Добро пожаловать на завод и поставщик металлических деталей SME-OEM
Добро пожаловать на завод и поставщик металлических деталей SME-OEM
Сварка — это процесс изготовления, в ходе которого два или более металлов соединяются под действием тепла, давления или обоих факторов, образуя прочное и постоянное соединение. Свариваемые материалы обычно включают металлы и термопласты, но возможна и сварка других материалов, например, древесины.
Современная сварка появилась в 1800 году, когда сэр Хэмфри Дэви высек электрическую дугу, используя батарею и два угольных электрода. С тех пор сварка приобрела широкий спектр применения, открыв путь к её широкому применению: от небольших проектов «сделай сам» до крупномасштабных производственных сборок.
Различные сварочные процессы являются неотъемлемой частью большинства отраслей промышленности. Компания Sinostar MACH, опираясь на многолетний опыт, обобщила принципы работы сварочных процессов. Давайте обсудим их вместе.
Сварка — это высокотемпературный процесс, при котором происходит расплавление основных материалов. Это также является её главным отличием от пайки мягким и мягким припоем, при которых плавится только присадочный материал, а не происходит сплавления основных материалов.
Сварка заключается в соединении двух или более деталей при высоких температурах. Под воздействием тепла образуется сварочная ванна из расплавленного материала, который после охлаждения затвердевает, образуя сварной шов. Сварной шов может быть даже прочнее основного металла.
Существует множество различных видов сварки, но все они основаны на нагревании или давлении для плавления металлов и создания сварных соединений. Источник нагревания или давления может различаться в зависимости от области применения и используемого материала.
Металлы известны как наиболее часто свариваемые материалы благодаря простоте и простоте процесса сварки. Сварка пластика также довольно распространена, а вот сварка древесины пока только зарождается.
На процесс сварки влияет множество факторов, таких как необходимость использования специальных дополнительных инструментов, защитных газов, сварочных электродов и присадочных материалов. Давайте подробнее рассмотрим некоторые из наиболее распространённых сегодня методов сварки и выясним, что делает каждый из них уникальным.
Хотя фундаментальная концепция сварки довольно проста, мы классифицируем их по используемому источнику энергии. Разбивая эти подкатегории на более мелкие, мы можем глубже изучить принципы работы каждого метода.
Дуговая сварка включает в себя некоторые из наиболее известных сварочных процессов, и именно эти процессы, скорее всего, приходят на ум, когда представляешь себе сварочный процесс в целом. В этих процессах электрическая дуга генерирует тепло между электродом и свариваемым металлом. Электрод может быть плавящимся или неплавящимся, а его источник питания может варьироваться от переменного (AC) до постоянного (DC).
Сварка плавящимся электродом в среде инертного газа (GMAW), также известная как сварка MIG/MAG (сварка в среде инертного газа/сварка в среде активного газа), использует непрерывный проволочный электрод, подаваемый через сварочный пистолет. По мере того, как электрическая дуга расплавляет электродную проволоку, она сплавляется с основным металлом в сварочной ванне.
Одновременно в зону сварки подается защитный газ, создающий защитный слой от атмосферных загрязнений.
Простота этого метода сварки делает его одним из предпочтительных вариантов для промышленной сварки, производства, строительства и автомобильной промышленности. GMAW практически вытеснил атомно-водородную сварку (AHW), главным образом благодаря доступности недорогих инертных газов.
При сварке вольфрамовым электродом в среде инертного газа используется неплавящийся вольфрамовый электрод и инертный защитный газ. В отличие от сварки MIG/MAG, использование отдельного присадочного металла при сварке TIG необязательно и зависит от проекта.
Процесс дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) обеспечивает точные и высококачественные сварные швы с глубоким проплавлением, что делает его пригодным для различных применений, например, в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Хотя сварка TIG требует более сложного обучения, чем сварка MIG, множество регулируемых функций и возможностей сварочного аппарата TIG делают его весьма универсальным.
Дуговая сварка защитным электродом (SMAW), также известная как ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMAW/MMA) или просто дуговая сварка электродами, использует для соединения металлов расходуемый металлический электрод с флюсовым покрытием.
При соприкосновении электрода с основным металлом возникает дуга, которая расплавляет металл в сварочной ванне. Флюс выделяет защитный газ, защищающий металл шва от загрязнения. После охлаждения шлаковые отложения удаляются с помощью стандартных инструментов, например, металлической щётки.
SMAW — это надёжный метод сварки, обеспечивающий универсальность при сварке различных металлов в различных условиях. Кроме того, он портативный и лёгкий, не требуя газового баллона, как некоторые другие методы сварки, упомянутые ранее. Сварочный электрод поставляется в виде сварочного прутка, что делает его идеальным для работы в ограниченном пространстве и в неудобных положениях.
Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW) — это автоматический или полуавтоматический процесс, при котором используется сварочный электрод с флюсовым сердечником, выполняющим функцию защитного агента. Дополнительная защита от загрязнений достигается сваркой порошковой проволокой с двойной защитой, при которой помимо электрода с флюсовой проволокой используется защитный газ.
FCAW-сварка хорошо подходит для чёрных металлов и операций, требующих минимальной предварительной очистки. Её лучше всего использовать при ремонте, сварке труб, судостроении, наружной и подводной сварке благодаря превосходной защите от внешних воздействий.
Хотя FCAW и GMAW — это два отдельных типа сварки, единственное существенное отличие заключается в защите зоны сварки с помощью электродов и защитных газов.
Газовая сварка, или кислородно-топливная сварка, — один из старейших видов тепловой сварки, использующий кислород и горючие газы для соединения металлических поверхностей. В качестве горючего газа в этом методе сварки обычно используется ацетилен или бензин, поэтому он известен как кислородно-ацетиленовая, кислородно-бензиновая сварка. Другие газы, такие как водород и пропан, могут использоваться для пайки цветных металлов, но они не выделяют достаточного количества тепла для плавления стали.
Уникальным свойством газовой сварки является то, что она не требует электричества, что делает её приемлемым выбором в случае его отсутствия. Этот метод сварки позволяет сваривать как чёрные, так и цветные металлы, а также тонкие металлические профили и стальные листы. Этот процесс относительно прост в освоении и не требует больших затрат.
Это же оборудование можно использовать для кислородно-топливной резки, регулируя поток газа для управления профилем пламени.
Плазменная сварка работает по принципу, аналогичному сварке TIG, но горелка сконструирована таким образом, что инертный газ выходит из сопла с более высокой скоростью по узкому и сужённому каналу. Плазма образуется при воздействии инертного газа на дугу, который ионизируется при подаче в область сварки. Это приводит к температуре сварки до 28000 °C, способной расплавить любой металл. Высокие рабочие температуры плазменных горелок (наряду с газовыми) позволяют использовать эти процессы для сварки и резки.
Плазменная сварка — один из самых чистых методов сварки, поскольку высококонцентрированный нагрев создаёт узкий шов, что обеспечивает минимальное разбрызгивание. Она идеально подходит для таких применений, как аэрокосмическая промышленность, где требуется высокая точность. Плазменная сварка — один из самых востребованных автоматизированных сварочных процессов, поскольку она отличается низкими эксплуатационными расходами и обеспечивает точные и аккуратные сварные швы.
Сварка под флюсом (SAW) работает аналогично SMAW, при этом металл шва защищается флюсом. Технология сварки, лежащая в основе этого автоматического или полуавтоматического процесса, использует отдельный бункер для флюса, который подаёт гранулированный присадочный металл в шов.
Этот метод сварки обеспечивает стабильные и чистые сварные швы, что превосходит большинство традиционных методов ручной сварки. Он отлично подходит для таких металлов, как никель, сталь и нержавеющая сталь, и часто применяется при изготовлении труб, сосудов высокого давления и котлов.
Контактная сварка (сварка давлением) использует приложение давления и тока к двум металлическим поверхностям для создания сплавления. Детали соприкасаются под высоким давлением, при этом через точку контакта проходит ток. Сопротивление металлов генерирует тепло, которое сплавляет металлические поверхности детали.
Контактная точечная сварка (RSW) использует два электрода для прижимания друг к другу перекрывающихся металлических поверхностей, при этом через них проходит сварочный ток. Вырабатывается тепло, и поверхности металлов сплавляются, образуя сварной шов в форме кнопки или ядра.
Металлы сплавляются с использованием большого количества энергии за короткое время (примерно 10–100 миллисекунд), соединяя детали практически мгновенно. Область вокруг сварного шва не подвергается воздействию чрезмерного тепла, поэтому зона термического влияния при точечной сварке минимальна.
Точечная сварка чаще всего автоматизирована с использованием сварочных роботов. Это делает её одним из самых эффективных методов сварки, используемых на сборочных линиях, и, следовательно, привлекательным выбором для автомобильной, электронной и обрабатывающей промышленности.
Шовная сварка — это подвид точечной сварки, при котором два электрода-ролика обеспечивают давление на заготовку, в то время как ток подается через нее. Сварочный аппарат может создавать отдельные сварные швы на заготовке, подавая ток с интервалами, или непрерывно, в зависимости от проекта.
Лазерная сварка (ЛС), как следует из названия, использует лазерный луч в качестве концентрированного источника тепла для плавления металлов и создания сварных швов. Высокая плотность мощности ЛС обеспечивает малые зоны термического воздействия. Размер пятна лазера составляет от 0,2 до 13 мм, что позволяет использовать этот метод для сварки материалов различной толщины, обеспечивая лучший результат по сравнению с традиционной сваркой.
Лазерная сварка позволяет быстро создавать высококачественные сварные швы с минимальными допусками. Этот процесс, как правило, автоматизирован и используется в автомобильной, медицинской и ювелирной промышленности.
Хотя можно подумать, что раз газокислородные и плазменные резаки можно использовать как для сварки, так и для резки, то же самое относится и к лазерным резакам, это, как правило, не так. Стандартная лазерная режущая головка не подходит для сварки, а лазерная сварочная головка не обеспечивает скорости и качества резки, требуемых в большинстве промышленных применений.
Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) — это процесс сварки плавлением, при котором электроны, генерируемые электронной пушкой, разгоняются до высоких скоростей. При контакте с основным металлом электронный луч создаёт кинетическое тепло, вызывая его плавление и образование сварочной ванны. Сварной шов формируется по мере остывания соединения. Сварка выполняется в контролируемом вакууме, что предотвращает рассеивание лучей.
Электронно-лучевая сварка обеспечивает точность, что делает её ценным методом для применений, требующих минимальной деформации. Среди её применений — электронные компоненты, детали самолётов, резервуары для хранения и элементы мостов. Электронно-лучевая сварка позволяет сваривать материалы, склонные к загрязнению.
Сварка трением — это твердофазный процесс, который, как следует из названия, использует трение для соединения металлов. В отличие от большинства сварочных процессов, для создания сварных швов не используются сварочная горелка, сварочные электроды или защитный газ. В этом процессе для создания соединения используется только тепло, выделяющееся при высоких скоростях вращения, вибрации или бокового контакта двух чистых металлов. Остатки металла, образующиеся в ходе этой процедуры, удаляются после охлаждения.
Сварочное оборудование, используемое для сварки трением, более экологично, чем другие методы, поскольку не выделяет вредных сварочных дымов и токсинов в атмосферу. Благодаря своей простоте оно отлично подходит для сварки сверл, шатунов, полуосей и клапанов.
Все производственные процессы сопряжены с определенными рисками, и сварка — не исключение. Важно обладать необходимыми знаниями и сварочным оборудованием, чтобы защитить себя от любых опасностей. Помимо соблюдения мер безопасности, не менее важно использовать современные средства индивидуальной защиты, такие как подходящий сварочный шлем, перчатки и т. д.
Сегодня современные технологии значительно повышают безопасность сварочных работ, защищая рабочих от опасностей и повышая уровень автоматизации. Например, использование передовых шестикоординатных роботов позволяет выполнять даже самые сложные сварные соединения без необходимости взаимодействия человека с инструментами во время операции.
Конечно, специалисты по сварке по-прежнему играют важную роль в процессе сварки. Просто им больше не нужно работать с материалами и оборудованием, чтобы выполнить работу.
Сварка прошла долгий путь развития с момента своего открытия в бронзовом веке, когда были разработаны примитивные методы кузнечной сварки. Сегодня она стала незаменимым инструментом, используемым как любителями, так и крупными промышленниками. Она стала одной из движущих сил индустриализации и продолжает преобразовывать производство по сей день.
Сварка продолжает развиваться, а её стандарты и нормы со временем совершенствуются. Постоянно появляются новые возможности, позволяющие сваривать новые комбинации материалов, гарантируя и повышая прочность сварного шва и безопасность процесса. Учитывая последние достижения в области гибридной сварки, можно с уверенностью ожидать, что сварочные технологии продолжат определять будущее машиностроения.
Компания SMEMACH предлагает сварочные услуги как часть полного спектра услуг — от расчета стоимости до поставки.
Здание 1, № 8B Hong Kong Middle Road, Циндао, Китай.
© 2019 Sinostar Industrial Machinery Co., Ltd. Все права защищены.
Работает на HiCheng
