ПРОЦЕС ЗВАРЮВАННЯ: ВИЗНАЧЕННЯ, ВИДИ, ПРОЦЕСИ

А також ви можете завантажити PDF-файл цієї статті в кінці її.

Що таке зварювання?

Зварювання — це процес нероз’ємного з’єднання, під час якого два шматки металу з’єднуються, щоб утворити одну деталь, шляхом нагрівання металів до точки плавлення. Додатковий метал, також званий наповнювачем, додається під час процесу нагрівання, щоб допомогти з’єднати дві частини.

Загалом, це процес, у якому дві металеві деталі, схожі (або) різні, можуть бути з’єднані шляхом їх нагрівання до температури, достатньо високої для сплавлення металів із застосуванням (або) без застосування тиску та з (або) без допомоги наповнювача.

Зварювальний апарат

Для створення тепла та нанесення присадного металу використовується зварювальний апарат. Присадний метал подається для формування з’єднання або з самого електрода (або) за допомогою наповнювального матеріалу. Температура тепла, що виділяється, становить близько 6000-7000 °C. Отже, давайте обговоримо, які є різні типи зварювальних процесів і як вони використовуються в промисловості?

Види зварювальних процесів

За способом виділення тепла розрізняють види зварювальних процесів:

1. MIG зварювання

2. Паличне зварювання

3. Зварювання TIG

4. Плазмодугове зварювання

5. Електронно-променеве зварювання

6. Лазерне зварювання

7. Газове зварювання

8. Дугове зварювання під флюсом

9. Автоматичне водневе зварювання

10. Електрошлакове зварювання

1. Зварювання MIG

Зварювальні апарати MIG для зварювання металу інертним газом. Цей процес зварювання MIG також ідентифікується як газове дугове зварювання (GMAW), яке також можна назвати зварюванням дротом.

У цьому виді зварювання тонкий дріт працює як електрод, який подається з котушки, прикріпленої до пістолета через гнучку трубку, і виходить із сопла зварювального пістолета або пальника. Дріт подається безперервно, коли спусковий гачок натиснути зварювальний пістолет.

2. Дугове зварювання в екранованому металі (SMAW)

Його також ідентифікують як ручне дугове зварювання металом, дугове зварювання в екранованому флюсі або стрижневе зварювання. У цьому типі зварювального процесу, під час якого дуга запалюється між металевим стрижнем або електродом (покритим флюсом) і заготівлею, поверхня стрижня та заготовки плавиться для створення зварювальної ванни.

При одночасному плавленні флюсового покриття на стрижні утворюється газ і шлак, що захищає зварний шов від навколишнього середовища. Дугове зварювання в екранованому металі — це різноманітний процес, ідеальний для з’єднання чорних і кольорових металів із товщиною матеріалу в усіх положеннях.

3. Зварювання TIG

Зварювання TIG розшифровується як дугове зварювання інертним газом вольфраму, від Американського зварювального товариства воно також ідентифікується як (GTAW). Цей процес зварювання також називається газовим зварюванням.

При зварюванні TIG використовується вольфрамовий електрод, оскільки вольфрам має високу температуру плавлення. Коли ми беремо зварювальний електрод tig нагрівається, але не плавиться, ми кажемо, що це неплавкий електрод. Неплавкий електрод не означає, що він не служить вічно, а означає, що він не плавиться і не стає частиною зварного шва.

4. Плазмодугове зварювання (PAW)

Плазмове дугове зварювання (PAW) — це процес дугового зварювання, в якому використовується тепло, що виділяється стисненою дугою між вольфрамовим неплавким електродом і деталлю (процес із перенесеною дугою) або звужувальною насадкою з водяним охолодженням (процес з непереданою дугою).

Плазма являє собою газоподібну суміш позитивних іонів, електронів і нейтральних молекул газу. Процес перенесеної дуги створює плазмові струмені з високою щільністю енергії та може використовуватися для високошвидкісного зварювання та різання кераміки, мідних сплавів, сталі, алюмінію, нікелевих сплавів і титанових сплавів.

