Классификация сварки

Классификация сварки

• Сварочные процессы классифицируются (ГОСТ 19521–74). по:
• - физическим;
• - техническим;
• - технологическим признакам.

По физическим признакам

Основа классификации по физическим признакам – вид энергии, применяемой для получения сварного соединения. Все сварочные процессы относят к одному из трех классов:

• термическому;
• термомеханическому;
• механическому.

Термический класс

• К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии:
• дуговая;
• электрошлаковая;
• электронно-лучевая;
• плазменная;
• лазерная;
• газовая;
• термитная;
• литейная.

Дуговая сварка

• Используется энергия дугового разряда. Самый распространенный вид сварки

20 мм. " width="640"

Электрошлаковая сварка

• Сварочная технология, использующая для нагрева зоны плавления теплом шлаковой ванны, нагреваемой электрическим током. Способ электрошлаковой сварки отличается тем, чтo источником нагрева пpи сварке служит тепло, выделяющееcя в ванне расплавленного флюса пpи прохождении через нее тока oт электрода к изделию. ЭШС применяется для изготовления металлических конструкций толщиной обычно 20 мм.

Электрошлаковая сварка

Электронно-лучевая сварка

• Электронно-лучевая сварка  — сварка, источником энергии при которой является кинетическая энергия электронов в электронном пучке, сформированном электронной пушкой.
• Используется для сварки тугоплавких, высокоактивных металлов в космической, авиационной промышленности, приборостроении и др. Электронно-лучевая сварка используется и при необходимости получения высококачественных швов с глубоким проплавлением металла, для крупных металлоконструкций.

Электронно-лучевая сварка

• 1-изделие;
• 2-катод;
• 3-прикатодный электрод
• 4-анод (разгоняющий электрод)
• 5-источник тока
• 6,7-электромагн. линза

Электронно-лучевая сварка

Плазменная сварка

• Под плазмой понимают полностью либо частично ионизированный газ, который состоит из заряженных электронов и ионов, а также нейтральных с электрической точки зрения молекул и атомов.
• В принципе, плазмой можно назвать и стандартную дугу, но всегда нужно помнить, что она не имеет того потенциала энергии и повышенной температуры, которым обладает плазменная дуга.

Плазменная сварка

• Увеличения мощности и температуры обычной дуги можно добиться двумя способами: вдуванием в нее в принудительном порядке плазмообразующего газа либо ее сжатием. Сжатие производится в плазмотроне – устройстве, стенки которого постоянно и весьма активно остужают водой. Результатом такого процесса становится достижение температуры до 30 тысяч градусов Цельсия. Для сравнения – данный показатель для обычной дуги не превышает 7 тысяч градусов (да и то, если она горит в атмосфере паров железа и аргона).

Плазменная сварка

• Процесс сварки может идти по двум схемам:
• плазменной струей (дуга, выдуваемая газовым потоком, горит между соплом плазмотрона и неплавящимся электродом);
• дугой, горящей между изделием и электродом.

Плазменная сварка

Лазерная сварка

• Лазерная сварка  — сварка с использованием лазера в качестве энергетического источника.
• Физической основой работы лазера служит явление вынужденного излучения. Суть явления состоит в том, что возбуждённый атом способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон является «точной копией» фотона, вызвавшего излучение. Таким образом происходит усиление света.
• Фотон (от греч. φῶς — «свет») — элементарная частица, лишенная массы покоя, которая представляет собой квант электромагнитного излучения, в частности, света.
• Лазер излучает и фокусирует фотоны.

Лазерная сварка

• Достоинство лазерного излучения - высокая концентрация энергии, что позволяет сваривать разные материалы с толщинами от нескольких микрометров до десятков миллиметров.
• Широко применяется для сварки одинаковых и разнородных металлов в радиоэлектронике и электронной технике.
• Применяется при резке металла (не требует дальнейшей обработки кромки)

Газовая сварка

• Газовая сварка  — сварка плавлением, при которой нагрев кромок соединяемых частей деталей производится пламенем газов, сжигаемых на выходе из горелки для газовой сварки.
• Газовое пламя чаще всего образуется в результате сгорания (окисления) горючих газов технически чистым кислородом (чистота не ниже 98,5%). В качестве горючих газов используют ацетилен, водород, метан, пропан, пропанобутановую смесь, бензин, осветительный керосин.

Термитная сварка

• Термитная сварка  — способ сварки, при котором для нагрева металла используется термит, состоящий из порошкообразной смеси металлического алюминия или магния и железно окалины.
• Термит из алюминиевой пудры используется в тех случаях, когда необходимо сделать наплавку на запасные части или детали, а так же при сваривании рельсов и чугуна, а так же хрупких металлических сплавов.
• Сварочный термит из производных магния используют, когда необходимо варить электрические коммуникации, телефонные провода и прочее.
• Для запала термитной смеси используют или высокочастотный разряд тока или воздействие пиропатроном

Термитная сварка

Литейная сварка

• Литейная сварка  — одна из разновидностей сварки.
• Сущность данного способа заключается в том, что паредварительно подготовленное место сварки заливается жидким перегретым металлом, заготовленным в отдельном от изделия контейнере
• В настоящее время  литейная сварка  применяется редко, например для исправления чугунных отливок.

Литейная сварка

Термомеханический класс

• К  термомеханическому классу  относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления:
• контактная;
• диффузионная;
• индукционно-прессовая;
• газопрессовая;
• дугопрессовая;
• кузнечная;

Контактная сварка

• Конта́ктная сва́рка  — процесс образования неразъёмного сварного соединения путём нагрева металла проходящим через него электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия.

Контактная сварка

Диффузионная сварка

• Диффузионная сварка является одним из приемов соединения деталей с помощью воздействия на них давления. Она осуществляется или газовой среде при высокой температуре путем прикладывания к деталям сдавливающих сил.
• Наиболее часто применяют индукционный, электронно-лучевой способ нагрева и нагрев электрическим током.
• Применяется в приборостроении для сварки разнородных материалов (в том числе и неметаллических), при сварке крупных изделий сложной конфигурации, может совмещаться с формованием.

Диффузионная сварка

• В вакуумной или газовой защитной среде стыки деталей разогревают до показателей, составляющих 0,5-0,7 от температуры плавления. Именно нагревание до такого состояния ускоряет процесс диффузии и, к тому же, происходит взаимная деформация на стыках. Разогретые в месте соединения детали поддаются давлению для ускоренного процесса смешивания атомов вещества. В некоторых случаях сжатие заменяется ударной нагрузкой. Сварное соединение образуется в момент динамического удара. Все происходит очень быстро, за доли секунды. 

Диффузионная сварка

Диффузионная сварка

Диффузионная сварка

Индукционно-прессовая сварка

• Индукционная сварка  — способ  сварки , в котором для нагрева заготовки используется электромагнитная индукция.
• При  индукционной сварке (ИС)  детали нагревают или вихревыми токами, наводимыми магнитным полем, создаваемым близко расположенным к изделию индуктором, подключенным к генератору токами высокой частоты (индукционная схема), или протекаемым током в случае, когда изделие включено непосредственно в цепь высокочастотного генератора (кондукционная схема токоподвода). 

Индукционно-прессовая сварка

• 1 — свариваемая труба;
• 2 — индуктор;
• 3 — магнитопровод; 4 — зажимы для фиксации свариваемых труб и создания осадки

Индукционно-прессовая сварка

• Индукционная сварка  является высокоавтоматизированным процессом, который используется для выполнения длинных однопроходных сварных швов (как правило, для сварки продольного трубного шва). Процесс индукционной сварки может осуществляться очень быстро, так как к месту сварки можно передавать большое количество энергии, благодаря чему обеспечиваются очень быстрое плавление сопрягаемых при сварке поверхностей и возможность их прижима друг к другу для получения непрерывного сварного шва.

Газопрессовая сварка

• Газопрессовая сварка  — сварка давлением, при которой сопрягаемые поверхности изделий нагреваются газокислородным пламенем и производится сварка с приложением силы без присадочного металла.
• Этот вид сварки применяют для соединения встык труб, стержней, рельсов и др. изделий.

Дугопрессовая сварка

• Дугопрессовая сварка - это способ сварки, при котором вместо электрода используется привариваемая заготовка, а источником тепловой энергии служит электрическая сварочная дуга. Данная технология применяется с целью присоединения шпилькообразных деталей (например, арматуры) к различного рода плоским металлическим поверхностям (закладные, пластины, плиты и т.п.) .

Дугопрессовая сварка

При отводе детали  от 

пластины включают электрическую цепь, при этом возбуждаемая электрическая дуга расплавляет материал шпильки и пластины. После этого отключают электрическую цепь и ударом шпильки о пластину производят соединение деталей.

Кузнечная сварка

• Кузнечная сварка является одним из древнейших способов неразрывного соединения металлов. 

Механический класс

• К  механическому классу  относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления, а именно:
• взрывом;
• ультразвуковая;
• холодная сварка;
• трением;

Ультразвуковая сварка

• Ультразвуковая сварка использует высокочастотные ультразвуковые акустические колебания, воздействующие на соединяемые детали, собранные вместе под небольшим давлением.
• При ультразвуковой сварке обе детали удерживаются на месте и для создания трения используются высокочастотные звуковые волны. Акустическая энергия создает трение и производит тепло, в результате детали свариваются между собой менее чем за секунду, что делает ультразвуковой способ сварки одним из самых быстрых, используемых на сегодняшний день.
• Ультразвуковая сварка идеально подходит для создания электрических соединений, сваривания алюминия и меди, для герметизации концов медных трубок, для сварки пластмасс, для встраивания металлических деталей в пластмассовые. Можно сваривать сталь небольшой толщины

Ультразвуковая сварка

Сварка взрывом

• Сварка взрывом, как возможный технологический процесс, была обнаружена во время второй мировой войны, когда после разрыва бомб были найдены фрагменты гильз, сваренные с другими металлическими предметами. 
• Из двух отдельных, и часто совершенно разнородных материалов, можно получить единую металлическую сварную композицию. Биметаллическая пластина затем может быть подвергнута дальнейшей обработке (например, прокатке) для использования в различных изделиях. Толщина плакирующего слоя, наносимого на основной металл, может колебаться от нескольких десятых долей миллиметра, до нескольких десятков сантиметров.

Сварка взрывом

• Процесс сварки взрывом, на первый взгляд, довольно прост. Соединяемые металлы нужно расположить близко друг к другу с небольшим зазором. Слой взрывчатого вещества равномерно распределяется на верхней пластине. Полученная сэндвичная конструкция взрывается, и образуется новый конструктивный материал. 

Холодная сварка

• Холодная сварка  — технологический процесс сварки давлением с пластическим деформированием соединяемых поверхностей заготовок без дополнительного нагрева внешними источниками тепла. Этот метод сварки базируется на пластической деформации металлов в месте их соединения при сжатии и / или путём сдвига (скольжения). Сварка происходит при нормальных или отрицательных температурах мгновенно в результате схватывания (без диффузии).
• В настоящее время  холодная сварка успешно применяется для сварки изделий из пластичных металлов, таких как медь, алюминий, свинец, олово, никель и др.

Сварка трением

• 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.
• 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. Этот процесс происходит непрерывно и сопровождается увеличением фактической площади контакта и быстрым повышением температуры в стыке. Под действием сжимающего усилия происходит вытеснение металла из стыка и сближение свариваемых поверхностей (осадка). Контактные поверхности оказываются подготовленными к образованию сварного соединения

Сварка трением

• Сварка трением широкo применяется в машиностроении, инструментальном производстве, ядерной энергетике, электротехнической промышленности, тракторостроении, автомобилестроении, в авиакосмической технике.
• Главный недостаток низкая универсальность.