Классификация основных способов сварки

Сварка – это процесс создания неразъемного соединения двух или более деталей из металла или других материалов (стекло, пластмасса и т. д.) с получением прочных связей межатомного сцепления на бывшей границе их раздела.

Атомы для осуществления межатомного взаимодействия нужно сблизить на определенное расстояние, которое равно параметру кристаллической решетки металла сочетаемых деталей, чему мешают загрязненность окислами, неровности на поверхности детали и т. д. Это достигается при сварке расплавлением кромок свариваемых металлов или их совместным пластичным деформированием путем применения давления. Таким образом, все способы сварки можно разделить на 2 основные подгруппы: сварка давлением и сварка плавлением.

При сварке плавлением расплавленные края деталей, а нередко и дополнительный (электродный, присадочный) металл, формируют общую сварочную ванну. В процессе кристаллизации сварочной ванны рост кристаллов начинается с оплавленных кристаллов основного металла. Металлическая связь происходит путем образования общих зерен.

При сварке давлением совместная направленная пластическая деформация свариваемых металлов способствует соприкосновению их атомов, перемешиванию и организации межатомной связи. В некоторых технологиях сварки процесс сопровождается нагревом свариваемых деталей до пластического состояния или до оплавления свариваемых поверхностей.

Рассматриваемые нами способы сварки плавлением реализовываются с применением электрической энергий и подразделяются на электрошлаковый, электродуговой и электронно-лучевой.

Тепло, необходимое для местного расплавления присадочного материала и деталей, при электродуговой сварке образуется за счет электрической дуги, возникшей между электродом и свариваемыми металлами. Этот метод сварки достаточно прост и поэтому используется наиболее широко.

Плавление основного и присадочного металлов при электрошлаковой сварке производится теплом, выделяющимся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак.

Электронно-лучевая сварка происходит в камерах с разрежением до 0,013—0,00013 н/м2, при этом необходимое для сварки тепло выделяется в результате превращения кинетической энергии в тепловую при соударении электронов на кромках свариваемых деталей с поверхностью активного пятна.

При электродуговой сварке могут применяться различные виды сварочных дуг. При дуге прямого воздействия электрод и свариваемое изделие (основной металл) включены в так называемую сварочную цепь. Сварочная дуга, образующаяся между ними, расплавляет кромки изделия. При дуге косвенного воздействия свариваемое изделие не включено в сварочную цепь и расплавление его кромок осуществляется образованной между двумя электродами теплом дуги.

При электродуговой сварке можно использовать плавящиеся и неплавящиеся электроды. Плавящийся электрод плавится теплом дуги, и его металл принимает участие в образовании требуемого шва. Неплавящийся электрод не расплавляется в процессе сварки. В некоторых случаях для получения шва с заданными масштабами, необходимо использование присадочного прутка.

Электродуговая сварка в зависимости от способа защиты расплавленного металла от окружающего воздуха подразделяется на следующие методы: электродом со стабилизирующим покрытием или голым электродом, электродом с качественным покрытием, в защитных газах, под флюсом, с комбинированной защитой (например, защитным газом и флюсом). Электродуговую сварку по степени механизации подразделяют на ручную, автоматическую и полуавтоматическую