5. Електронно-променеве зварювання (EBW)

Електронно-променеве зварювання — це процес зварювання, який використовує тепло, створене пучком електронів високої енергії. Електрони потрапляють на заготовку, і їхня кінетична енергія перетворюється на теплову енергію, що нагріває метал, щоб краї заготовки можна було з’єднати й утворити зварний шов після замерзання.

EBM також є процесом зварювання в рідкому стані. У якому з’єднання метал-метал виконується в рідкому або розплавленому стані. Його також описують як процес зварювання, оскільки він приймає кінетичну енергію електронів для з’єднання двох металевих заготовок.

6. Лазерне зварювання (LBW)

Лазерне зварювання (LBW) — це процес зварювання, під час якого тепло утворюється лазерним променем високої енергії, спрямованим на деталь. Лазерний промінь нагріває і розплавляє кінці заготовки, створюючи з’єднання.

При лазерному зварюванні (LBM) з’єднання формується як послідовність точкових зварних швів, що перекриваються, або як безперервне зварювання. Лазерне зварювання використовується в електронній, комунікаційній та аерокосмічній промисловості для виробництва медичного та наукового обладнання, що містить невеликі компоненти.

7. Газове зварювання

Газове зварювання виконується шляхом розплавлення боків або поверхонь, що з’єднуються, за допомогою газового полум’я та забезпечення злиття розплавленого металу, утворюючи таким чином суцільне безперервне з’єднання після охолодження.

Киснево-ацетиленові суміші використовуються набагато більше, ніж інші, і займають чільне місце в зварювальній промисловості. Температура киснево-ацетиленового полум'я в його найгарячішій зоні становить близько 3200 °C, тоді як температура, досягнута в киснево-водневому полум'ї, становить близько 1900 °C.

8. Дугове зварювання порошковим сердечником (FCAW)

Цей вид зварювання майже схожий на MIG зварювання . Насправді зварювальники MIG часто можуть виконувати дугове зварювання порошковим сердечником. У цьому зварюванні дріт має серцевину з флюсу, яка утворює газовий екран навколо зварного шва. Це зменшує попит на зовнішнє газопостачання.

FCAW краще підходить для грубих важких металів, оскільки це процес зварювання з високою температурою. З цією метою зазвичай використовується для ремонту важкої техніки. Це процес, який не створює надто багато відходів. Оскільки немає потреби в зовнішньому газі, це також коштує дешевше.

9. Атомно-водневе зварювання

Атомно-водневе зварювання - це дуже високотемпературний вид зварювання, відомий як атомно-дугове зварювання. Цей тип зварювання вимагає використання водню для захисту двох електродів, виготовлених з вольфраму. Він може досягати температур, вищих за ацетиленовий факел, і це можна робити з присадним металом або без нього.

10. Електрошлакове зварювання

Це передовий процес зварювання, який використовується для вертикального з’єднання тонких кінців двох металевих деталей. Замість того, щоб зварювальний шов використовувався зовні з’єднання, він відбуватиметься між кінцями двох частин.

Мідний електродний дріт подається через металеву направляючу трубку, яка буде виконувати роль присадного металу. Коли додається потужність, утворюється дуга, і зварний шов починається під швом і повільно рухається вгору, створюючи зварний шов на місці шва.

Види зварювальних позицій

Нижче наведено чотири основні типи позицій зварювання:

1. Рівне положення (1G і 1F)

2. Горизонтальне положення (2G і 2F)

3. Вертикальне положення (3F і 3G)

4. Розташування над головою (4G і 4F)

1. Рівне положення

Найбільш очевидним типом для виконання є плоска позиція, яку іноді називають опущеною рукою. Це передбачає зварювання у верхній частині з’єднання. У цьому випадку розплавлений метал тягнеться вниз у місці з’єднання. Результатом є швидше та легше зварювання.

У 1G і 1F цифра 1 позначає плоску позицію, тоді як літера G позначає зварний шов з пазами, а буква F позначає кутовий шов.

