Разница между дуговой сваркой и газовой сваркой - VSEDLYADOMA-SPB.RU

Разница между дуговой сваркой и газовой сваркой

Сравнение двух сварочных решений: ручная дуговая или полуавтомат? Какая сварка лучше подойдет для определенных задач

Что собой представляют ручная дуговая и полуавтоматическая сварка, и каковы их основные отличия друг от друга?

При ручной дуговой сварке используются как плавящиеся, так неплавящиеся электроды. Во время работы сварщик плавит металл электрической дугой. Этот процесс обеспечивает смешивание расплавленного материала, из которого состоит заготовка, и электродного. Качество полученного шва определяет химический состав соединения и показатель свариваемости. Также важно учитывать диаметр, химический состав и вид используемого электрода. Ручная сварка предполагает еще и выбор оптимального режима, который зависит от длины сварочной дуги и плотности тока и его силы.

Способ ручной сварки определяется толщиной металла и предполагаемой длиной шва. Толстые металлические листы сваривают за несколько подходов, а тонкие заготовки можно соединить внахлест. Разделяют ручную верхнюю и нижнюю сварки.

Главное отличие полуавтоматической сварки от ручной – использование не электродов, а порошковой проволоки, подаваемой во время процесса сваривания автоматически при помощи катушки. Сам процесс сваривания осуществляется работником вручную. Это позволяет получить все преимущества ручного способа и увеличить при этом эффективность труда.

Во время работы полуавтоматом нет нужды делать перерывы для замены электрода. Полуавтоматическая сварка может происходить в среде защитных газов. Также можно использовать самозащитную проволоку.

Какая сварка лучше

Утверждать, что полуавтомат лучше, чем электродуговая сварка или наоборот, неправильно. Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки, которые нужно учитывать, прежде чем выбирать определенный вид сварки.

Плюсы и минусы ручной дуговой сварки

  1. Простота эксплуатации и обслуживания оборудования. Освоить азы дуговой сварки под силу практически каждому человеку.
  2. Такая сварка может осуществляться в разном положении: как снизу и сверху, так и под углом и сбоку.
  3. Благодаря возможности использования согнутого электрода, шов может быть проложен на труднодоступных участках изделия.
  4. Метод ручной сварки позволяет работать с большим количеством металлов.
  1. Электромагнитное излучение, которое исходит во время работы, наносит вред здоровью работника.
  2. Качество швов зависит, в первую очередь, от умений сварщика.
  3. По сравнению с другими вариантами у дуговой сварки нет такого же коэффициента полезного действия и производительности.

Плюсы и минусы полуавтоматической сварки

  1. Можно работать даже с теми металлическими изделиями, которые незначительно подверглись коррозии.
  2. Процесс соединения не требует значительных затрат на расходные материалы.
  3. Спектр применения полуавтоматов достаточно высок, их можно использовать для сварки тонких стальных листов толщиной до 0,5 мм.
  4. Можно использовать проволоку из медного сплава.
  5. В процессе работы жидкий металл надежно защищен от воздействия воздуха.
  6. На швах не появляется окись и шлак.
  7. Соединение создается быстрее, чем при ручной сварке.

Сферы и особенности применения

Ручной электродуговой способ преимущественно находит применение для следующих видов деятельности:

  1. Соединение деталей и арматурных сеток.
  2. Строительство прочных арматурных каркасов и сеток.
  3. Соединение стержней и монтаж железобетонных конструкций.
  4. Подготовка арматуры, если нет специальной стыковочной аппаратуры.

Сварка полуавтоматом применяется:

  1. В машиностроении, авиационной, нефтеперерабатывающей промышленностях.
  2. Для соединения цветных металлов.
  3. При работе с металлами, обладающими высокой температурой плавления.
  4. При производстве труб как с прямыми, так и спиральными швами.
  5. Для соединения высоколегированных сплавов по типу нержавеющих сталей.

Чаще всего полуавтомат применяют при необходимости сварки черной стали и алюминия. В качестве защитной струи используется углекислый газ, так как он достаточно дешевый. Также можно применять гелий и аргон.

  • Услуги
  • Продукция
  • Заказ
  • Контакты
  • Резка металла
    • Плазменная резка
    • Лазерная резка
    • Газовая резка
  • Сварочные работы
    • Аргонная сварка
    • Электро дуговая сварка
    • Полуавтомат сварка
  • Гибка металла
  • Токарно / Фрезерные работы
  • Слесарные работы
  • Доставка

Наши преимущества

В чем отличие газовой сварки от электросварки?

Электросварка во многом отличается от газовой. Сфера применения, методы, характеристика процесса, экономическая целесообразность, оборудование, инструменты, эффективность, свариваемый материал и т.д.

Электродуговая сварка представляет собой процесс, при котором соединяемые участки металла расплавляются, после чего скрепляются вместе под действием электрической дуги. Сварка выполняется при помощи электрода, который расплавляется либо нагревает поверхность.

Газовая сварка осуществляется благодаря потоку струи сгорающего газа из резака или горелки. Для этого к горелке подсоединяется два баллона с разными газами: окислителя (кислород) и газа, который будет сгорать (ацетилен, метан, пропан или бутан).

Оборудование

Для электросварки необходимо следующее оборудование:

  • источник электрического питания;
  • сварочные трансформаторы (переменный ток) или специальные сварочные преобразователи и выпрямители (постоянный ток);
  • сварочный электрод.

Для газовой сварки требуется наличие такого оборудования:

  • газовые баллоны (кислородные баллоны, баллоны или генераторы с горючими газами — ацетиленом, метаном, пропаном, смесями);
  • специальная газовая горелка;
  • коммуникационные гибкие трубки;
  • специальная присадочная проволока (иногда обходятся без неё).

