Сварка относится к объединению или сплавлению частей с использованием тепла и/или сжатия, так что части образуют континуум.Источником тепла при сварке обычно является пламя дуги, создаваемое электричеством сварочного источника питания.Дуговая сварка называется дуговой сваркой.
Сплавление деталей может происходить исключительно за счет тепла, выделяемого дугой, так что свариваемые детали сплавляются друг с другом.Этот метод можно использовать, например, при сварке TIG.
Однако обычно присадочный металл вплавляется в сварочный шов или сварной шов либо с помощью механизма подачи проволоки через сварочный пистолет (сварка MIG/MAG), либо с помощью сварочного электрода с ручной подачей.В этом случае присадочный металл должен иметь примерно ту же температуру плавления, что и свариваемый материал.
Перед началом сварки кромкам свариваемых деталей придают форму подходящей сварочной канавки, например, V-образной канавки.По мере сварки дуга сплавляет края разделки и наполнителя, создавая расплавленную сварочную ванну.
Чтобы сварной шов был прочным, расплавленная сварочная ванна должна быть защищена от оксигенации и воздействия окружающего воздуха, например, с помощью защитных газов или шлака.Защитный газ подается в расплавленную сварочную ванну с помощью сварочной горелки.Сварочный электрод также покрыт материалом, который выделяет защитный газ и шлак над расплавленной сварочной ванной.
Наиболее часто свариваемыми материалами являются металлы, такие как алюминий, мягкая сталь и нержавеющая сталь.Также пластик можно сваривать.При сварке пластмасс источником тепла является горячий воздух или электрический резистор.
СВАРОЧНАЯ ДУГА
Сварочная дуга, необходимая при сварке, представляет собой всплеск электричества между сварочным электродом и свариваемым изделием.Дуга возникает, когда между деталями возникает достаточно большой импульс напряжения.При сварке TIG это может быть достигнуто зажиганием спускового крючка или ударом сварочного электрода по свариваемому материалу (ударное зажигание).
Таким образом, напряжение разряжается как молния, позволяя электричеству течь через воздушный зазор, который создает дугу с температурой в несколько тысяч градусов по Цельсию, максимум до 10 000 ⁰C градусов (18 000 градусов по Фаренгейту).Непрерывный ток от источника сварочного тока к заготовке устанавливается через сварочный электрод, поэтому перед началом сварки заготовка должна быть заземлена заземляющим кабелем в сварочном аппарате.
При сварке MIG/MAG дуга возникает, когда присадочный материал касается поверхности заготовки и возникает короткое замыкание.Затем эффективный ток короткого замыкания расплавляет конец присадочной проволоки и зажигается сварочная дуга.Для получения гладкого и прочного шва сварочная дуга должна быть стабильной.Поэтому при сварке MIG/MAG важно использовать сварочное напряжение и скорость подачи проволоки, подходящие для свариваемых материалов и их толщины.
Кроме того, на плавность дуги и, следовательно, на качество сварного шва влияет техника работы сварщика.Расстояние сварочного электрода от разделки и постоянная скорость сварочной горелки важны для успешной сварки.Оценка правильного напряжения и скорости подачи проволоки является важной частью компетентности сварщика.
Однако современные сварочные аппараты имеют несколько функций, упрощающих работу сварщика, таких как сохранение ранее использованных настроек сварки или использование предустановленных кривых синергии, упрощающих настройку параметров сварки для конкретной задачи.
ЗАЩИТНЫЙ ГАЗ ПРИ СВАРКЕ
Защитный газ часто играет важную роль в производительности и качестве сварки.Как следует из названия, защитный газ защищает затвердевающий расплавленный сварной шов от насыщения кислородом, а также от примесей и влаги в воздухе, которые могут ослабить коррозионную стойкость сварного шва, привести к образованию пор и снизить долговечность сварного шва за счет изменения геометрические особенности соединения.Защитный газ также охлаждает сварочную горелку.Наиболее распространенными компонентами защитного газа являются аргон, гелий, углекислый газ и кислород.
Защитный газ может быть инертным или активным.Инертный газ вообще не вступает в реакцию с расплавленным швом, в то время как активный газ участвует в процессе сварки, стабилизируя дугу и обеспечивая плавный перенос материала на сварной шов.Инертный газ используется при сварке MIG (дуговая сварка в среде инертного газа), а активный газ используется при сварке MAG (дуговая сварка в среде активного газа).
Примером инертного газа является аргон, который не вступает в реакцию с расплавленным сварным швом.Это наиболее часто используемый защитный газ при сварке TIG.Однако диоксид углерода и кислород реагируют с расплавленным сварным швом, как и смесь диоксида углерода и аргона.
Гелий (He) также является инертным защитным газом.Гелиевые и гелий-аргоновые смеси используются при сварке TIG и MIG.Гелий обеспечивает лучшее боковое проплавление и большую скорость сварки по сравнению с аргоном.
Углекислый газ (CO2) и кислород (O2) являются активными газами, используемыми в качестве так называемого оксигенирующего компонента для стабилизации дуги и обеспечения плавного переноса материала при сварке MAG.Доля этих газовых компонентов в защитном газе определяется типом стали.
НОРМЫ И СТАНДАРТЫ В СВАРКЕ
Несколько международных стандартов и норм применяются к сварочным процессам, конструкции и особенностям сварочных аппаратов и расходных материалов.Они содержат определения, инструкции и ограничения для процедур и конструкций машин для повышения безопасности процессов и машин и обеспечения качества продукции.
Например, общим стандартом для аппаратов для дуговой сварки является IEC 60974-1, а технические условия поставки и формы изделий, размеры, допуски и этикетки содержатся в стандарте SFS-EN 759.
БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ СВАРКЕ
Есть несколько факторов риска, связанных со сваркой.Дуга излучает очень яркий свет и ультрафиолетовое излучение, которое может повредить глаза.Брызги и искры расплавленного металла могут обжечь кожу и стать причиной возгорания, а пары, образующиеся при сварке, могут быть опасны при вдыхании.
Однако этих опасностей можно избежать, подготовившись к ним и используя соответствующее защитное снаряжение.
Защита от опасности возгорания может быть достигнута путем предварительной проверки окружающей среды места сварки и удаления легковоспламеняющихся материалов вблизи места сварки.Кроме того, средства пожаротушения должны быть легко доступны.Посторонним вход в опасную зону запрещен.
Глаза, уши и кожа должны быть защищены соответствующими защитными средствами.Сварочная маска с затемненным экраном защищает глаза, волосы и уши.Кожаные сварочные перчатки и прочный негорючий сварочный костюм защищают руки и тело от искр и тепла.
Сварочного дыма можно избежать при достаточной вентиляции на рабочем месте.
МЕТОДЫ СВАРКИ
Методы сварки можно классифицировать по способу получения сварочного тепла и способу подачи присадочного материала в сварной шов.Используемый метод сварки выбирается в зависимости от свариваемых материалов и толщины материала, требуемой эффективности производства и желаемого визуального качества сварного шва.
Наиболее часто используемыми методами сварки являются сварка MIG/MAG, сварка TIG и сварка электродом (ручная дуговая сварка металлическим электродом).Самым старым, наиболее известным и до сих пор довольно распространенным процессом является ручная дуговая сварка металлическим электродом MMA, которая обычно используется на монтажных рабочих местах и на открытых площадках, где требуется хорошая доступность.
Более медленный метод сварки TIG позволяет получить очень точные результаты сварки, поэтому он используется для сварки, которая будет видна или требует особой точности.
Сварка MIG/MAG — это универсальный метод сварки, при котором присадочный материал не нужно отдельно подавать в расплавленный шов.Вместо этого проволока проходит через сварочную горелку, окруженную защитным газом, прямо в расплавленный шов.
Существуют также другие методы сварки, подходящие для особых нужд, такие как лазерная, плазменная, точечная, дуговая сварка под флюсом, ультразвуковая сварка и сварка трением.
Время публикации: 12 марта 2022 г.