Швы сварки виды и основные классификационные признаки

Классификация сварных швов

Швы сварки виды и основные классификационные признакиКлассификация по протяженности

По протяженности швы подразделяют:

Сплошные
Прерывистые цепные
шахматные

Классификация по отношению к направлению действующих усилий

Швы подразделяются:

Продольный(фланговый) усилие параллельно оси шва
Поперечный(лобовой) ось шва перпендикулярна направлению действия усилий
Комбинированный комбинация продольного и поперечного швов
Косой ось шва располагается под углом к направлению действующих усилий

Классификация по форме наружной поверхности

Швы подразделяются:

нормальные
выпуклые(усиленные)
вогнутые(ослабленные)

Выпуклые швы лучше работают в соединениях при статических нагрузках, однако чрезмерный наплыв приводит к лишнему расходу электродного металла и поэтому выпуклые швы неэкономичны.

Плоские и вогнутые швы лучше работают при динамических и знакопеременных нагрузках, так как нет резкого перехода от основного металла к сварному шву. В противном случае создается концентрация напряжений, от которых может начаться разрушение сварного шва.

Классификация по условиям работы сварного узла

В процессе эксплуатации изделия сварные швы подразделяют:

  • рабочие — которые непосредственно воспринимают нагрузки
  • нерабочие (соединительные или связующие) — предназначенные только для скрепления частей или деталей изделия

Классификация по ширине

Швы делятся на:

Ниточные швы обычно выполняют при сварке тонкого металла, а уширенные швы – при наплавочных работах.

Классификация по числу проходов (слоев)

По числу проходов (слоев) сварные швы подразделяются:

  • однопроходные (однослойные)
  • многопроходные (многослойные)

При сварке каждый слой многослойного стыкового шва, кроме усиления и подварочного шва, отжигается при наложении следующего слоя. В результате такого теплового воздействия улучшается структура и механические свойства металла шва.

Классификация по характеру выполнения

  • односторонние
  • двусторонние
  • Сварочные работы / В.И. Маслов. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 240 с.

Источник: http://weldworld.ru/theory/svarka/klassifikaciya-svarnyh-shvov.html

Виды и классификации сварных соединений и швов

Сварочный шов – это участок соединения двух частей в единое целое, благодаря расплавлению металла под воздействием высокой температуры и дальнейшей его кристаллизации. На сегодняшний день различают более 100 типов соединений. Они все разделяются по особым параметрам и делятся на различные группы и подгруппы, в связи с чем и существует множество классификаций сварных швов.

По виду сварного соединения

Классификация сварных швов по виду сварного соединения делится на стыковые и угловые. Какое именно произвести соединение в той или иной ситуации, решает мастер, отталкиваясь от положения деталей в пространстве.

  • Швы угловые производятся тогда, когда заготовки находятся по отношению друг к другу под углом.
  • Сварка стыковых соединений образуется в результате прилегания двух частей или деталей торцами друг к другу, которые располагаются на одной плоскости. Сама дорожка при этом может быть трех видов – вогнутая, выпуклая или плоская. Последняя применяется чаше всего, так как она не имеет особо выраженного перехода на стыке деталей, что выглядит более естественно, в сравнении с остальными двумя типами. Такой метод чаще всего используется при электродуговой сварке на низких токах, чтобы не пропалить заготовку. Например, тонколистовая сталь – идеальный материал для применения сварки стыковых соединений.
  • Прорезной (электрозаклепочный) производится в отверстии, которое имеется на детали и выполняется в виде точечных заклепок. То есть, при этом не образуется сварная ванна и шов результате, а детали спаиваются небольшими участками через пазы в заготовке.

По месту выполнения сварки

Классификация сварных соединений и швов данной категории зависит от положения свариваемых деталей в пространстве.

Например, если нужно починить деталь какой-то конструкции, которую нельзя снять и положить, но она при этом находится на некотором расстоянии от пола, то работу мастер будет производить потолочным,нижним, горизонтальным или вертикальным соединением, отталкиваясь от размещения этой детали.

