Представьте, что вы находитесь в мастерской, окруженной шипением и искрами сварочных горелок. Вы когда-нибудь задумывались, чем один метод сварки отличается от другого? В этой статье мы расскажем вам о десяти основных методах сварки, от электродуговой до сварки трением. Вы узнаете, как работает каждый метод, каковы особенности его применения и какие преимущества он дает. Независимо от того, являетесь ли вы опытным сварщиком или любопытным новичком, в этом руководстве вы найдете ценные сведения, которые помогут вам лучше понять сварочные процессы. Окунитесь в мир сварки и расширьте свои знания!
Дуга - это постоянный и интенсивный газовый разряд, возникающий между двумя заряженными проводниками.
Формирование дуги
(1) Короткое замыкание между Сварочный стержень и заготовка
В случае короткого замыкания отдельные контактные площадки с высокой плотностью тока нагреваются за счет тепла сопротивления, q = I^2Rt, где I - ток, а R - сопротивление. Напряженность электрического поля в малом воздушном зазоре очень велика, что приводит к:
① Небольшое количество вылетающих электронов
② Отдельные контактные точки нагреваются, плавятся и даже испаряются и переходят в пар.
③ Наличие паров многих металлов с низким потенциалом ионизации.
Похожие статьи: Как правильно выбрать сварочный стержень?
(2) Подъем сварочного стержня на соответствующее расстояние
Под воздействием теплового возбуждения и сильного электрического поля отрицательный электрод испускает электроны и движется с большой скоростью, сталкиваясь с нейтральными молекулами и атомами, возбуждая или ионизируя их. В результате:
Структура дуги и распределение температуры
Дуга состоит из трех частей: катодной области (обычно это яркое белое пятно на конце электрода), анодной области (тонкая яркая область в ванне, соответствующая концу электрода на заготовке) и области столба дуги (воздушный промежуток между двумя электродами).
Условия для стабильного горения дуги
(1) Соответствующий источник питания
Должен быть источник питания, отвечающий электрическим требованиям сварочной дуги.
a) Если ток слишком мал, ионизация газа между воздушными зазорами недостаточна, сопротивление дуги велико, и для поддержания необходимого уровня ионизации требуется более высокое напряжение дуги.
б) При увеличении тока повышается уровень ионизации газа, улучшается проводимость, уменьшается сопротивление дуги и снижается напряжение дуги. Однако напряжение не должно снижаться ниже определенной точки, чтобы поддерживать необходимую напряженность электрического поля и обеспечивать эмиссию электронов и кинетическую энергию заряженных частиц.
(2) Правильный выбор и очистка электродов
Важно использовать чистые электроды с соответствующим покрытием.
(3) Предотвращение частичного продувания
Необходимо принять меры для предотвращения частичного обдува.
(4) Полярность электродов
При сварке с помощью сварочного аппарата постоянного тока существует два метода: положительное подключение и обратное подключение.
AC Оборудование для дуговой сварки
Оборудование для дуговой сварки переменным током широко используется, и полярность электродов часто меняется, поэтому проблемы с полярностью не существует.
Заготовка подключается к положительному полюсу источника питания, а электрод - к отрицательному. Это обычный способ подключения, используемый для общих сварочных работ.
Заготовка подключается к отрицательному полюсу источника питания, а электрод - к положительному. Этот метод обычно используется для сварки тонких пластин, чтобы предотвратить прожог.
1). Процесс сварки
2). Характеристики нагрева сварочного прутка при дуговой сварке
Состав сварочного прутка для ручной дуговой сварки
Сварочный пруток для ручной дуговой сварки состоит из сварочного стержня и покрытия.
① Являясь электродом для дуговой сварки, он проводит электричество к заготовке, образуя дугу.
② В процессе сварки он непрерывно плавится и переносится в движущуюся расплавленную ванну, где кристаллизуется вместе с расплавленным основным металлом, образуя сварной шов.
