизированных системах.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка с применением флюса или газа

Автоматическая сварка

Название говорит само за себя. Сварочный автомат - это комплекс элементов и настроек для автоматизации процесса. Техника сделает все сама, лишь бы была правильно настроена. Сложная техника, которая тем не менее способна сохранять стабильность при правильных настройках, даже под значительными нагрузками.

Как и любое автоматическое устройство способно выполнять несколько задач одновременно. Поджигать дугу, вести шов, защищать место сварки от окисления подавая газ или флюс, добавлять проволоку для сваривания.

Все преимущества автомата налицо. И самое главное-отсутствие человеческого фактора. Вряд ли какой человек сможет похвастаться стабильной работой в течение суток напролет. Да в этом и нет необходимости. Это сделает за вас сварочный автомат. Кроме всего прочего сведена к нулю и опасность для здоровья сварщика, так как он не принимает участия в самом процессе.

Полуавтоматическая сварка

В чем же отличие от автоматической? Различия очевидны хоть и названия подобны, и способ сваривания аналогичен. Мы уже упоминали о том, что в случае с автоматическим вариантом оператору достаточно только настроить аппарат, и тот сделает все сам без участия человека.

С полуавтоматом ситуация немного другая, хоть так же будет подаваться и проволока и газ или флюс. Но вместе с тем, человеком будет выполняться работа в полном объеме, а не только настройка параметров аппаратуры для старта. Он и шов будет формировать и вести горелку. Автоматически будут подаваться только вспомогательные материалы и средства - газ(флюс) и проволока.

Благодаря вот такому симбиозу человека с технологиями и появилось название - полуавтоматическая сварка.

Достоинства и недостатки?

Достоинства

Определенно стоимость таких сварочных аппаратов. Она просто несоразмерна с ценой автоматических аналогов. И конечно же мобильность. Обычно не составляет труда перевезти сварочный аппарат вместе с баллонами к месту работ, или погрузить в кузов автомобиля для перемещения даже на большие расстояния.

Недостатки

Пожалуй один. Оператору приходится работать в потенциально опасной среде, хоть и предусмотрены способы защиты в виде обдува места работы воздухом. В целом если рассматривать оба этих вида приспособлений(автомат, полу автомат) для сварки, то между ними существенной разницы в процессе работы нет. Везде, как в первом, так и во втором случае используют присадочные материалы, флюс или порошковую проволоку, горелку и защитный газ.

Другие методы соединения металлов

Пайка

Основным и самым распространенным альтернативным методом соединения металлов есть пайка. Имея за плечами тысячелетнюю историю - Египет, Греция, Рим, Китай. Везде по всей планете в культурных «очагах» того времени повсеместно использовалась пайка при изготовлении украшений, кухонной утвари, для украшения оружия и т д.

Метод актуален и по сей день. Активно используется не только на производстве, но и в быту. Паяльник практически есть у каждого и зачастую просто не заменим в быту. В отсутствии последнего банально оторвавшийся проводок может стать целой проблемой.

Подробнее о методе пайки металлов в видеообзоре

Процессы пайки и сварки различны, но общий знаменатель для обоих - это объединение металлов в одно целое. Данный метод, если сравнивать его со сваркой, можно сопоставить только со сваркой плавлением. Но в отличие от сварки, где нужный эффект получается вследствие смешивания расплавленных металлов электрода и основного с последующим охлаждением, в пайке все иначе.

Соединение производится с помощью припоя, который не расплавляет, а «смачивает» рабочую поверхность легкоплавким металлом. При этом температура плавления ниже, чем соединяемых металлических поверхностей.

Так же как перечень соединяемых металлов может быть очень многообразным, таким же изобилием отличаются и припои. Но в основном это припои на основе олова, меди и серебра.

Пайка и по сей день является самым распространенным способом соединения металлов. Но вследствие недостаточной производительности и небольшой надежности соединений, а также сложности самого техпроцесса при выполнении объемных задач и других недостатков находит малое применение сегодня. И используется практически только в быту.

Итоги сварочных технологий

От болтов и заклепок в былые времена до совершенного оборудования чем является ручная сварка сегодня. Где только не увидишь «сварочник» сегодня. Ручная сварка на балконе, в гараже, в других укромных местах...А все почему??

Правильно. Компактно, дешево и сердито!

Да, верно, все идет к компактности, энергоэффективности и прочим прелестям в мире современных технологий. Но в некоторых случаях, когда необходимо применить особые методы сварки без «мастодонтов» коими, являются некоторые агрегаты, для которых описывали некоторые техники сварки выше не обойтись.

По всему миру созданы не только лаборатории, но даже целые институты по исследованию и внедрению все новых методик и способов соединения материалов. И не только металлов. Если сейчас некоторые технологии по сварке граничат с фантастикой, причем созданы они в весьма сжатые строки, то чего ожидать в будущем? Боюсь даже представить! В хорошем смысле этого слова.

Возврат к списку