Сварка металла

Нужна обработка металла? Перезвоним, чтобы обсудить детали

Сварка - это технологический процесс, представляющий собой соединение двух металлических частей при помощи их расплавления с последующим охлаждением, что приводит к объединению кристаллических решеток элементов.

Цельное соединение, выполненное сваркой, называется сварочным швом. Металлические детали обычно соединяют сваркой. Применяется также сварка неметаллов - пластиков, керамики или их комбинации.

Развитие технологии в настоящее время позволяет проводить сварочные работы не только на промышленных предприятиях, но также в монтажных и полевых условиях. Эту работу можно выполнять в поле, в открытом море, под водой и даже в вакууме. Процесс травмоопасен и требует соблюдать все необходимые меры предосторожности. В мире существует более 150 видов сварочных процессов.

Для соединения металлических частей друг с другом существует несколько способов, которые бывают способами временного соединения и способами постоянного соединения. К временным соединениям относят соединение деталей и частей при помощи шплинтов, шарниров и крепежных деталей. К постоянным соединениям можно отнести сварку, заклепки и клей. Процесс сваривания металлов имеет ряд своих преимуществ и недостатков.

Сварка метала

Преимущества и недостатки сварных соединений

Преимущества сварки металла:

  • прекрасная прочность сварного соединения, которая очень часто превышает прочность основного металла;
  • полная герметичность сварочного шва, при правильном технологическом процессе;
  • шов образуется путем расплавления металла с последующим его охлаждением, в связи с этим не требуется делать отверстия в пластинах под заклепки и другие соединительные элементы;
  • прочность несущей поверхности остается без изменений, что является основополагающим фактором при строительстве с применением металлоконструкций;
  • возможность изменения механических свойств сварного шва, путем добавления специальных присадочных материалов;
  • форма сварного шва может быть различной, без изменения своих прочностных свойств;
  • возможность соединения различных по своим физическим характеристикам металлов.

Недостатки металлических сварных швов:

  • изменение физико-механических свойств металла возле шва, в связи с перепадом температур в процессе сваривания;
  • в связи с образованием остаточного напряжения внутри металла, которое образуется в процессе нагрева и резкого охлаждения поверхности свариваемых металлов, уменьшается несущая способность всей металлической конструкции;
  • в связи с перепадом температур при нагреве и охлаждении возможна деформация смежных металлических частей конструкции;
  • при долгом использовании в условии вибрации сваренные металлические конструкции гораздо быстрее выходят из строя по сравнению с конструкциями, которые крепятся с помощью заклепок.

Основные виды сварки металлов

Существует огромное количество различных методов технологии, однако востребованными считаются следующие пять видов:

  • дуговая;
  • сварка при помощи электрода из вольфрама;
  • с инертным газом;
  • с использование порошковой проволоки;
  • кислородно-ацетиленовая газовая сварка.

Дуговая сварка

Дуговая сварка - самый популярный вид, представляет собой расплавление металла при помощи «стержня» (электрода), через который проходит электрический разряд и образует дугу на поверхности металла; рабочая часть и электрод расплавляются и образуют ванну расплавленного металла, которая посте остывания образует шов. В связи с тем, что воздух при контакте с варочной ванной вызывает окисление, для защиты зоны сварки применяют специальный газ, пар или шлак. Благодаря тому, что электрическая дуга создает температуру до 3500 ℃, углеродистая сталь плавится без проблем.

Преимущества дуговой сварки:

  • возможность работы как от постоянного, так и от переменного тока;
  • быстрое достижение высоких температур для расплавления металла;
  • довольно простой в использовании сварочный агрегат.

Сферы применения:

  • машиностроение;
  • автомобилестроение;
  • строительство;
  • строительство кораблей.

Основные недостатки этого метода:

  • данный вид применяется только для толстолистового металла;
  • нельзя применять ее для химически активный металлов, таких как титан и алюминий.

У каждого процесса дуговой сварки есть плюсы и минусы. Каждый может производить качественные сварные швы; аналогично, каждый из них может давать дефектные сварные швы при неправильной эксплуатации.

Как правило, процессы с газовой защитой обеспечивают более чистый металл сварного шва и лучшие механические свойства. Процессы с флюсами проще в использовании, но они могут иметь микровключения, более высокий уровень кислорода и более низкие механические свойства.

Таким образом, в зависимости от приложения, желаемой стоимости и требуемого уровня качества любой из процессов может быть «лучшим», если они используются должным образом.

Сварка при помощи электрода из вольфрама

Сварка tig

Также называется сварка TIG (сварка вольфрама в инертном газе). Как следует из названия, для нее используется вольфрамовый электрод. Область стыка необходимо защищать от атмосферного загрязнения аргоном или гелием, а также применять присадочный металл. Данный вид применяется для соединения деталей и элементов из цветного металлопроката: медь, никель, алюминий, титан.

Преимущества сварки с вольфрамовым электродом:

  • получение очень прочных и чистых швов;
  • возможность осуществления обработки как автоматическим, так и вручную.

Области применения такого вида:

  • ремонт автомобильных кузовов;
  • автомобильная промышленность;
  • авиационное машиностроение, а также ракетостроение.

Недостатки технологии:

  • довольно кропотливая и точная технология;
  • возможность применять только для тонких металлов;
  • специалисты выполняющие сварочные работы должны проходить специальное обучение.

Сварка с инертным газом

Это процесс быстрой сварки с помощью инертного газа, который подается через сварочную горелку при помощи сопла. В качестве газа применяется смесь оксида углерода и аргона. В процессе сваривания проволочный электрод полностью расплавляется и в сварочной ванне смешивается с расплавляемым металлом, образуя прочное соединение.

Преимущества этого вида:

  • соединение совершенно разнородных металлов;
  • высокая скорость;
  • возможность полной автоматизации процесса;
  • получение высококачественных швов.

Сферы применения сварки с инертным газом:

  • используется для большинства видов сваривания листового металлопроката;
  • производство высокоточных сосудов высокого давления;
  • автомобилестроение.

Недостатки:

  • обязательная предварительная подготовка поверхности свариваемых металлов;
  • невозможность сваривания толстого металлопроката;
  • невозможность осуществления сварки на открытом воздухе.

Сварка при помощи порошковой проволоки

Представляет собой безостановочную подачу сварочной проволоки под высоким напряжением. По конструкционным особенностям сварочная проволока может быть само защищённой (флюсовый сердечник расплавляется) или применяться в среде защитного газа, который подается в рабочее пространство из дополнительного баллона под высоким давлением.

Преимущества сварки при помощи порошковой проволоки:

  • производство толстых и прочных швов;
  • по сравнению с другими видами, этот метод имеет самую высокую скорость наплавки.

Область применения:

  • обслуживание и ремонт железных дорог;
  • промышленные трубопроводные магистрали;
  • кораблестроение.

Основные недостатки метода:

  • высокая стоимость порошковой проволоки;
  • высока вероятность шлаковых включений;
  • толстые и не эстетичные швы.

Кислородно-ацетиленовая газовая сварка

Данный вид предусматривает использование кислорода и топливного газа одновременно. Благодаря контролю подачи газов удается корректировать мощность пламени. Способ позволяет разогревать металл до 3200 0С. Наиболее распространенными газами при данной технологии являются: бутан, пропан и водород.

Преимущества данной сварки:

  • дешевизна процесса и оборудования;
  • четки контроль мощности пламени.

Сфера применения:

  • соединение черных и цветных металлов;
  • производство листового металлопроката;
  • возможности сварки тонкого металла;
  • авиастроение и машиностроение.

Основные недостатки технологии:

  • в отличие от дуговой сварки, рабочая температура ниже;
  • невозможность применять с химически активными металлами.
Сварочные работы

Использование сварки металла

Строительство включает в себя множество отраслей - транспорт, нефть и газ, телекоммуникации, энергетику, производство и многие другие. Строительная отрасль обширна и разнообразна и делится на три основных сектора, которые различаются типом создаваемых структур. Эти секторы - строительство, инфраструктура и промышленность. Применение сварки важно для всех трех секторов.

Применение сварки в строительстве

Как следует из названия, сектор строительства зданий включает в себя создание структур, в которых люди могут жить и работать. Этот сектор делится на жилой и нежилой. В строительстве зданий технология в основном используется при создании каркасов из металлических компонентов. Также она используется для соединения стальных двутавровых балок, ферм, колонн и нижних колонтитулов, чтобы поддерживать стены, крышу и полы здания. Эти компоненты разрезаются по форме и размеру, поднимаются на место и свариваются.

Конструкционная сварка не так широко применяется в небольших зданиях, как в высотных зданиях, где требуются тысячи металлических соединений.

Сварка в строительстве также используется для изготовления неструктурных компонентов здания, таких как брандмауэры, лестницы, поручни и балки перекрытий. Кроме того, сварщики вместе с другими профессионалами устанавливают различные системы в здании, а именно:

  • электросистемы - прокладка электропроводов;
  • сантехнические системы - установка водопроводных и канализационных труб;
  • системы вентиляции - установка форточек и вентиляционных труб;
  • топливные системы - монтаж газопроводов.

Сварка при строительстве инфраструктуры

Этот сектор отвечает за создание инфраструктуры, а именно: плотин, мостов, стадионов, автомагистралей, железных дорог, парковок, а также систем водоснабжения. Применение процесса в строительстве инфраструктуры в основном имеет структурный характер. Это связано с тем, что большинство конструкций, создаваемых в этом секторе, представляют собой мегаконструкции, которые полностью зависят от конструктивных надежных металлических каркасов, созданных с помощью сварки. Определенная инфраструктура, как например мосты, может состоять полностью из сварного металла. Другие, такие как плотины и водные системы, требуют сваривания трубных конструкций и магистралей.

Сфера промышленного строительства

Промышленное строительство охватывает все конструкции, которые используются в промышленности. Все строения и конструкции созданные в этом секторе, не являются самостоятельными, в основном они часть большой системы из множества компонентов и структур, которые работают вместе для определенных целей. К таким системам относятся производственные предприятия, нефтеперерабатывающие заводы, комбинаты, электростанции и многие другие. Промышленное строительство считается самым разноплановым сектором в данной сфере, поскольку охватывает множество отраслей. Применение сварки в этом секторе столь же разнообразно, как и сам сектор. Технология используется для изготовления и обслуживания структурных каркасов, трубопроводов, промышленного оборудования и опорных конструкций для крупных компонентов.

Стандарты, на основании которых проводится сварка металлов

В зависимости от вида, каждый из процессов регламентируется соответствующим стандартом:

  • дуговая сварка осуществляется в соответствии с ГОСТ 14771-76;
  • сварка при помощи электрода из вольфрама осуществляется по ГОСТ ISO 9692-1-2016;
  • с инертным газом - ГОСТ 14771-76;
  • при помощи порошковой проволоки - ВСН 427-81;
  • кислородно-ацетиленовая газовая сварка - ГОСТ 29090-91.

Каждый стандарт предусматривает следующие основные показатели и характеристики сварочного процесса, а именно:

  • тип соединения свариваемых металлов: стыковое, угловое, тавровое, нахлесточное;
  • форму подготовленных кромок: с отбортовкой двух кромок, с отбортовкой одной кромки, без скоса кромок, со скосом одной кромки, с криволинейным скосом одной кромки, с ломаным скосом (одной или двух кромок), с двумя симметричными криволинейными или ломаными скосами и многие другие;
  • классификация выполненного шва: односторонний, на съемной подкладке, на остающейся подкладке, замковый или двусторонний;
  • основные конструктивные элементы сварных соединений, а также максимально допустимые отклонения по размерам и возможные допуски;
  • класс сварки: термический, термомеханический и механический;
  • тип защитного газа: активный газ, инертный газ (со струйной защитой или в контролируемой атмосфере), смесь активного и инертного газов;
  • виды защиты металла в зоне проведения сварки: на открытом воздухе, в вакууме, в области защитного газа, в пене, при помощи флюса, под флюсом а также с комбинированной защитой.

Сварка металла занимает важную позицию в промышленности, более чем 90% высокотехнологичного оборудования и агрегатов производится с ее помощью. За счет данного технологического процесса удается соединить различные части металла друг с другом быстро, в связи с тем, что при расплавлении металла кристаллическая решетка материала меняется, шов получается достаточно прочным, выдерживает огромные нагрузки и устойчив к окружающей среде.

Заказать услуги сварки металла в Атырау можно на сайте «Велунд Сталь». Вы можете оставить заявку на услуги сваривания металла на нашем сайте или по телефону.