① Роль покрытия
Покрытие обеспечивает эффективную защиту стыка расплавленной ванны и шлака, раскисляет и обессеривает расплавленный металл в ванне, а также вводит сплав в расплавленный металл ванны для улучшения механических свойств сварного шва. Оно также стабилизирует дугу для улучшения процесса сварки.
② Состав покрытия
Виды сварочных стержней
Сварочные прутки делятся на десять категорий:
Выбор Принцип сварки Род
При выборе сварочного прутка необходимо учитывать следующие принципы:
Изменение и распределение температуры в сварном шве
Температура металла в зона сварки начинает увеличиваться и достигает устойчивого состояния, а затем постепенно снижается до комнатной температуры.
Изменения в микроструктуре и свойствах Сварные соединения (На примере низкоуглеродистой стали)
Основные дефекты сварных соединений
Пустоты - это отверстия, образующиеся, когда пузырьки в расплавленном бассейне не выходят во время застывания.
Меры профилактики:
a) Высушите сварочный стержень и тщательно очистите его поверхность сварки и окружающее пространство заготовки.
b) Используйте соответствующий сварочный ток и работайте правильно.
Шлаковые включения - это шлак, который остается в сварном шве после сварки.
Меры предосторожности:
a) Тщательно очистите поверхность для сварки.
b) Тщательно удаляйте шлак между слоями при многослойной сварке.
c) Замедлить скорость кристаллизации расплавленного бассейна.
a) Горячая трещина
Горячая трещина - это трещина в сварном соединении, которая образуется при охлаждении металла вблизи точки раздела во время сварки.
Профилактические меры:
Снижение жесткости конструкции, предварительный подогрев перед сваркойСнизить легирование, выбрать электроды с низким содержанием водорода и хорошей трещиностойкостью и т.д.
б) Холодная трещина
Холодная трещина - это трещина в сварном соединении, возникающая при остывании до более низкой температуры.
Меры предосторожности:
a) Используя низководородный электрод, высушите и удалите масло и ржавчину с поверхности заготовки.
b) Предварительный подогрев перед сваркой и термообработка после сварки.
Неполное проплавление - это явление, при котором корень сварного соединения проникает не полностью.
Причины:
Слишком малый угол или зазор в канавке, слишком толстая тупая кромка, нечистая канавка, слишком толстый электрод, слишком высокая скорость скорость сварки, слишком малый сварочный ток и неправильная эксплуатация.
Неполное проплавление - это явление, при котором проплавление между сварным швом и основным металлом не является полным.
Причины:
Нечистая канавка, слишком большой диаметр электрода и неправильная эксплуатация.
Подрез - это канавка или углубление вдоль основной металлической части носка сварного шва.
Причины:
Чрезмерный сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный угол наклона электрода и т.д.
Причины сварочных напряжений и деформаций
Локальный нагрев во время сварки является основной причиной сварочных напряжений и деформаций.
Основные формы сварочных деформаций
Технологические меры по предотвращению и уменьшению сварочных деформаций
Технологические меры по снижению сварочных напряжений
Сайт процесс сварки Сварка под флюсом, при которой дуга горит под слоем флюса, называется дуговой сваркой под флюсом (SAW).
SAW характеризуется автоматической сборкой дуги и подачей электродов, поэтому ее также называют автоматической сваркой под флюсом (SAAW).
Дуговая сварка под флюсом (SAW) обладает рядом преимуществ, в том числе:
Однако SAW подходит не для всех типов сварки. Он лучше всего подходит для сварки плоских, длинных прямых швов и кольцевых швов большого диаметра. Для коротких швов, зигзагообразных швов, узких мест и тонких сварка пластинSAW может не дать желаемых результатов.
Сварка в защитном газе, при которой в качестве газа используется аргон. защитный газ Известна как сварка вольфрамовым инертным газом (TIG) или аргонодуговая сварка.
Аргон, являясь инертным газом, защищает электрод и расплавленный металл от разрушительного воздействия воздуха.
