Сварка плавлением: где применяется и как производится

Сварка плавлением

Сварка плавлением

Из этого материала вы узнаете:

  • Плюсы и минусы сварки плавлением
  • 7 видов сварки плавлением
  • 2 типа электродов для сварки плавлением
  • Технология сварки плавлением
  • Стандарты и требования к сварке плавлением
  • Оценка готового изделия
  • 6 распространенных ошибок при сварке плавлением

Сварка плавлением получила широкое распространение благодаря простоте выполнения и высокой степени надежности. Этим способом пользуются как при изготовлении бытовых приборов, так и при создании космической техники. Технология настолько доступна, что ее используют и в домашних условиях.

Существует несколько способов сварки плавлением, выбор зависит от поставленной задачи. Подробнее о том, из каких этапов состоит эта технология и как контролируется качество выполнения, читайте в нашем материале.

Плюсы и минусы сварки плавлением

Что собой представляет сварка металлов плавлением? Это процесс соединения составных частей конструкции, при котором происходит расплавление не сжатых между собой сопряженных поверхностей. Мощностные характеристики используемого источника энергии должны обеспечивать процесс плавления присадочного материала и кромок деталей.

Плюсы и минусы сварки плавлением

Разжечь дугу высокой температуры можно при последовательном выполнении трех действий. Сначала необходимо прикоснуться к заготовке электродом, в результате чего произойдет короткое замыкание, приводящее к нагреву его кончика. После этого следует слегка отвести электрод от детали, при этом устойчивость дуги не должна снижаться. Такое расстояние определяется опытным путем. Разогревание электродного кончика необходимо для устойчивости электронной экзоэмиссии, что также способствует поддержанию стабильной электрической дуги.

В момент плавления электрода его присадочный материал переносится в сварную ванну, благодаря чему и происходит соединение деталей. На некоторых моделях сварочного оборудования, используемых для сваривания деталей с помощью несгораемых электродов, разжигание дуги осуществляется бесконтактным способом. Достичь розжига позволяет специальное устройство, называемое осциллятором.

Одновременно с металлом происходит плавление и различных загрязнений, что приводит к образованию шлака на поверхности ванны. Температура верхнего слоя сварного соединения выше расплавленного металла, что приводит к изменениям механических характеристик и структуры шва после его остывания. Достоинствами технологии электрической сварки плавлением являются возможность соединения металлов с разнородными структурами и универсальность.

 

7 видов сварки плавлением

По параметрам теплового источника сварка плавлением подразделяется на газовую и электрическую. В свою очередь, электрическая по методу выполнения разделяется на несколько видов.

7 видов сварки плавлением

1. Плазменная. Для нагревания используется укороченная дуга. В качестве носителя энергии служит электрический разряд. Разогрев металла происходит за счет воздействия ионизирующего газа. Процесс плавления может запуститься только при достижении температуры +5 500 °С. Такая технология электрической сварки плавлением основана на расплавлении металла с применением потока плазмы, испускаемого плазмотроном. При окружении дуги газом он начинает быстро ионизироваться. Заряженные частицы формируют направленный поток. Метод широко применяется при сваривании:

  • нержавеющих сталей;
  • никелевых сплавов;
  • молибдена;
  • вольфрама.

При помощи плазменного способа электрической сварки плавлением можно разрезать и соединять металлические листы толщиной до 10 мм.

2. Газовая Такая технология электрической сварки плавлением, подразумевающая плавный процесс нагревания, применяется для соединения заготовок из стали, чугуна, алюминия и меди. Заполнение зазора между соединяемыми деталями происходит за счет расплавления присадочного материала, плавящимся одновременно с краями заготовок. Прогрев стыкового соединения производится с помощью горелки, пламя в которой возникает при поджигании смеси кислорода и одного из следующих газов:

  • бензиновых или керосиновых паров;
  • ацетилена;
  • бутана;
  • пропана;
  • водорода.

Работы с газовой сваркой плавлением можно проводить в любых условиях, так как при этом не нужно использовать электрическую энергию. Минусом можно считать только невозможность закрепления объемных заготовок.

3. Дуговая. Для нагрева металла используется дуга, возникающая во время прохождения тока через электрод и деталь. Формирование сварочной ванны происходит за счет расплавления присадочного материала и кромок заготовки, после остывания которых и образуется сварочный шов. Способы дуговой сварки плавлением классифицируются в зависимости от следующих характеристик:

  • защита рабочей зоны (флюсы, инертный газ или покрытые электроды);
  • дуга (прямая или косвенная);
  • механизация (сварка ручная, полуавтоматическая или автомат);
  • ток (переменный, постоянный, прямой или обратной полярности);
  • электрод (плавящийся или неплавящийся).

Важно, чтобы для присадочного материала использовался тот же металл, из которого состоит заготовка. В тех случаях, когда нет возможности определить марку стали, используют переходные электроды. Они же используются для сварки плавлением стальных заготовок, имеющих разнородный состав. В качестве основного материала неплавящихся электродов используются графитовые, вольфрамовые или угольные стержни.

4. Лазерная. Разогревание кромок происходит за счет воздействием луча. Такая технология сварки металла плавлением при формировании сложных изделий считается самой точной.

При промышленном производстве для снижения стоимости работ применяется метод разделения лазерного потока на несколько частей, что позволяет производить одновременное нагревание нескольких стыков. В гаражных условиях пользуются компактными установками, формирующими соединения с глубоким или поверхностным плавлением.

Особенностью лазерной сварки плавлением является то, она применима для сваривания титана, нержавеющей стали, цветных и драгоценных металлов. Плюсами такой технологии являются следующие моменты:

  • возможность выполнения работ без флюса и газовой среды;
  • перевод оборудования в режим резки производится без дополнительных модулей;
  • возможность выполнения работ в сложных условиях;
  • нет нагревания поверхности рядом со швом, что сводит к минимуму вероятность появления деформаций.

К недостаткам относятся высокая стоимость оборудования и низкий КПД.

5. Электрошлаковая. При таком методе для расплавления металла используют энергию, которая выделяется при прохождении тока через расплавленный шлак. Детали устанавливаются на небольшом расстоянии друг от друга в вертикальном положении. Подача проволоки в зазор осуществляется через мундштуки, которые подключены к источнику питания.

Поддержание сварочной ванны осуществляется при помощи ползунов, перемещающихся по мере образования сварного соединения. Методом электрошлаковой сварки плавлением пользуются при соединении габаритных изделий из титановых, медных и никелевых сплавов. К преимуществам можно отнести способность выполнять шов за один проход при любой его толщине.

6. Индукционная. Нагревание заготовки происходит с помощью воздействия электромагнитной индукции. Для этой цели используют токи высокой частоты, которые обладают свойством проникать в структуру металла. Формирование шва происходит за считанные секунды. Коэффициент теплопроводности стальных изделий и толщина стенок заготовки не отражаются на времени нагревания. Преимущественно такой вид сварки применяется для соединения стальных трубопроводов.

7. Электронно-лучевая сварка. В качестве источника достижения высоких температур используется сфокусированный луч, который вырабатывается при помощи специальной пушки. Процесс должен производиться в вакуумной камере. Плавление осуществляется благодаря интенсивной бомбардировке металла электронами, обладающими высокой скоростью движения. При ударах частиц происходит преобразование кинетической энергии в тепловую. Начинается расплавление металла, приводящее к формированию шва. Такой вид сварки сталей плавлением уверенно зарекомендовал себя в космической отрасли, авиации и приборостроении.

2 типа электродов для сварки плавлением

По типу используемого электрода способы сварки плавлением бывают:

  • С применением плавящегося электрода. Шов формируется при плавлении электрода, покрытого специальным слоем. Такая обмазка при сварке расплавляется, и образующийся в процессе флюс выполняет функцию защиты шва от воздействия с воздухом. Он подбирается опытным путем, в зависимости от параметров соединяемых заготовок. Не используется для соединения тонколистовых металлических материалов по причине их чрезмерного перегревания, что может стать причиной частых прожогов.
  • С применением неплавящегося электрода. Такой сварочный инструмент изготавливается из тугоплавкого металла (в большинстве случаев из вольфрамового сплава) и предназначается только для поддержания дуги и ее розжига. Сварка преимущественно проводится в среде инертного защитного газа, который обладает свойством изолировать сварное соединение от находящегося в окружающем воздухе азота. Чаще всего применяется для сваривания листового стального материала.

При сваривании стали необходимо выбирать прутки идентичного материала и с такой же степенью легирования.

Технология сварки плавлением

При любой технологии сварки плавлением процесс соединения деталей должен состоять из следующих этапов:

  1. Подготовительные работы. Производится зачистка кромок заготовок от коррозии и жировых остатков, после этого кромки срезаются с учетом толщины детали.
  2. Устанавливаются и фиксируются детали в необходимом положении.
  3. Разжигается дуга (можно использовать любой способ). Иногда производится нагревание заготовок при помощи другого способа.
  4. Формируется сварной шов, после остывания которого соединение необходимо зачищать от шлаковых включений.

Технология сварки плавлением

Стандарты и требования к сварке плавлением

Для регулирования процессов сварки металлов плавлением разработаны следующие документы:

  • ГОСТ 30242-97 (описание и способы устранения дефектов);
  • ГОСТ Р 55143-2012 (параметры сварки);
  • ГОСТ Р ИСО 5817-2009 (требования к качеству шва);
  • ГОСТ 11969-79 (основные термины и обозначения).

Стандарты и требования к сварке плавлением

Требования, предъявляемые к сварочным швам, зависят от предназначения конструкции. Но в любом случае прочность и твердость соединения должны быть примерно такими, как у цельных изделий.

Оценка готового изделия

При сваривании конструкций, не входящих в категорию ответственных, проверку качества шва можно произвести только методом визуального осмотра. Для ответственных конструкций применяются следующие способы контроля качества:

  • радиационный;
  • капиллярный;
  • магнитный;
  • ультразвуковой дефектоскопии.

Требования, предъявляемые к сварочным швам, зависят от назначения изделия. Но существует обязательное условие: твердость и прочность сварного соединения не должны быть ниже, чем у самой металлической заготовки.

Прежде чем приступить к визуальному контролю, необходимо зачистить шов от окалин и шлака, образовавшихся при сварке металла плавлением. Ширина сварного соединения по всей длине должна быть одинаковой, а поверхность иметь мелкочешуйчатую структуру. Наличие сужений, пропусков и наплывов недопустимо. Если после сварки на поверхности металла обнаруживаются трещины и поры, то такой шов необходимо отбраковывать.

Каким способом сварки плавлением воспользоваться – зависит от поставленной задачи. При частом проведении таких работ вне помещения удобней будет использовать газовую горелку с баллонами или переносной дуговой аппарат. В случаях проведении сварных работах на одном месте наилучшим вариантом станет полуавтоматический, а при массовом производстве – автоматический сварочный агрегат.

6 распространенных ошибок при сварке плавлением

Технология сварки металла плавлением допускает возможность появление некоторых ошибок, отражающихся на качестве выполненной работы и производительности. Для повышения оптимизации процесса следует отслеживать возможные недочеты и стремиться их не допускать при выполнении сварочных работ.

6 распространенных ошибок при сварке плавлением

1. Старое оборудование и технологии. В современных рыночных отношениях, когда уровень конкурентоспособности рассматривается в качестве важнейшего фактора успешной деятельности компании, работа на физически и морально устаревшем сварочном оборудовании может негативно отразиться на производительности труда. Оснащение передовым сварочным оборудованием позволит в ближайшей перспективе увеличить рост производительности труда и значительно поднять качество сварочного соединения. В свою очередь, оснащение передовым оборудованием будет способствовать быстрому возврату понесенных материальных вложений.

Преимущества новых технологий сварки металла плавлением можно увидеть невооруженным глазом. Для ведения сварочного процесса на новом оборудовании потребуется меньше электроэнергии, кроме того, сократится время на подготовительные работы и непосредственно на само сваривание. Время на обучение и подготовку персонала также существенно экономится.

2. Ошибка в выборе сварочной горелки. Стремясь сэкономить затраты на оборудование, некоторые производители работ по сварке металла плавлением пренебрежительно относятся к подбору горелки. Но правильный выбор газовой горелки способствует повышению производительности труда сварщика и качества сварочного шва.

При необходимости выполнения коротких сварочных швов на рабочем участке можно остановить свой выбор на горелке с меньшей силой тока. Соответственно, для сварки длинных швов потребуется горелка, рассчитанная на большую силу тока. Если на таких участках использовать устройство с малым током, это может привести к его преждевременному выходу из строя.

3. Нарушение условий хранения сварочных материалов. Электроды и сварочная проволока должны храниться в упакованном виде при соблюдении надлежащих условий. Нельзя допускать резких перепадов влажности и температуры, так как это приведет к их преждевременной порче. Применение влажных или загрязненных расходных материалов, безусловно, отразится на качестве сварочного соединения.

4. Нарушения температурного режима при сварке. Игнорирование необходимости предварительного прогревания свариваемых элементов является довольно частой ошибкой при проведении сварки металлов плавлением. В результате такая ошибка в большинстве случаев приводит к появлению трещин на сварном шве. Степень прогревания зависит от типа свариваемых материалов, способа соединения, необходимой толщины шва.

Контроль за соблюдением таких условий возлагается на ответственного по проведению сварочных работ. Согласно справочным материалам, он же обязан предоставить сварщику всю необходимую информацию по значению предварительного прогревания перед наложением шва. При выполнении многослойного шва нельзя позволять ему остыть ниже допускаемой температуры. В противном случае это может привести к существенному снижению качества выполняемых работ.

5. Неправильно подобранный защитный газ. Практически невозможно выполнить качественное сварное соединение с нарушением состава и чистоты применяемого защитного газа. Углекислый газ обладает хорошей степенью плавления, но вызывает нестабильность дуги и образует брызги металла. Оптимальные результаты достигаются при применении аргона в смесях защитных газов, состав которых выбирается в зависимости от свариваемого материала. Их следует приобретать только у проверенных поставщиков, которые могут подтвердить чистоту и состав газа, предоставив соответствующий сертификат качества. Следить за расходом используемого при сварке плавлением защитного газа должен непосредственно сварщик.

6. Небрежная подготовка сварного шва. Подготовка шва с нарушением технологии, безусловно, приведет к браку сварного соединения. Перед выполнением работ необходимо провести зачистку поверхностей, свести к минимуму зазоры между соединяемыми элементами и надежно закрепить при помощи зажимов конструкцию. Недопустимо наличие следов грязи, жирных пятен, масла, ржавчины на подготовленных для сваривания поверхностях.

Но порой, к большому сожалению, не всегда получается при проведении сварки плавлением исключить человеческий фактор. Поэтому только при условии внимательного отношения к делу и строгого выполнения общеустановленных правил ведения разумной инвестиционной политики можно свести наиболее распространенные ошибки к минимуму или совсем их исключить.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

 

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Рекомендуемые статьи

Россия, Москва, 2-й Котляковский переулок, 18
phoneПозвонить бесплатно
Акция

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа.
Оставьте заявку, и мы Вам перезвоним.