  • Горизонтальные – это сварные швы, которые тянутся слева направо (или наоборот) на вертикальной детали. Чтобы при этом масса металла не стекала вниз, необходимо правильно подобрать скорость движения электродом или горелкой и силу тока (это подбирается для каждого случая в индивидуальном порядке, отталкиваясь от типа сварки, характеристик деталей и мастерства специалиста).
  • Вертикальный метод производства стыковых швов ведется на вертикально расположенных заготовках, при этом швы ведутся сверху вниз (или наоборот). Сложность данного процесса заключается в том, что срабатывает сила притяжения Земли и расплавленная металлическая масса все время стекает вниз, что портит и качество и внешних вид детали. Такое соединения рекомендуется проводить в крайних случаях и только тем мастерам, у которых уже есть определенный теоретический и практических багаж знаний для работы такими дорожками. Подробнее с технологией вертикального шва можно ознакомиться тут.
  • Потолочным называется положение, при котором деталь находится выше головы мастера, что намного усложняет процесс. При осуществлении потолочных сварочных швов нужно строго соблюдать правила безопасности и технологию выполнения сварки, потому что в данном случае опасность заключается в стекании массы расплавленного металла.
  • Нижние способы сварки выполняются тогда, когда деталь располагается внизу по отношению к мастеру. Это самый удобный метод соединения, так как металл не растекается по сторонам или вниз, а стекает в кратер. Кроме этого, свободно выходят газы и шлаки на поверхность. Стыковое сварное соединение в нижнем положении выполняется формированием валиков на протяжении всего стыка деталей. При этом технология сварки простая – достаточно вести электрод или горелку прямо или зигзагом для создания надежной и эстетически привлекательной дорожки.

По конфигурации

Данная категория стыковых швов используется при ручной дуговой сварке электродом. Сюда относятся три типа сварочных швов – прямолинейные, криволинейные и кольцевые (спиральные).  Они производятся вне зависимости от положения рабочего изделия. Все типы швов данной классификации предполагают, как стыковое, так и нахлесточное сварное соединение.

По протяженности

Классификация сварных швов по протяженности бывает двух видов: сплошные или прерывистые.

  • Прерывистый – это такой шов, который производится определенной длины с синхронным интервалом. Он, в свою очередь, делится на два типа – цепная дорожка и шов в шахматном порядке. Например, двусторонние прерывистые соединения на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой ее стороны. Такие типы сцепления могут быть как односторонними, так и двусторонними. То есть, деталь спаивается с двух сторон. Расстояние между этими сварными отрезками называется «сварочный шаг».
  • Сплошные способы сварки также делятся на короткие и длинные дорожки, и совершаются вдоль всей заготовки.
  • Точечный способ стыковых швов значительно отличается от других, за счет того, что здесь нет сварочной ванны и дорожки. В этом случае заготовки соединяются точками, за счет нахлесточного сварного соединения. Такой способ зачастую применяется для пайки тонкого металла или аккумуляторов.

Способы протяженных швов: а) сплошной б) прерывистый, в) точечный, г) прерывистый шахматный, д) прерывистый сплошной (цепной)

По технологии выполнения

В зависимости от технологии, по которой производится скрепление, выделяют основные четыре вида:

  • Подварочный, где — меньшая часть двухстороннего шва, выполняется предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке;
  • шов-прихватка позволяет фиксировать детали, которые уже расположены для сварки;
  • временный шов необходим, чтобы скрепить заготовки на некоторое время, а по окончанию работ он удаляется.
  • монтажный сварной шов, используется во время монтажа различных конструкций.

По отношению к направлению действующих усилий

Сварка стыковых соединений содержит еще одну важную классификацию, в зависимости от отношения к направлению усилий:

  • Продольный способ создания стыка (фланговый), при котором усилие действует параллельно оси дорожки;
  • Поперечный метод (лобовой) сварного шва, при котором его ось находится перпендикулярно (90 градусов) к оси усилия;
  • Комбинированное соединение сваркой включает в себя одновременно и фланговый и поперечный тип;
  • Косой, при котором ось шва располагается под углом к направлению действующих усилий.

По форме наружной поверхности

По форме поверхности сцепления делятся на три основных типа:

  • Выпуклые (усиленные)- это многослойные швы, применяемый в сцеплениях при статических нагрузках, но усиленный наплыв приводит к чрезмерному расходу электродного металла и в связи с этим для его использования нужно экономическое обоснование.
  • Вогнутые (ослабленные) способы используются для скрепления тонкого металла.
  • Нормальные или плоские актуальны при динамических нагрузках, так как они не имеют особого перепада между дорожкой и основным металлом.

По виду сварки

Классификация сварных швов по виду сварки разделяется в зависимости от типа воздействия сварочного аппарата. Например, при работе в среде аргона или другого защитного газа, соединение будет не иначе, как «газовым», при работе с электродом – «электродуговым». Самыми основными видами являются следующие швы:

  • ручной дуговой сварки – стыковое или нахлесточное соединение реализуется вручную с помощью электрода. Таким образом, можно скрепить практически любой металл, толщиной от 0,1 до 100 мм в любом положении;
  • автоматической сварки, которые осуществляются при работе с аппаратом – трансформатором, выпрямителем или инвертором;
  • сварки в инертном газе. Такие стыковые, угловые и нахлесточные соединения считаются самые прочные, так как сварка происходит в среде инертных газов, которые защищают его от окисления. Большим плюсом такого скрепления является эстетический вид и отсутствие отходов и шлаков;
  • газовой сварки – дорожка формируется под воздействием температуры, которая создается за счет горения рабочего газа, исходящего из горелки;
  • паяных соединений, которые совершаются с помощью паяльника.
Читайте также:  Для пайки линолеума пользуйтесь горячей или холодной технологией

Кроме описанных, существует еще множество способов для соединения деталей, как обычных, так и нестандартных, которые применяются для заваривания деталей в труднодоступных местах. Например, швы могут быть однослойными (а) или многослойными(б, в), при которых накладывается несколько валиков, располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва.