В зависимости от типа используемого электрода, Аргонодуговая сварка можно разделить на два типа:
Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом
Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом - это разновидность аргонодуговой сварки, при которой электрод используется только для создания электрической дуги и испускания электронов. Присадочный металл добавляется отдельно.
Обычно в этом процессе используются вольфрамовые электроды, легированные оксидом тория или оксидом церия. Эти электроды обладают высокой способностью к тепловой эмиссии электронов, высокой температурой плавления и высокой температурой кипения (3700K и 5800K, соответственно).
MIG-сварка
Сварка вольфрамовым инертным газом (TIG) известна своей низкой силой тока и малой глубиной проплавления. Несмотря на это, она часто используется для сварки сплавов средней и большой толщины, таких как титан, алюминий, медь и другие. Это связано с его способностью достигать высоких уровней производительности.
Ниже перечислены основные характеристики аргонодуговой сварки (Сварка TIG):
Сварка в газовой среде Сварка с использованием углекислого газа (CO2) в качестве защитного газа называется газо-металлической дуговой сваркой (GMAW) или сваркой в инертном газе (MIG).
Основная цель использования CO2 в качестве защитного газа - изолировать зону сварки от воздуха и предотвратить вредное воздействие азота на расплавленный металл. Это помогает сохранить целостность сварного шва и получить высококачественные результаты.
Во время сварки:
2CO2=2CO+O2 CO2=C+O2
Поэтому сварка производится в среде CO2, CO и O2 окислительная атмосфера.
Характеристики сварки в защитном углекислом газе:
Электрошлаковая сварка (ESW) - это технология сварки, при которой для получения сварного шва используется тепло, выделяемое сопротивлением электрического тока, проходящего через жидкий шлак.
Как правило, сварочная дуга - это свободная дуга, то есть ионизируется только часть газа в зоне дуги, а температура недостаточно высока.
Однако, когда свободная дуга сжимается в дугу с высокой плотностью энергии, газ в столбе дуги полностью ионизируется и превращается в плазму - четвертое состояние материи, состоящее из положительных и отрицательных ионов.
Плазменные дуги имеют высокую температуру (от 15 000 до 30 000 К), высокую плотность энергии (до 480 кВт/см2), и быстро движущиеся потоки плазмы (в несколько раз превышающие скорость звука).
Существует три эффекта сжатия Плазменная дуга Сварка:
Эти три эффекта сжатия приводят к плазменной дуге диаметром всего около 3 мм, но со значительно улучшенными плотностью энергии, температурой и скоростью воздуха.
Ниже перечислены основные характеристики Плазменно-дуговая сварка:
Сварка в вакууме электронным лучом (VEBW) - это процесс сварки, при котором направленный и высокоскоростной электронный луч направляется на заготовку, преобразуя ее кинетическую энергию в тепловую и расплавляя заготовку для формирования сварного шва.
Ниже перечислены основные характеристики вакуумной электронно-лучевой сварки (VEBW):
Лазерная сварка это процесс сварки, в котором используется сфокусированный лазерный луч для подачи тепла на сварной шов.
Ниже перечислены основные характеристики лазерной сварки:
Сварка сопротивлением это процесс сварки, при котором давление подается через электроды после соединения заготовок. Для сваривания заготовок используется тепло сопротивления, возникающее при прохождении тока через контактную поверхность соединения и окружающее пространство.
Существуют различные виды контактной сварки, в том числе точечная сварка, шовная сварка и стыковая сварка. Каждый из этих методов обладает уникальными характеристиками и используется для определенных сварочные работы.
Точечная сварка - это метод контактной сварки, при котором заготовки соединяются внахлестку и помещаются между двумя электродами. Тепло сопротивления, возникающее при прохождении тока через контактную поверхность соединения и окружающую область, расплавляет основной металл, образуя сварочную точку.
Этот метод используется в основном для сварочные листы и включает в себя три этапа: предварительную нагрузку для обеспечения хорошего контакта заготовок, включение питания для формирования самородка и пластикового кольца в сварном шве, а также разрыв точки ковки, что позволяет самородку охладиться и кристаллизоваться под непрерывным воздействием давления, в результате чего получается паяное соединение с плотной структурой, без усадочных полостей и трещин.
Шовная сварка - это вид контактной сварки, при которой заготовка располагается внахлест или встык и помещается между двумя роликовыми электродами. При вращении ролики оказывают давление на заготовку, а питание подается непрерывно или периодически для формирования непрерывного сварного шва. Этот метод сварки обычно используется для конструкций, требующих регулярных сварных швов и требований к герметичности, при этом толщина листов обычно не превышает 3 мм.
Стыковая сварка это процесс контактной сварки, при котором две детали соединяются по всей поверхности контакта.
Стыковая сварка сопротивлением
Стыковая сварка сопротивлением - это процесс, при котором две заготовки соединяются встык, а затем нагреваются до пластичного состояния под действием тепла сопротивления. Затем прикладывается давление для завершения процесса сварки. Этот метод обычно используется для сварки заготовок простой формы, небольшого диаметра или длины менее 20 мм, а также при низких требованиях к прочности.
Стыковая сварка плашмя
Стыковая сварка пламенем - это процесс, при котором две заготовки собираются в стык и подключаются к источнику питания. Торцы заготовок постепенно приводятся в контакт и нагреваются сопротивлением до достижения заданной температуры в определенном диапазоне глубин. В результате образуется вспышка, которая расплавляет торцевой металл. Затем питание отключается, и для завершения сварки быстро прикладывается усилие расплавления.
Качество соединения при стыковой сварке плавящимся электродом выше, чем при контактной сварке, а механические свойства шва не уступают свойствам основного металла. Перед сваркой нет необходимости очищать предварительно обработанную поверхность шва.
Стыковая сварка встык обычно используется для сварки ответственных деталей и может применяться для сварки как сходных, так и разнородных металлов, а также металлической проволоки толщиной до 0,01 мм и металлических прутков и профилей толщиной до 20000 мм.
Сварка трением - это сварка под давлением Процесс, в котором используется тепло, выделяемое при трении между поверхностями заготовок, чтобы довести торцы до термопластичного состояния, а затем быстро развальцевать для завершения сварки.
Ключевые характеристики Сварка трением:
Очищенные поверхности: Трение, возникающее в процессе сварки, счищает оксидную пленку и загрязнения на контактной поверхности деталей, в результате чего сварное соединение получается плотным и бездефектным.
Совместимость с Различные металлы: Сварка трением может использоваться для сваривания как одинаковых, так и разных металлов, что делает ее хорошо подходящей для широкого спектра сварочных работ.
Высокая производительность: Сварка трением известна своей высокой производительностью, что делает ее эффективным методом сварки заготовок.
Пайку можно разделить на две категории в зависимости от температуры плавления присадочного металла: твердая пайка и мягкая пайка.
Пайка
Пайка с температурой плавления припоя выше 450°C называется твердой пайкой. Присадочные металлы, используемые для пайки твердым припоем, включают сплавы на основе меди, серебра, алюминия и другие сплавы. В качестве флюсов обычно используются бура, борная кислота, фторид, хлорид и другие. Методы нагрева для пайки твердым припоем включают нагрев пламенем, нагрев в соляной ванне, нагрев сопротивлением и высокочастотный индукционный нагрев. Прочность паяного соединения может достигать 490 МПа, что делает его пригодным для деталей, испытывающих большие нагрузки и подвергающихся воздействию высоких рабочих температур.
Пайка
Пайка с температурой плавления припоя ниже 450℃ называется мягкой пайкой. В качестве мягких припоев обычно используются оловянно-свинцовые сплавы. В качестве флюсов обычно используются растворы канифоли и хлорида аммония, а для нагрева - паяльник и другие методы нагрева пламенем.
Ниже перечислены основные характеристики пайки:
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO