Технология сварки металла

Современные сварочные технологии позволяют соединять поверхности однородных материалов, создавая плотные, герметичные швы. Таким образом создается множество используемых в различных областях деталей: элементы корпусов транспортных средств и самолетов, части трубопровода, стены металлических гаражей и других объектов, арматурные соединения, опоры спортивных турников и т. д.

С помощью сварки можно соединять материалы двумя способами: расплавлением и пластическим деформированием. В первом случае объединяемые поверхности нагреваются и переходят в жидкое состояние (для этого нередко используют дополнительные присадки). Второй метод заключается в применении фактора высокого давления, эффект оплавления при этом отсутствует.

Технология газовой сварки металлов

Газовая технология сварочного производства применяется уже более сотни лет. Данный метод заключается в плавлении металлов и формировании гомогенной структуры с помощью повышенного газового пламени. Нагревание материала и его переход в жидкое состояние достигается за счет горения смеси, обогащенной чистым кислородом, выполняющим функцию окислителя. Самые высокие температурные показатели позволяет получить газ ацетилен — от 3200 до 34000 °C. На втором месте пропан — 28000 °C.

Из дополнительных материалов требуются только проволока и флюс, с помощью которых создается шов. Интенсивность сварочного процесса можно регулировать, увеличивая или уменьшая мощность газовой горелки. Изменение параметров пламени осуществляется с помощью редуктора.

Изображение №1: технология газовой сварки

Технология сварки листового металла

Сварка листового металла осуществляется двумя методами:

  • встык — рекомендовано для вертикальных швов;
  • внахлест — подходит для круговых поясных соединений.

Прежде, чем приступить к работе, заготовки следует очистить от загрязнений, старой краски, ржавчины, окалины. Для этого применяется метод шлифовки, также можно использовать пламя горелки.

Чтобы швы при сварке достигли максимального провара, работу следует делать под углом 70-90°. Между соединяемыми изделиями должен сохраняться зазор около 11 мм, в противном случае изделие может деформироваться. Рекомендованное направление работы — от середины к краям.

Изображение №2: сварочный шов

Технология сварки толстого металла

Для соединения материалов большой толщины (от 20 мм) применяется многослойная термическая сварка, требующая нескольких подходов и обязательной подготовки кромок. Первая кромка должна быть сточена под U- образную форму. Перед каждым новым этапом сварки необходимо очищать образованный слой от окалины.

Для уменьшения затрат на расходные материалы можно использовать высокопроизводительные технологии электрошлаковой и электродуговой сварки. Первый вариант позволяет делать только вертикальные швы снизу вверх с отклонением не более 30°. В электрошлаковой сварке соединение заготовок производится посредством нагревания шлака, расплавляющего находящийся рядом металл. Для этого используется электроток. За один проход можно сварить листы толщиной до 60 мм.

Изображение №3: схема электрошлаковой сварки

Технология сварки тонколистового металла

Тонколистовой металл (до 4 - 5 мм) обычно соединяется встык. Делать это можно с отбортовкой кромок или на подкладке. Главная проблема при работе с такими заготовками состоит в том, что любое неосторожное движение может привести к прожигу материала. Поэтому крайне важно запомнить следующую информацию:

  • при толщине заготовки 2 мм сечение электрода должно быть равно 2 мм, рабочий ток — 50-60 А;
  • при толщине заготовки 3 мм сечение электрода должно быть равно 3 мм, рабочий ток — 110-120 А;
  • при толщине заготовки 4-5 мм сечение электрода должно быть равно 3-4 мм, рабочий ток — 110-160 А.

Существуют две технологии для соединения тонколистового металла — непрерывная и многоточечная сварка. В первом случае электрод надо вести, не отрывая, вдоль всего шва. Второй предусматривает гашение дуги и является наиболее безопасным решением.

Изображение №4: точечная сварка тонкого металла

Технология электродуговой сварки и резки металла

Электрическая дуга позволяет нагревать до 6000° и плавить металл, образуя сварное соединение. Такая сварка бывает автоматической, полуавтоматической и ручной. В первом случае применяется специальное сварочное оборудование, технология же сводится к довольно простым действиям. Аппарат подключается к сети, один из кабелей присоединяется к заготовке, второй — к держателю с электродом, который постукивает о металл, создавая дугу. Происходит отдача тепла, и создается сварочная ванна. Стык между деталями заполняется, создавая неразъемное соединение. При полуавтоматической технологии в качестве электрода используется проволока, подающаяся в зону сварки с помощью специального механизма. При ручном методе сварщик сам направляет электрод, держа его в руках.

Также технология электродуговой сварки применяется при резке заготовок. Для этого применяются плавящиеся и неплавящиеся электроды (графитовый или угольный стержень).

Изображение №5: ручная дуговая сварка

Кузнечная сварка металла: технология

Технология кузнечной сварки металла заключается в соединении заготовок при помощи силового воздействия ударными инструментами. Она подходит для работы с низкоуглеродистыми стальными конструкциями. Предварительно заготовки следует очистить от загрязнений и окисляющих веществ. После этого металл подогревается таким образом, чтобы не допустить окисления. Оптимальны для топлива — древесный уголь, кокс. Нагревание стали производится до температуры 1350-1400 °С. Непосредственно перед ударной обработкой металл покрывается флюсом, чтобы исключить риск прожига.

Оборудование для кузнечной сварки:

  • переносные и стационарные горны;
  • наковальни;
  • кузнечные клещи;
  • большие и компактные молоты;
  • емкости для охлаждения деталей.

Изображение №6: кузнечная сварка

Сварка оцинкованного металла: технология

Сварка оцинкованной стали требует предварительного нагревания заготовки до температуры выше 10000 °С. За это время цинк переходит сначала в жидкое состояние, а затем в газообразное. Поэтому выполнять такие работы необходимо в хорошо вентилируемом помещении, чтобы не навредить здоровью людей. Кроме того, процесс удаления оцинковки может отрицательно сказаться на качестве шва. Чтобы избежать трещин и деформации, сварка должна проводиться в  специальной защищенной газовой среде.  

Если основа имеет тонкий слой и снять оцинковку невозможно, следует использовать электроды также из оцинкованной стали. Силу тока нужно повысить на 10-50 А, чтобы предотвратить образование пор. Расстояние между заготовками должно быть увеличено в два раза, а скорость работ снижена примерно на 20%. Наиболее часто используется сварка полуавтоматом.

Изображение №7: сварка оцинкованной стали

Технология сварки металла полуавтоматом

Технология соединения заготовок полуавтоматом очень распространена. С ее помощью производится сварка нержавейки, цветных и черных металлов различных толщин. Для соединения изделия из сложносвариваемых материалов используется проволока из алюминия или меди, позволяющая получить прочный равномерный шов.

Для качественной сварки полуавтоматом нужно рассчитать и установить силу тока, давление защитного газа и скорость подачи проволоки. Поверхности заготовок должны быть очищены и обезжирены, желательно выполнить пробный шов, чтобы скорректировать параметры аппаратуры. С помощью полуавтомата можно выполнять все виды швов: вертикальные, горизонтальные, нижние и потолочные. При выполнении потолочных швов нужно сначала создать подготовительное соединение, после чего полностью завершить его.

Изображение №8: выбор тока для сварки полуавтоматом

Современные сварочные технологии

Современные компании, предлагающие услуги сварки металла, используют не только проверенные, но и новейшие технологии, позволяющие увеличить скорость процесса и упростить управление им. Например:

  • гибридная лазерная технология для соединения тугоплавких сортов стали;
  • двухдуговая сварка для крупногабаритных конструкций;
  • щадящая методика, основанная на применении специальных смесей защитных газов для получения более аккуратных швов;
  • двухкомпонентная методика, используемая в сфере железнодорожного транспорта;
  • орбитальная аргонодуговая технология, применяемая в аэрокосмической отрасли;
  • технология СМТ, основанная на холодном переносе металлов;
  • плазменная сварка, используемая для металлов разной толщины.

Изображение №9: плазменная сварка

© Все права защищены 2004—2019
резка металла от ООО «МетиСтр»