Источник: https://svarkaed.ru/svarka/shvy-i-soedineniya/vidy-i-klassifikatsii-svarnyh-soedinenij-i-shvov.html

Сварочные швы: виды сварных соединений и классификация способов сварки

Процесс современной сварки относится к высоким технологиям с классификацией и критериями качества. Поскольку главным финальным продуктом являются сварочные швы, они также хорошо описаны, классифицированы и имеют свои критерии качества и способы выполнения.

https://www.youtube.com/watch?v=qBf24cIxYuU

Стандарты сварки в виде ГОСТов содержат исчерпывающие сведения и условные обозначения вариантов самого разного назначения.

Что такое сварочный шов

Для начала определимся с понятиями «сварочный шов» и «сварочное соединение», потому что некоторые источники рассматривают их как одно и то же, другие разводят формулировки.

Самое короткое определение: сварочный шов – это неразъемное соединение сваркой.

Второй вариант раскрывает физику процесса сварки как таковой: сварочный шов — это участок, в котором соединены две или несколько деталей в результате кристаллизации или деформации вещества, или одного и другого вместе. Так или иначе, сварочные швы и соединения логичнее принимать за один и тот же процесс.

Виды сварочных швов

Типы сварочных соединений.

Как и методы сварки, виды сварочных швов подпадают под стройную классификацию по разным критериями:

  • Способу соединения деталей;
  • Положению во время сварки;
  • Протяженности шва;
  • Расположению к силе, действующей на шов.

Самые популярные и важные виды швов объединены в группу по способу соединения деталей:

  1. Стыковые.
  2. Угловые.
  3. Тавровые.
  4. Внахлест.

Швы встык

Классификация электродов для сварки.

Виды сварных соединений включают как очень популярные способы, так и редкие.

Стыковые способы можно отнести к высокой популярности: они используются при сварке листового металла или торцов труб.

Принципиальное требование для стыкового способа – жесткая фиксация соединяемых деталей с зазором 1 – 2 мм, который заполняется металлом по ходу процесса сварки.

Важнейший «стыковой» вопрос — края деталей, которые будут плавиться и соединяться. Вернее, способ обработки этих краев. Стыковое соединение считается одним из самых надежных и экономичных с точки зрения прочности.

Особенно это касается случаев, когда варят с обеих сторон. Предварительная подготовка краев – серьезная составляющая высокого качества шва.

Все 32 типа стыковых соединений с вариантами обработки краев изложены в стандарте ГОСТ 5264-80.

Вот некоторые примеры:

  1. Если лист металла тонкий — меньше 4 мм, предварительная обработка не требуется, это семейство с условными обозначениями С1, С2, С3.
  2. Если толщина листа в пределах 4 – 12 мм, шов можно варить как с одной, так и с двух сторон. Но в этом случае необходима обработка края зачисткой. Здесь все зависит от требований к качеству сварки. Если вы решили варить с одной стороны, вам придется делать несколько проходов для заполнения шва. Если требуется высокое качество – зачищать и варить нужно с двух сторон. Зачистки бывают в виде V или U. Вариантов множество, все перечислены в ГОСТе, например, условные обозначения С28, С42.
  3. Если металлический лист толще 12 мм, применяются только двойные швы с обработкой краев с обеих сторон в виде буквы Х. V или U формы зачистки кромок при большой толщине невыгодны: потребуется слишком много металла для их заполнения. А это снижает скорость процесса и повышает расход электродов. Условные обозначения С27, С39, С40.

Если коротко по ГОСТу, стыковое семейство делится на:

  • Односторонние и двусторонние без обработки кромок;
  • С обработкой одной из кромок;
  • С обработкой обеих кромок;
  • Распилкой в виде V или X;
  • С двусторонней обработкой обеих кромок.

Тавровые соединения

Тавровый способ в разрезе представляет собой букву «Т»: торец одной детали приварен к боковой поверхности другой детали. Чаще всего элементы расположены перпендикулярно друг к другу.

В ГОСТе 5264-80 описаны 9 тавровых видов: с Т1 по Т9. Для качественного таврового соединения необходимо глубокое плавление, которое выполняется с помощью автоматической сварки.

Если сварка ручная, тщательная обработка кромок обязательна.

Интересная особенность тавровых швов глубокого плавления: они прочнее основного металла. Прочность угловых швов (о них см. ниже), напротив, меньше основного металла. Такого рода различия нужно не просто учитывать, а заранее производить расчеты. Понятие «расчет сварных соединений» входит в особый раздел технической механики, который изучается на инженерных факультетах.

Угловые соединения

Схема создания вертикального шва.

В некоторых источниках угловые швы при сварке описываются как часть тавровых. Их описать так же легко, как тавровые: угловой профиль напоминает букву «Г», а в ГОСТе 5264-80 они обозначаются с начальной буквой «У»: от У1 до У10.

При кажущейся простоте в сварке углового соединения иногда возникают трудности: металл стекает с угла или вертикальной поверхности на горизонтальную. Решение такой проблемы – контроль движения электрода, чтобы соблюдать правильные углы его наклона, и чтобы это движение было ровным. В этом случае вы получите качественный ровно заполненный шов.

Отличным способом качественной угловой варки является метод, получивший название «сварка в лодочку»: детали расположены друг к другу под прямым углом, длина швов 8 мм и больше.

Если сварка угловых соединений включает листы металла разной толщины – тонкий и толстый – электрод должен быть расположен к более толстой детали под углом 60 градусов, чтобы больше прогрева пришлось на нее. Тогда тонкий металл не прогорит.

Сварка угловых швов предусматривает выполнение правил геометрии сварочных соединений.

Главные геометрические критерии следующие:

  • Ширина – зазор между краями сплавления металлов;
  • Изогнутость – зазор в точке максимальной вогнутости;
  • Выпуклость – зазор в точке максимальной выпуклости;
  • Корень стыка – самая далекая от профиля грань (фактическая изнанка)

Основные типы сварных швов.

Основные нормы электросварки на величину шва:

  • Напряжение тока дуги;
  • Темп работы;
  • Величина сечения проволоки;
  • Величина, плотность, полярность напряжения.

Например, при увеличении силы тока увеличивается глубина провара (размер не меняется). Но в то время, когда дуга усиливается, шов расширяется и, как следствие, падает глубина провара.

Если уменьшается размер сечения сварной проволоки, ток в проводе усиливается, глубина провара увеличивается, а сам шов уменьшается в размерах. Примеров оптимального сочетания факторов сварки много. Все виды сварных соединений содержат главное требование – не нарушать технологии выполнения, заранее планировать и рассчитывать величины всех вводимых параметров.

Швы внахлест

Соединения внахлест: поверхности параллельны друг другу, частично перекрывают друг друга, сварены угловым способом. Это самые простые для исполнения швы – отличный старт для обучения новичков.

Соединение внахлест — схема.

Все типы сварных швов внахлест имеют строгое ограничение по толщине листового металла – он должен быть не больше 8 мм. Здесь важно найти правильный угол наклона электрода — диапазон от 15 до 45 градусов. В ГОСТе соединения внахлест условно обозначены как H1 и H2.

При работе с двумя заготовками часто используется односторонняя точеная сварка, у которой отмечается серьезный недостаток: между деталями формируются зазоры. Влага, коррозия становятся главными врагами при таком способе. Результат такого рода дефектов описывается одним словом – недолговечность.

Тем не менее, соединения внахлест имеют очень широкое применение, вот несколько таких примеров:

  • Установка легких конструкций типа павильонов или ларьков;
  • Установка рекламных щитов и других конструкций;
  • Сборка тентов, навесов.

Сравниваем, оцениваем

Из вышеперечисленных вариантов самыми надежным и экономичным считается стыковой способ сварки. По действующим нагрузкам они практически равны целым элементам, которые не подвергались сварке, иными словами – основному материалу. Естественно, такая прочность достигается только при адекватном качестве работ.

Тавровые соединения (включая угловые) тоже довольно популярны. Особенно часто их используют при сварке массивных конструкций.

Самые простые для исполнения – соединения внахлест. В них не требуется обработка кромок, общая подготовка тоже намного проще. Очень популярны в сварке листов небольшой толщины (допускается толщина до 60 мм). Простота не означает экономичности: перерасход наплавленного и основного металлов – обычная для таких вариантов ситуация.

Швы по положению в пространстве

Следующий критерий классификации – положение поверхностей в пространстве. Таких положений четыре:

  1. Нижние швы
  2. Горизонтальные
  3. Вертикальные
  4. Потолочные

Если бы можно было выбирать, опытные мастера выбрали бы сварку в нижнем положении. Это самый удобный способ, к тому же лучше контролируется сварочная ванна. Подходящий способ для дебютных работ новичков – здесь практически не встречаются сложности. Зато три остальных пространственных варианта сопряжены с техническими нюансами и специальными требованиями к исполнению.

