Сварка

Дуговая сварка

Любой процесс сварки, в котором используется электрическая дуга, называется дуговой сваркой. К распространенным видам дуговой сварки относятся:

• Дуговая сварка в защитной металлической оболочке (SMAW): SMAW также известна как сварка "палкой".
• Газо-металлическая дуговая сварка (GMAW): GMAW также известна как MIG (сварка металлом/инертным газом).
• Газовая дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW): GTAW также известна как TIG (сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа).

Дуговая сварка нагревает металлы, создавая электрическую дугу высокого тока между соединяемыми частями металла и электродом.

Использование электрода зависит от типа сварочного процесса. При сварке SMAW, GMAW и других родственных процессах электрод расходуется и становится частью сварного шва. Электрод обычно изготавливается из того же вида свариваемого металла. Поскольку электрод расходуется в процессе сварки, его необходимо постоянно подводить к сварному шву. В процессе сварки SMAW используется электрод "палочка", пропитанный средством для разжигания шва, известным как флюс, закрепленный на конце.

В процессе сварки GMAW в качестве непрерывного электрода используется тонкая проволока на вращающейся катушке. Размер этого электрода варьируется от 0,635 миллиметра до 4 миллиметров. Сварочный аппарат имеет внутри катушку с приводом от двигателя, которая подает электрод с проволокой в шов.

В процессе сварки TIG (GTAW) используется электрод, который не расходуется в процессе сварки, поскольку через металл, составляющий сварной шов, не проходит электрический ток. Электрод изготавливается из вольфрама, который используется для того, чтобы он не плавился при погружении в электрическую дугу. Присадочный металл в виде прутка может быть использован для добавления металла в зону сварки.

Почти при любой сварке используется присадочный металл для заполнения небольшого зазора между металлическими частями. Дополнительный металл помогает сделать сварной шов прочным. Иногда сварные швы приходится выполнять без присадочного металла. Сварка без присадочного металла называется автогенной сваркой.

Защитная оболочка при дуговой сварке

Все виды сварки требуют защиты горячего металла. Грязь, ржавчина, жир и даже окисление металла в процессе сварки могут препятствовать получению правильного сварного соединения. Поэтому во всех процессах сварки используется один из двух методов защиты: флюс и защитный газ.

Сварочный флюс может использоваться в твердом, жидком или пастообразном виде. Во время сварки флюс плавится и часть его испаряется. Это создает небольшой газовый карман вокруг сварного шва. Этот газовый карман предотвращает окисление свариваемого металла. Расплавленный флюс, в результате коррозионной реакции, очищает загрязнения, препятствующие нормальному сварному шву. После сварки флюс застывает. Этот слой твердого флюса называется шлаком и должен быть удален из сварного шва. В процессе сварки SMAW чаще всего используется флюс, и чаще всего он применяется для сварки стали.

Защитный газ защищает сварной шов, создавая вокруг него газовый карман. Цель этого газа - не допустить попадания обычного воздуха, особенно кислорода. Он отличается от флюса тем, что на сварном шве нет жидкости. Есть только газ вокруг сварного шва. Поскольку жидкости нет, он не очищает металл от грязи и других загрязнений. Это означает, что перед сваркой металл должен быть чистым. В противном случае грязь и другие загрязнения могут вызвать проблемы. Обычно используются аргон, гелий и смесь, состоящая из 3 частей аргона и одной части углекислого газа. Другие смеси газов могут содержать азот, водород или даже немного кислорода. Одним из видов сварки, при котором используется защитный газ, является газовая дуговая сварка металлов. Она обычно используется на заводах для изготовления изделий.

Сварку с использованием флюса легче выполнять на улице в ветреную погоду. Это происходит потому, что жидкий флюс защищает горячий металл, и его не сдувает. Кроме того, флюс постоянно создает газовый карман, который удерживает электрическую дугу от погасания. Сварку с использованием защитного газа обычно нельзя проводить на улице, потому что газ унесет ветром.

Другие виды сварки

Некоторые виды сварки не используют электрическую дугу. Они могут использовать пламя, электричество без дуги, луч энергии или физическую силу. Самый распространенный вид сварки без использования дуги называется газовой сваркой. При газовой сварке горючий газ и кислород соединяются и сжигаются на конце горелки. Газовая сварка не нуждается в специальной защите, поскольку в правильно отрегулированном пламени нет лишнего кислорода. Тем не менее, важно убедиться, что металл чистый. Пламя нагревает металл настолько сильно, что он плавится. Когда оба куска металла расплавляются на границе, жидкий металл становится единым целым.

Другой вид сварки, при котором не используется дуга, все равно использует электричество. Она называется контактной сваркой. При этом виде сварки два куска тонкого металла сжимаются вместе, а затем через них пропускается электричество. В результате металл сильно нагревается и плавится в месте соединения. В этом месте два куска сплавляются вместе. Иногда такую сварку называют точечной, потому что сварка может происходить только в одном небольшом месте (или точке) за один раз.

Кузнечная сварка - это первый вид сварки, который когда-либо использовался. При кузнечной сварке два куска металла нагревают до такой степени, что они почти плавятся. Затем их сбивают вместе молотками, пока они не станут единым целым.

Другие виды сварки, не использующие дугу, трудновыполнимы и обычно новые. Они также дорогостоящие. Большинство этих видов сварки выполняются только в особо необходимых случаях. Они могут использовать электронный луч, лазер или ультразвуковые звуковые волны.

Энергия для сварки

Любой вид сварки требует использования энергии. Обычно это тепловая энергия, но иногда для сварки используется сила. Когда используется тепло, оно может быть получено от электричества или от огня.

Источники питания для дуговой сварки

При дуговой сварке используется большое количество электроэнергии. Некоторые виды сварки используют переменный ток, как электричество в домах. Другие виды используют постоянный ток, как электричество в автомобиле или большинстве вещей с аккумулятором. Почти все виды сварки используют более низкое напряжение, чем электричество, поступающее от электростанции. Дуговая сварка требует использования специального источника питания, который делает электричество от электростанции пригодным для сварки. Источник питания понижает напряжение и контролирует силу тока. На источнике питания обычно есть регуляторы, которые позволяют изменять эти параметры. Для видов дуговой сварки, использующих переменный ток, иногда источник питания может выполнять специальные действия, чтобы заставить электричество чередоваться по-другому. Некоторые источники питания не подключаются к розетке, а вырабатывают собственное электричество. Такие источники питания имеют двигатель, который вращает головку генератора для выработки электроэнергии. Двигатель может работать на бензине, дизельном топливе или пропане.

Энергия для других видов сварки

OFW использует пламя от сжигания топливного газа и кислорода для нагрева металла. Таким горючим газом почти всегда является ацетилен. Ацетилен - это легковоспламеняющийся газ, который горит очень жарко, жарче, чем любой другой газ. Именно поэтому он используется чаще всего. Могут использоваться и другие газы, такие как пропан, природный газ или другие промышленные газы.

Некоторые виды сварки не используют тепло для получения сварного шва. Эти виды сварки могут нагреваться, но не заставляют металл плавиться. Примером такой сварки является кузнечная сварка. Сварка трением с перемешиванием - это особый вид сварки, при котором не используется тепло. В ней используется очень мощный двигатель и специальное вращающееся сверло, чтобы смешать металлы вместе на кромке. Это кажется странным, потому что металлы представляют собой твердое тело, поэтому для этого требуется много сил, и они очень твердые. Энергия для этого вида сварки - это механическая энергия от вращающегося долота.