Отличия в составляющих для сварки возможно не столь существенны, но когда речь идёт о выполнении работ в местах, удалённых от источников электрической энергии, то применяется чаще всего газовая сварка. Помимо этого, газом часто сваривают, когда речь идёт о коммунальных ремонтах (жилые, нежилые помещения, тепломагистрали и т.д.) То есть газ удобнее в полевых условиях. Кислородные и ацетиленовые баллоны гораздо дешевле дизель-генератора.

Характеристики процесса газовой и электрической сварки

Газовая сварка отличается следующими основными свойствами:

  • нагревается большой участок;
  • автоматизация газовой сварки затруднена;
  • постепенный нагрев металла;
  • при увеличении толщины металла производительность газовой сварки падает.

Электрическая сварка имеет следующие особенности:

  • нагревается небольшой участок;
  • возможна полная автоматизация процесса электрической сварки;
  • свариваемый металл нагревается практически мгновенно;
  • производительность при электрической сварке практически не зависит от толщины металла.

Несмотря на некоторые преимущества электросварки перед газовой, у последней есть одно немаловажное достоинство — меняя угол пламени можно регулировать скорость нагрева.

Экономическая эффективность сваривания

Этот показатель сильно зависит от толщины свариваемых металлов — газовая сварка будет эффективна и экономически оправдана до толщины металла в 6 мм. На более толстые пластины уйдёт неоправданно много газа. С другой стороны, для сваривания небольших, тонких металлических поверхностей, применение дорогих инструментов и недешёвой электроэнергии также экономически нецелесообразно.

Свариваемые материалы

Такие металлы как медь, латунь, свинец, чугун и т.п., легче поддаются газовой сварке, чем электродуговой. Помимо того, их быстрый нагрев может привести к изменению прочности.

Вывод

Исходя из вышеизложенного, для выбора способа сварки необходимо учесть многие факторы, чтобы получить максимальный технолочический и экономический эффект.

Виды сварки металлов и их краткая характеристика

Технологические составляющие сварочного процесса были известны еще в 17 веке. Тогда они были представлены литьем и кузнечным делом. «Осовременивание» началось после открытия такого явления как электрическая дуга. Дополнительный толчок развитие сварочного дела получило с изобретением порошкового покрытия для электродов. А вот основной скачок выпал на конец 20-го века, когда стали доступны лазерные, ультразвуковые и плазменные технологии. Внедрение электроники позволило автоматизировать сварочный процесс, увеличить точность выполнения работ и производительность.

В настоящее время разделяется три вида сварки, которые отличаются между собой используемым для выполнения работ типом энергии:

  • термический;
  • механический;
  • термомеханический.
  • Термическая сварка
  • Электродуговая контактная сварка
    • ММА – ручная дуговая сварка
    • Аргоновая сварка TIG
    • MAG –сварка полуавтоматом
    • Сварка под флюсом
  • Газоплазменная
  • Электрошлаковая
  • Плазменная
  • Термомеханический класс сварки

Термическая сварка

Для выполнения сварочных работ потребуется тепло. Под воздействием высоких температур стыки соединяемых заготовок оплавляются и, остывая, скрепляются между собой, а впоследствии кристаллизируются. В качестве источника тепла служит пламя газовой горелки, электрическая дуга или поток плазмы.

Электродуговая контактная сварка

Наибольшее распространение получили именно аппараты электродуговой сварки. Для нагрева и плавки металла задействуется электрическая дуга, которая представляет собой разряд между катодом и анодом. При этом освобождается тепловая энергия большой мощности. Воздействуя на металлическую заготовку, она приводит к ее плавлению с последующим образованием сварочной ванны.

После угасания дуги немедленно начинается остывание и кристаллизация расплава. В результате образуется соединение по составу и прочности сопоставимое с металлами, которые сваривались. Существует несколько видов электродуговой сварки.

ММА – ручная дуговая сварка

Используется со штучными электродами, представляющими собой металлический стержень с обмазкой. Процесс протекает под воздействием постоянного или переменного тока. Покрытие расходников плавится, выделяя газы, которые образуют облако для защиты свариваемого металла от окисления. Помимо этого, в обмазку включаются разные химические соединения, которые служат в качестве добавки в сварочную ванну для изменения свойств сварочного шва и поддержки стабильного горения электрической дуги.

Аппараты – инвертеры, выпрямители, трансформаторы – позволяют выполнять работы в любом пространственном положении. Если подобрать расходные материалы правильно, то можно сваривать любые металлы: черные, цветные, легированные и т.п. Важно подчеркнуть, что держатели могут проникать в труднодоступные места, где использование другого вида сварки невозможно.

Сварка ММА подходит и для профессионалов, и для новичков. Она широко используется в строительстве, монтаже металлоконструкций, в разных отраслях тяжелой промышленности, в частном предпринимательстве. Она необходима для небольшой мастерской по изготовлению металлоконструкций, станции технического обслуживания автомобилей, большого машиностроительного завода. Она незаменима в хозяйстве, когда требуется сконструировать что-то из металла самостоятельно или отремонтировать прохудившийся металлический каркас.

Аргоновая сварка TIG

Применяются электроды вольфрамовые, неплавящиеся, графитовые, угольные. В качестве инертного газа используется аргон, азот, гелий или смесь из этих газов в зависимости от соединяемых металлов. Процесс характерен тем, что сварной шов состоит исключительно из металлов заготовок. Добавляется только присадка – металлический пруток или полоса, по своему составу идентична свариваемым металлам. Инертные газы необходимы для защиты рабочей зоны от атмосферного воздуха, чтобы исключить окисление металла и обеспечить стабильность горения электрической дуги.

В процессе выполнения сварочных работ используется переменный или постоянный ток. Сравнительно низкая производительность компенсируется за счет высокого качества сварного соединения. Процесс характеризуется высокой трудоемкостью и требует от специалиста большого практического опыта. Использование TIG оправдано в случаях, когда требуется наложить ответственный шов, который должен выдержать высокие нагрузки, или в случаях, когда большое внимание уделяется эстетической стороне вопроса.

Аргоновая сварка востребована для герметизации нефте- и газопроводов, резервуаров для пищевой промышленности, посуды; при изготовлении сосудов высокого давления или микросхем. Она незаменима для соединения тонкостенных заготовок и листовых материалов. Сварка позволяет работать с большим перечнем металлов: нержавеющая, углеродистая, легированная сталь; магний, титан, медь.

MAG –сварка полуавтоматом

В качестве присадочного материала используется проволока, которая подобно электроду плавится под воздействием высокой температуры. Проволока поступает в рабочую зону через горелку, куда параллельно подается инертный или активный газ. Состав защитного газа напрямую зависит от типа свариваемого металла. Работает исключительно с постоянным электрическим током. Во время применения активных газов образуется много брызг, а шов получается неаккуратным. Но это с лихвой компенсируется высокой производительностью установки.

Читайте также  Вентилируемый фасад из металлокассет монтаж

Такого рода оборудование пользуется большой популярностью среди профессионалов и большой аудитории любителей. Отчасти из-за автоматической подачи расходного материала в зону сварки и возможности электронной регулировки настроек. Технология особенно популярна в европейских и североамериканских специалистов. Полуавтоматы сваривают широкий спектр металлов: сталь низколегированную и высоколегированную, большинство марок чугуна; марганец, медь, алюминий, никель, а также их сплавы. Оборудование позволяет выполнять самые сложные разнотипные соединения.

Сварка под флюсом

При сваривании металлических заготовок применяются разные флюсовые порошки. Они необходимы для того, чтобы обеспечить рабочую область защитным газом, который выделяется в процессе плавления. Благодаря наличию флюса не только защищается расплав, но и поддерживается стабильное горение электрической дуги. Подбором флюса специалисты добиваются нужных характеристик сварного шва.

Метод активно используется в промышленном производстве и характеризуется полной автоматизацией: от подачи флюса в зону горения до перемещения оборудования вдоль стыка. Технология применяется в процессе изготовления корпусов морских судов, фюзеляжей самолетов, локомотивов и вагонов, башенных кранов, модулей спутников и множества иного оборудования. На выходе получается очень качественный сварной шов, который легко выдержит самые сложные условия эксплуатации, включая экстремальные температуры и огромное давление.

Газоплазменная

В этом случае металл заготовок плавится под воздействием температуры открытого пламени. Оно образуется в результате горения кислорода с горючими газами – водородом, пропаном, бутаном, ацетиленом и другими. Самой эффективной считается МАФ – метилацетиленовая фракция. Она отличается высокой температурой пламени (2927 градусов) в кислороде и, соответственно, более высокой теплоотдачей. Соединение кислорода и МАФ уступает по токсичности дициану (температура горения 4500 градусов) и менее взрывоопасно по сравнению с ацетилендинитрилом (температура горения 5000 градусов).

Открытое пламя в качестве источника тепла для сварки имеет важное преимущество: оно независимо от энергоснабжения. Поэтому технология широко применяется в «полевых» условиях. Еще одно достоинство заключается в постепенном нагревании металла, что практично при работе с листовыми материалами. Метод непригоден для промышленного использования из-за невозможности автоматизации и низкой производительности. Для работы с такой сваркой от оператора требуется большой стаж сварочных работ.

Электрошлаковая

Кромки деталей плавятся за счет нагрева шлака от расплавленного под воздействием электроэнергии флюса, который предварительно насыпается между свариваемыми элементами. Во время процесса применяется проволока или присадочный пруток. Технология востребована для соединения деталей из чугуна, реже – для сварки цветных металлов.

Данный тип сварки востребован в промышленности для соединения крупногабаритных деталей с толстыми стенками (40-500 мм): роторные и турбинные валы, опоры, паровые котлы и т.д. Экономическая выгода от такого метода сварки тем выше, чем больше площадь свариваемой поверхности.

Плазменная

Плавит и соединяет кромки струя плазмы, которая генерируется в плазмотроне или между поверхностью заготовок и электродом. Метод отличается большой глубиной обработки деталей и высокой точностью сваривания. Она востребована для соединения как мелких и тонкостенных элементов электротехнических конструкций, так и крупных блоков для тяжелой промышленности. Плазма эффективно воздействует на все без исключения виды металлов.

Помимо рассмотренных к термическим видам сварки относится:

  • лазерная;
  • контактная стыковая с оплавлением;
  • электролучевая;
  • с закладными нагревателями.

Термомеханический класс сварки

Контактная сварка: метод характеризуется одновременным нагревом кромок соединяемых заготовок и их деформированием под давлением. Точечная сварка: выполняется при помощи специальных аппаратов или малогабаритными клещами. Обе детали закрепляются между анодом и катодом, через которые пропускается ток. В результате заготовки разогреваются в конкретном месте. После разогрева подача тока прекращается и усиливается давление электродов в месте температурного воздействия. Локальный расплав постепенно кристаллизуется и в результате получается прочное точечное соединение.

Точечная сварка может быть:

  • односторонней – оба электрода располагаются по одну сторону заготовок;
  • двухсторонней – электроды размещаются с разных сторон заготовок один напротив другого.

К недостаткам сварки специалисты относят то, что сваривание заготовок возможно только внахлест. Характеризуется высокой производительностью и возможностью автоматизации.

Точечная сварка широко применяется в автомобилестроении: конвейеры по всему миру используют именно данный тип соединения кузовных элементов. Клещи для точечной сварки отличаются компактностью и мобильностью. Они применяются в мелких мастерских и в домашних условиях. Однако они востребованы и на крупных СТО для выполнения разного рода кузовных работ.

К термомеханическому типу относятся также рельефная и стыковая сварки. Все остальные виды термомеханической сварки не стали популярными и не получили широкого распространения. Это:

  • диффузная – соединение неоднородных металлов в условиях вакуума или в среде защитных газов;
  • кузнечная – металлы соединяются в результате пластичной деформации;
  • за счет высокочастотного тока;
  • трением.