Читайте также:  Сварка линолеума какой метод предпочтительнее

Подбирайте, пробуйте, главное – чтобы ванна не стремилась вниз. Если металл все-таки стекает, нужно уменьшить его прогрев – это можно сделать, увеличив скорость движения. Второй вариант – отрывать периодически дугу, чтобы металл хоть чуть-чуть остывал. Метод с отрывом дуги больше подходит новичкам

Классификация швов по положению в пространстве.

В вертикальных соединениях та же проблема – сила тяжести, но здесь вниз стремится не вся ванна, а капли металла. Обычно в таких случаях берут дугу покороче. Шов варить можно в любом направлении.

В Регламенте аттестации сварщиков РД 03-495-02 эти варианты обозначаются как «положение при сварке В1» — вертикальное снизу-вверх (этот способ удобнее).

«Положение при сварке В2» — вертикальное сверху вниз, его используют реже, так как здесь необходим жесткий контроль сварной ванны.

Потолочное соединение – самое сложное в подгруппе, для которого понадобится настоящее мастерство. В положении электрода нет никаких других вариантов – держать только под прямым углом к потолку. Дугу взять покороче, скорость круговых движения должна быть постоянной.

Выделение газов и шлаков в данном случае затруднено, расплав трудно удержать от стекания.

Даже если мастерство на должном уровне, и все технологические требования выполнены верно, потолочный способ уступает по прочности и общему качеству сварочным швам во всех других положениях.

Сварные соединения по очертанию

Как классифицируются сварные швы по очертанию:

  • Продольные: требуют самой тщательной подготовки металла в виде доскональной зачистки от заусениц, кромок и любых неровностей, помимо всего необходимо обезжиривание поверхностей участка сварки.
  • Кольцевые: это работы по окружностям со своими специальными требованиями — чрезвычайно высокими аккуратностью и точностью.

Варим трубопроводы, особые требования

К работе с промышленными трубопроводами допускают лишь опытных сертифицированных мастеров с высокой квалификацией. Трубные соединения относятся к вертикальному способу со всеми «вертикальными» нюансами. Особенность заключается в угле, под которым держится электрод, это угол в 45 градусов.

Ширина трубного шва может достигать 4 см, это зависит от толщины самой трубы. Для этого вида сварки предусмотрены отдельные стандарты, например, в ГОСТе 16037-80 описаны размеры швов для различных соединений конструкций трубопроводов.

Зачистка сварных швов

По своему виду вновь сваренные швы иногда напоминают келоидные рубцы на коже человека: они выпуклые и выступают над поверхностью. Шлак, окалина, капли металла часто остаются на поверхности. Убрать все это можно и нужно, процесс называется зачисткой швов.

Его этапы:

  • Сбить окалину молотком или зубилом;
  • Выровнять участок болгаркой;
  • Иногда нужно нанести тонкий слой расплавленного олова (лужение).

Брак и швейные дефекты

Самый частый дефект в работе новичка – кривой шов с неровным заполнением. Такая картина – результат неравномерного ведения электрода, он буквально пляшет в руках юного мастера.

Здесь вам понадобятся упорство и труд: с опытом все это проходит без следа. Вторая по частоте ошибка – неверный выбор силы тока или длины дуги, после чего остаются «подрезы» или неровное заполнение.

При одних дефектах больше страдает эстетика, при других — прочность.

В каких случаях появляется непровар:

  • Некачественная обработка (или отсутствие таковой) кромок поверхностей;
  • Слишком слабая сила тока;
  • Слишком быстрое движение электрода.

Примеры схем движения электрода.

Прожог – банальная дырка в шве по следующим причинам:

  • Широкий зазор между краями;
  • Слишком большая сила тока;
  • Низкая скорость движения электрода

И здесь ищем оптимальное соотношение трех составляющих: тока, ширины зазора, движения электрода.

Поры и наплывы – множественные отверстия малого размера. Это критический дефект, влияющий на прочность соединения.

Причины:

  • Грязь и ржавчина на металле;
  • Попадание кислорода к расплавленному металлу (при сквозняке);
  • Некачественная обработка кромок;
  • Электроды низкого качества;
  • Использование присадочных проволок;

Трещины – серьезные нарушения целостности швов. Появляются после остывания металла и по своей сути являются предвестниками разрушения самого шва. В данном случае спасет только новая сварка или полное удаление старого шва и повторное накладывание нового.

Некоторые советы по сварке различных соединений

Можно ли новичку самостоятельно научиться накладывать качественные швы? Да, без сомнений. В некоторых источниках присутствует слово «с легкостью».

Легкости лучше не обещать, потому что сварка никогда не была легким и безопасным процессом. Но определить последовательные и выполнимые шаги вполне возможно самостоятельно. Принцип – от простого к сложному.

Безусловно, все основные типы сварочных соединений имеют свои секреты и тонкости, которые нужно освоить.

Однопроходные и многопроходные швы.

Главный начальный этап – это грамотная подготовка нужного оборудования.

Вот что нужно подготовить для электрической дуговой сварки:

  1. Сварное оборудование (разные типы);
  2. Электроды с правильно подобранным диаметром (чрезвычайно важно!)
  3. Молоток для зачистки остывшего шва;
  4. Металлическая щетка для той же зачистки сварного участка
  5. Маска, специальный световой фильтр.

Требования к одежде простые: она должна быть плотной, с длинными рукавами и перчатками. Пригодятся выпрямитель с трансформатором (особенно если оборудование старое).

Итог

Основные типы сварных соединений уложены в рамки точной и ясной классификации с условными обозначениями и детальным описанием технологических особенностей и советов. Один из самых популярных стандартов – ГОСТ 5264-80 с описанием практически всех видов сварочных швов.

Научиться сварке можно самостоятельно по принципу «от простого к сложному». «Простым» началом для исполнения можно взять швы внахлест. Закончить можно работой высшего пилотажа – сваркой при потолочном расположении поверхностей. Желаем чистого металла, хороших заказов и рабочего настроения.

Источник: https://tutsvarka.ru/vidy/svarochnye-shvy

Классификация видов сварки

Человечество очень многим обязано изобретателям сварки. Видов работ, где применяется данная технология, огромное множество: от машиностроения до строительства.

Если бы не сварка, то неизвестно, на каком этапе технологического развития находились бы лидеры промышленного производства, да и вообще весь мир.

Ведь не будь сварки, не было бы и крупных океанских сухогрузов и танкеров, не было бы цистерн для транспортировки наливных грузов и так далее.

С бурным развитием науки и технологий развивалась и сварка. И сегодня неразъемные соединения получают множеством всевозможных способов. Выбор конкретной технологии и оборудования зависит от множества факторов.

Существует огромное количество всевозможных способов осуществить соединение двух стальных изделий. Современные технологии позволяют надежно скреплять не только стальные и металлические материалы, но даже пластик.

Однако существует ряд видов сварки (газовой и не только), которые нашли широкое применение и используются чуть ли не повсеместно.

Критериями классификации сварки могут служить защитные среды, в которых осуществляется процесс плавления, степень механизации и автоматизации сварочных работ, по температурным параметрам соединяемых поверхностей и другие.

В соответствии с общепринятой классификацией видов сварки, все сварочные процессы можно поделить на сварку плавлением и сварку давлением. Каждая из этих двух больших групп включает целый ряд подгрупп.

Виды сварки плавлением следующие: электрошлаковая, газовая, индукционная, лазерная, дуговая (электрод может плавиться, а может и не плавиться) и ионно-плазменная. Каждый из перечисленных видов имеет свои преимущества и недостатки и имеет показания для применения в конкретной отрасли промышленности.

Виды сварки давлением: холодная и термомеханическая. К холодной сварке относится сварка трением, ультразвуковая сварка, сварка взрывом и так называемое вакуумное схватывание. Термомеханическая в свою очередь включает в себя диффузионную сварку, прессовую сварку (газо- и дуго-), термитную под давлением, термокомпрессионную и контактную (стыковая, точечная, роликовая).

Каждый из перечисленных видов сварки металла имеет свои особенности. Опытный инженер в области сварочных технологий способен по виду сварного шва определить технологию, по которой он был произведен.

Соединение формируется исключительно за счет оплавление материала электрода со свариваемыми изделиями. При этом на изделие не оказывается давление извне. Источником тепловой энергии может быть электрический разряд (дуга), а также горение газа.

Соединяемые изделия частично оплавляются и образуют общий расплав. С понижением температуры возникает огромное количество центров кристаллизации и раствор затвердевает. Таким образом, изделия надежно соединяются в единую неразъемную конструкцию.

Данный вид сварки осуществляется за счет высокого давления, сообщаемого изделиям.

При этом за счет сил трения, возникающих в результате перемещения одной детали относительно другой, контактирующие поверхности разогреваются до очень высоких температур.

Активизируются диффузионные процессы, и атомы одного изделия начинают проникать в другое изделие, в результате чего образуется неразъемное сварное соединение.

Особенности сварки давлением

В последнее время данный вид сварки металла становится популярным. Главным образом благодаря своим широким возможностям. В частности, благодаря сварке давлением можно получить прочное соединение металла с пластиком. Да и вообще можно варить, казалось бы, совершенно несовместимые материалы (например, алюминий с медью и другие).

Читайте также:  В чем полезные качества сварочных автоматов?

Это чрезвычайно высокотехнологичный вид сварки. Сварные соединения, полученные данным методом, являются довольно надежными и прочными.

Сварное соединение можно получить далеко не для каждой пары материалов. Предъявляются требования к химическому составу свариваемых изделий. Так, например, с ростом содержания углерода в качественных конструкционных сталях, способность к свариванию данного материала резко падает.

Считается, что хорошей свариваемостью обладают стали с содержанием углерода до 0,3 % включительно. Если данное условие не выполняется, то сварной шов будет иметь множество дефектов как внутри, так и снаружи.

Такое соединение будет иметь низкий комплект физических и механических свойств.

При сваривании изделий из углеродистой стали основной проблемой являются опускные и закалочные процессы, происходящие в зоне сварного шва. Также после сварки наблюдаются значительные остаточные деформации.

Чтобы минимизировать вероятность растрескивания поверхности сварного шва, технология предусматривает предварительный нагрев свариваемых изделий до температур от 100 до 300 градусов. Уменьшить степень деформации позволит замена одного прохода сварного шва на несколько проходов.

Для уменьшения остаточных напряжений и нормализации структуры рекомендуется производить средний отпуск изделий при температуре 300 градусов в течение нескольких часов.

Точное время, необходимое для сквозного прогрева изделий, должно вычисляться по специальной методике, и зависеть от массы и габаритов самого изделия, типов нагревательных элементов в самой печи.

Стали, содержащие 13 % и более хрома, хорошо противостоят коррозии в обычных атмосферных условиях. Также такие стали сохраняют высокие механические свойства при нагреве до высоких температур.

Материал очень ценный. Особенно широко применяется в химическом машиностроении и других отраслях промышленности, где очень важны коррозионная и жаростойкость.

Но высокохромистые стали, к сожалению, обладают плохой свариваемостью, так при охлаждении на воздухе в районе 1000 градусов, по границам зерен выпадает карбид хрома, что приводит к охрупчиванию материала в зоне сварного соединения.

Для борьбы с этим негативным явлением можно воспользоваться следующими приемами: модификация стали титаном, ванадием (эти элементы препятствуют диффузионной подвижности атомов хрома и удерживают их внутри зерна), отжиг изделия при высоких температурах (900 градусов) с целью выравнивания структуры стали по химсоставу, ускоренное охлаждение в области сварного шва.

Алюминий также относится к типу материалов с низким показателем свариваемости. Протеканию процессов препятствует тонкая оксидная пленка, которая мгновенно покрывает всю поверхность при контакте алюминия с воздухом. Поэтому такой вид сварки осуществляется исключительно под флюсом. Расплав флюса растворяет окисную пленку, препятствующую протеканию сварных процессов.

Ручная электродуговая сварка является, пожалуй, самым распространенным видом дуговой сварки. Одновременно данная технология является самой популярной и активно применяется во всех отраслях промышленности и народного хозяйства.

Сущность процесса сварки данным способом состоит в следующем. Свариваемые изделия подключаются к электросети и выступают анодом. Электрод является катодом. Когда электрод подводится на близкое расстояние к металлическому изделию, то воздух пробивает электрическая дуга. Это сопровождается выделением большого количества энергии (тепловой) и электрод начинает плавиться.

Зажигание дуги электрического разряда протекает следующим образом. Сначала сварщик быстрым и отточенным движением касается электродом заготовки, а затем отводит электрод на небольшое расстояние (не более 5 миллиметров) от металлической поверхности.

Высвобожденные электроны ускоряются в магнитном поле, и сталкиваясь с атомами газа в межэлектродном пространстве, инициируют отрыв электронов (вторичная эмиссия). Лавинообразный рост носителей заряда приводи к возникновению устойчивой электрической дуги.

Температура в месте входа разряда достигает шести тысяч градусов по Цельсию.

Сила тока может регулироваться в зависимости от толщины и материала электрода и составляет 2-3 тысячи Ампер при напряжении максиму 50 Вольт.

Столь выгодные условия протекания процесса вывели данную технологию в бесспорные фавориты и превратили ее в основной вид ручной дуговой сварки, используемый на производстве и в строительстве.

Как правило, используются электроды, покрытые специальным составом. Покрытие при нагреве выделяет газы, образующие защитную среду сварного шва. Также элементы покрытия легируют расплав, улучшая комплекс физико-механических свойств сварного шва.

Сварка под флюсом

Данная технология является основным видом сварки, применяемым на производстве при необходимости получать сварные швы идеального качества и большой длины. Даже самый опытный сварщик не способен варить ровные швы большой протяженностью.

Для защиты расплава от окислительного воздействия окружающей среды, на стык свариваемых изделий насыпается порошок специального состава (флюс). При нагреве до высоких температур, запускается процесс образования защитных газов, исключающих контакт металла, нагретого до высоких температур, с воздухом.

Защита флюсом позволяет применять более высокие токи по сравнению с ручной электродуговой сваркой, исключая возможность попадания на сварщика капель жидкого металла. Теоретические расчеты показали, что ток может быть увеличен до 8 раз. Таким образом, можно добиться впечатляющей производительности без ущерба качеству сварного шва.

При ручной сварке шов состоит, в основном, из расплава электрода. Шов, получаемый автоматической сваркой под флюсом, выглядит более презентабельно и состоит из материала электрода лишь на 1/3.

Весь остальной объем занимает оплавленный материал свариваемых изделий.

Таким образом, по сравнению со всеми видами ручной сварки, автоматическая сварка под флюсом является более экономичной (с точки зрения экономии расходных материалов) и чуть ли не в разы боле производительной.

Вместо электродов используется специальная проволока, смотанная в катушки. Стоимость проволоки значительно ниже стоимости электродов. Проволока разматывается по мере движения сварного автомата по линии сваривания и подается в зону резания специальным дозирующим устройством. По мере продвижения сварочного робота, сварной шов посыпается флюсом.

Особенности электрошлаковой сварки

Все другие виды сварки и их характеристики во многом уступают этой, возникшей сравнительно недавно, технологии. Сущность данного метода состоит в следующем. На свариваемые поверхности наносится слой шлака, предварительно нагретого до температуры выше значений, при которых происходит оплавление металла.

Поначалу процесс идет так же, как и при сварке под флюсом. Но когда образуется жидкая ванна из расплавленного шлака, то дуга гасится, а плавка кромок свариваемых изделий протекает за счет теплоты, которая выделяется при пропускании через изделия тока. Технология позволяет получать качественные и надежные соединения габаритных стальных изделий за очень короткие промежутки времени.

В ходе данного процесса поверхности изделий, которые необходимо соединить сваркой, должны располагаться в вертикальной плоскости. При этом не допускается плотный контакт поверхностей: необходимо оставить небольшой зазор, который заполняется шлаком.

К преимуществам электрошлаковой сварки можно отнести большую чистоту сварного шва по всевозможным включениям и микропорам и высокую производительность метода, возможность получать сварные швы любой конфигурации и пространственной формы. По заверениям специалистов в области сварки, скорость, по крайней мере, в 20 раз превышает скорость сварки под флюсом.

Особенности электронно-лучевой сварки

Поверхность стали разогревается за счет интенсивного бомбардирования электронами, испускаемыми мощной пушкой. Сварочные процессы происходят в откачной вакуумной камере, что положительно сказывается на качестве сварных швов.

Данная технология нашла применение при проведении прецизионных сварочных работ (например при производстве интегральных микросхем и т. д.) Пучок электронов можно фокусировать на невероятно малую площадь (до 1 микрона), что позволяет проводить сварку на микро- и даже нано- уровнях.

Плазменная сварка

Данный вид сварки, ввиду дороговизны оборудования и сложности реализации, применяется исключительно в научно-исследовательских целях. Гораздо большее распространение плазменные технологии получили в области термодиффузионного насыщения поверхностей металлов и сплавов.

Положительные заряды плазмы (ионизированного газа) ускоряются в магнитном поле и бомбардируют металлическую поверхность, разогревая ее до заданной температуры. Энергия ускорения иона в магнитном поле сопоставима с энергией, которой обладает частица при нагреве до 20 тысяч градусов. Низкотемпературная плазма вырабатывается специальным плазмотроном.

Для осуществления такой сварки необходимо разместить свариваемые листовые материалы внахлест, и прижать их двумя электродами с одной и с другой стороны. Сила прижима должна быть значительной, чтобы исключить дребезжание изделий.

Затем через электроды пропускается ток. Электрическое сопротивление стальных изделий приводит к тому, что поверхность под электродами разогревается за считанные доли секунды до температур оплавления стали.

Площадь сварной поверхности, как правило, равна площади электрических контактов.

Особенности холодной сварки

Данный вид сварки не требует разогрева поверхности и оплавления изделий. Холодая сварка осуществляется за счет деформаций в нормальных условиях, и даже в условиях минусовых температур.

Необходимо достичь возникновения металлической связи между атомами двух свариваемых изделий.

На качество сварного соединения в наибольшей степени влияет чистота поверхностей. Поэтому перед началом работ поверхности необходимо тщательно очистить от окислов и следов жира.

Процесс холодной сварки осуществляется в следующей последовательности: два металлических листа кладутся на приспособление, зачищенные участки поверхности необходимо поместить на оси пуансонов, пуансоны из износостойкой инструментальной стали сжимаются со значительным усилием, в результате чего образуется сварное соединение.

Источник: https://www.nastroy.net/post/klassifikatsiya-vidov-svarki

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector