Методите на заваряване
Методи на заваряване
Методите на заваряване се разделят на две основни групи: заваряване чрез стопяване и заваряване без стопяване. При заваряването без стопяване винаги се прилага силово въздействие върху заваряваните детайли. При заваряването чрез стопяване винаги се използва източник на топлина, който в голяма степен определя особеностите на дадения метод. Най-разпространени за заваряване чрез стопяване са електродъговитете методи. При тях заваряваните краища се нагряват от електрическа заваръчна дъга. Друга голяма група са методите на електросъпротивително заваряване (ЕСЗ). Най-разпространените методи на заваряване са:
Ръчното електродъгово заваряване е метод за заваряване на метални материали с използване на енергия от електрическа дъга. Дъгата гори между топящ се обмазан електрод (накратко – обмазан електрод или електрод) под формата на пръчка и заваряваното изделие. По правило методът се реализира ръчно. Механизираното заваряване с обмазани електроди е известно като гравитационно заваряване. Друга разновидност на метода е заваряването с лежащ електрод. От особено значение е типът на обмазката: рутилова, базична, кисела, целулозна и др. Голямо предимство на метода е възможността за реализиране в различни условия - например на открито. Най-широкото приложение на метода е в строителството.
МИГ/МАГ заваряване е Електродъгово заваряване в защитна газова среда с топящ се електрод. Дъгата гори между топящият се електроден тел и изделието. Електродът, дъгата и заваръчната вана се изолират от вредното въздействие на атмосферата посредством защитен газ. Електродът е под формата на тел. Използваните диаметри са 0.5, 0.6, 0.8, 1.2 и 1.6 mm (в условията на напълно механизирано заваряване се използват и телове с по-голям диаметър). По правило се използват плътни телове. За нелегирани, нисколегирани и хром-никелови стомани, а също така и за наваряване, са разработени и тръбни телове. При заваряване в защитна среда от инертен газ методът е МИГ. Когато защитният газ взаимодействува със основният метал методът е МАГ. Импулснодъговото МИГ/МАГ заваряване има съществени предимства пред конвенционалните технологии.
ВИГ заваряване (Волфрамов електрод - Инертен Газ). Електродъгово заваряване в защитна газова среда с нетопящ се електрод. Дъгата гори между нетопящият се волфрамов електрод и изделието. Защитният газ е инертен (аргон, хелий или смес на аргон и хелий).Електродите са с диаметри 0.5, 1.0, 1.2, 1.6, 2.0, 2.4, 3.2, 4.0, 4.8 mm (при механизирано заваряване до 12 mm). Те се състоят от волфрам (с висока температура на топене, с възможност за интензивно натоварване с електрически ток) и са сложно легирани с малки количество торий, цирконий, церий или други редкоземни елементи, които облекчават емисията на електрони. Допълнителният метал е под формата на пръчки за ръчно заваряване и под формата на тел при механизирано заваряване. Най-голямото предимство на метода е високата стабилност на провара. Импулсното ВИГ заваряване дава възможност за изключително качествено формиране на шева независимо от пространственото положение.
Подфлюсовото заваряване. Електродъговото заваряване със скрита дъга, горяща между електрода и изделието под слой от флюс. Електродът е под формата на тел или лента. Също така се използват тръбни телове и ленти. Дъгата и заваръчната вана се предпазват от съприкосновение с атмосферата чрез образуваната от разтопения флюс шлака. Диаметрите на електродния тел са 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 и 6.0 mm. Лентови електроди с ширини до 60 mm и дебелини между 0,5 и 0,8 mm се използват главно за наваряване. Могат едновременно да се използват няколко дъги за получаване на един шев, горящи в обща или отделни заваръчни вани. Флюсите са синтеровани, агломерирани или топени с голямо разнообразие по химичен състав, физикохимични и металургични свойства и киселинност. Методът е механизиран. Заваряваните дебелини са в много широк диапазон. Съществените предимства на метода започват да се проявяват при дебелини 6-8 mm (минималната дебелина е 1 mm). Реализиран е вариант за заваряване и в таванно положение. Това е един от най-производителните методи.
Електрошлаково заваряване. Заваряваните заготовки се поставят на определено разстояние една от друга, като заваръчният шев е ориентиран вертикално. От двете страни на съединението се поставят медни водоохлаждаеми кристализатори. В образувалата се междина се поддържа шлаковата вана, получавана чрез стопяването на флюс. Електродът под формата на тел, лента или друго сечение се подава в междината. Чрез стопяване на електрода и основния метал се формира металната вана. През електрода, шлаковата вана, металната вана и заваряваните заготовки се пропуска електрически ток. Топлината се отделя главно в шлаковата вана, която е отговорна и за защитата на течния метал от атмосферата. Методът е механизиран и дава възможност за заваряване на големи дебелини - до 2500 mm. Типичната схема на реализиране на процеса е с вертикално разположение на шева. Методът се реализира и за наваряване.
Точково електросъпротивително заваряване. Необходимата за образуването на заварено съединение топлина се отделя чрез електрически ток, преминаващ през зоната на заваряване, притежаваща определено електрическо съпротивление (джаулова топлина). За формиране на съединението е необходимо прилагането на натиск в зоната на заваряване. Токът се подава през електроди, чрез които се реализира и притискането. Освен нагряването много важен е процеса на пластично деформиране в зоната на съединяване. Процесът е механизиран, а продължителността обикновено не надхвърля 1 s.
Релефно електросъпротивително заваряване. Заваряваните заготовки контактуват по предварително създаден релеф (обикновено върху едната от тях). Релефът води до концентриране на отделянето на топлина и предаването на притискащата сила. По време на заваряването релефът се премахва напълно или частично. По много от параметрите си процесът е аналогичен на точковото електросъпротивително заваряване (ЕСЗ). Често релефът се оформя благодарение на формата на заготовките.
Ролково ЕСЗ. Завареното съединение се образува подобно на това при точковото заваряване.Електродите са ролки и разстоянието между точките може да се регулира. Когато точките се застъпват се образува непрекъснат херметичен шев. Изпълняването на отделните точки се реализира с или без спиране на въртенето на ролките. Токът и силата се предават на заготовките чрез електродните ролки или от електродна ролка и намиращ се от срещуположната страна дорник.Методът е механизиран и има много висока производителност.
Челно ЕСЗ. Методът има две разновидности - заваряване със и без затопяване на челните повърхнини на заготовките. При заваряването без затопяване детайлите се притискат един към друг и се пропуска електрически ток. Челните повърхнини и зоната около тях се нагряват и деформират. Притискането се запазва и след изключване на тока. Съединението се образува в твърдо състояние. Силата и токът се предават чрез челюсти. При заваряването със затопяване детайлите се приближават един към друг под напрежение. Първата фаза на процеса води до стопяване на челните повърхнини без реализирането на натиск. Токът се изключва и заготовките се притискат една към друга. Течният метал по челните повърхнини се изтласква и съединението се образува в твърдо състояние. Заваряваните сечения могат да достигат стотици хиляди квадратни милиметри. При заваряването без затопяване заготовките първо се притискат една към друга, а след това се включва заваръчният ток. В резултат на относително голямо контактно съпротивление между детайлите топлината се отделя предимно в зоната на контакта. С повишаването на температурата съпротивлението на метала срещу пластична деформация намалява и заготовките се деформират пластично при което част от метала се изтласква извън зоната на съединяване. При определена степен на пластичната деформация се спира пропускането на ток. Приложената сила се снема след изстиване на заготовките.
Методи на заваряване
Методите на заваряване се разделят на две основни групи: заваряване чрез стопяване и заваряване без стопяване. При заваряването без стопяване винаги се прилага силово въздействие върху заваряваните детайли. При заваряването чрез стопяване винаги се използва източник на топлина, който в голяма степен определя особеностите на дадения метод. Най-разпространени за заваряване чрез стопяване са електродъговитете методи. При тях заваряваните краища се нагряват от електрическа заваръчна дъга. Друга голяма група са методите на електросъпротивително заваряване (ЕСЗ). Най-разпространените методи на заваряване са:
Ръчното електродъгово заваряване е метод за заваряване на метални материали с използване на енергия от електрическа дъга. Дъгата гори между топящ се обмазан електрод (накратко – обмазан електрод или електрод) под формата на пръчка и заваряваното изделие. По правило методът се реализира ръчно. Механизираното заваряване с обмазани електроди е известно като гравитационно заваряване. Друга разновидност на метода е заваряването с лежащ електрод. От особено значение е типът на обмазката: рутилова, базична, кисела, целулозна и др. Голямо предимство на метода е възможността за реализиране в различни условия - например на открито. Най-широкото приложение на метода е в строителството.
МИГ/МАГ заваряване е Електродъгово заваряване в защитна газова среда с топящ се електрод. Дъгата гори между топящият се електроден тел и изделието. Електродът, дъгата и заваръчната вана се изолират от вредното въздействие на атмосферата посредством защитен газ. Електродът е под формата на тел. Използваните диаметри са 0.5, 0.6, 0.8, 1.2 и 1.6 mm (в условията на напълно механизирано заваряване се използват и телове с по-голям диаметър). По правило се използват плътни телове. За нелегирани, нисколегирани и хром-никелови стомани, а също така и за наваряване, са разработени и тръбни телове. При заваряване в защитна среда от инертен газ методът е МИГ. Когато защитният газ взаимодействува със основният метал методът е МАГ. Импулснодъговото МИГ/МАГ заваряване има съществени предимства пред конвенционалните технологии.
ВИГ заваряване (Волфрамов електрод - Инертен Газ). Електродъгово заваряване в защитна газова среда с нетопящ се електрод. Дъгата гори между нетопящият се волфрамов електрод и изделието. Защитният газ е инертен (аргон, хелий или смес на аргон и хелий).Електродите са с диаметри 0.5, 1.0, 1.2, 1.6, 2.0, 2.4, 3.2, 4.0, 4.8 mm (при механизирано заваряване до 12 mm). Те се състоят от волфрам (с висока температура на топене, с възможност за интензивно натоварване с електрически ток) и са сложно легирани с малки количество торий, цирконий, церий или други редкоземни елементи, които облекчават емисията на електрони. Допълнителният метал е под формата на пръчки за ръчно заваряване и под формата на тел при механизирано заваряване. Най-голямото предимство на метода е високата стабилност на провара. Импулсното ВИГ заваряване дава възможност за изключително качествено формиране на шева независимо от пространственото положение.
Подфлюсовото заваряване. Електродъговото заваряване със скрита дъга, горяща между електрода и изделието под слой от флюс. Електродът е под формата на тел или лента. Също така се използват тръбни телове и ленти. Дъгата и заваръчната вана се предпазват от съприкосновение с атмосферата чрез образуваната от разтопения флюс шлака. Диаметрите на електродния тел са 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 и 6.0 mm. Лентови електроди с ширини до 60 mm и дебелини между 0,5 и 0,8 mm се използват главно за наваряване. Могат едновременно да се използват няколко дъги за получаване на един шев, горящи в обща или отделни заваръчни вани. Флюсите са синтеровани, агломерирани или топени с голямо разнообразие по химичен състав, физикохимични и металургични свойства и киселинност. Методът е механизиран. Заваряваните дебелини са в много широк диапазон. Съществените предимства на метода започват да се проявяват при дебелини 6-8 mm (минималната дебелина е 1 mm). Реализиран е вариант за заваряване и в таванно положение. Това е един от най-производителните методи.
Електрошлаково заваряване. Заваряваните заготовки се поставят на определено разстояние една от друга, като заваръчният шев е ориентиран вертикално. От двете страни на съединението се поставят медни водоохлаждаеми кристализатори. В образувалата се междина се поддържа шлаковата вана, получавана чрез стопяването на флюс. Електродът под формата на тел, лента или друго сечение се подава в междината. Чрез стопяване на електрода и основния метал се формира металната вана. През електрода, шлаковата вана, металната вана и заваряваните заготовки се пропуска електрически ток. Топлината се отделя главно в шлаковата вана, която е отговорна и за защитата на течния метал от атмосферата. Методът е механизиран и дава възможност за заваряване на големи дебелини - до 2500 mm. Типичната схема на реализиране на процеса е с вертикално разположение на шева. Методът се реализира и за наваряване.
Точково електросъпротивително заваряване. Необходимата за образуването на заварено съединение топлина се отделя чрез електрически ток, преминаващ през зоната на заваряване, притежаваща определено електрическо съпротивление (джаулова топлина). За формиране на съединението е необходимо прилагането на натиск в зоната на заваряване. Токът се подава през електроди, чрез които се реализира и притискането. Освен нагряването много важен е процеса на пластично деформиране в зоната на съединяване. Процесът е механизиран, а продължителността обикновено не надхвърля 1 s.
Релефно електросъпротивително заваряване. Заваряваните заготовки контактуват по предварително създаден релеф (обикновено върху едната от тях). Релефът води до концентриране на отделянето на топлина и предаването на притискащата сила. По време на заваряването релефът се премахва напълно или частично. По много от параметрите си процесът е аналогичен на точковото електросъпротивително заваряване (ЕСЗ). Често релефът се оформя благодарение на формата на заготовките.
Ролково ЕСЗ. Завареното съединение се образува подобно на това при точковото заваряване.Електродите са ролки и разстоянието между точките може да се регулира. Когато точките се застъпват се образува непрекъснат херметичен шев. Изпълняването на отделните точки се реализира с или без спиране на въртенето на ролките. Токът и силата се предават на заготовките чрез електродните ролки или от електродна ролка и намиращ се от срещуположната страна дорник.Методът е механизиран и има много висока производителност.
Челно ЕСЗ. Методът има две разновидности - заваряване със и без затопяване на челните повърхнини на заготовките. При заваряването без затопяване детайлите се притискат един към друг и се пропуска електрически ток. Челните повърхнини и зоната около тях се нагряват и деформират. Притискането се запазва и след изключване на тока. Съединението се образува в твърдо състояние. Силата и токът се предават чрез челюсти. При заваряването със затопяване детайлите се приближават един към друг под напрежение. Първата фаза на процеса води до стопяване на челните повърхнини без реализирането на натиск. Токът се изключва и заготовките се притискат една към друга. Течният метал по челните повърхнини се изтласква и съединението се образува в твърдо състояние. Заваряваните сечения могат да достигат стотици хиляди квадратни милиметри. При заваряването без затопяване заготовките първо се притискат една към друга, а след това се включва заваръчният ток. В резултат на относително голямо контактно съпротивление между детайлите топлината се отделя предимно в зоната на контакта. С повишаването на температурата съпротивлението на метала срещу пластична деформация намалява и заготовките се деформират пластично при което част от метала се изтласква извън зоната на съединяване. При определена степен на пластичната деформация се спира пропускането на ток. Приложената сила се снема след изстиване на заготовките.