Определив особенности сварочного процесса, специалист легко сможет выбрать подходящий сварочный аппарат с учетом его технических показателей. Большинство сварочных процессов легко автоматизируются, дают возможность сформировать надежный и эстетичный сварочный шов, характеризуются невысокой себестоимостью и небольшими временными издержками.

Краткая классификация основных типов сварки

Содержание:

  1. 1. Термический вид сварки
  2. 2. Электродуговая
  3. 3. Виды электродуговой сварки:
  4. 4. Газоплазменная
  5. 5. Электрошлаковая
  6. 6. Плазменная
  7. 7. Термомеханический вид сварки

Сварка, как технологический процесс, была известна еще в VII веке в виде кузнечной ковки и литьевого соединения. Бурная ее эволюция началась с открытия электрической дуги и последующего изобретения покрытых электродов. Основной скачок развития пришелся на конец ХХ века в связи с внедрением в производство лазерных, плазменных и ультразвуковых технологий. Широкое развитие электроники позволило сделать сварочный процесс автоматизированным, высокоточным и высокопроизводительным. В ходе развития выделилось три основных вида сварки в зависимости от типа энергии используемой для выполнения соединения:

  • термический,
  • термомеханический,
  • механический (представлен холодной, взрывной и ультразвуковой сваркой).

Термический вид сварки

Сварка данного вида осуществляется с помощью тепла. Воздействие высоких температур приводит к плавлению стыковых поверхностей соединяемых деталей и их скреплению при последующей кристаллизации. Источником тепла может служить электрическая дуга, газовое пламя или плазменный поток.

Электродуговая

Эта сварка получила наиболее популярна. Для нагрева контактирующих поверхностей и последующего их расплавления используется электрическая дуга — разряд, возникающий между концом электрода и соединяемой металлической поверхностью при прохождении электрического тока. Тепловая энергия тока высвобождается в электрическую дугу и обуславливает ее высокую температуру. Воздействие на металл приводит к его ограниченному расплавлению и образованию сварочной ванны из жидкого металла. При остывании происходит кристаллизация жидкого металла и образование соединения, имеющего состав и прочность, аналогичную соединяемым частям.

Виды электродуговой сварки:

  • Ручная дуговая сварка(ММА, manual metal arc) выполняется с использованием штучных электродов имеющих различное специальное покрытие (обмазку). Этот процесс может протекать с использованием постоянного (DC) или переменного (АС) тока. Разное покрытие электродов образует при своем расплавлении газовое облако для защиты зоны сварки от воздуха, обеспечивает попадание химических добавок в сварочную ванну для изменения свойств металла в области шва и стабильность самой электрической дуги. Сварка этим методом возможна во всех пространственных плоскостях, применяются сварочные трансформаторы, выпрямители и инверторы.
    Этот метод, при условии правильного подбора электродов, позволяет сваривать все виды металлов («черные», «цветные», любой степени легированности), делает возможной работу в труднодоступных местах.
    Сварка ММА может стать выбором, как профессионального работника, так и новичка. Она находит широкое применение в строительстве и монтаже металлоконструкций, в различных направлениях тяжелой промышленности. Это может быть выбором слесарной мастерской по изготовлению металлических дверей, машиностроительного завода или обычного дачника, решившего своими руками сделать решетки к подвальным оконным проемам.
  • Аргонная сварканеплавящимся электродом в среде инертного газа (TIG, tungsten inert gas). Встречаются вольфрамовые, угольные и графитовые неплавящиеся электроды. Инертный газ — аргон, гелий, азот или смеси этих газов, в зависимости от соединяемого металла. При таком процессе сварной шов образуется только из металла соединяемых деталей, либо с добавлением присадки, в качестве которой используются металлические прутья и полосы. Наличие инертных газов или их смесей в зоне сварки защищает металл шва от вредного воздействия компонентов воздуха и поддерживает стабильность электрической дуги. Такая сварка может протекать с использованием переменного и постоянного тока. Низкая производительность сочетается с высоким качеством получаемого шва. Рабочий процесс трудоемкий и требует от оператора развитых профессиональных навыков.
    TIG сварка используется при необходимости получения ответственных швов, выдерживающих высокие нагрузки и имеющих приемлемый эстетический вид.
    Это может быть сварка газо- и нефтепроводов, сосудов высокого давления, предметов для пищевой промышленности, микросхем в электротехнической отрасли.
    Она незаменима при работе с тонкостенными металлическими конструкциями и листовым металлом (до 6 мм), с нержавеющей, легированной, углеродистой сталью, медью, титаном, магнием.
  • Полуавтоматическая сваркаплавящимся непрерывным электродом в среде инертного (MIG, metal inert gas) или активного (MAG, metal active gas) газа. Роль электрода выполняет плавящаяся под действием тока проволока, автоматически подающаяся в зону сварки. Проволока поступает в специальную горелку, туда же осуществляется доставка защитного инертного или активного газа. Состав газовой защиты зависит от типа свариваемого материала. Такая сварка возможна только при постоянном электрическом токе. Высокая ее производительность компенсирует неаккуратность шва и разбрызгивание, возникающее при использовании в качестве защиты активных газов (углекислый газ, кислородные смеси). Автоматическая подача проволоки в зону сварной ванны и возможность электронной регулировки рабочих настроек в аппаратах, делают ее популярной как среди профессионалов, так и у новичков сварочного дела.
    Такой метод получил широчайшее распространение в европейских и североамериканских странах. Он позволяет работать с низколегированными и высоколегированными сталями, со многими видами чугуна, алюминием, медью, никелем, марганцем и их сплавами, выполнять соединение разнотипных металлов.
  • Сварка под флюсом. При соединении деталей используется различный по химическому составу флюсовый порошок, покрывающий защитным слоем сварную ванну и область остывающего сварного шва. При термическом разрушении порошковых частиц происходит выделение защитного газа для обеспечения стабильности дуги и высокого качества сварки. Меняя виды флюса, добиваются определенных свойств металла в месте стыка.
    Такой метод, чаще всего, имеет промышленное применение и полностью автоматизирован от подачи флюса до перемещения самого сварочного аппарата. Изготовление корабельных корпусов, авиационных фюзеляжей, железнодорожных вагонов и локомотивов, роторов и турбин, спутниковых модулей и башенных кранов. Любые металлы подвергшиеся такому виду сварки выдерживают самые тяжелые условия эксплуатации, огромные перепады давления и температуры.

Газоплазменная

При данном виде сварки расплавление металла осуществляется под воздействием пламени, образующегося в результате горения кислородных смесей горючих газов. Для этого используются ацетилен, бутан, пропан, керосин, бензин, водород. Наиболее эффективным считается применение МАФ (метилацетиленовая фракция), так как она имеет высокую температуру горения (2927 С) в кислороде и хорошую теплоотдачу. Это соединение не так токсично, как дициан (4500 С) и не так взрывоопасно, как ацетилендинитрил (5000 С).

Читайте также  Отличие экструдированного пенополистирола от обычного

Использование в качестве источника тепла газового пламени делает этот вид сварки независимым от наличия электропитания. Потому она находит широкое применение в полевых условиях, но непригодна к автоматизированной промышленной эксплуатации, в связи с низкой производительностью.

Так же одним из ее преимуществ является постепенный регулируемый нагрев металла, что удобно при работе с листовым металлом. Использование такой сварки требует от оператора большого опыта сварочных работ.

Электрошлаковая

Расплавление кромок соединения при этом виде сварки происходит за счет нагрева шлака от расплавленного электрическим током флюса, который засыпается в проем между двумя деталями. При данном процессе используется присадочный прут или проволока. Основным материалом для сварки служат все виды сталей и чугуна, реже цветные металлы.

Этот вид сварки имеет большое промышленное значение и используется для сварки толстостенных (40-500 мм и более) крупногабаритных деталей: турбинных и роторных валов, паровых котлов и опор. Чем больше площадь свариваемой поверхности, тем выше экономическая выгода от такого метода сварки.

Плазменная

Для расплавления кромок и соединения металлических деталей используется струя плазмы, образующаяся в плазматроне или между электродом и поверхностью металла. Такая сварка характеризуется тонким точным швом и большой глубиной проплавления. Поэтому, ее применяют для соединения тонкостенных и мелких деталей в электротехнической отрасли, массивных и габаритных заготовок и конструкций в тяжелой промышленности, в строительстве и монтаже. Действию высокотемпературной струи плазмы подвержены любые виды металлов.

Кроме выше перечисленных, к термическим видам соединения относятся:

  • лазерная сварка (используется лазерный луч),
  • электронно-лучевая сварка (применяется электронно-лучевая пушка в условиях вакуума),
  • сварка с закладными нагревателями (для сварки полиэтиленовых труб используя нагревательные элементы),
  • контактная стыковая сварка оплавлением (в качестве источника теплоты выступает нагревательный элемент с фторопластовым покрытием).

Термомеханический вид сварки

Контактная сварка характеризуется нагревом соединяемых деталей и обоюдным деформированием под давлением. Точечная сварка выполняется с помощью аппаратов точечной сварки либо малогабаритными клещами. Две детали закрепляются между электродами, через них пропускается электрический ток, что приводит к локальному разогреву металла. После этого электрический ток отключают и усиливают давление электродов на обе детали. Кристаллизация локального расплавленного металла ведет к получению точечного сварного соединения. Существует односторонняя (оба электрода на одной поверхности) и двухсторонняя (электроды расположены на двух свариваемых деталях) точечная сварка. Недостатком такой сварки является возможность выполнения только нахлестного соединения. Отличается высокой производительностью и возможностью ее автоматизации.

Точечная сварка находит широкое применение в автостроительной промышленности. По всему миру автосборочные конвейеры работают с применением именно этого вида сварки. Компактные и мобильные клещи для точечной сварки используют в условиях индивидуальных гаражей и мелких автомастерских для рихтовочных работ. Крупные автосервисы и станции технического обслуживания применяют эту сварку для выполнения обширного спектра работ по кузовному ремонту.

Так же к этому типу относятся различная стыковая и рельефная сварка.Остальные виды термомеханической сварки не получили такого широкого распространения. К ним относится диффузная (соединение композитных и неоднородных металлов в вакууме или в среде защитных газов), кузнечная (соединение разогретых металлов возникает за счет пластичной деформации), сварка высокочастотными токами (пропуск токов высокой частоты через соединяемые детали) и трением (вращение деталей друг относительно друга).

Определив разновидность необходимого вам сварочного процесса, вы с легкостью сможете подобрать нужный сварочный аппарат, учитывая его индивидуальные характеристики. Сварочный процесс позволяет экономить металл на 30% и более, легко автоматизируется, отличается надежностью и герметичностью шва, низкой себестоимостью работ и небольшими затратами времени.

Как выбрать способ сваривания металла

В этой статье мы рассмотрим четыре основных вида сварки – электродуговую

, полуавтоматическую, аргонодуговую и контактную. Расскажем, на какие особенности каждой из них нужно ориентироваться, выбирая сферу применения.

Особенности электродуговой сварки

Ручная электродуговая сварка (РДС) по-другому обозначается ММА. Это один из самых простых способов соединения металлов, поэтому он часто используется в бытовых целях. Ручная сварка выполняется на постоянном или переменном токе. С использованием прямой полярности – к положительному полюсу подключают деталь, а к отрицательному – держатель электрода – или обратной полярности, когда деталь подключают к отрицательному полюсу, а электрод – к положительному. Для ее реализации важен правильный выбор источника питания и плавящихся электродов.

Источники питания для электродуговой сварки

Источник питания необходим для изменения параметров сетевого напряжения и силы тока. По этой характеристике сварочные аппараты делятся на два вида:

  1. Трансформаторные – преобразуют стандартные параметры электрического тока (понижают напряжение и повышают силу тока) с помощью трансформатора. В таких аппаратах сила сварочного тока регулируется механически. Она зависит от количества витков во вторичной обмотке трансформатора. Эти аппараты надежные, но большие, тяжелые и потребляют много электроэнергии. С их помощью сложно обеспечить хорошее качество швов.
  2. Инверторные сварочные аппараты – электронные устройства, в которых используются управляющие блоки на основе микропроцессоров. Они компактные, легкие. Позволяют использовать любой тип электродов, обеспечивают низкое разбрызгивание металла и отличаются широким диапазоном регулирования сварочного тока. Но инверторные аппараты чувствительны к влаге и строительной пыли.

Электроды для электродуговой сварки

При электродуговой сварке используют плавящиеся электроды, состоящие из металлического сердечника и специального покрытия (обмазки). Сердечник необходим для легирования металла шва и его формирования. Покрытие нужно, чтобы поддерживать горение дуги, создавая защитное газовое облако. В зависимости от состава покрытие может быть рутиловым, целлюлозным, основным, кислым или смешанным.

Более подробная информация об электродах представлена на видео ниже:

Преимущества и недостатки электродуговой сварки

  • можно использовать в труднодоступных местах ;
  • мобильное оборудование;
  • простота технологического процесса.
  • невысокая производительность;
  • прямая зависимость качества швов от квалификации сварщика.

Применение электродуговой сварки

Ручная дуговая сварка подходит для работы с углеродистыми, легированными, высоколегированными, нержавеющими и жаростойкими сталями, а также чугуном. Для каждого из этих материалов нужно использовать разные типы электродов, отличающиеся химическим составом сердечника.

Как выполняется электродуговая сварка, можно увидеть на видео ниже:

Особенности полуавтоматической сварки

Полуавтоматическая сварка обозначается MIG/MAG. MIG – аббревиатура, образованная от Metal Inert Gas – сварка, которая выполняется в среде инертного газа: гелия, аргона или его смеси с углекислым газом. MAG – сокращенная аббревиатура Metal Active Gas, с применением активного газа, чаще всего – углекислого. Основное отличие полуавтоматической сварки – механизация процесса подачи плавящегося электрода.

Источники питания для полуавтоматической сварки

Используют трансформаторные и инверторные источники питания. У них такие же плюсы и минусы, как у аппаратов для электродуговой сварки.

Электроды для полуавтоматической сварки

Для полуавтоматической сварки используют плавящиеся электроды в виде проволоки, уложенной в катушки или кассеты. Она может быть с медным покрытием или без него. Покрытие обеспечивает равномерную подачу проволоки и снижает ее контактное сопротивление, а это приводит к стабильному горению дуги и малому разбрызгиванию электродного металла.

Еще одно преимущество таких электродов – минимальное количество вредных для сварочного шва примесей. Дело в том, что неомедненная проволока покрывается технической смазкой, содержащей жирные кислоты, щелочь и воду. Они становятся поставщиками водорода в металл шва и вызывают его пористость.

Комплект оборудования для полуавтоматической сварки

Преимущества и недостатки полуавтоматической сварки

  • малая зона термического влияния, позволяющая без прожогов варить металл толщиной до 0,5 мм;
  • высокая производительность;
  • возможность варить элементы разной толщины;
  • высокое качество швов;
  • возможность проведения работ в любом пространственном положении;
  • отсутствие шлаковой корки и необходимости механической доработки швов.
  • сварочные работы проводятся только в закрытых помещениях, поскольку на отрытом воздухе газовая защита сдувается;
  • обязательное наличие качественной вентиляции для удаления углекислого газа.

Применение полуавтоматической сварки

Сфера применения полуавтоматической сварки такая же, как и электродуговой.

Особенности аргонодуговой сварки

Аргонодуговая сварка обозначается аббревиатурой TIG. Это сокращение от Tungstren Inert Gas. Она выполняется в среде защитного газа – аргона. Он на 35 % тяжелее воздуха и легко вытесняет его из зоны сварки. При этом аргон не вступает в реакции с другими веществами, содержащимися в воздухе или металлах. В результате количество дефектов в швах минимально. Аргон можно заменить гелием или смесью аргона с кислородом.

При аргонодуговой сварке электрод не касается поверхности металла. Для зажигания дуги используется осциллятор. Он подает на электрод высокочастотные высоковольтные импульсы, которые ионизируют воздух в небольшом промежутке между электродом и поверхностью металла, и дуга зажигается при подаче тока на электрод.

Источники питания для аргонодуговой сварки

Для аргонодуговой сварки используют и трансформаторные, и инверторные источники питания. По типу питающей сети они делятся на однои трехфазные. По поддерживаемым режимам работы аппараты TIG бывают двух видов:

  • DC – работают только на постоянном токе;
  • AC/DC – на постоянном и переменном.

Электроды для аргонодуговой сварки

Аргонодуговую сварку выполняют неплавящимися вольфрамовыми электродами. Швы образуются за счет расплавления кромок соединяемых элементов. Для сварки толстостенных деталей дополнительно используют присадочную проволоку. Для работы на постоянном и переменном токе используют разные вольфрамовые электроды. Они выпускаются в чистом виде или легированные специальными добавками для разных условий работы.

На фото – схема выполнения аргонодуговой сварки

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

  • отсутствие шлаковой корки и необходимости ручной доработки швов;
  • минимальное количество дефектов в сварных швах;
  • отсутствие разбрызгивания металла;
  • возможность соединения разнородных металлов.
  • невысокая производительность;
  • сложная настройка оборудования и высокая квалификации сварщиков.

Применение аргонодуговой сварки

Оптимальна для тонкостенных изделий и трудносвариваемых металлов. Она подходит для работы с любыми сталями, включая оцинкованные и нержавеющие. С ее помощью можно варить медь, чугун, титан и другие цветные металлы. Для соединения алюминиевых элементов аргонодуговая сварка самый подходящий вариант.

Особенности контактной сварки

Контактная сварка отличается ото всех остальных видов соединения металлов. При ее использовании соединяемые поверхности нагреваются в результате прохождения через место контакта электрического тока, а затем прижимаются друг к другу. Основные особенности контактной сварки – высокие значения сжимающего усилия (до сотен кг) и сварочного тока (до 1 000 А), а также малое время всего процесса – не более нескольких секунд.

Читайте также  Технология укладки брусчатки на песок с цементом

Так формируется сварочный шов при контактной сварке

Типы машин контактной сварки

По форме импульса и роду сварочного тока машины контактной сварки делятся на четыре типа:

  1. Аппараты переменного тока. Их основные узлы – трансформатор и тиристорный модуль. Трансформатор необходим для изменения стандартных параметров электрического тока, а тиристорный модуль – для подключения первичной обмотки трансформатора к питающему напряжению на время, достаточное для формирования сварочного импульса.
  2. Аппараты постоянного тока. Выпрямителями тока здесь являются силовые полупроводниковые вентили. Такие машины оптимальны для работы с алюминием и его сплавами.
  3. Аппараты конденсаторного типа. Их особенность в медленном накоплении электроэнергии в конденсаторе и последующем образовании мощного токового импульса. Сварка выполняется за очень короткое время. Оптимальна для работы с металлами с высокой теплои электропроводностью: серебром, медью или алюминиевыми сплавами.
  4. Низкочастотные аппараты. В них трехфазный ток промышленной частоты преобразуется в импульсы тока низкой частоты с помощью силовых выпрямителей. Используются для сварки легких сплавов на основе алюминия, магния и титана.

Электроды для контактной сварки

При контактной сварке электроды подводят ток, передают сжимающее усилие и отводят тепло. Они могут быть прямыми или фигурными, с плоской или сферической поверхностью. Последние отличаются большей стойкостью и меньшей чувствительностью к перекосам при установке, поэтому используются чаще. Электроды изготавливаются из медных сплавов, обладающих высокой тепло-, электрои жаропрочностью.

Преимущества и недостатки контактной сварки

  • высокая степень автоматизации и производительность;
  • стабильное качество сварных швов;
  • не нужно использовать защитный газ или присадочную проволоку;
  • низкий уровень химической неоднородности швов.
  • узкая специализация;
  • жесткие допуски на толщину стенок стыкуемых деталей.

Применение контактной сварки

По форме сварных соединений контактная сварка делится на следующие виды:

  • Точечную. Используется для соединения тонких деталей толщиной от 0,02 мкм до 20 мм. Применяется при изготовлении электронных приборов, в судо-, самолетои автомобилестроении.
  • Шовную. Используются электроды в форме роликов. Такой способ применяется для сварки листов толщиной от 0,2 до 3 мм. Он востребован при изготовлении различных емкостей.
  • Стыковую. Детали соединяются сразу по всей плоскости соприкосновения. Такой способ удобен для изготовления трубопроводов, сверл или арматуры.

Контактная сварка подходит для работы с любыми металлами, включая разнотолщинные и разноименные.

Пример выполнения контактной сварки можно увидеть на видео ниже:

Заключение

Выбирая вид сварки, обязательно учитывают:

  • толщину металла свариваемых деталей;
  • серийность продукции;
  • химический состав основного металла.

При этом электродуговая сварка удобна при работе в труднодоступных местах и наложении коротких швов, расположенных на большом расстоянии друг от друга. Она оптимальна для установки прихваток.

Полуавтоматическая сварка больше подходит для швов сложной конфигурации и средней длины, расположенных в различных пространственных положениях. Она обеспечивает высокое качество швов, поэтому применяется для сборки ответственных конструкций.

Аргонодуговая сварка подходит для работы с любыми металлами. Ее используют для соединения тонкостенных изделий и разнородных металлов, но особенно подходит она для сварки алюминия и его сплавов.

Контактная сварка считается самой производительной для работы с тонкостенными деталями. Часто является единственным вариантом соединения валов, стержней или прутов.

Дуговая и газовая сварка чугуна

Сварка чугуна является сложной задачей и связана со многими техническими особенностями и сложностями. Как правило, сварка чугуна выполняется для ремонта дефектов, возникающих во время эксплуатации, и для ремонта после производства, когда дефекты были обнаружены после операций литья и последующих процессов механической обработки.

Чугун — это сплав железа с углеродом с содержанием последнего более 2%, а также фосфора и серы. Грубо говоря, чугун содержит в десять раз больше углерода, чем большинство сталей. Сплавы из чугуна могут содержать другие химические элементы, придающие желаемыми свойствами прочности, твердости и коррозионной стойкости. Обычно добавляют в чугун, хром, медь, молибден и никель.

Чугун обладает низкой пластичностью, поэтому он может треснуть из-за термических напряжений при сварке. Восприимчивость к растрескиванию зависит от типа/категории чугуна.

Виды чугуна

Существует три основных типа чугуна:

  1. Белый чугун.
  2. Серы чугун.
  3. Ковкий чугун.

Основное различие между различными типами чугунов заключается в форме углерода в сплаве; углерод может присутствовать в виде карбидов, свободного графит.

Белый чугун

Белый чугун образуется, когда углерод соединяется с железом, хромом, молибденом в виде карбидов и не выпадает в осадок в виде графита во время затвердевания; вот почему белый чугун прочный и хрупкий. Белый чугун не поддается сварке из-за отсутствия достаточной пластичности, которая требуется при сварке для компенсации тепловых напряжений в основном металле.

Серый чугун

Серые чугуны-это сплавы железо-углерод-кремний, содержащие несвязанный углерод в виде чешуек графита; эти сплавы железо-углерод-кремний называются серыми чугунами из-за серого цвета трещиноватых поверхностей этих сплавов. Медь, хром, молибден и никель добавляются в эти сплавы для контроля микроструктуры, а также для повышения коррозионной стойкости.

Ковкий чугун

Ковкий чугун образуется путем термической обработки белого чугуна подходящего состава, который продвигается при выполнении следующих условий

Все типы чугуна, за исключением белого чугуна, поддаются сварке, но гораздо хуже обычной стали. Сварка может выполняться с использованием различных способов.

Наиболее простые и распространённые способы дуговая и газовая сварка. Сварочными материалами являются электроды и проволока на основе железа, меди или никеля.

Дуговая сварка чугуна

При сварке чугуна выделяется большое количество вредных газов. Поэтому перед началом рабо­ты необходимо убедится в хорошей вентиляции места проведения работ.

Стоит отметить, что чугуны обладает большой жидко текучестью вертикальные и горизонталь­ные швы сваривать трудно, а выполнять сварку в потолочном положении невоз­можно.

Разделка кромок чугунных деталей может быть выполнена зубилом, кислородной резкой или воздушно-дуговой рез­кой.

Сварку чугуна можно проводить различными способами

Холодная сварка чугуна

Самый простой способ сварки — холодной сварки чугуна электро­дами УОНИ-13/45 с постановкой шпилек.

Процесс сварки состоит из двух этапов: наплавка стального слоя на подготовлен­ную чугунную поверхность и собственно соединительная сварка.

При наплавке стального слоя учесть, что во время работы не допускается чрезмерный нагрев чугунных деталей. Снижению нагрева способствует то, что при сварке применяется постоянный ток обратной полярности и небольшой силы. При значительном нагреве деталей процесс сварки следует остановит и продолжить только после остывания. Поэтому обварку шпилек кольцевыми валиками и наплавку кромки нужно проводить не подряд, а вразброс.

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток, А

Род тока полярность

Постоянный ток, обратной полярности

При следующий этапе, соединительной сварке, необходимо обратить внимание на последова­тельность наложения швов. При сквозном разрушении сварку выполняют от середины излома к краям, а при не­сквозной трещине — от ее конца к месту выхода на край изде­лия.

Улучшает свариваемость чугуна применение специальных медно-железных электродов ОЗЧ-1 ЦЧ-4, или использование медной проволоки в качестве присадки. Медный пруток следует располагать впереди стального электрода, а угол наклона его составлял при­мерно 35-45°. В про­цессе сварки не следует допускать натекания расплавленного ме­талла на еще не проваренные участки шва, так как при этом возможно несплавление и образование пор в шве. Нужно обеспечить, чтобы свариваемые поверхности хорошо покрывались медью, а провар основного металла был ми­нимальным, для этого не следует задерживаться на одном месте.

Горячая сварка чугуна

Горячей сварке чугуна состоит из нескольких операций:

— вырубки дефектного участка до неповрежденно­го металла и зачистки кромок от масла, грязи и других включений;

Предварительный подогрев применяется для предотвращения растрескивания чугунных деталей, которое вызывается большой скоростью охлаждения. Подогреваются детали в печах или с помощью пламенных горелок. Во время заварки вся разделка должна завариваться в один проход и за один нагрев изделия. По окончанию сварки деталь нужно засыпать сухим песком или покрывать асбестом. Возможно также медленное охлаждение детали вместе с печью. Оптимальный диапазон температуры предварительного подогрева при сварке чугуна 500-800 градусов Цельси.

Качество шва следует оценивать по внешнему виду, не должно быть пор, трещин и шлаковых включений.

Газовая сварка чугуна

Наплавка поверхностей и заварка трещин латунью.

Категорически запрещается сварка латунью без респираторов, так как продукты сгорания углерода и испарения цинка вредно действуют на здоровье.

Переходя к холодной сварки чугуна, следует отрегулировать пламя с избытком ацетилена, так как такое пламя необходимо для восполнения в шве выгорающего в процессе сварки углерода. Выполнять сварку окислительным пламенем запрещено так как при этом будет интенсивно выгорать марганец, кремний и углерод, что приведет к повышенной пористости.

При наплавке валика или заварке трещины, раковины и т. п. нужно не отрывая пламени горелки, вводить флюс в сварочную ванну. Это можно сделать двумя способами:

1) во время сварки пруток периодически погружается во флюс;

2) флюс подсыпается в ванну ложкой.

При горячей газовой сварке, подогрев ведется теми же способами, что и при дуговой

Дефекты завариваются чугунными прутками диаметром от 6 до 12 мм в зависимости размера дефекта. В качестве присадочного материала применяют латунную проволоку JI-62 ЛК-62-0,5. Флюсом служит прокаленная бура.

При сварке нужно следить за правильным ведением процесса лужения и нормальным расстоянием ядра пламени от ванны.

При наплавке валиков латунью, поверхность чугунной детали не расплавляется, а толь­ко нагревается до температуры плавления латуни и облуживается ей. Таким образом можно сказать, этот процесс представ­ляет собой пайку чугуна латунью. Закономерных дви­жений присадкой и горелкой в этом случае нет, а они приобрета­ются опытом в процессе работы. Лужение выполняется отдель­ными участками, причем при достаточном нагреве поверхности чугуна латунь должна растекаться тонким слоем. Если латунь скатывается в виде шариков, то это указывает на не­достаточный прогрев детали. Нужно отметить, что сварочное пламя должно быть окислительным (с избытком кисло­рода до 30—40%). Кислород в этом случае создает тугоплавкую пленку окиси, что предохраняет цинк от испарения. При за­варке трещин латунью нужно также облуживать кромки, и толь­ко после этого переходить к наплавке соединительного слоя. Во избежание перегрева чугуна конец ядра пламени должен находиться от поверхности металла на расстоянии 10- 15 мм.

Сварка чугунной отливки

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: