Какие виды сварки бывают: классификация и характеристика способов сварки

Наверняка, многие из тех, кто читает эту статью хоть раз в жизни, но слышали про то, что сварки бывают электрические и газовые. Но вряд ли все понимают, в чем разница. Поэтому давайте разберемся.

Итак, электрическая сварка – процесс соединения металлов, при котором соединяемые участки материала расплавляются, а потом скрепляются вместе, при влиянии электрической дуги (именно поэтому этот тип сварки называют электродуговым). Такая сварка осуществляется при помощи специального электрода, который расплавляется (т.н. плавящийся электрод) или просто нагревать поверхность.

Такая сварка может осуществляться с помощью двух видов тока: переменного и постоянного, но чтобы использовать переменный ток, нужно приобрести сварочный трансформатор, который выдает мощный ток, необходимый для стабилизации дуги. При сварке с трансформатором к нему присоединяется блок выпрямителя.

В отличие от электродуговой сварки, газовая сварка происходит благодаря потоку струи сгорающего газа из горелки или резака. Для такого типа сварки к горелке подсоединяется два баллона с разными газами: газ, который будет сгорать (это может быть бутан, пропан или метан) и окислителя (кислород). Если же для работы горелки использовать газ ацетилен, как топливо, то потребность в окислителе пропадает.

И тот, и тот метод сварки обладают своими плюсами и минусами. Электродуговая сварка проще для использования с хорошими электросетями, которые могут перенести огромные пусковые и рабочие напряжения сварочного аппарата. Благодаря отсутствию больших газовых баллонов, при электросварке пропадает необходимость постоянно возить их на заправку, да и в целом аппарат для электрической сварки намного меньше, чем для газовой. Но, к сожалению, электрическая сварка не идеальна и имеет свои недостатки. Такой тип сварки более опасен, как минимум, за счет риска удара электрическим током, поэтому для безопасной работы требуется сварщик должен иметь очень большой опыт работы и соблюдать все правила безопасности.

В этой статье:

Термическая сварка применяется для соединения:

• рельс;
• труб;
• контуров заземления;
• наплавки металлов;
• заполнения трещин.

Подходит для сварки углеродистых сталей и чугуна толщиной 10-15 см. В миниатюрном варианте таким методом сплавляют кабеля и провода. Технология позволяет соединять металлы большого сечения в труднодоступных местах, экономит время. Но швы получаются очень грубыми и нуждаются в шлифовке, поэтому для фасадной части изделий не подходят.

Чаще всего при помощи термитной сварки ремонтируют железнодорожные пути. Соединения выполняют по ГОСТ Р 57179-2016, а стыки обозначаются аббревиатурой «ССР» — «стыковое соединение рельсов».

Технологическая карта

Само изготовление продукта фиксируют на определенных бланках. Классический бланк для описи изготовления называют «технологической картой».

В ней и расписывается процесс работы. Если изготавливается целая серия продукта или массовое производство, то расписывать придется достаточно подробно, описывая все тонкости работы.

В рабочую карту вносят материал, который используют для изготовления изделия, методы варки, применяемый для присоединения элементов, инвертор, которым варят, материалы для присадки, проводников тока, газа или минералов, применяемых при варке.

Также фиксируют поочередность соединений, их величина и другие данные.

В этом бланке фиксируют марку проводников электрического того, их размер, скорость подачи, быстроту варки, слоистость соединения, преимущественные настройки инвертора, происхождение минерала.

Детали проходят подготовку перед работой, их очищают от ржавчины, грязи и жира. Для избавления от жира на поверхности используют растворители. При наличии явных дефектов в виде трещин у элемента, его не применяют в работе.

После работы производят контроль соединения сварки. На эту тему есть другая статья, но мы опишем главные способы контроля.

Во-первых, мастер может увидеть присутствие неровностей шва. Мастера применяют вспомогательный контроль, применяя дополнительные устройства (магнит, радиация или ультразвук).

Естественно, не каждую неровность относят к непригодным. Для определенных работ создается список с допустимыми неровностями, если это не повлияет на окончательный результат изделия.

Контролем может занимать мастер или отдельный человек, который разбирается в этом процессе. Его данные вносят в бланки, он отвечает за контроль процесса и исходный результат.

Электродуговая контактная сварка

Сварка электрической дугой является одной из самых распространенных, поскольку подходит для соединения большинства типов металлов и проста в реализации. Все подвиды электродуговой сварки имеют общий принцип — задействуется ток с пониженным напряжением (для безопасности сварщика) и повышенной силой (для расплавления металла).

Между положительным и отрицательным концами, подключенными к источнику тока, при касании, возбуждается электрическая дуга. Если удерживать зазор между полюсами в 3-5 мм, дуга горит стабильно и выделяет температуру до 5000º С. Этого достаточно, чтобы плавить кромки основного металла. Способ защиты сварочной ванны и заполнение стыка осуществляются по-разному, от чего электродуговая контактная сварка делится на несколько разновидностей.

Ручная дуговая сварка (ММА, РДС)

В международной системе классификации обозначается как ММА — Manual Metal Arc. Наиболее бюджетный способ сварки, поскольку аппараты ММА стоят дешевле остальных. Подходит для работ в гараже, на даче и для неответственных соединений на производстве. Электрическая дуга горит здесь между изделием и концом плавящегося электрода, размещенного в держателе.

Электрод состоит из металлического стержня и обмазки. Стержень тоже плавится от температуры дуги и жидкий металл переносится на изделие, заполняя стык. Обмазка выступает в качестве защиты жидкой сварочной ванны. Покрытие электрода плавится, создавая газовое облако, препятствующее воздействию внешней среды.

Сварщик манипулирует держателем и электродом, задавая ширину, высоту шва и глубину проплавления. Электрод постоянно укорачивается, поэтому требуется навык, чтобы научиться удерживать зазор между концом электрода и изделием в пределах 3-5 мм.

После остывания соединения на поверхности образуется шлаковая корка. Она удаляется шлакоотделителем и шов осматривается на предмет дефектов. Выполняется ММА сварка на переменном или постоянном токе, для чего задействуются трансформаторы или инверторы, выпрямители.

При помощи ручной дуговой сварки (РДС) можно соединять:

Для создания однородного шва используются электроды с аналогичным составом стержня. Сварка возможна во всех пространственных положениях, но отличается низкой производительностью. Возможно сваривание сторон толщиной до 30 мм с глубокой разделкой кромок.

Аргоновая сварка (TIG)

В международной системе прописывается TIG — Tungsten Inert Gas. При аргонодуговой сварке электрическая дуга горит между концом вольфрамового электрода и изделием. Сварщик манипулирует горелкой. Вольфрамовый электрод не плавится, поэтому зазор выдерживать легче. Защита сварочной ванны осуществляется путем подачи аргона от баллона, через редуктор в горелку. Газ запускается за полсекунды до начала сварки и продолжает дуть еще пару секунд после. Это надежно изолирует расплавленый металла от внешнего воздействия.

Для заполнения зазоров и увеличения высоты сварочного шва используется присадочная проволока или присадочные прутки. Они должны быть из такого же сплава, что и основной металл. На плотно сведенных сторонах листовых сталей 1.0-1.5 мм возможна сварка без присадки, если на изделие не будут оказываться высокие механические нагрузки.

За счет остро заточенной вольфрамовой иглы сварочные швы получаются узкими и аккуратными, поэтому после наложения часто не нуждаются в обработке. Толщина проплавления зависит от силы тока. Самые мощные аппараты для аргоновой сварки выдают 400 А, чего хватит для сваривания деталей толщиной 30 мм. В таком случае применяются горелки с водяным охлаждением. При сварке тонких сталей до 5 мм подойдут аппараты с воздушным охлаждением.

Аргоновой сваркой соединяют:

Аргоно-дуговая сварка обеспечивает высокое качество проплавления и универсальна по свариваемым материалам. Возможна на переменном или постоянном токе, швы не нуждаются в зачистке, но стоят аппараты для TIG сварки дороже, чем для ММА.

Сварка полуавтоматом (MIG/MAG)

Сварка полуавтоматом имеет два обозначения в международной системе. MIG подразумевает защиту сварочной ванны инертным газом (Manual Inert Gas), а MAG — защиту активным газом (Manual Active Gas). К инертным газам относятся аргон и гелий, к активным — углекислота. Возможна сварка смесью аргона 80% и углекислоты 20%.

При сварке полуавтоматом дуга горит между концом проволоки и изделием. Проволока подается через горелку. Задействуется подающий механизм с роликами (чаще всего толкательный, хотя бывает и тянущий), барабан, катушка. Возможна установка кассеты весом 1-15 кг, что зависит от вместимости отсека полуавтомата.

Проволока одновременно выступает присадочным материалом. Поскольку подается она автоматически, то сварщику только остается управлять горелкой, задавая ширину и высоту шва. На аппарате есть регулировка силы тока и скорости подачи проволоки. Сварка ведется постоянным током, но есть модели AC/DC.

Полуавтоматы бывают моноблочными и с раздельным исполнением источника тока и подающего механизма. Есть оборудование с жидкостным и водяным охлаждением. Максимальная сила тока возможна до 500 А. Благодаря полуавтоматической сварке швы качественные, аккуратные, не нуждаются в зачистке, а скорость выполнения высокая. При установке соответствующей проволоки, MIG сваркой соединяют:

Существует разновидность полуавтоматической сварки без газа. Тогда сварочная ванна защищается газом от порошка, расположенного в полой части проволоки. Порошковая проволока позволяет выполнять соединение металлов, не используя громоздкий баллон, что упрощает транспортировку. Но качество швов порошковой проволокой значительно проигрывает сварке в газовой среде, поэтому подходит только для неответственных изделий или применения в полевых условиях, труднодоступных местах.

Сварка под флюсом

Стандарты флюсовой сварки прописаны в ГОСТ 8713-79. Дуга в сварке под флюсом горит между концом проволоки и изделием. Проволока служит электродом и присадочным материалом, подаваясь автоматически от барабана. Впереди сварочной головки движется бункер, из которого подается флюс.

Флюс — это гранулированное вещество для защиты сварочной ванны. Оно плавится и выделяет газ, отталкивающий воздух. Дуга горит в слое порошка, поэтому искры практически не вырываются на поверхность, обеспечивается минимальное разбрызгивание металла. Есть модели, которые после сварочной головки имеют всасывающее сопло. Оно снимает флюс с уже наложенного шва, чем достигается экономия расходного материала и очищение поверхности. Флюсы различаются по составу (высококремниевые, низкокремнистые, безкремнистые), что определяет их пригодность для сварки конкретных металлов.

Сварка под флюсом бывает автоматическая и полуавтоматическая. Сварочное исполнительное устройство (каретка) перемещается по изделию при помощи роликов, цепи. Источник тока располагается рядом на стационарном месте и связан с кареткой кабелями. Технология применяется для соединения труб большого диаметра, прокладки магистралей.

Основные методы

Пайка путем механического воздействия — метод присоединения элементов без использования нагрева и излучения тепла.

Главный механизм работы — применение физической силы. Этот вид можно отнести к варке холодного типа, ультразвуком или присоединение элементов путем трения.

Еще есть распределение классифицирования методов варки по отличию технических данных. Применяя такое классифицирование, можно коротко рассказать обо всех видах варки. Их делят на:

1. Соединение с областью защиты (могут применяться неактивный газ, активный, состояние разреженного газа, защиту можно комбинировать и применять несколько элементов одновременно).
2. Пайку с остановкой и без.
3. Соединение, которое проводят вручную; выполняемое с применением механизмов, управляемых человеком; комбинированное, где работает машина и человек; где все процессы контролирует прибор; где работу выполняет и настраивает оборудование.

Если вы раньше не работали со сварочным аппаратом и эта информация вас путает и сбивает с толку, не переживайте. Вспомним о самых часто используемых способах варки, которые применяют для работы дома и на производстве.

Мы дадим описание часто используемых способов варки и тонкости их выполнения, на которые надо обратить внимание.

Помните, многие способы сваривания мы описывали в прошлых публикациях, которые можно найти, зайдя в раздел «Виды и способы сварки» на сайте.

Газопламенная сварка

Ведется при помощи пламени от горелки. Для создания пламени используется ацетилен или пропан (в качестве горючего газа) и кислород (для увеличения мощности пламени). Температура факела достигает 2800-3100º С, что позволяет плавить кромки металла. Для заполнения сварочной ванны используется присадочная проволока, подающаяся свободной рукой сварщика.

Газовой сваркой чаще всего соединяют черные металлы, трубы, латают емкости. Энергонезависимость разрешает применять сварку в полевых условиях, на крышах, в тоннелях, подвалах. Подключение к баллонам выполняется через редукторы с манометрами. У кислородного редуктора манометров два — высокого и низкого давления. Потребуются дополнительные комплектующие (шланги, мундштуки, ниппели), чтобы все соединить в одну систему.

Горелки рабочей части и диаметру сопла:

Ручная пайка с дугой и неплавящегося проводника электрического тока

Метод пайки с дугой и неплавящегося проводника электрического тока различных материалов — часто используют способ мастера, работающие дома, но также и опытные сварщики.

Сварка с дугой, при работе руками — это самый давний вид электросварки. Широкий ассортимент сварочных инверторов с дугой доступный большинству мастеров.

Проводник электрического тока — это основа для подачи тока. Его изготавливают из разнообразных материалов и могут быть покрыты спецпокрытием.

Особенность пайки с дугой и неплавящегося проводника тока простая: элементы присоединяют друг к другу, потом проводником тока стучат по металлической поверхности, зажигая дугу для сварки. Инверторы для сваривания выступают основным оборудованием.

Электрошлаковая сварка

Суть электрошлаковой сварки заключается в соединении двух сторон металла за счет тепла, выделяемого шлаковой ванной. Для этого зону стыковки заполняют токопроводящим флюсом. К нему подводится сварочный электрод (проволока), который разогревает флюс, образуя жидкий шлак. Электрод продолжает проводить ток, будучи погруженным в сварочную шлаковую ванну. Метод бездуговой. Температура повышается и кромки металла сплавляются между собой.

Диапазон толщины свариваемых металлов таким методом составляет 20-3000 мм. Шлаковой сваркой можно соединять:

Задействуется технология в химической промышленности, машиностроении, кораблестроении, авиационной промышленности.

Ручная сварка с применением дуги и плавящегося проводника тока

Способы пайки заканчиваются не только на работе с плавящимися электродами. При работе также применимы и плавящиеся проводники электрического тока.

Способ варки элементов с применением плавящегося электрода состоит в том же, в чем и работа с неплавящимися элементами.

Различаются они только составом самого проводника тока: плавящиеся электроды изготавливают из материалов, способных легко расплавляться.

Такие электроды также применимы для сварочных аппаратов в работе дома. В таком случае, соединение происходит не только по причине расплавления металлического элемента, а также по причине расплавления проводника тока.

Плазменная сварка

Для расплавления кромок и присадочного металла используется плазма. Оборудование состоит из источника постоянного тока, газового аргонового баллона, плазмотрона. Для отвода лишнего тепла от сопла плазмотрона (горелки), нередко предусматривается водяное охлаждение.

Газ подается в плазмотрон и нагревается электрической дугой. Благодаря этому он увеличивается в объеме до 100 раз. За счет теплового расширения он начинает истекать из сопла на высокой скорости. Это и есть плазма. Ее температура составляет 30 000º С, что превосходит характеристики других методов сварки.

По реализации технологии возможно два варианта:

При помощи плазменной сварки соединяют металлы толщиной до 9 мм во всех пространственных положениях. Метод подходит для сваривания:

Введение

Для чего нужна сварка? На чем она основывается? Такие вопросы посещают многих новичков этого дела. В основном, пайка — это метод присоединения металлических деталей.

Присоединение (именуемое также швом) получается на уровне атомов при повышении температуры деталей, а также внешних изменений.

Построение соединения металлических деталей широкое и в одну статью вся информация не поместится, включая дополнительные тонкости.

В одну статью также не поместится вся информация о видах варки, потому что их больше ста. Но мы будем стараться сокращенно расписывать свойства и разновидности варки, чтобы не запутать неопытных мастеров.

В современности применяют термическую, механическую, с повышением температуры и полностью механичную варка металлических деталей или других элементов (пластиковых и стеклянных).

Подбирая метод варки, учитывайте все тонкости: дородность металла, их содержание, пути применения и другое. Это влияет на метод, который используют при варке.

Варка с повышением температуры — это процедура присоединения элементов с использованием повышенных градусов температуры. Получается плавление материала и плотная сцепка.

К пайке с повышением температуры относят сварку с электрическим разрядом большой мощности и газа (обсудим это позже).

Механическое соединение с повышением температуры — это процедура присоединения элементов с помощью высокой температуры и технических приемов, к примеру, натиск. Сюда включают соединительную сварку.

Элемент не особо прогревается, как при соединении с температурой, а для соединения применяется натиск, а не расплавление элемента.

Чем лучше варить полуавтоматом или электродом

Чем лучше и легче варить полуавтоматической сваркой или электродами

Полуавтоматическая сварка и сварка штучным электродом с покрытием имеет массу отличий. При этом сказать, какая сварка лучше будет неправильно, ведь, по сути, это две разные технологии, но цель у них одна.

При этом выбор в сторону полуавтоматической сварки или сварки электродом во многом зависит от требований к качеству сварного шва, а также нагрузок, которые будут приходиться на него в процессе эксплуатации. В данной статье мы рассмотрим, чем лучше варить, электродом или полуавтоматической сваркой.

Какой способ выбрать?

При выборе метода сварки необходимо учитывать вид материала.

Выбор способа сварки зависит от следующих показателей:

• материала, из которого будет создаваться конструкция;
• параметров используемых и создаваемых деталей и самой сооружаемой конструкции;
• условий, в которых будет осуществляться вся работа.

Высокопроизводительные способы сварки отличаются тем, что конструкция и соединения, полученные в результате работы, обладают 100% прочностью.

Сегодня выделяют такие основные виды сварки, как механическая, термическая и термомеханическая, которые, в свою очередь, имеют подвиды, отличительные особенности и преимущества.

Классификация сварочных технологий

Все разновидности сварочных работ, зависимо от типа энергии, используемой для формирования межатомных соединений, делятся на три категории:

• Механическая: холодная, ультразвуковая, взрывом, трением, прочие. Применяется давление, механическая энергия.
• Термическая: лазерная, дуговая, плазменная, электрошлаковая, газовая, электронно-лучевая, прочие. Применяется тепловая энергия.
• Термомеханическая: контактная, диффузионная, прочие. Применяется давление, тепловая энергия.

Механический класс

При использовании механического класса используется только механическая энергия и давления. К распространенным вариантам относится:

• взрыв;
• ультразвуковое воздействие;
• трение;
• холодный способ и другое.

Распространен во всех отраслях производства за счет простоты и доступности.

Сварка взрывом

Удобна при соединении разных металлов. Применяется и с целью плакирования. Подобная технология часто неизвестна даже профессионалам высокого уровня. При выполнении на поверхностях проводится направленный взрыв. В результате чего происходит сплавление.

Холодная сварка

Соединение проводится под сильным давлением без выполнения нагрева. Склеивание осуществляется за счет происходящей пластической деформации. Специальные подготовка и оборудование не требуется. Часто используется в сантехнических работах и автолюбителями.

Ультразвуковая сварка

При воздействии используются ультразвуковые колебания. Для сжатия достаточно несколько единиц ньютона. В равной мере используется в радиоэлектронике или при работе с толстостенными изделиями. Принцип работы определяется ГОСТ 2601, СЭВ 5277. Кроме металлов так могут соединяться такие материалы, как кожа, ткани, пластмассы и другое.

Сварка трением

Основывается на использовании сильного давления. Соединяемые элементы крепко закрепляются. Один остается подвижным и при трении выполняет нагрев до состояния пластичности. Прочность шва формируется за счет разрушения окислов, жировых пленок, способных мешать уровню прочности получаемого шва.

Достоинства и недостатки

Для удобства оценки оборудования основные эксплуатационные характеристики полуавтоматов и инверторов сведены в таблицу.