2. Горизонтальне положення (2G і 2F)

Це більш складне положення, ніж плоске положення, і вимагає від оператора зварювання більших навичок для його виправлення.

2G – це положення зварного шва з пазом, яке включає розміщення осі зварного шва в горизонтальній площині або майже горизонтальній. Що стосується поверхні шва, то вона повинна лежати приблизно у вертикальній площині.

2F – це положення кутового зварювання, у якому зварювання виконується на верхній стороні поверхонь, які є майже горизонтальними, проти поверхні, яка є майже вертикальною. У цьому положенні факел зазвичай тримають під кутом 45 градусів.

3. Вертикальне положення (3F і 3G)

У цьому положенні і деталь, і зварний шов лежать вертикально або майже вертикально. 3F і 3G ведуть до вертикального скруглення і вертикальної канавки.

Коли зварювання виконується вертикально, сила тяжіння штовхає розплавлений метал вниз і, отже, має тенденцію до накопичення. Щоб протидіяти цьому, ви можете використовувати вертикальне положення вгору або вниз.

Щоб перевірити його у вертикальному положенні вгору, спрямуйте полум'я вгору, розмістивши його під кутом 45 градусів до шматка. Таким чином зварювальник накладає метал з нижніх частин заготовки на зварювання назустріч силі тяжіння.

4. Розташування над головою (4G і 4F)

У цьому типі зварювального положення зварювання виконується знизу з’єднання. У ньому найскладніша і складна позиція для роботи. Положення 4G і 4F призначені для зварювання пазами та кутовими швами.

У верхньому положенні метал, нанесений на з’єднання, призводить до отвору на деталі, що виникає в штапику з вищим вінцем. Щоб уникнути цього, тримайте розплавлену калюжу маленькою. Якщо зварювальна ванна стає надто довгою, на мить припиніть полум’я, щоб дати розплавленому металу охолонути.

Переваги процесу зварювання

1. Хороший зварний шов буде міцнішим за основний або основний метал.

2. Швидший процес порівняно з клепкою та литтям.

3. За допомогою процесу зварювання можна отримати повні жорсткі з’єднання.

4. Застосовується до всіх металів і сплавів.

5. Зварюванням можна виготовити складні форми.

6. Зварювальне обладнання є портативним і його легко обслуговувати.

7. Під час процесу зварювання не створюється шуму, як у випадку клепки.

8. Процес зварювання вимагає менше робочого простору в порівнянні з клепкою.

9. Будь-який простір стику можна зробити з легкістю.

Недоліки процесу зварювання

1. Випромінює шкідливе випромінювання, дим і бездоганність (раптова іскра).

2. Зварні з’єднання більш розривні, а отже, їх втомна міцність менша, ніж у з’єднаних елементів.

3. Призводить до деформації та викликає внутрішні напруги.

4. Для належного утримання металів потрібні певні пристосування та пристосування.

5. Для зварювання потрібні кваліфіковані працівники та електрика.

6. Контроль зварювальних робіт складніший і дорожчий, ніж клепальних.

Застосування зварювання

Застосування зварювання настільки різноманітне та широке, що не буде перебільшенням сказати, що немає жодної металургійної промисловості та жодної галузі машинобудування, яка б не використовувала зварювання в тій чи іншій формі, а саме автомобільна промисловість, судноплавство, авіакосмічна промисловість та будівництво. В основному використовується для виробництва.

Деякі з додатків:

• Суднобудування

• Залізничні вагони

• Автомобільні шасі та кузовобудування

• Землерійні тіла

• Віконні віконниці

• Двері, ворота

• Всі види монтажних робіт.

---

Висновок

Як ви вже знаєте, зварювання — це міцний процес з’єднання, під час якого дві частини металу разом утворюють одну частину шляхом нагрівання металів до точки плавлення. Деякі види зварювання виконуються машинами і потребують дорогого спеціалізованого обладнання. Зварювання є більш швидким способом, пов’язаним із заклепками та литтям.