Классификация и сущность способов сварки

Сущность сварки заключается в сближении свариваемых частей настолько, чтобы между ними начали действовать межатомные связи. В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, сварка делится: на термическую (дуговую, электрошлаковую, электроннолучевую, плазменную, индукционную, газовую, термитную и др.), термомеханическую (контактную, диффузионную, газлпрессовую, дугопрессовую и др.) и механическую (холодную, взрывом, ультразвуковую, трением, магнитоимпульсную).

При изготовлении строительных металлоконструкций в основном применяют дуговую сварку плавящимся электродом.

Сварка штучными электродами — наиболее распространенный способ сварки, позволяющий осуществить качественное соединение во всех пространственных положениях, в любых погодных условиях. При этом способе длина дуги, подача электрода со скоростью его расплавления и перемещения дуги осуществляется вручную.

Качество сварных соединений при ручной дуговой сварке во многом зависит от квалификации сварщика: от его умения быстро зажигать дугу, поддерживать ее длину и равномерно перемещать, выполняя требуемые колебательные движения электродом, от способности сваривать швы в различных пространственных направлениях.

Ручная дуговая сварка может выполняться плавящимся покрытым электродом и неплавящимся — угольным или вольфрамовым.

При сварке плавящимся электродом металл, необходимый для заполнения зазора между свариваемыми кромками, образуется за счет расплавления электродного стержня. Для защиты зоны горения дуги и расплавленного металла от действия составляющих воздуха, для ионизации дугового промежутка, а также для раскисления и легирования металла шва на поверхность плавящегося электродного стержня наносится обмазка, компоненты которой в зоне горения дуги плавятся, образуя шлаковую защиту, легируя металл шва и повышая стабильность ее горения, и сгорают, образуя одновременно газовую защиту зоны горения дуги.

При сварке неплавящимся электродом для образования сварного шва используется металл отбортовки свариваемых кромок или присадочная проволока. Защита зоны горения дуги от вредного влияния составляющих воздуха при сварке неплавящимся электродом осуществляется инертными газами.

Дуговая сварка под флюсом — это наиболее механизированный способ дуговой сварки, при котором дуга горит между электродом и свариваемым изделием под слоем флюса. Флюс, расплавляясь, обеспечивает надежную защиту расплавленного металла и повышает стабильность горения дуги.

При сварке под флюсом обеспечивается весьма высокое качество сварных соединений, резко возрастает производительность труда, поскольку увеличивается тепловая мощность дуги, и уменьшается разбрызгивание металла.

Сварка в среде защитного газа — это процесс, осуществляемый на полуавтоматических и автоматических машинах плавящейся проволокой в среде углекислого газа или смесях инертных и активных газов, или неплавящимся электродом в среде инертных газов.

Этот способ не требует приспособлений для засыпки, удержания и уборки флюса, позволяет осуществлять сварку во всех пространственных положениях, обеспечивает высокую производительность. Основным недостатком процесса является его зависимость от подвижности окружающего воздуха, т.к. при сквозняках и ветре ухудшается защита расплавленного и перегретого металла, а следовательно, ухудшается качество сварного шва.

Электрошлаковая сварка — является разновидностью сварки под флюсом и применяется при необходимости соединения элементов конструкций значительных толщин. Свариваемые листы располагают вертикально с определенным зазором, который в процессе сварки с обеих сторон ограничивается подвижными охлаждаемыми ползунами. Между кромками свариваемых деталей создается высокотемпературная шлаковая ванна, при поступлении в которую электродный металл плавится, образуя с металлом оплавленных кромок сварной шов. Способ электрошлаковой сварки высокопроизводителен, однако требует дорогостоящего оборудования и рационален в условиях серийного производства при толщинах металла более 20 мм. Полуавтоматическая сварка порошковой проволокой — наиболее перспективный способ соединения элементов металлических конструкций. Он обладает всеми преимуществами ручной, полуавтоматической в защитных газах и сварки под флюсом.

Сварка наклонным и лежачим электродом — один из механизированных способов сварки штучными электродами. Этот способ обеспечивает удовлетворительное качество и производительность при относительно низкой требовательности к квалификации исполнителей.