Виды сварки
Сварные соединения можно получить при помощи газа, аргона, точечным методом, лазером или с помощью инверторных преобразователей.
При этом методе металлические элементы соединяют между собой путем предварительного расплавления. Благодаря постепенному нагреву стыкуемых деталей, этот метод считается оптимальным для тонких металлов.
Сварку используют для таких металлов:
-
чугун;
-
цветные металлы;
-
жесть, тонколистовая сталь толщиной до 5 мм;
-
инструментальная сталь.
Перечисленные типы металлов имеют общую черту — требовательность к плавному, мягкому нагреву, который способна обеспечить газовая сварка.
Сварка многих цветных металлов, их сплавов, легированных сталей и сплавов имеет особенность. В расплавленном состоянии при контакте с кислородом и окружающим воздухом металлы активно окисляются, что мешает формированию качественного шва.
Решением проблемы стало использование аргона — газ защищает стыкуемые поверхности от воздуха.
При точечной сварке соединение между металлическими деталями формируется за счет двух электродов, которые расположены с разных сторон стыкуемых элементов. Некоторые называют такой метод — конденсаторной точечной сваркой. Так как разряд тока преобразуется из электрических накопителей определенной емкости.
В основу процесса заложен принцип теплового воздействия электрического тока (закон Джоуля-Ленца), а также усилие сжатия стыкуемых деталей. Ток проходит через металлическую деталь от одного электрода к другому.
Для такой сварки используют аппарат с рабочими клешнями, на концах которых размещены медные зубцы — электроды.
Главный недостаток метода — ограниченность применения. Максимальная суммарная толщина соединяемых деталей не должны превышать 7 мм.
Главный атрибут инверторной сварки — сварочный инвертор. Это мощный преобразователь, который позволяет заменить крупногабаритный силовой трансформатор компактным высокочастотным модулем.
Принцип работы установки основан на преобразовании стационарного напряжения с частоты 50 ГЦ на 25−50 кГц. Сварочный ток от инвертора обеспечивает быстрое воспламенение и стабильное горение электрической дуги. Сварку металлов проводят в двух режимах: прямого и обратного подключения.
При лазерной сварке стыкуемые элементы плавятся под действием лазерного луча. Метод подходит для соединения однородных и разнородных металлов. Лазерная технология востребована при производстве электронной техники, ювелирных изделий и в радиоэлектронике.
Лазер генерирует световой поток, который отличается монохромностью — все волны одинаковой длины. Излучение направляется в фокусирующую систему — здесь сечение светового пучка уменьшается, а его плотность повышается.
Узконаправленный поток, попадая на металлические детали, частично отражается и проникает вглубь материала. Кромка изделий нагревается, плавится, в результате образуется сварочный шов.
Особенности сварки разных металлов
Выбор технологии сварки зависит от характеристик металла. Специалист должен учесть поведение материала при плавлении, знать его теплопроводность, особенности взаимодействия с кислородом и т.д.
Нюансы работы с алюминием
Алюминий имеет низкий показатель свариваемости из-за ряда особенностей:
-
высокая текучесть затрудняет контроль сварочной ванны;
-
при нагреве алюминий выделяет водород — после застывания в металле возможно появление трещин и пор;
-
значительный показатель усадки;
-
высокая теплопроводность;
-
алюминий взаимодействует с кислородом — образуется тугоплавкий окисел, который способен ухудшать прочность сварного соединения.
В процессе нагреве у алюминия нет пластичного состояния. Металл из твердого материала сразу переходит в жидкость.
Важно правильно подготовить алюминиевые детали к сварке. Основная цель — очистить кромки изделий от загрязнений.
Основные способы сварки алюминия:
-
Сварка вольфрамовым электродом при подаче инертных газов. Наиболее популярный вариант, применяемый для алюминиевых конструкций, к которым предъявляют высокие требования относительно эстетичности и прочности.
-
Сварка полуавтоматом при инертном газе с подачей проволоки. Лучше использовать импульсный аппарат, где импульс высокого напряжения после деформации оксидной пленки падает до исходного значения. Преимущество метода — скорость сварки. Для работы задействуют постоянный ток обратной полярности.
-
Сварка плавящимися покрытыми электродами без защитного газа. Метод подходит для сваривания неответственных конструкций толщиной до 4 мм. Минусы технологии: невысокая прочность шва, разбрызгивание металла, плохая отделяемость высохшего шлака.
Сварка нержавейки
Материал относится к коррозионностойким высоколегированным сталям, в состав которых входят хром, никель, молибден, марганец и др.
Уровень свариваемости нержавейки определятся следующими свойствами:
-
пониженная теплопроводность по сравнению с низкоуглеродистыми сталями повышает концентрацию теплоты и проплавление металла;
-
большой показатель линейного расширения увеличивает риск деформации металла при сварке;
-
высокое электрическое сопротивление провоцирует сильный нагрев электрода;
-
склонность к утрате антикоррозийных качеств при нагреве свыше 500°С.
Способы сварки нержавейки:
-
Сварка покрытыми электродами. Обеспечивает хорошее качество шва. Для работы выбирают электроды: ОЗЛ-8, НИАТ-1, ЦЛ-11 и другие.
-
Сварка вольфрамовым электродом в защитном газе. Используют для сваривания тонких металлов или когда к изделию предъявляются высокие требования по прочности. Например, сварка труб для транспортировки жидкостей/газов под давлением.
-
Аргонная сварка проволокой из нержавейки. Метод обеспечивает хорошее качество шва и высокую производительность.