Сообщение на тему электрическая сварка

Обновлено: 07.07.2024

В промышленности и строительстве, а также при ремонте сварка получила широкое распространение. В чем заключается суть процесса, какая принята классификация и каковы основные характеристики каждого класса вы узнаете из этой статьи.

1. Определение процесса сварки

Для стыковки деталей в промышленности и строительстве используют различные технологии. Лидерскую позицию удерживает сварка. Она широко используется в машиностроении и других отраслях промышленности, при проведении строительных и ремонтных работ. Такую популярность можно объяснить высокой надежностью конструкций, получаемых в результате, и их прочностью. Технология экономически выгодна, отличается высокой производительностью.

Сварка — это технологический процесс, в результате которого образуются неразъемные соединения материалов. Иногда понятие ошибочно относят только к технологии соединения металлических элементов. На деле же разнообразные виды сварки позволяют надежно скрепить не только металл, но и стекло, графит, керамику, пластик. Соединение происходит под воздействием температуры на межатомном уровне, в результате деформирования, либо при сочетании двух способов.

На физическом уровне при сварке атомы и молекулы соединяемых поверхностей образуют прочные связи. Чтобы такие соединения возникли, необходимо соблюдать некоторые условия:

свариваемые поверхности нужно очистить от загрязнений, оксидов, инородных атомов;
для облегчения взаимодействия атомов между собой должна произойти их энергетическая активация;
свариваемые заготовки необходимо разместить на таком расстоянии, которое можно было бы сопоставить с межатомным расстоянием в элементах.

В процессе остывания происходит образование сварочного шва на стыке.

2. Классификация видов сварки

Существующие виды сварки можно поделить на три класса. Эти большие группы выделяют на основании таких различий:

специфика техники;
характеристики свариваемого материала;
особенности защиты процесса сварки от воздействия воздуха.

Способ воздействия на детали — это главный критерий, который позволяет выделить следующие три вида этого процесса:

Термическая сварка. Совершается при помощи тепла, с применением дополнительных материалов. Источником тепловой энергии при данном виде сварки может служить газовое пламя, плазменный поток, электрическая дуга. Под воздействием высокой температуры присадочный металл плавится, получившаяся жидкость заполняет промежутки между элементами. После остывания получается неразъемное соединение.
Механическая сварка. Главную роль в соединении элементов играет наружное воздействие на свариваемые детали. Все виды механической сварки предполагают деформацию поверхностей, которая приводит к плотному скреплению на молекулярном уровне. При физическом воздействии происходит переход механической энергии в кинетическую, что позволяет нагреть элементы до нужной температуры.
Комбинированная сварка. Также известна как термомеханическая, заключается в сочетании перечисленных выше способов. В таком процессе используется давление и тепловая энергия. Например, металл могут предварительно нагреть до нужной температуры, а затем при помощи внешнего воздействия образуется неразъемное соединение.

В каждый из перечисленных классов входит несколько видов сварочного процесса. Основной критерий для разделения — это источник энергии, которая воздействует на свариваемые поверхности.

3. Термический класс сварки

Приведенные ниже способы сварки связаны с образованием сварочной ванны в ходе процесса. Ее образование происходит при участии двух металлов: основного и присадочного. Присадочным металлом при термической сварке может выступать металлический пруток, электрод. Источником тепла — сварочная дуга, пламя горючего газа, сконцентрированный поток лучей, термит. Используемый источник тепла определяет, к какому виду относится конкретный способ соединения деталей.

3.1 Дуговая

Дуговая сварка наиболее распространена. Для нее не нужны специальные приспособления или инструменты. Для дуговой сварки необходим мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов. Во время зажигания дуги происходит ионизация дугового промежутка, которая поддерживается на протяжении всего горения.

Зажигание дуги — это процесс, происходящий в три этапа:

Контакт металлической заготовки и электрода вызывает короткое замыкание. Оно служит для достижения температуры, необходимой при сварке.
Затем инструмент отводится на небольшое расстояние (от 3 до 6 мм). Такое действие провоцирует начало термоэлектронной эмиссии электронов.
Предыдущие действия позволяют добиться возникновения устойчивого дугового разряда. Это происходит, так как дуговой промежуток становится электропроводным.

Данный вид сварки разделяется на три подгруппы исходя из метода соединения деталей:

Материал, число электродов, а также способ их включения в цепь электротока формируют еще одну классификацию дугового вида сварки на несколько подвидов:

Сварка неплавящимся электродом дугой прямого действия. Используется графитный или вольфрамовый электрод, присадочный материал применяется не всегда.
Сварка плавящимся электродом дугой прямого действия. Применяется металлический электрод, одновременно происходит плавление основного металла.
Сварка косвенной дугой. Как правило, этот способ предполагает использование двух неплавящихся электродов.
Сварка трехфазной дугой. Горение дуги при таком способе происходит между электродами, а также между основным металлом и каждый электродом.

3.2 Газовая

При газовой сварке источником тепла выступает пламя. Это делает данный способ пригодным для использования в полевых условиях и местах, где нет доступа к электричеству, так как питание от электросети не требуется. Еще одно характерное отличие газовой сварки от дуговой — нагрев и остывание свариваемых поверхностей происходят достаточно медленно и плавно. Поэтому технология подходит для соединения тонкостенной стали, цветных металлов, а также для проведения наплавки.

Данный вид предполагает расплавление металла под воздействием пламени, которое образуется в результате горения смеси горючих газов с кислородом. Обычно используют ацетилен или пропан, реже — пары бензина или керосин. Плавление присадочного металла участвует в формировании шва на стыке элементов, соединенных сваркой.

3.3 Лучевая

Области применения лучевого вида сварки — радиодетали, электронные схемы и другие микродетали. Сам процесс происходит под воздействием светового луча. В отличие от других видов сварки, этот должен происходить в специальной камере с вакуумной средой. В противном случае луч будет рассеиваться из-за плотности воздуха.

Способность соединять микро-детали — это отличительное преимущество такого способа, чего нельзя достичь при применении любого другого. Технология широко применяется в радиоэлектронной отрасли.

Лазерную сварку отличают швы высокой точности. В то же время нагревание поверхностей минимально, поэтому даже тонкий материал в результате соединения не деформируется. Такой способ позволяет направлять энергию с помощью призмы в труднодоступные места, которые не получилось бы соединить, применяя другие виды соединений.

Источником энергии может выступать не только световой луч, но и поток электронов из электронной пушки.

3.4 Термитная

Термит, который используют при данном виде соединения деталей, представляет собой специальную смесь для расплавления металла. В ее состав входят алюминий, магний, металлическая окалина. Смесь в виде порошка засыпают в жаропрочную емкость и разжигают с помощью электрической дуги, пропастрона или специального шнура. Тепло, которое выделяется при горении термита, плавит кромки деталей. Расплавленная деталь, смешиваясь с металлом свариваемых деталей, образует неразъемное соединение — происходит сварка.

Соединение, которое получается в результате, отличается высокой прочностью. Этим объясняется востребованность и популярность данного вида сварки в работе с крупногабаритными изделиями. В частности, способ применяется для стыковки труб, рельсов, а также для наплавки крупногабаритных изделий.

3.5 Электрошлаковая

Ни один другой из приведенных видов не подходит для соединения толстых металлических деталей толщиной от 5 см до 3 метров лучше, чем электрошлаковый. При такой сварке вертикально установленные заготовки с двух сторон закрывают с помощью подвижных ползунов из меди с водяным охлаждением. На поддон насыпают слой флюса, который служит источником тепла, а под ним зажигают дугу. Расплавленный флюс становится токопроводящим, он хорошо плавит кромки основного металла и присадочную проволоку.

Сварку такого типа применяют для работы со всеми видами стали, чугуна, некоторыми цветными металлами. Промышленное значение электрошлакового способа очень велико, благодаря экономической выгоде. Чем больше площадь поверхности, которая поддается сварке, тем рациональнее его использование.

4. Термомеханический класс сварки

Термомеханические или комбинированные виды сварочного соединения применяются тогда, когда другим способом невозможно создать ровный шов. Чаще всего таким образом требуется соединить небольшие элементы. В этом классе различают три вида сварки:

кузнечная;
контактная;
диффузионная.

Каждый из них предполагает комбинацию теплового и механического воздействия на соединяемые детали.

4.1. Кузнечная

Соединение железных заготовок при помощи молота и наковальни было известно задолго до возникновения современных видов сварки.

Качество соединения напрямую зависит от мастерства кузнеца, а также от того, насколько хорошо поверхности были очищены от налета перед началом работы. Мастер, производящий сварку данным способом, нагревает заготовки в горне и соединяет их ударами молота, положив друг на друга.

Соединить таким образом получится только пластичные металлы. Невысокая производительность и недостаточная надежность привели к низкой востребованности кузнечного вида сварки. Иногда используется механизированный подвид: когда нагретые заготовки сдавливает пресс. Описанный способ называют прессовой сваркой.

4.2 Контактная

Сварное соединение формируется в процессе пластической деформации. Контактная сварка названа так потому что нагрев происходит благодаря прилеганию поверхности иглы к изделию. В точках контакта выделяется максимальное количество теплоты, которое способствует достижению термопластичного состояния или плавления. Дальнейшее сдавливание провоцирует образование новых точек контакта. Это, в свою очередь, способствует сближению поверхностей на межатомные расстояния, то есть, сварке.

Существуют различные классификации данного процесса по типу сварного соединения, виду сварочной машины, роду питающего трансформатор тока. По типу сварочного соединения выделяют несколько видов для решения разных задач:

стыковая — нагревается вся площадь контакта;
точечная — образуются соединения в местах сдавливания под воздействием тока;
шовная — предполагает соединение деталей внахлест с помощью роликовых электродов;
рельефная — на плоскости предварительно наносятся выступы, которые разглаживаются после подачи тока.

Контактной сваркой можно легко соединить мелкие детали. Она высокопроизводительная, легко автоматизируется. По этой причине такую сварку используют в машиностроении в составе роботизированных комплексов.

4.3 Диффузионная

Технология базируется на диффузии, то есть взаимном проникновении атомов соединяемых материалов при плотном прижатии друг к другу. Сварку проводят в вакуумной среде или среде инертного газа. В начале процесса детали помещают в специальную камеру, где их закрепляют и начинают передавать усилие. Под воздействием электрического тока происходит нагревание поверхностных слоев металла до близких к плавлению температур. Этому виду соединения металлов способствует высокая диффузионная способность атомов. Более надежное скрепление деталей можно обеспечить, если оставить их на некоторое время под воздействием тока.

Сварку этого типа применяют при плохо контрастирующих материалах. Распространение этого способа не настолько широкое, как у других в группе.

5. Механический класс сварки

Главная особенность способов сварки, относящихся к данному классу, — механическое воздействие на металл с целью нагревания. Выделяемое тепло плавит металл, происходит его соединение. Способы, с помощью которых производят сварку — трение, взрыв, давление, ультразвук.

5.1 Трение

Суть процесса: вращение и давление оказываются на свариваемые металлические элементы. Технология сварки трением считается перспективной разработкой. В процессе могут вращаться как обе заготовки, так и одна из них, в то время как другая неподвижно закреплена.

В зависимости от особенностей технологии различают такую сварку:

Трение с перемешиванием.
Инерционная.
Колебательная.
С непрерывным приводом.
Радиальная.
Орбитальная.

Во всех случаях сила трения разогревает металл до температуры плавления, что делает возможной сварку деталей.

Основные преимущества данного способа заключаются в его высоком качестве и прочности полученной конструкции, небольшом энергопотреблении в сравнении с другими методами. Сварку таким способом можно применять для соединения металлов с разной температурой плавления. Процесс хорошо поддается автоматизации и широко используется в промышленных целях. Чаще всего такую сварку применяют при работе со стержневыми конструкциями и трубами небольшого диаметра.

5.2 Холодная

Применение этого способа сварки предполагает соединение деталей давлением. Неразъемное крепление образуется, когда элементы деформируются и вдавливаются друг в друга. Стыковка деталей становится возможна благодаря межатомным связям.

Холодную сварку делят на три категории:

Технологию применяют для соединения шин, труб или проволоки. Для получения качественного и прочного соединения холодной сваркой необходимо тщательно подготовить место стыка. Результат также зависит от степени сжатия и характера воздействия — вибрационного или статичного.

5.3 Взрывом

Детальная методика данного способа сварки до сих пор не разработана, он считается одним из самых редких.

Процесс сварки взрывом начинается с установки привариваемой заготовки над основным металлом. Затем на привариваемую часть устанавливают детонатор. В качестве взрывных веществ чаще всего используют состав гранулотола, аммонита, гексогена.

После взрыва ударная волна на большой скорости направляет подвижную деталь — она ударяется о нижнюю пластину. Давление в месте контакта значительно превосходит прочность металлов, при котором они переходят в жидкое состояние. За доли секунды происходит молекулярное соединение двух металлических деталей с общей кристаллической решеткой. То есть, прочную сварку обеспечивает синхронная пластическая деформация двух элементов. При этом диффузия происходит только в верхних слоях металла за счет низкой продолжительности процесса.

Сварку взрывом используют в промышленных целях для соединения разнородных металлов. С ее помощью изготавливают крупногабаритные заготовки и детали, в том числе биметаллические, а также наносят износостойкий слой толщиной до 45 мм на металлические заготовки.

5.4 Ультразвуковая

Ультразвуковой сваркой называют соединение деталей при помощи ультразвуковых волн. Они создают колебания, которые сближают атомы свариваемых заготовок на расстояние, позволяющее им соединиться в общую структуру. Высокое качество соединений делает ультразвуковую сварку достаточно востребованной, несмотря на высокую стоимость оборудования, в производстве электросхем маленьких размеров, соединении металлов с неметаллами. Сварку можно применять точечно, контурно или шовно.

Перед проведением ультразвукового соединения деталей не нужно предварительно очищать поверхности, что экономит время. При сварке элементов из пластмассы важную роль играет возможность контролировать температурный диапазон во избежание перегрева. Ультразвук нагревает поверхность за доли секунды, не выделяя вредные пары и газы.

Череповецкий завод металлоконструкций имеет многолетний опыт изготовления мостовых конструкций, навесов, настилов, гидротехнических сооружений и других металлоконструкций. Сварка и сборка происходит с соблюдением технологий и стандартов качества. Наши клиенты получают продукцию в оговоренный срок и по выгодным ценам.

Изучение понятия сварки - неразъемного соединения двух или более деталей, с помощью электрического тока присадочного материала (электрода). Инструмент и принадлежности при сварочных работах. Техника сварки. Методы борьбы с напряжениями и деформациями.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	16.12.2011
Размер файла	18,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Пиянин О.О.

Электросварка - технология, инструмент и техника сварки

Сваркой называется неразъемное соединение двух или более деталей, с помощью электрического тока присадочного материала (электрод). Широкое применение получила ручная дуговая сварка из-за своей простоты и доступности применения.

Электросварка - это ведущий вид сварки в нашей промышленности. Первым кто применил сварочную технологию для сварки металла был русский изобретатель Н.Н. Бенардос. На протяжении многих десятилетий сварку улучшали и совершенствовали, пока она прочно не вошла в нашу промышленность.

Электрический ток для сварки вырабатывается сварочным трансформатором, который служит для преобразования высокого напряжения эл. сети (220в - 380в) в низкое напряжение вторичной эл. цепи. Кроме трансформатора для сварки металла требуется присадочный материал или электроды.

Электроды состоят из металлического стержня, предназначенного для проведения эл. тока и формирования сварочного шва, и обмазки предназначенной для защиты шва от воздействий окружающей среды, стабильного горения дуги раскисления расплавленного металла сварочной ванны, легирование металла, для связывания составляющих покрытия и образования шлака, который должен обладать определёнными физико-химическими данными. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве.

Сила тока в основном зависит от диаметра электрода, но также от длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки. Чем больше ток, тем больше производительность. Однако при чрезмерном токе для данного диаметра электрода электрод быстро перегревается выше допустимого предела. Что приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию. При недостаточном токе дуга неустойчива, часто обрывается, в шве могут быть непроварены.

Инструмент и принадлежности при сварочных работах

При сварочных работах сварщик пользуется специальным инструментом и принадлежностями.

Инструмент сварщика:

1. Электрододержатель от которого зависит производительность и безопасность труда. Электрододержатель должен быть лёгким (не более 0,5 кг) и удобный в обращении.

2. Щиток или маска применяется для предохранения глаз и кожи лица сварщика от вредного влияния инфракрасного излучения и брызг металла.

3. Сварочные провода, по которым ток от силовой сети подводится к сварочному аппарату, от сварочных аппаратов к местам работы сварочный ток поступает по гибкому проводу марки ПРГ, АПР, или ПРГД с резиновой изоляцией.

Принадлежности сварщика:

· стальная щётка, применяемая для зачистки металла от грязи, ржавчины перед сваркой и шлака после сварки.

· молоток с заострённым концом для отбивки шлака со сварочных швов.

· зубило для вырубки дефектных мест сварного шва.

· для замера геометрического размеров швов, сварщику выдают набор шаблонов. Также сварщик пользуется некоторыми измерительными инструментами. Для проверки углов используется угольник.

Наряду с инструментами и принадлежностями сварщик не может обойтись без спецодежды (сварочная роба и брезентовые рукавицы).

Техника сварки

сварка электрод ток деформация

Дуга может возбуждаться двумя приёмами: касанием впритык и отводом перпендикулярно вверх или “чирканьем” электродом как спичкой. Второй способ удобнее, но неприемлем в узких и неудобных местах. В процессе сварки необходимо поддерживать определённую длину дуги, которая зависит от марки и диаметра электрода.

Длина дуги оказывает существенное влияние на качество сварного шва и его геометрическую форму. Длинная дуга способствует более интенсивному окислению и азотированию расплавляемого металла, увеличивает разбрызгивание, а при сварке электродами основного типа приводит к пористости металла.

Обеспечение нормативных требований по технологии и технике сварки - основное условие получения качественных сварных швов. Отклонения размеров и формы сварного шва от проектных чаще всего наблюдаются в угловых швах и связаны с нарушением режимов сварки, неправильной подготовкой кромок под сварку, неравномерной скоростью сварки, а также с несвоевременным контрольным обмером шва.

· Непроваром называют местное отсутствие сплавления между свариваемыми элементами, между металлом шва и основным металлом или отдельными слоями шва при многослойной сварке. Непровар уменьшает сечение шва и вызывает концентрацию напряжений, поэтому может значительно снизить прочность конструкции.

· Непровар в корне шва в основном вызывается недостаточной силой тока или повышенной скоростью сварки, непровар кромки (несплавление кромки) - смещением электрода с оси стыка, а также блужданием дуги, непровар между слоями - плохой очисткой предыдущих слоёв, большим объёмом наплавляемого металла, натеканием расплавленного металла перед дугой.

· Подрезом называют местное уменьшение толщины основного металла у границы шва. Подрез приводит к уменьшению сечения металла и резкой концентрации напряжений в тех случаях, когда он расположен перпендикулярно действующим рабочим напряжениям.

· Наплывом называют натекание металла шва поверхность основного металла без сплавления с ним.

· Прожогом называют полость в шве, образовавшуюся в результате вытекания сварочной ванны, является недопустимым дефектом сварного соединения.

· Кратером называют незаваренное углубление, образующееся после обрыва дуги в конце шва. В кратере, как правило, образуются усадочные рыхлости, часто переходящие в трещины.

· Ожогами называют небольшие участки подвергшегося расплавлению металла на основном металле вне сварного шва.

Подрезы, натёки, наплывы, прожоги, не заваренные кратеры, оставшиеся после сварки шлак и брызги, оплавление кромок (в угловых швах) вызываются преимущественно чрезмерной силой тока и напряжения на дуге, большим диаметром электродов, неправильными манипуляциями электродом, низкой квалификацией или небрежностью сварщика. Все дефекты отрицательно влияют на качество изделий, поэтому необходимо не допускать их возникновения, а для этого следует соблюдать технологию сварки.

При сварочных работах в металле могут возникать напряжения деформации, которые вызываются различными причинами. К неизбежным причинам, без которых процесс обработки происходить не может, относятся неравномерный нагрев, кристаллизационная усадка швов, структурные изменения металла шва и околошовной зоны и т.д. К сопутствующим причинам относятся: неправильное решение конструкции сварных узлов.

Методы борьбы с напряжениями и деформациями

Методы борьбы с напряжениями и деформациями самые различные и многообразные, самыми распространёнными являются такие методы как уравновешивание деформации, жёсткое закрепление, общий отжиг сварного изделия, механические и термические правки конструкции после сварки. Но лучше всего свести напряжения и деформации к минимуму, а для этого следует точно соблюдать технологию сварки.

Все дефекты отрицательно влияют на качество изделий, поэтому необходимо не допускать их возникновения, а для этого следует соблюдать технологию сварки.

Подобные документы

Виды электродов, сталей для ручной дуговой сварки, используемое в данном процессе оборудование, принадлежности и инструмент. Физическая сущность процесса сварки и технология ее реализации, контроль качества. Организация оплаты труда, требования к ней.

курсовая работа [63,7 K], добавлен 23.06.2012

Основные физические и механические свойства меди. Образование соединений с кислородом и водородом. Применяемые виды сварки. Дуговая сварка угольным и графитовым электродом: род тока, сечение электрода, диаметр прутка. Флюсы и присадки для газовой сварки.

доклад [500,5 K], добавлен 03.05.2015

Классификация электрической сварки плавлением в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода тока, полярности, свойств электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха. Особенности дуговой сварки под флюсом и в среде защитных газов.

презентация [524,2 K], добавлен 09.01.2015

Описания проектируемой конструкции, способа сварки, сварочных материалов и оборудования. Обзор выбора типа электрода в зависимости от марки свариваемой стали, толщины листа, пространственного положения, условий сварки и эксплуатации сварной конструкции.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.12.2011

Технология изготовления контейнера для деталей, методика расчета количества сварочных материалов и нормы времени, необходимых для его изготовления. Расшифровка стали 10. Техника безопасности при сварочных работах. Особенности сварки меди и ее сплавов.

дипломная работа [409,7 K], добавлен 02.03.2010

Особенности процесса газовой сварки. Способы определения мощности газовой горелки, расчет параметров сварочного аппарата. Технология и способы газовой сварки, ее основные режимы и техника выполнения. Описание этапов подготовки кромок и сборка под сварку.

контрольная работа [303,8 K], добавлен 06.04.2012

Анализ перспективных методов сварки. Критерии: качество шва, экономичность, сфера применения и условия эксплуатации. Разновидности сварки: cварка взрывом, трением, ручная-дуговая сварка и лазерная. Техника безопасности при проведении сварочных работ.

Электрическая сварка — это процесс нагрева и соединения двух частей металла с использованием мощного электрического тока. Метод был изобретён профессором Эриусом Томсоном и требует использования сварочного аппарата, который освобождает ток, используемый для электросварки.

В отличие от более традиционных методов, электросварка требует минимальных навыков и понимания со стороны сварщика. Использование электросварочных аппаратов автоматизировано и требует только регулярной смазки для продолжения нормальной работы. Это делает данный метод идеальным для начинающего сварщика. Любые сплавы или два идентичных металла могут быть соединены таким образом.

Описание процесса

Во время электросварки металлические части соединяются вместе с помощью медных зажимов. Электричество проходит через соединения, нагревая и соединяя их в точке, где встречаются две металлические части. Поверхность, где металлы замыкаются и соприкасаются, сначала становится горячей, а затем излучается наружу в виде шва.

Распределение тепла регулируется путём обеспечения постоянного движения тока с использованием рычага регулирования. Это гарантирует, что оба металла станут мягкими и одновременно соединятся друг с другом.

Преимущества электрической сварки включают в себя тот факт, что этот метод не тратит лишнее топливо и обеспечивает точность в соединении деталей. Тепло не выходит далеко за точку сварки. Это делает его идеальным для изолированных проводов. Концы каждого провода можно сваривать, оставляя при этом изоляцию.

Хотя сварочные аппараты в теории могут использовать ток силы до 50 000 ампер, на самом деле они существенно безопаснее и работают с другими параметрами тока. Это делает сварочный аппарат неспособным к электрическому удару или шоку человека при использовании электросварки. Сварка может занять от нескольких секунд до десятков минут. Многое зависит от объёма соединяемых металлических конструкций: чем шире площадь соприкосновения, тем больше масштаб работы.

Виды электросварки

Сварочные материалы являются эффективным способом объединения металлических конструкций без использования фитингов. Сварка МИГ, ВИГ и ручная — это три типа электросварки. Дуговая сварка — это та, которая достигается потоком дуги электричества между электродом и рабочей поверхности. Большинство методов подразумевают использование защитного газа для обеспечения гладкости и предотвращения загрязнения в точке сварки, улучшения качества шва и стабилизации дуги электричества между обрабатываемой поверхностью и электродом.

Газовая металлическая дуговая электросварка называется МИГ. Этот метод часто используется при обработке стали. Этот процесс, по существу, предполагает плавление заполнителя на рабочую поверхность. Используя этот метод, сварщики могут выполнять более длинные сварные швы без прерывания — в сравнении с обыкновенными способами сварки здесь не требуется выполнять несколько прерываний.

Наиболее распространённым защитным газом, используемым в этом типе электросварки, является аргон или смесь аргона, содержащая кислород или диоксид углерода.

Однако и здесь есть несколько потенциальных недостатков. Во-первых, может возникнуть трудность создания дуги для начала всего процесса. Во-вторых, сварные швы, полученные этим методом, имеют предрасположенность к сильному окислению.

Газовая вольфрамовая дуговая электросварка называется ВИГ — это метод сварки, который часто используется при работе с магнием, алюминием, титаном, никелем и медными сплавами. Сварка ВИГ может быть выполнена с использованием заполнения или без него. Швы здесь могут быть значительно меньше, чем швы МИГ, поскольку тепло в точках сварки ВИГ лучше определяется.

Одним из недостатков такого типа сварки по сравнению с МИГ является его большая ресурсоемкость в плане затраченного времени. Зато этот тип сварки является одним из самых чистых, так как в процессе не образуется каких-либо брызг. Аргон в сочетании с гелием или водородом часто используется в качестве защитного газа для такого типа сварки.

Ручная

Один из первых способов — экранированная дуговая электросварка металлов — также упоминается как ручная сварка. Этот метод идеально подходит для использования на мостах, металлоконструкциях, трубопроводах, тракторах. Часто применяется для наружной сварки, поскольку природные факторы, такие, как дождь, не будут нарушать целостность шва. Ручная сварка может быть сложной и рекомендуется только для опытных сварщиков.

Соединение труб при помощи электросварки

Электросварные фитинги из металла

Электросварные фитинги — это приспособления, которые помогают соединить две части заготовок. Существуют два формата: резьбовые и сварные. Концы резьбового фитинга — резьба выполнена внутри и снаружи соединительной детали. А также фитинг имеет фаску, что облегчает выполнение электросварного шва.

Многие из этих приспособлений прикрепляются к детали с помощью двух элементов: колена и приклада. В первом варианте диаметр больше, чем во втором, а второй, как правило, совпадает со свариваемой деталью.

Электрический фитиновый полиэтилен

Эти детали позволяют увеличить электрофузию соединяемых деталей. Обычно полиэтиленовые вспомогательные соединительные детали используются для полиэтиленовых водопроводных труб, которые предназначены для систем с низким давлением.

Фитинги из HDPE устанавливаются на трубах при помощи приклада или перекрытия. Элементы удерживаются специальным держателем. Устанавливают соединение и трубку, затем нагревают, вводя в фитинг.

Примечательно, что оба варианта электросварки основаны на химическом воздействии — разрушении молекулярных цепей полимеров при температуре 170 градусов Цельсия и образовании новых в процессе упрочнения пластика.

Сцепление и электроопыление

Современные электрические технологии достигли уровня, на котором легко обойтись без громоздкого, сложного в использовании и устаревшего оборудования.

Наружная оболочка и её фитинг расплавляются, а после падения температуры создаётся новая полимерная цепь. В результате гарантируется качественная электросварка полиэтиленовых труб, которую можно безопасно использовать как для домашних систем, так и для промышленных трубопроводов.

Эти фитинги характеризуются следующими преимуществами:

они соединяют трубы диаметром от 20 до 400 мм;
соединение установлено внутри и способно выдерживать работу при высоком давлении;
они инертны ко всем химическим веществам и, таким образом, безопасны даже для воды;
выдерживают любые скачки давления.

У фитингов есть большой ассортимент - от маленького до большого диаметра. Их можно использовать даже на крупных химических заводах.

Для установки арматуры вы можете использовать трансформатор.

Как приготовить электросварку труб

Подготовка: сварщик, заготовка, соединительный элемент, трансформатор в полной готовности и целостности.
Труба под прямым углом.
С фаской кромки детали, для точной резки.
Труба проходит в фитинг и фиксирует место, где ранее отмечалось.
Обезжирить части.
После подключения сварочного трансформатора к источнику питания сформируйте сварное соединение.
Сварочный аппарат выключен, и включён режим прогрева в течение 30 минут.
Важно не перемещать какое-либо соединения или держатель! После выключения ожидайте полного охлаждения.
Устройство готово для использования и дальнейшего подключения!

Электросварка в домашних условиях

Электросварка — это процесс эффективного несъемного соединения металлических деталей. Сегодня он активно используется для создания сетчатой сетки, всех видов рамок, резервуаров. Люди, обладающие соответствующими навыками, на собственном заднем дворе могут создавать навесы для крыш, ажурных заборов и других вещей, необходимых в повседневной жизни. Вот почему многие люди обеспокоены тем, как научиться работать с электросваркой.

Рекомендации:

Хорошо очищайте поверхности для сварки. Важно, чтобы на них не было ржавчины, грязи.
Вставьте электрод в специальное держательное устройство для сварки и сформируйте электрическую арку. Для этого необходимо вызвать движение тока в области сварки.
При электрической дуге необходимо сделать промежуток между ним и соединительной поверхностью. Следует отметить, что размер зазора не должен изменяться от трёх до пяти миллиметров. В противном случае дуга будет периодически прерываться, соответственно, это приведёт к ухудшению качества сварного шва.
Стержень должен удерживаться под углом около 70 градусов. Однако это значение можно изменить, чтобы улучшить комфортность электросварки.
Соблюдайте правила безопасности.

Электросварка требует соблюдения следующих правил безопасности:

Должны быть эффективно изолированы провода, которые подключены к источнику питания и дуговой сварке, а также необходимо заземление корпуса сварочного аппарата. Рекомендуется использовать корпус и дополнительное электрооборудование.
Рекомендуется использовать специальные силовые выключатели в блоках питания. Они во время холостого хода разрывают сварочный контур и накладывают напряжение на 12 В на держатель.
Сварочные работы должны проводиться в хороших сухих перчатках и одежде. Обратите внимание, что, если вы планируете работать в ограниченном пространстве, следует побеспокоиться о подготовке матов из резины или резиновых галошах.
В случае одновременного использования нескольких сварочных аппаратов их необходимо расположить так, чтобы расстояние между ними составляло не менее 0,35 м (оптимальная ширина проходов — около 0,8 м).

Следует уделять большое внимание этим правилам. Ведь электросварка — это довольно травмоопасный процесс. Но любой беды можно избежать, если внимательно изучить вопрос и ответственно подходить к делу.

Сегодня невозможно представить строительство без сварочных операций. Очень часто при монтаже зданий и конструкций применяется сварка электрическая. По многим параметрам это самый популярный вид подобных работ.

Для работы в бытовых условиях наиболее оптимальна электродуговая сварка.

У электросварки есть свои уникальные особенности, с которыми следует познакомиться, прежде чем переходить к ее практическому освоению. Без общего представления о данной сфере и ее возможностях сложно рассчитывать на понимание тонкостей указанного процесса.

Электрическая сварка: общая характеристика физического процесса и сферы применения

Способы подключения сварочного инвертора.

Соединение металлических заготовок и конструкций посредством их сварки на основе применения электричества представляет собой одну из нескольких известных на сегодняшний день сварочных технологий. Она характеризуется использованием электрической дуги, которая нагревает металл до расплавленного состояния.

В таком полужидком состоянии металлические элементы скрепляются друг с другом. Поскольку температура электрической дуги достигает 5000°С, превышая тем самым пороги расплавления практически всех известных на данный момент металлов, в месте сварки образуется соединение на межмолекулярном и межатомном уровне.

Благодаря указанному фактору неразъемное сварное соединение при соблюдении всех правил технологии получается буквально монолитным, очень прочным и надежным. Современное развитие производства металлов позволяет осуществлять сварочные работы в самых разных условиях, как в стационарных, промышленных, так и в полевых.

Электрическая сварка в настоящее время очень активно применяется на суше, в открытом море, при проведении подводных монтажных операций и даже в космическом пространстве.

Сварочная технология на основе электричества, в свою очередь, разделяется на несколько подвидов. В зависимости от использования принципа, в соответствии с которым электрическая энергия трансформируется в тепловую, электросварка может быть дуговой, контактной, электрошлаковой, индукционной и электронно-лучевой.

Рассмотрим далее самые распространенные виды электросварки: контактную и дуговую.

Контактная электрическая сварка: разновидности и особенности использования

Дефекты сварочных швов.

Данный тип сварочной операции является одним из наиболее эффективных, автоматизированных, экономичных способов термической обработки металлов. Благодаря использованию контактного варианта на строительной площадке или в заводском цеху можно добиться высокой прочности металлоконструкции, качественного и надежного соединения деталей.

По этой причине указанный вид электросварки широко применяют в строительной сфере для устройства стальной арматуры, при прокладке трубопроводов, железнодорожных путей и т. д. Практически незаменимой оказалась контактная сварка в сфере автомобилестроения при производстве дорогих и сложных по конфигурации узлов автомобилей.

Контактная сварка имеет следующие разновидности:

Классификация сварочных электродов.

Стыковая сварка. При использовании данного варианта тщательно зачищенные торцы соединяемых заготовок очень плотно соприкасаются друг с другом, после чего через них пропускают электрический заряд. Сваривание металла обоих элементов осуществляется благодаря тому, что заготовки в месте соприкосновения раскаляются до пластичного состояния. Таким способом можно сваривать различные металлические детали, сечение которых достигает 300 мм 2 , в том числе стальные пруты арматуры, различные фланцы, трубы, рельсы, металлические швеллеры.
Точечная сварка. Подразделяется на одноточечную двухстороннюю, двухточечную одностороннюю и одностороннюю многоточечную. Суть ее сводится к тому, что при сжатии металлических заготовок и включении сварочного трансформатора нагрев металла происходит только в зоне непосредственного контакта, что приводит к формированию ядра (точки) расплавленного металла. Такая операция применяется в основном для прочного соединения листовых металлоконструкций и скрепления арматурных стержней в точках их пересечения в процессе изготовления железобетонных объектов. Данный способ применим, если общая толщина металлических листов составляет не более 10-12 мм.
Шовная сварка. Используется в случаях, когда надо получить прочные и надежные герметичные швы. Обычно подобным способом варят тонкостенные трубы и тонкие металлические листы толщиной от 0,3 до 3 мм.

Электрическая дуговая сварка: классификация и назначение

Дуговой называется такой вид электросварки, при котором образуется сварочная электрическая дуга, являющаяся мощным и достаточно длительным зарядом электричества, который возникает в газовой среде и характеризуется образованием большого количества тепловой и световой энергии.

Схема ручной электродуговой сварки.

В момент возникновения дуги температура в ней достигает отметки в 6000°C, при этом рабочая температура в месте непосредственной сварки равняется 3500°C. На температурный уровень влияет сила тока, и чем она больше, тем больше образуется тепловой энергии. С максимальными показателями температуры можно работать с толстыми металлическими заготовками, используя электроды большого диаметра.

Назначение электрической дуги – локальное расплавление фрагментов соединяемых металлических изделий. Расплавленный металл с электрода, который при сближении с изделием производит сильное искрение, заполняет сварочный соединительный шов и тем самым образует надежное скрепление отдельных металлических заготовок.

Электрическая дуговая сварка подразделяется на несколько групп по разным признакам. В частности, по характеру механизации процесса и манипуляции электродом она имеет следующее разделение:

дуговая ручная;
дуговая полуавтоматическая;
автоматическая.

При ручном варианте работы производятся сварщиком вручную. Полуавтоматическая сварка отличается механической подачей электрода к месту сварки и ручным выполнением работы. При полностью автоматическом способе возбуждение дуги и ее перемещение вдоль линии шва происходит в механическом режиме.

В зависимости от рода тока дуга может питаться:

постоянным током с прямой полярностью (на электроде – минус);
постоянным током с обратной полярностью (на электроде – плюс);
переменным током.

Дуги также бывают прямого и косвенного действия. Кроме того, по характеру наблюдения за горением стержня электродуги делятся на открытые, полуоткрытые и закрытые.

Электроды, применяемые при ручной дуговой сварке

Схема движения электрода.

Данная операция производится с использованием как неплавящихся, так и плавящихся электродов. Плавящиеся изделия изготавливаются из специальной проволоки и делятся на углеродистые, легированные и высоколегированные.

Электроды классифицируют по таким параметрам, как:

назначение (для обработки стали, чугуна, цветных металлов);
специфические особенности выполнения сварки (для разных положений в пространстве, для сварки с углубленным проплавлением);
толщина электродного прута (тонкие, средние, толстые и особо толстые);
химический состав стержня и покрытия (кислое, основное, целлюлозное, рутиловое, смешанное покрытия);
вариант нанесения электродного покрытия (опрессовка, окунание).

Все качественные электроды должны соответствовать определенным функциональным требованиям. В частности, их главная задача состоит в том, чтобы гарантировать во время работы стабильно ровное горение электрической дуги, благодаря чему можно сформировать хороший равномерный шов. При этом в сварочной зоне должен образовываться металл с заданными химическими свойствами.

В настоящее время наибольшей популярностью среди специалистов-сварщиков пользуются средне- и толстопокрытые электроды для дуговой сварки.

Таким образом, технология сварочных работ на основе использования электричества, имеющая свои многочисленные важные особенности, требует к себе соответствующего внимания и тщательного изучения.

Электродуговая сварка является наиболее распространенным способом соединения разных видов металлов. Этот процесс обладает универсальностью, его применяют повсеместно в производстве и в бытовых условиях.

У него имеется множество положительных качеств - простое выполнение, не требует использования дорогостоящего оборудования, сварку могут проводить даже новички в этом деле. Но все же перед тем как приступать к работе рекомендуется изучить ее основные принципы и особенности.

Что такое электродуговая сварка

Важно знать, что такое электродуговая сварка. Во время этого технологического процесса происходит расплавление примыкающих друг к другу областей двух свариваемых элементов при помощи тепла, которое поступает от электрической дуги. Сварочная ванна перемещается за электродугой. А при застывании она переходит в состояние прочного и неразъемного соединения, которое также называют сварным швом.

Технология электродуговой сварки металлов имеет характерную особенность. Расплавленная металлическая основа способна усиленно взаимодействовать с кислородом воздуха и азотом.

Для того чтобы защитить сварочную ванну обычно применяются следующие виды газов:

Аргон;
Углекислый газ;
Гелий и другие инертные газы.

Стоит отметить! Сварка электрической дугой может проводиться с применением плавящихся электродов, материал которых войдет в сварной шов, а также неплавящихся. В данных ситуациях флюсовые добавки насыпаются вдоль линии соединения в виде порошка.

Принцип электродуговой сварки

В технологии электродуговой сварки имеется несколько принципов - короткое замыкание и пробой. Именно на последний показатель стоит обратить повышенное внимание.

В данном случае за основу берется пробой диэлектрика, который возникает при наполнении межатомного пространства частицами с электрическим зарядом. Ионы создают положительные заряды, а электроны - отрицательные. В некоторых ситуациях пробой возможен для любых диэлектриков. Но вот что касается электродуговой сварки металлов, то во время нее применяется пробой воздушного пространства между электродом и массой.

Во время сварки на электроде создается заряд тока с низким показателем напряжения, но с высокой силой - примерно 80-200 А. Также наблюдается огромная плотность - несколько тысяч А/м 2 .

В момент касания электрода массы, а именно другого материала с высокими показателями электропроводности при сваривании металлических конструкций, то может возникнуть короткое замыкание, которое создает электрическое поле с высокой мощностью. Именно в нем возникает пробой.

Виды и способы

Электрическая дуговая сварка имеет несколько разновидностей. Каждая из них обладает некоторыми отличительными особенностями, которые оказывают влияние на качество и вид сварного соединения.
Выделяют следующие виды электродуговой сварки:

Ручная электродуговая сварка. Во время нее используется только ручная сила человека без механизмов;
Механизированного вида. Во время процесса используется механизация при подаче проволоки в область сваривания, а часть работы производится ручной силой;
Автоматического типа. Сварка осуществляется в автоматическом режиме. Специальное оборудование самостоятельно подает дугу, регулирует показатели ее длине, перемещение.

Технологический процесс электродуговой сварки также разделяется на способы:

Пучком. Во время сварки производится связывание в пучок нескольких электродов, сваривание их торцов и установка в держателе. Используется больший диапазон токов и можно самостоятельно увеличивать показатели производительности.
Сварка лежачим электродом. Во время этого процесса может производиться укладка с длиной от 50 до 120 см с обмазкой в разделанный стык или угол. На него помещается медный брус с продольной канавкой. После этого заготовка и электрод подсоединяются к источнику тока. Угольный стержень поджигает дугу, которая уходит под область бруска. Она перемещается по стыку, расплавляет рабочий элемент и сваривает кромку. В результате этого получается сварное соединение.
Сварка наклонным электродом. Данный метод проводится для повышения производительности. Во время него электрод фиксируется в зажиме с обоймой, которая перемещается под своей массой по стойке. В момент зажигания дуги, электрод оплавляется, а обойма опускается вниз.

Виды аппаратов

Обычно при проведении электродуговой сварки используется простой сварочный аппарат - трансформаторный. Он работает по принципу обычного трансформатора, понижает напряжение и повышает ток. Данное устройство варит при помощи переменного тока.

Однако трансформаторное сварочное оборудование неудобное, оно обладает огромными размерами. По этой причине могут возникнуть проблемы с его перемещением. Для этих целей требуется специальное приспособление на колесиках.

Если требуется мобильный сварочный аппарат для электродуговой сварки, то отличным вариантом будет инвертор. Данное оборудование первым делом преобразует переменный ток от бытовой сети в ток с высокой частотой. А уже после этого оно переводит его в постоянный. Кроме этого устройства этого вида имеют небольшую массу, компактные габариты.

Инверторное сварочное оборудование для электродуговой сварки помогает добиться максимальной стабильности дуги. Именно это оказывает положительное воздействие на качество шва. Кроме этого устройство позволяет использовать разные режимы - с прямой и обратной полярностью.

Особенности проведения работ

Электродуговая сварка чугуна и других видов металла должна проводиться правильно. Соблюдение всех принципов и правил позволит получить прочный и качественный сварной шов.

Технология ручной электродуговой сварки включает несколько особенностей:

На начальном этапе производится зачистка и обезжиривание заготовок, может выполняться их разрезание. К ним требуется приставить раскаленный электрод. Торцевая часть электрода делит область поверхности свариваемого элемента на ионы и электроны;
Для того чтобы сварка была быстрее, а результат был качественным, на поверхность сварного материала (электрода) следует нанести специальные элементы. В качестве него рекомендуется использовать кальций, калий, натрий. Они ускоряют разделение металла на частицы;
Сварочный процесс может осуществляться с использование открытой или закрытой дуги. В открытом состоянии в металлическую основу будет проникать много азота, это окажет пагубное влияние на структуру сварного шва. Для снижения этого негативного воздействия на электроды требуется нанести слой металла. В условиях промышленности наиболее оптимальным вариантом будет использование закрытого метода, при его проведении зона сварки будет защищена от воздействия кислорода;
Далее необходимо установить электрод в оборудование для электродуговой сварки - инвертер. При помощи конца прута требуется провести два раза по торцам свариваемых металлических компонентов - это произведет разжигание дуги. После того как будет включен сварочный аппарат необходимо установить ток на требуемом уровне;
Во время сварочного процесса электрод опирается на поверхность свариваемых деталей и медленно водится по области зазора. В сварочную ванну поступает жидкий металл, который во время застывания образует прочный и ровный сварной шов. Использование специальной технологической карты позволит точно рассчитать мощность, ток и продолжительность воздействия дуги;
Сваривание вертикальных швов производится при помощи дуги. Уровень угла соприкосновения электрода и свариваемой поверхности должен быть прямым. Допускается небольшое отклонение на 10 градусов;
Чтобы предотвратить наплавление жидкого металла в одной области может применяться техника елочки, треугольника или многослойное прохождение тонкой дуги.

Важно! Сварщик во время электродуговой сварки обязательно должен соблюдать все правила и этапы. Каждый метод сваривания подбирается в зависимости от используемого металла и условий проведения сварки (в промышленных или бытовых условиях).

Меры безопасности

Во время проведения электродуговой сварки обязательно следует соблюдать следующие меры безопасности:

Обязательно требуется надевать защитную форму и обувь из плотного материала. Данные средства смогут защитить тело от раскаленного металла, который может вызвать сильные ожоги. Рукава требуется плотно застегнуть, на кисти рук надеваются перчатки.
Если нет защитной формы, то вместо нее можно воспользоваться хлопчатобумажной одеждой.
От яркого света и искры от раскаленного металла лицо и глаза необходимо закрыть защитной маской.
Сварочные работы должны выполняться в проветриваемых помещениях.
Перед началом работ рекомендуется подготовить воду или огнетушитель. Раскаленные частицы металла, искры могут привести к пожару, поэтому все средства для его предотвращения должны быть под рукой.

Обратите внимание! Технику безопасности обязательно нужно строго соблюдать. Если этого не делать, то во время сварочного процесса можно по неосторожности получить серьезные травмы.

Электродуговая сварка является популярной технологией, которая отлично подходит для сваривания разных видов металлов. Проведение процесса должно осуществлять правильно с соблюдение важных принципов. Работу требуется делать все поэтапно, это позволит подучить ровный и прочный шов. Но не стоит забывать про необходимые меры безопасности, которые защитят от травм и помогут сделать все правильно.

Интересное видео

Читайте также: