Перспективные виды сварки

Содержание
  1. Технологии сварки металла | Способы сварочных соединений
  2. Ручная дуговая сварка неплавящимися и плавящимися электродов
  3. Дуговая сварка с защитным газом
  4. Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса или газа
  5. Другие методы соединения металлов
  6. Итоги сварочных технологий
  7. Перспективные виды сварки – Справочник металлиста
  8. Сварка трением
  9. Ручная дуговая сварка
  10. Виды сварочных аппаратов
  11. Трансформаторы
  12. Выпрямители
  13. Лучший метод сварки | Объективное мнение
  14. 1. Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов и без них (MIG/MAG 135/136)
  15. 2. Аргонно-дуговая сварка неплавящимся электродом (TIG – 141)
  16. 3. Ручная дуговая сварка плавящимся электродом (MMA – 111)
  17. 4. Газовая сварка кислородно-ацетиленовым пламенем (311)
  18. 5. Роботизированная сварка.
  19. Перспективные виды сварки
  20. Сварка трением
  21. Ручная дуговая сварка
  22. История развития сварки. Ученые и их открытия в области сварки
  23. Новые технологии сварки металлов
  24. Основные инновационные направления
  25. Портативные аппараты
  26. Усовершенствованные горелки
  27. Гибридная лазерная технология
  28. Двухдуговая сварка
  29. Щадящая методика
  30. Двухкомпонентная методика
  31. Орбитальная аргонодуговая технология
  32. Технология СМТ
  33. Плазменная сварка
  34. Технология компьютерного моделирования

Технологии сварки металла | Способы сварочных соединений

Перспективные виды сварки

Посмотрите на красоту и многообразие технических решений современного мира. Причудливые силуэты и утонченные формы, где кажется нет предела буйству фантазии конструкторов и дизайнеров. От величественной архитектуры Бурш Халифе в металле, стекле и бетоне, до современных авиалайнеров, где все больше правят бал композитные материалы.

Элементы футуризма практически во всем. То, что раньше украшало сюжеты только фантастических романов, сегодня явь в многочисленных проявлениях, в том числе и в быту. Ее величество сварка. От революционных идей Патона, когда этот метод соединения материалов (металлов) твердо «стал на ноги», до суперсовременных способов с использованием лазера и магнитных полей.

И это далеко не полный список решений, где общим знаменателем является всего одно слово-сварка. Метод соединения материалов, благодаря которому во многом, все вышеописанное и стало реальностью.

А теперь немного подробнее об основных видах и способах сварки, от классических до инновационных, о которых вы возможно даже никогда не слышали. Уже интересно?? Тогда вперед!

Сегодня рассмотрим такие виды сварки:

  1. Ручная дуговая сварка неплавящихся и плавящихся электродов;
  2. Дуговая сварка с газом;
  3. Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса или газа;
  4. Другие методы соединения металлов.

Прежде чем начнем рассматривать всё вышеизложенное по списку, коснемся в первом приближении к самому понятию сварка. Что же это за процесс и как происходит. Самое основное что необходимо знать. Просто обратимся к Википедии.

«Сварка – процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или совместном действии того и другого». А теперь к теме.

Ручная дуговая сварка неплавящимися и плавящимися электродов

Вариант с плавящимися электродами

Вероятно, самый доступный вариант не только для производства, но и в быту.

Благодаря компактности и сравнительно невысокой стоимости сварочный аппарат с применением технологии плавящихся электродом доступен практически каждому, и способен помочь при решении самых разнообразных задач. От ремонта кузовов автомобилей, до изготовления самых различных металлических конструкций прямо у себя во дворе.

Если коротко описать процесс, то это электрод – свариваемая поверхность и электрическая дуга между ними. Под действием высоких температур дуги происходит плавление электрода с одной стороны и обрабатываемого участка металла соответственно.

В результате чего металлы электрода и основной смешиваются. При остывании образуется характерный шов и некоторое количество шлака, который легко счищающегося щеткой для металла. В целом очень удачное решение, которое, впрочем, имеет и свои недостатки.

Преимущества:

  1. Производительность;
  2. Простота;
  3. Локальный нагрев обрабатываемой поверхности;
  4. Возможность обеспечить процесс не только механическими средствами, но и автоматизировать.

Недостатки (их не так и много):

  1. Потребность в применении специального оборудования (трансформаторы, инверторы);
  2. «Привязанность к розетке»;
  3. Необходимость в подготовке поверхности (чистка ржавчины и прочее);
  4. Однако преимущества практически на нет сводят все недостатки данного вида сварки, что и делает его самым популярным.

С неплавящимися электродами

Основным условием для процесса сварки с неплавящимися электродами является наличие защитного «облака» инертного газа. Данный вид сварки считается одним из самых высокопродуктивных и обеспечивает получение высокопрочных швов. Для некоторых видов металлов необходимы и «некоторые» условия, которые делают возможной сварку последних в принципе.

Магний, алюминий, их сплавы, никель, медь, нержавеющая сталь и другие металлы с неферромагнитными качествами. Металлические конструкции именно из этих металлов чаще всего и обрабатывают данным видом сварки.

Существует три вида неплавящихся электродов:

  1. Угольные;
  2. Вольфрамовые;
  3. Графитовые.

Название «неплавкие» получили благодаря своей способности выдерживать большие температуры и токи. В основном данная технология сварки используется на производстве. В частном секторе практически не используется.

Дуговая сварка с защитным газом

Не путать с газовой сваркой, где плавление поверхностей осуществляется за счет струи раскаленного газа.

Свой самый первый и главный толчок к развитию данное направление получило во время второй мировой войны. В особенности при производстве боевых самолетов, к качеству конструкций которых предъявлялись повышенные требования.

Но и не только к качеству, но и к скорости движения по конвейеру отдельных частей и механизмов. Следовательно, нужны были такие методы сварки, которые обеспечивали бы не только высокое качество шва, но и были бы высокопроизводительны.

«Камнем преткновения» стала не что иное, как наша атмосфера. А точнее отдельные газы, такие как азот и кислород. Присутствуя в ванне при застывании как раз и не давали возможности получить сварной шов с необходимыми свойствами.

Требовалась «особая» технология, нивелирующая действие этих газов. И она появилась. В двух словах весь процесс происходит при нагнетании защитных газов электрод-деталь при обработке, с проникновением в полости и трещины. Что и не дает кислороду с азотом повлиять на качество ни малейшего шанса.

Преимущества:

Основным и главным можно считать надежную защиту металла в зоне плавления от атмосферных газов при которой исключается процесс окисления.

Недостатки (куда же без них):

В основном это сложности работы на открытом воздухе, особенно при ветреной погоде, когда отвод газов струей воздуха малоэффективен. А также большие выделения вредных газов вокруг места сварщика.

От гелия (He) до двуокиси углерода (Co2) при начале исследований. До аргона, водорода, оксида азота в современных реалиях. На каком бы высоком уровне не была бы данная технология сегодня, исследования продолжаются в поисках еще более совершенных связок (дуговая сварка-защитный газ)

Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса или газа

Перед рассмотрением этих двух видов сварки обратим внимание на еще один не рассмотренный метод сварки «под защитой» А именно обработка материалов под флюсом. В отличие от упомянутого способа с газами данный метод заключается в следующем.

Вместо защитного газа используется зернистый флюс, укрывающий дугу вместе с ванной расплавленных металлов. При данном способе сварки электрическая дуга не видна. Задача такая же, как и при использовании газов – защита плавящихся металлов от окисления атмосферой. Являясь высокопроизводительным методом, в основном используется в ароматизированных системах.

Автоматическая сварка

Название говорит само за себя. Сварочный автомат – это комплекс элементов и настроек для автоматизации процесса. Техника сделает все сама, лишь бы была правильно настроена. Сложная техника, которая тем не менее способна сохранять стабильность при правильных настройках, даже под значительными нагрузками.

Как и любое автоматическое устройство способно выполнять несколько задач одновременно. Поджигать дугу, вести шов, защищать место сварки от окисления подавая газ или флюс, добавлять проволоку для сваривания.

Все преимущества автомата налицо. И самое главное-отсутствие человеческого фактора. Вряд ли какой человек сможет похвастаться стабильной работой в течение суток напролет. Да в этом и нет необходимости. Это сделает за вас сварочный автомат. Кроме всего прочего сведена к нулю и опасность для здоровья сварщика, так как он не принимает участия в самом процессе.

Полуавтоматическая сварка

В чем же отличие от автоматической? Различия очевидны хоть и названия подобны, и способ сваривания аналогичен. Мы уже упоминали о том, что в случае с автоматическим вариантом оператору достаточно только настроить аппарат, и тот сделает все сам без участия человека.

С полуавтоматом ситуация немного другая, хоть так же будет подаваться и проволока и газ или флюс. Но вместе с тем, человеком будет выполняться работа в полном объеме, а не только настройка параметров аппаратуры для старта. Он и шов будет формировать и вести горелку. Автоматически будут подаваться только вспомогательные материалы и средства – газ(флюс) и проволока.

Благодаря вот такому симбиозу человека с технологиями и появилось название – полуавтоматическая сварка.

Достоинства и недостатки?

Достоинства

Определенно стоимость таких сварочных аппаратов. Она просто несоразмерна с ценой автоматических аналогов. И конечно же мобильность. Обычно не составляет труда перевезти сварочный аппарат вместе с баллонами к месту работ, или погрузить в кузов автомобиля для перемещения даже на большие расстояния.

Недостатки

Пожалуй один. Оператору приходится работать в потенциально опасной среде, хоть и предусмотрены способы защиты в виде обдува места работы воздухом.

В целом если рассматривать оба этих вида приспособлений(автомат, полу автомат) для сварки, то между ними существенной разницы в процессе работы нет.

Везде, как в первом, так и во втором случае используют присадочные материалы, флюс или порошковую проволоку, горелку и защитный газ.

Другие методы соединения металлов

Пайка

Основным и самым распространенным альтернативным методом соединения металлов есть пайка. Имея за плечами тысячелетнюю историю – Египет, Греция, Рим, Китай. Везде по всей планете в культурных «очагах» того времени повсеместно использовалась пайка при изготовлении украшений, кухонной утвари, для украшения оружия и т д.

Метод актуален и по сей день. Активно используется не только на производстве, но и в быту. Паяльник практически есть у каждого и зачастую просто не заменим в быту. В отсутствии последнего банально оторвавшийся проводок может стать целой проблемой.

Подробнее о методе пайки металлов в видеообзоре

Процессы пайки и сварки различны, но общий знаменатель для обоих – это объединение металлов в одно целое. Данный метод, если сравнивать его со сваркой, можно сопоставить только со сваркой плавлением. Но в отличие от сварки, где нужный эффект получается вследствие смешивания расплавленных металлов электрода и основного с последующим охлаждением, в пайке все иначе.

Соединение производится с помощью припоя, который не расплавляет, а «смачивает» рабочую поверхность легкоплавким металлом. При этом температура плавления ниже, чем соединяемых металлических поверхностей.

Так же как перечень соединяемых металлов может быть очень многообразным, таким же изобилием отличаются и припои. Но в основном это припои на основе олова, меди и серебра.

Пайка и по сей день является самым распространенным способом соединения металлов. Но вследствие недостаточной производительности и небольшой надежности соединений, а также сложности самого техпроцесса при выполнении объемных задач и других недостатков находит малое применение сегодня. И используется практически только в быту.

Итоги сварочных технологий

От болтов и заклепок в былые времена до совершенного оборудования чем является ручная сварка сегодня. Где только не увидишь «сварочник» сегодня. Ручная сварка на балконе, в гараже, в других укромных местах…А все почему??

Правильно. Компактно, дешево и сердито!

Да, верно, все идет к компактности, энергоэффективности и прочим прелестям в мире современных технологий. Но в некоторых случаях, когда необходимо применить особые методы сварки без «мастодонтов» коими, являются некоторые агрегаты, для которых описывали некоторые техники сварки выше не обойтись.

По всему миру созданы не только лаборатории, но даже целые институты по исследованию и внедрению все новых методик и способов соединения материалов. И не только металлов. Если сейчас некоторые технологии по сварке граничат с фантастикой, причем созданы они в весьма сжатые строки, то чего ожидать в будущем? Боюсь даже представить! В хорошем смысле этого слова.

Перспективные виды сварки – Справочник металлиста

Перспективные виды сварки

Введение

Сварка взрывом

Сварка трением

Ручная дуговая сварка

Лазерная сварка

Техника безопасности

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Прогресс никогда не стоит на месте. Реалии конкурентной борьбы постоянно ставят перед промышленностью все новые и новые задачи, выдвигают все новые и новые требования.

То, что вчера называлось передовым, сегодня стало современным, а завтра уже устареет. Это относится и к сварочному оборудованию, поэтому сварщикам нужно следить за его развитием, осваивать передовые технологии.

Это обуславливает актуальность анализа перспективных методов сварки, что и является целью данной работы.

Перспективность метода – это наличие в нем потенциала для дальнейшего развития, после которого этот метод станет лучшим среди других по ряду критериев. В данной работе в качестве критериев были выбраны:

  1. Качество сварного шва
  2. Экономичность
  3. Безопасность работы
  4. Сфера применения и условия эксплуатации
  5. Возможность автоматизации
  6. Набор материалов, которые можно сваривать

Сварка взрывом

Сварка взрывом относится к разновидности сварки давлением и является одним из перспективных способов получения композиционных материалов различного назначения. Неподвижную пластину и метаемую пластину располагают на заданном расстоянии. На метаемую пластину укладывают заряд взрывчатого вещества с детонатором.

Сварка производится на опоре (металлическая плита, бетон, песок и т.д.). При инициировании по заряду взрывчатого вещества распространяется фронт детонации.

Под действием высокого давления расширяющихся продуктов взрыва метаемая пластина приобретает скорость порядка нескольких сотен метров в секунду и соударяется с неподвижной пластиной, в результате чего образуется сварное соединение.

Разработаны технологии сварки взрывом изделий плоской и цилиндрической геометрии, а также сварки целых конструкций.

Высокопроизводительный и экономичный процесс сварки взрывом позволяет получать соединения практически любых разнородных металлов и сплавов с прочностью на уровне прочности основных металлов. Так, получение крупногабаритных заготовок биметаллов титан-сталь, алюминий сталь, цирконий-сталь, и многих других возможно только с помощью сварки взрывом.

Сварка взрывом – уникальный метод, позволяющий получить зону сплошного соединения по поверхностям двух и более металлов или сплавов площадью до десятков квадратных метров. При этом наносимый слой может иметь толщину от 0,1 мм до 30 мм, а толщина металла- основы не ограничена.

Методом сварки взрывом можно получать разнообразные биметаллические, многослойные и композиционные материалы с улучшенными прочностными, коррозионно-стойкими, жаропрочными и другими свойствами для нужд химического машиностроения, нефтегазовой, алюминиевой, электротехнической и других отраслей промышленности. Номенклатура материалов, сваренных взрывом, достаточно велика и постоянно расширяется. Из вышеприведенного следует, что сварка взрывом прочно занимает свою нишу, но для других, наиболее распространенных и востребованных областей не перспективна.

Сварка трением

Сварка трением это разновидность сварки давлением, при которой нагрев осуществляется трением, вызванным перемещением (вращением) одной из соединяемых частей свариваемого изделия.

Процесс образования сварного соединения:

Вследствие действия сил трения сдираются оксидные плёнки;

Наступает разогрев кромок свариваемого металла до пластичного состояния, возникает временный контакт, происходит его разрушение и высокопластичный металл (металл шва) выдавливается из стыка;

Прекращение вращения с образованием сварного соединения.

Сварка трением является разновидностью сварки давлением, при которой механическая энергия, подводимая к одной из свариваемых деталей, преобразуется в тепловую; при этом генерирование теплоты происходит непосредственно в месте будущего соединения.

Теплота может выделяться при вращении одной детали относительно другой или вставки между деталями, при возвратно-поступательном движении деталей в плоскости стыка с относительно малыми амплитудами Д и при звуковой частоте Детали при этом прижимаются постоянным или возрастающим во времени давлением Р. Сварка завершается осадкой и быстрым прекращением вращения.

В зоне стыка при сварке протекают следующие процессы. По мере увеличения частоты вращения свариваемых заготовок при наличии сжимающего давления происходит притирка контактных поверхностей и разрушение жировых пленок, присутствующих на них в исходном состоянии.

Граничное трение уступает место сухому.

В контакт вступают отдельные микровыступы, происходит их деформация и образование ювенильных участков с ненасыщенными связями поверхностных атомов, между которыми мгновенно формируются металлические связи и немедленно разрушаются вследствие относительного движения поверхностей.

Этот процесс происходит непрерывно и сопровождается увеличением фактической площади контакта и быстрым повышением температуры в стыке.

При этом снижается сопротивление металла деформации, и трение распространяется на всю поверхность контакта. В зоне стыка появляется тонкий слой пластифицированного металла, выполняющего роль смазочного материала, и трение из сухого становится граничным.

Под действием сжимающего усилия происходит вытеснение металла из стыка и сближение свариваемых поверхностей (осадка).

Контактные поверхности оказываются подготовленными к образованию сварного соединения: металл в зоне стыка обладает низким сопротивлением высокотемпературной деформации, оксидные пленки утонены, частично разрушены и удалены в грат, соединяемые поверхности активированы.

После торможения, когда частота вращения приближается к нулю, наблюдается некоторое понижение температуры металла в стыке за счет теплоотвода. Осадка сопровождается образованием металлических связей по всей поверхности.

Не удается сварить даже в лабораторных условиях и стержни диаметром менее 3,5 мм, для которых нужна установка со скоростью вращения шпинделя ~ 200 с-1 и сложным устройством для осуществления мгновенного его торможения.

Расчеты и опыт практического применения сварки трением показывают, что ее пока целесообразно применять для сварки деталей диаметром от 6 до 100 мм.

Наиболее эффективно применение сварки трением для изготовления режущего инструмента при производстве составных сварно-кованых, сварно-литых или сварно-штампованных деталей.

Она оказывается незаменимой при соединении трудно свариваемых или вовсе не сваривающихся другими способами разнородных материалов, например стали с алюминием, аустенитных сталей с перлитными. Эффективно применение сварки трением и для соединения пластмассовых заготовок.

Исходя из вышеприведенного, видно, что сварка трением, так же прочно занимает свою нишу. Она более перспективна, чем сварка взрывом. Сварка деталей таким способом не требует расходных материалов.

При сварке трением получаются высококачественные соединения. Но есть у этого метода и несколько существенных минусов, не позволяющих считать его перспективным.

Во-первых – можно сваривать лишь трубы и цилиндрические изделия.

Во-вторых, автоматизация этого процесса затруднена, поскольку для сварки совершаются манипуляции с самой деталью, причем манипуляции, требующие четкой и жесткой фиксации обоих деталей.

А поскольку даже при конвейерном, не говоря уже о штучном, никогда не бывает одинаковых деталей, сварной автомат придется оборудовать сложной системой датчиков и подвижными манипуляторами.

Вся эта система требует написания сложной программы и компьютерного управления, если нужно получить автомат способный обрабатывать разные детали. Это очень дорого, довольно громоздко и обеспечивает невысокую производительность производственной линии.

Конечно, она производительней ручного труда, но все же не перспективна.

Неперспективность этого вида сварки еще больше усиливают сильные ограничение на габариты и форму свариваемых деталей.

Ручная дуговая сварка

Наибольший объём среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка — сварка плавлением штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производится вручную. Дуга горит между стержнем электрода и основным металлом.

Под действием теплоты дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну. Капли жидкого металла с расплавляемого электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток.

Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя газовую защиту 3 вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла.

Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образует сварной шов 6. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твёрдую шлаковую корку, которая удаляется после остывания шва.

Для обеспечения заданного состава и свойств шва сварку выполняют покрытыми электродами, к которым предъявляют специальные требования (стальные покрытые электроды для ручной дуговой сварки и наплавки изготовляют в соответствии с ГОСТ 9467-75).

Сварочный пост для ручной дуговой сварки оснащается источником питания, токоподводом, необходимыми инструментами, принадлежностями и приспособлениями.

Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными. К стационарным относят посты, расположенные в цехе, преимущественно в отдельных сварочных кабинах, в которых сваривают изделия небольших размеров.

Передвижные сварочные посты, как правило, применяют при монтаже крупногабаритных изделий (трубопроводов, металлоконструкций, и т.д.) и ремонтных работах. При этом часто используют переносные источники питания.

В зависимости от свариваемых материалов и применяемых электродов для ручной дуговой сварки применяют источники переменного или постоянного тока с крутопадающей характеристикой.

Основным рабочим инструментом сварщика при ручной сварке служит электрододержатель, который предназначен для зажима электрода и провода сварочного тока. Применяют электрододержатели пружинного, пластинчатого и винтового типов.

Виды сварочных аппаратов

Сварка, как вид соединения металлических элементов, получила массовое распространение чуть больше века назад. Однако сегодня применяется во многих сферах деятельности, от производства электроники до строительства гигантских конструкций.

Поскольку состав используемых при этом металлов бывает весьма разнообразным, для получения надёжных сварочных швов было придумано и реализовано множество видов оборудования. Наиболее популярными среди них являются сварочные аппараты.

Рассмотрим, какие бывают сварочные аппараты, виды, плюсы и минусы каждого.

Трансформаторы

Трансформатор является наиболее традиционным видом электрического сварочного аппарата. Одновременно он один из самых простых по конструкции.

Основным элементом конструкции этого типа сварочников служит понижающий трансформатор, преобразующий напряжение электросети до значения, необходимого для сварки.

Сила тока при этом изменяется с помощью разных методик, наиболее известный — смещение одной обмотки относительно второй. По мере изменения промежутка между обмотками меняется ток.

Особенностью сварочных трансформаторов считается переменный ток на выходе, что приводит к заметному разбрызгиванию металла и ухудшению качества швов.

Чтобы проводить сварку цветных металлов, повысить качество горения дуги, в структуру аппарата нужно добавлять достаточно массивные и громоздкие компоненты. Основной элемент — трансформатор — также не отличается компактностью и малым весом.

При использовании аппарата для производства серьёзных работ необходимы специфические (для переменного тока) электроды и немалый опыт сварщика.

КПД прибора достаточно высокий, достигает 90%, однако часть энергии тратится на нагрев.

Охлаждение осуществляется при помощи вентиляторов разной мощности, поскольку требуется охлаждать агрегат весом в несколько десятков, а иногда и сотен килограммов.

Применение этого вида сварочных аппаратов сегодня сокращается, но они всё же пользуются спросом, из-за низкой стоимости, надёжности и долговечности. Используются трансформаторы для сварки низколегированных типов стали.

Выпрямители

Сварочные выпрямители можно считать усовершенствованием аппаратов-трансформаторов. В сварочных швах, полученных при помощи выпрямителей, практически исключены те изъяны, что обусловлены применением переменного тока.

Лучший метод сварки | Объективное мнение

Перспективные виды сварки
Не пропускайте интересный контент!

Давайте вместе с Вами разберемся и выясним какой же вид сварки лучший. Ответить на этот вопрос однозначно не представляется возможным, поскольку каждый вид сварки предназначен под определённые задачи и хороший специалист должен обладать практическими и теоретическими знаниями минимум по нескольким методам.

Поступим следующим образом: возьмём 5 основных методов сварки и выясним какой вид сварки наиболее востребован на сегодняшнее время и где применяется, а также расставим по местам и в конце сделаем выводы.

1. Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов и без них (MIG/MAG 135/136)

Несомненный лидер среди остальных методов, поскольку представлен большим количеством вакансий на рынке труда.

Сварка полуавтоматом на сегодняшний день самая востребованная по нескольким причинам: высокая производительность (скорость сварки), высокое качество сварных швов и низкая зашлакованность, возможность сваривать различные виды металлов – черную сталь, нержавеющую, алюминий и т.д, невысокая себестоимость.

Сварщик выполняет сварку полуавтоматом. Все представленные в статье картинки заимствованы из свободного источника – Яндекс.Картинки

2. Аргонно-дуговая сварка неплавящимся электродом (TIG – 141)

Аргонно-дуговая сварка занимает второе место по востребованности на сегодняшнее время, по сколько, не смотря на дорогую себестоимость, способна давать лучшее качество сварки среди всех остальных методов. Швы TIG совершенно не образуют шлака и имеют очень плотную кристаллическую структуру.

Кроме того, в отличие от остальных методов, аргонно-дуговая сварка способна сваривать практически все виды металлов, применяемых на различным производствах. Из минусов – низкая скорость сварки и высокая себестоимость. Интересные факты о сварке TIG Вы можете узнать в нашей статье по этой ссылке.

Сварщик выполняет сварку детали из алюминия методом TIG.

3. Ручная дуговая сварка плавящимся электродом (MMA – 111)

РДС сварка – основа всех основ, поскольку специалист хорошо овладевший этим методом (особенно сварку неповоротного стыка трубы), без проблем за короткое время освоит и другие методы. Однако на рынке труда этот метод сварки давно потерял лидирующие позиции и вытеснен.

Остается востребован в большей части на монтажах и ремонтах различных трубопроводов и стройке, а не одна солидная организация, которая занимается металлоконструкциями этот метод уже не использует вовсе, либо использует в ограниченном количестве. Стоит учесть, что не один из всех методов, кроме РДС, не производит сварку под водой.

Сварщики-водолазы используют ручную дуговую сварку специальным плавящимся электродом и это добавляет методу долю весомости.

Сварщик выполняет сварку стыка трубопровода методом ручной дуговой сварки плавящимся электродом.

4. Газовая сварка кислородно-ацетиленовым пламенем (311)

На сегодняшний день сварка автогеном используется в узком спектре сварочных работ и её активно вытесняет аргонно-дуговая сварка. Однако она всё ещё остаётся незаменимой, в особенности во многих аварийных и ремонтных газовых и других службах, а также обходится дешевле.

Сварщики, которые хорошо владеют этим методом, способны без проблем в короткие сроки обучиться конкурирующей аргонно-дуговой сварке. Напомним, что двукратным чемпионом мира по сварке стал русский сварщик как раз в номинации – газовая сварка кислородно-ацетиленовым пламенем (311).

Это Вы можете прочесть в нашей статье по этой ссылке.

Сварщик выполняет сварку трубы автогенной сваркой.

5. Роботизированная сварка.

В современной индустрии является одним из самых дорогих и качественных методов. Роботизированная сварка на сегодняшний день ведётся в большей доле тремя методами: плавящейся проволокой в среде защитных газов, методом TIG и лазерным методом.

Роботизированный метод сварки позволяет получить сварные швы (при правильно настройке) идеального качества за максимально короткое время. Специалист по такому виду, конечно, в большей степени является оператором, нежели сварщиком.

Почти все крупные предприятия металлоконструкций имеют в своём арсенале такие установки, однако в списке предлагаемых вакансий она встречается особенно часто.

Сварщик-оператор выполняет сварку детали с помощью сварочного робота.

Исходя из вышеизложенного можно предположить, что самым лучшим по востребованности видом сварки на сегодняшний день является – полуавтомат. А самым лучшим в плане получения профессиональных навыков остаётся ручная-дуговая сварка.

Фото удовлетворительных швов различными методами сварки: 1. Вертикальный стыковой шов полуавтоматом. 2. Вертикальный стыковой шов аргонно-дуговой сварки (“Американка” или “Бабочка”). 3. Неповоротный стык трубопровода РДС. 4.Автогенная сварка.

5. Роботизированная сварка вертикального стыка.

Спасибо, что прочитали до конца!Не забываем делать репосты, оставлять комментарии и лайки, а так же подписываться наканал в Дзен и наш каналEURO WELDER.

Предлагаем прочесть также:

  • Редкие сварочные горелки, о которых Вы могли не знать
  • Швы сварщика в Европе

Перспективные виды сварки

Перспективные виды сварки

Введение Сварка взрывом Сварка трением Ручная дуговая сварка Лазерная сварка Техника безопасности Заключение Список использованной литературы

Введение

Прогресс никогда не стоит на месте. Реалии конкурентной борьбы постоянно ставят перед промышленностью все новые и новые задачи, выдвигают все новые и новые требования. То, что вчера называлось передовым, сегодня стало современным, а завтра уже устареет.

Это относится и к сварочному оборудованию, поэтому сварщикам нужно следить за его развитием, осваивать передовые технологии. Это обуславливает актуальность анализа перспективных методов сварки, что и является целью данной работы.

Перспективность метода – это наличие в нем потенциала для дальнейшего развития, после которого этот метод станет лучшим среди других по ряду критериев.

В данной работе в качестве критериев были выбраны: 1)                Качество сварного шва 2)                Экономичность 3)                Безопасность работы 4)                Сфера применения и условия эксплуатации 5)                Возможность автоматизации 6)                Набор материалов, которые можно сваривать

Сварка взрывом

Сварка взрывом относится к разновидности сварки давлением и является одним из перспективных способов получения композиционных материалов различного назначения. Неподвижную пластину и метаемую пластину располагают на заданном расстоянии. На метаемую пластину укладывают заряд взрывчатого вещества с детонатором. Сварка производится на опоре (металлическая плита, бетон, песок и т.д.).

При инициировании по заряду взрывчатого вещества распространяется фронт детонации. Под действием высокого давления расширяющихся продуктов взрыва метаемая пластина приобретает скорость порядка нескольких сотен метров в секунду и соударяется с неподвижной пластиной, в результате чего образуется сварное соединение.

Разработаны технологии сварки взрывом изделий плоской и цилиндрической геометрии, а также сварки целых конструкций. Высокопроизводительный и экономичный процесс сварки взрывом позволяет получать соединения практически любых разнородных металлов и сплавов с прочностью на уровне прочности основных металлов.

Так, получение крупногабаритных заготовок биметаллов титан-сталь, алюминий сталь, цирконий-сталь, и многих других возможно только с помощью сварки взрывом.

Сварка взрывом – уникальный метод, позволяющий получить зону сплошного соединения по поверхностям двух и более металлов или сплавов площадью до десятков квадратных метров. При этом наносимый слой может иметь толщину от 0,1 мм до 30 мм, а толщина металла- основы не ограничена.

Методом сварки взрывом можно получать разнообразные биметаллические, многослойные и композиционные материалы с улучшенными прочностными, коррозионно-стойкими, жаропрочными и другими свойствами для нужд химического машиностроения, нефтегазовой, алюминиевой, электротехнической и других отраслей промышленности. Номенклатура материалов, сваренных взрывом, достаточно велика и постоянно расширяется. Из вышеприведенного следует, что сварка взрывом прочно занимает свою нишу, но для других, наиболее распространенных и востребованных областей не перспективна.

Сварка трением

Сварка трением это разновидность сварки давлением, при которой нагрев осуществляется трением, вызванным перемещением (вращением) одной из соединяемых частей свариваемого изделия.

Процесс образования сварного соединения: Вследствие действия сил трения сдираются оксидные плёнки; Наступает разогрев кромок свариваемого металла до пластичного состояния, возникает временный контакт, происходит его разрушение и высокопластичный металл (металл шва) выдавливается из стыка; Прекращение вращения с образованием сварного соединения.

Сварка трением является разновидностью сварки давлением, при которой механическая энергия, подводимая к одной из свариваемых деталей, преобразуется в тепловую; при этом генерирование теплоты происходит непосредственно в месте будущего соединения.

Теплота может выделяться при вращении одной детали относительно другой или вставки между деталями, при возвратно-поступательном движении деталей в плоскости стыка с относительно малыми амплитудами Д и при звуковой частоте Детали при этом прижимаются постоянным или возрастающим во времени давлением Р. Сварка завершается осадкой и быстрым прекращением вращения. В зоне стыка при сварке протекают следующие процессы.

По мере увеличения частоты вращения свариваемых заготовок при наличии сжимающего давления происходит притирка контактных поверхностей и разрушение жировых пленок, присутствующих на них в исходном состоянии. Граничное трение уступает место сухому.

В контакт вступают отдельные микровыступы, происходит их деформация и образование ювенильных участков с ненасыщенными связями поверхностных атомов, между которыми мгновенно формируются металлические связи и немедленно разрушаются вследствие относительного движения поверхностей. Этот процесс происходит непрерывно и сопровождается увеличением фактической площади контакта и быстрым повышением температуры в стыке.

При этом снижается сопротивление металла деформации, и трение распространяется на всю поверхность контакта. В зоне стыка появляется тонкий слой пластифицированного металла, выполняющего роль смазочного материала, и трение из сухого становится граничным.

Под действием сжимающего усилия происходит вытеснение металла из стыка и сближение свариваемых поверхностей (осадка).

Контактные поверхности оказываются подготовленными к образованию сварного соединения: металл в зоне стыка обладает низким сопротивлением высокотемпературной деформации, оксидные пленки утонены, частично разрушены и удалены в грат, соединяемые поверхности активированы.

После торможения, когда частота вращения приближается к нулю, наблюдается некоторое понижение температуры металла в стыке за счет теплоотвода. Осадка сопровождается образованием металлических связей по всей поверхности.

Сваривать стержни диаметром более 200 мм нецелесообразно, потому что для реализации этого процесса потребовались бы машины с двигателями мощностью ~ 500 кВт при скорости вращения ~2 с-1 и с осевым усилием более 3 * 10б Н. Сооружение такой машины и ее эксплуатация были бы настолько дорогими, что не окупили бы выгоды, которую может дать сварка трением.

Не удается сварить даже в лабораторных условиях и стержни диаметром менее 3,5 мм, для которых нужна установка со скоростью вращения шпинделя ~ 200 с-1 и сложным устройством для осуществления мгновенного его торможения.

Расчеты и опыт практического применения сварки трением показывают, что ее пока целесообразно применять для сварки деталей диаметром от 6 до 100 мм. Наиболее эффективно применение сварки трением для изготовления режущего инструмента при производстве составных сварно-кованых, сварно-литых или сварно-штампованных деталей.

Она оказывается незаменимой при соединении трудно свариваемых или вовсе не сваривающихся другими способами разнородных материалов, например стали с алюминием, аустенитных сталей с перлитными. Эффективно применение сварки трением и для соединения пластмассовых заготовок.

Исходя из вышеприведенного, видно, что сварка трением, так же прочно занимает свою нишу. Она более перспективна, чем сварка взрывом. Сварка деталей таким способом не требует расходных материалов. При сварке трением получаются высококачественные соединения.

Но есть у этого метода и несколько существенных минусов, не позволяющих считать его перспективным. Во-первых – можно сваривать лишь трубы и цилиндрические изделия.

Во-вторых, автоматизация этого процесса затруднена, поскольку для сварки совершаются манипуляции с самой деталью, причем манипуляции, требующие четкой и жесткой фиксации обоих деталей.

А поскольку даже при конвейерном, не говоря уже о штучном, никогда не бывает одинаковых деталей, сварной автомат придется оборудовать сложной системой датчиков и подвижными манипуляторами. Вся эта система требует написания сложной программы и компьютерного управления, если нужно получить автомат способный обрабатывать разные детали. Это очень дорого, довольно громоздко и обеспечивает невысокую производительность производственной линии. Конечно, она производительней ручного труда, но все же не перспективна. Неперспективность этого вида сварки еще больше усиливают сильные ограничение на габариты и форму свариваемых деталей.

Ручная дуговая сварка

История развития сварки. Ученые и их открытия в области сварки

Историю появления какой-либо современной технологии нельзя рассматривать в разрыве с общеизвестными историческими процессами, общепризнанными названиями исторических периодов. Любая технология первоначально имеет предпосылки возникновения, процесс развития сквозь призму истории, кульминационные, значимые имена ученых, итог в современности и перспективы дальнейшего развития.

Сварочный процесс, каким бы современным он не казался на первый взгляд, появился еще примерно VIII-VII в до н.э.

Для создания все более совершенных орудий труда люди начали изменять форму металла, который существовал сам по себе в природе, а также пытаться соединять небольшие его кусочки. К таким металлам относились медь или золото.

Делали это только с помощью камней и физической силы. Этот процесс являлся первой разновидностью холодной сварки.

Немного позднее, человек научился самостоятельно добывать другие виды металлов (медь, свинец, бронзу), а также с помощью термической обработки – подогрева отдельных элементов – изготавливать более крупные изделия. Литьё использовалось уже для изготовления практически совершенных изделий.

Новые технологии сварки металлов

Перспективные виды сварки

Современная цивилизация многим обязана процессу сварки. Без сварочных элементов мы не получили бы транспорта, огромных строений, технологических конструкций, мобильных телефонов и пр.

Несмотря на то, что этот физический процесс применяется много столетий, он не останавливает своего прогресса.

Учёные многих стран продолжают исследовать и совершенствовать сварочные механизмы, применять новые приёмы и производить революционные открытия в этой сфере.

Новые технологии позволяют добиться более совершенного результата с использованием минимальных ресурсов. Разработки, появляющиеся ежегодно, делают возможным сварку тех материалов, которые раньше оставались за границами данной технологии.

Основные инновационные направления

Все разработки в данной области направлены на то, чтобы улучшить основные показатели процесса с наименьшими затратами:

  • снижение коррозии и коробления металлов во время эксплуатации;
  • повышение скорости выполнения сварочного процесса;
  • облегчение зачистки мест соединения или обеспечение отсутствия такой необходимости;
  • минимальный расход материалов;
  • облегчённое и упрощенное управление процессом;
  • способность соединения самых тонких листов металла различных марок.

Портативные аппараты

Такие типы сварочных аппаратов позволили вывести сварку на новый – бытовой — уровень. Если до изобретения портативных устройств подобные работы выполнялись преимущественно профессионалами с высокой квалификацией, то портативная техника позволила применять их и дома.

Современные сварочные аппараты

Во-первых, такие аппараты очень лёгкие по весу, в связи с чем их удобно транспортировать. Во-вторых, производители снабдили их полным готовым для использования комплектом, не забыв о системе подачи электродов (проволоки весом до 10 кг).

Главным усовершенствованием можно считать то, что в аппарат вмонтирована система цифрового управления. На дисплее каждый может указать основные параметры сварки: диаметр закладываемой проволоки, тип газа и т.д. На основании введённых данных портативный аппарат самостоятельно настраивается и выполняет сварку на достаточном для непроизводственных сварных швов уровне.

Усовершенствованные горелки

Самым примитивным звеном во время сварки считается газовая горелка, но даже небольшие изменения этого элемента позволили значительно улучшить качество выполняемой работы. Современные конструкции горелок производят не только из новых материалов, но имеют другой диаметр выходного отверстия, которое способно работать с нестандартными температурами и создавать необходимое давление.

Предлагаемые учёными газовые горелки стали безредукторными и высокодинамичными, при помощи их даже во время продолжительного процесса на самых высоких температурах можно получить идеально ровное пламя, в котором не будут появляться факелы, вспышки и хлопки. Из-за таких инноваций работа сварщика не требует частых остановок, что позволяет выполнить больший объём работ за то же самое время.

Разработаны агрегаты с многочисленными соплами, которые используются для соединения труб большого диаметра. Ширина пламени при использовании линейных горелок может достигать нескольких метров. Эта технология часто применяется для соединения деталей под водой или в воздухе, где существует острая необходимость в резком сокращении времени выполнения работ.

Гибридная лазерная технология

Такой способ был разработан для автомобилестроения, но нашёл применение и в других промышленных отраслях. Гибридный лазер используют для получения качественных швов при соединении тугоплавких сортов стали при совмещении с диоксидом углерода. Это позволяет получить идеальные сварные швы при точном управлении мощности лазерного излучения в пределах 1,5 – 4,0 кВт.

Ещё одной особенностью, присущей гибридной лазерной технологии, является высочайшая скорость плавящегося электрода и выполняемых работ – от 40 до 450 м/час. С такими же показателями можно обрабатывать тончайшие листы, изготовленные из автомобильной стали, что стало причиной финансовой поддержки и усовершенствования этой разработки ведущими автомобильными корпорациями.

Двухдуговая сварка

Такая методика была разработана для крупногабаритных конструкций, в изготовлении которых задействованы толстые листы закаливающейся стали таких марок как 30ХГСА. Способ основан на том, что при двухдуговом воздействии одномоментно применяются проволоки двух разных типов, имеющие в составе легирующие (сверхпрочные) компоненты. Диаметр таких электродов – 5 мм.

Для обеспечения устойчивого горения дуги при двухдуговой сварке необходим керамический флюс, созданный на основе керамики марки АНК-51А. Именно с керамическим флюсом данный способ показывает самый высокий результат и формирование идеальной сварной поверхности.

Щадящая методика

Для определённых работ была разработана новая щадящая технология, которая очень высокорезультативна, но отличается низкой себестоимостью.

Во время процесса применяют специальные смеси защитных газов: диоксид углерода в соединении с аргоном или смесь аргона, диоксида углерода и кислорода.

По сравнению с традиционным применением обособленного диоксида углерода, получаемый шов выходит более гладким и безупречным.

Ещё одним позитивным моментом является значительное удешевление сварочного процесса: на равный объём выполненных соединений расходуется меньшее количество проволочных электродов. Экономия составляет около 20%, что в промышленных масштабах представляет собой значительную сумму.

Кроме того, во время сварочного процесса переход к деталям, поддающимся сварке, становится очень постепенным и плавным.

Профессиональные сварщики, которые были задействованы в начальных тестах щадящей методики, подчеркнули, что разбрызгивание электродных металлов при многокомпонентной смеси газов значительно уменьшается.

Двухкомпонентная методика

Этот новый метод, который получил широкое распространение в развитых странах за короткий промежуток времени, обязан своим появлением запуску новых скоростных составов на железных дорогах.

Двухкомпонентная технология является модифицированным вариантом литьевого способа.

Она разрешила достичь результатов, которые раньше считались взаимоисключающими: обеспечить высочайшую пластичность шовного соединения, не ухудшив при этом износоустойчивость металла в месте сварного шва.

Технически двухкомпонентная методика выполняется сложно, поскольку требует особой подготовки: на месте проведения работ должна быть расплавленная сталь, которая аккуратно помещается в жидком виде в зазор между рельсами. Для того, чтобы придать соединению внушительную вязкость, применяется плавка с низколегированными компонентами.

Износостойкость увеличивается посредством использования керамических флюсов, которые позволяют после заполнения сварного стыка вывести легирующие добавки из процесса.

Керамика разрушается под действием высокой температуры, а добавки, укрепляющие соединение, застывают на поверхности, обеспечивая длительную эксплуатацию без трещин и деформаций.

Орбитальная аргонодуговая технология

Эта технология нашла применение в аэрокосмической отрасли, в автомобилестроении и полупроводниковой промышленности. Такая методика является высокоспецифичной и применяется для объектов со сложным конструктивным контуром. Впервые она была разработана 50 лет назад, но её значительно усовершенствовали, применив вольфрамовый электрод.

Главным преимуществом орбитальной аргонодуговой вольфрамовой сварки является то, что расход активирующего флюса при таком методе рекордно низкий: на 1 м сварного шва расходуется всего 1г флюса.

Это делает возможным проводить процесс при пониженном токе, что уменьшает не только объём, но и вес сварочной ванны.

При этом качество соединения регулируется в режиме реального времени посредством корректировки давления дуги.

Такой методикой успешно пользуются при необходимости соединить жаропрочные, высокопрочные сплавы, углеродистые стали, титан, медь и никель.

Технология СМТ

Эта методика основана на холодном переносе металлов. Когда говорят о холодном переносе, в виду не имеют реально низкую температуру, просто она значительно ниже, чем при классических вариантах.

Главное отличие заключается в том, что заготовки и зона будущего шва не прогреваются до максимальных значений, поэтому тепловложение в области обработки в разы уменьшается.

Из-за того, что металл точечно не перегревается, не происходит сильная деформация.

Работа электрода основана на контролируемом коротком замыкании, которое прекращается быстрым отодвиганием проволоки из зоны действия разряда и быстрого повторного его возвращения (до 70 раз в секунду).

Применение СМТ-сварки осуществляется через автоматизированные системы, которые дают очень однородные и качественные швы на местах соединения оцинкованных или стальных листов с алюминиевыми сплавами.

В данном случае сварка ведётся короткозамкнутой дугой с систематическими прерываниями. В результате такой системы шов атакуется горячими и холодными импульсами, что позволяет снизить давление в районе вхождения дуги. По такому же принципу снижается разбрызгивание при переносе металлов.

Таким образом, при помощи СМТ-сварки был достигнут стандарт, который ранее считался только теоретическим. Это стало возможным из-за контроля короткого замыкания и полного отсутствия разноса брызг, что резко снижает необходимость послесварочной механической обработки.

Плазменная сварка

Этот метод делает возможной сварку металлов разной толщины, начиная от самых тонких листов и заканчивая глубиной шва до 20 см. Плазменная технология позволяет одновременно с выполнением сварочных работ производить резку.

В основе плазменного метода находится ионизированный газ, который полностью заполняет пространство между двумя электродами. Именно через этот газ проходит электрическая дуга определённой мощности, обеспечивая очень сильный эффект.

Использование плазменного генератора представляет собой сложный процесс, требующий высокого профессионализма и профессиональных навыков, поэтому использовать его в бытовых целях не получится. Внутри генератора возникает многофункциональная сварочная система, которая может использоваться в узкоспециализированных сферах.

Технология компьютерного моделирования

Самое современное направление в сварочных технологиях по праву отводится компьютерному моделированию. Оно одинаково целесообразно для выполнения соединений самых мелких деталей со сложными контурами и для масштабных работ, где необходимо управление огромными площадями и множеством сварочных аппаратов.

Если раньше объёмные работы выполнялись при использовании многих аппаратов или целым сварочным комплексом, то компьютерное моделирование позволяет иметь одну функциональную единицу с разветвлённой периферией, оснащённой множеством горелок и насадок.

Полная автоматизация позволяет внедрять принципиально новые способы сварочных работ, которые недоступны для большинства сварщиков.

Сами сварщики в таком случае функционально превращаются в операторов, задающих компьютеру все необходимые параметры, на основании которых программа задаёт оптимальные значения и контролирует процесс.

Такой подход значительно повышает результат выполняемой работы.

Компьютерное моделирование сварочного процесса

Новые технологии вывели сварку на совершенно новый уровень, который позволяет выполнять сварочный процесс в рекордные сроки с минимальными трудозатратами и максимальным результатом.

В то же время, прогресс не стоит на месте, поэтому вполне возможно, что в ближайшем будущем появятся системы, которые будут работать автономно, практически без участия людей.

Разработки подобных проектов уже ведутся, и в том случае, если испытания увенчаются успехом, скоро человечество сможет получить новые масштабы и концепции сварочных производств.

Сделай своими руками
Добавить комментарий

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