Сварка

         -дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)

         -дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)

         -дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)

         -дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) (MIG-MAG)

         -дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс) 

         Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки. 

         Защитные  покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных  ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва. 

         Наибольшее  применение имеют средне — и толстопокрытые сварочные электроды, предназначенные  для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных  цехах или на заводах. 

         В последнее время получает распространение плазменная сварка, где дуга между инертными неплавящимися электродами используется для высокотемпературного нагрева промежуточного носителя, например — водяного пара. Известна также сварка атомарным водородом, получаемым в дуге между вольфрамовыми электродами, и выделяющем тепло при рекомбинации в молекулы на свариваемых деталях. 

         Сварка  неплавящимся электродом

         В англоязычной литературе известно как en:gas tungsten arc welding (GTA welding, TGAW) или tungsten inert gas welding (TIG welding, TIGW), в немецкоязычной литературе — de:wolfram-inertgasschweißen (WIG). 

         В качестве электрода используется стержень, изготовленный из графита или  вольфрама, температура плавления  которых выше температуры, до которой  они нагреваются при сварке. Сварка чаще всего проводится в среде защитного газа (аргон, гелий, азот и их смеси) для защиты шва и электрода от влияния атмосферы, а также для устойчивого горения дуги. Сварку можно проводить как без, так и с присадочным материалом. В качестве присадочного материала используются металлические прутки, проволока, полосы.[4]

         Сварка  плавящимся электродом

         В англоязычной иностранной литературе именуется как en:gas metal arc welding (GMA welding, GMAW), в немецкоязычной литературе — de:metallschutzgasschweißen (MSG). Разделяют сварку в атмосфере инертного газа (metal inert gas, MIG) и в атмосфере активного газа (metal active gas, MAG). 

         В качестве электрода используется металлическая  проволока, к которой через специальное  приспособление (токопроводящий наконечник) подводится ток. Электрическая дуга расплавляет проволоку, и для обеспечения постоянной длины дуги проволока подаётся автоматически механизмом подачи проволоки. Для защиты от атмосферы применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки вместе с электродной проволокой. Следует заметить, что углекислый газ является активным газом — при высоких температурах происходит его диссоциация с выделением кислорода. Выделившийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители (такие, как марганец и кремний). Другим следствием влияния кислорода, также связанным с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в аргоне или гелии.

         Ручная  дуговая сварка

         В англоязычной литературе именуется  en:shielded metal arc welding (SMA welding, SMAW) или manual metal arc welding (MMA welding, MMAW). 

         Для сварки используют электрод с нанесённым на его поверхность покрытием (обмазкой). 

         При плавлении обмазки образуется защитный слой, отделяющий зону сварки от атмосферных  газов (азота, кислорода), и способствующий легированию шва, повышению стабильности горения дуги, удалению неметаллических включений из металла шва, формированию шва и т. д. В зависимости от типа электрода и свариваемых материалов электросварка производится постоянным током обeих полярностей или переменным током. 

         Ручная (TIG) и полуавтоматическая (MIG, MAG) импульсная сварка алюминия является более сложным процессом, чем электродуговая сварка чёрных металлов. Причиной тому — уникальные свойства алюминиевых сплавов, за которые они и ценятся.

         Сварка  под флюсом

         В этом виде сварки конец электрода (в  виде металлической проволоки или стержня) подаётся под слой флюса. Горение дуги происходит в газовом пузыре, находящемся между металлом и слоем флюса, благодаря чему улучшается защита металла от вредного воздействия атмосферы и увеличивается глубина проплавления металла. 

         Газовая, или газоплавильная сварка — сварка плавлением с применением смеси кислорода и горючего газа, преимущественно ацетилена; реже — водорода, пропана, бутана, блаугаза, бензина и т. д. Тепло, выделяющееся при горении смеси кислорода и горючего газа, оплавляет свариваемые поверхности и присадочный материал с образованием сварочной ванны — металла свариваемого шва, находящегося в жидком состоянии. Пламя может быть окислительным или восстановительным, это регулируется количеством кислорода. В зависимости от состава основного металла выбирают состав присадочных прутков; а в зависимости от толщины основного металла — диаметр. 

         Газовая сварка характеризуется плавным  и медленным нагревом металла, что  обусловливает основные области  его применения для сварки:

         -сталей малых толщин (0,2-5 мм), с увеличением толщины металла в связи с медленным нагревом снижается производительность;

         -цветных металлов;

         -инструментальных сталей, требующих постепенного мягкого нагрева и замедленного охлаждения;

         -чугуна и некоторых специальных сталей, требующих подогрева при сварке; 

         А также для ремонтных работ, твердой  пайки и некоторых видов наплавочных  работ.

         

         Электрошлаковая сварка (ЭШС) — вид электрошлакового процесса, сварочная технология, использующая для нагрева зоны плавления тепло шлаковой ванны, нагреваемой электрическим током. Шлак защищает зону кристаллизации от окисления и насыщения водородом. В холодном металле растворимость водорода на 2 порядка ниже, чем в жидком, а в атмосфере водорода всегда хватает. Поэтому, если металл без специальной защиты расплавить, а потом быстро охладить, то выходящий водород может спровоцировать образование трещин.

         

         Плазменная  сварка

         Источником  теплоты является плазменная струя, получаемые при ионизации рабочего газа в промежутке между электродами, одним из которых может быть свариваемое изделие либо оба электрода находятся в плазменной горелке — плазмотроне. Струя плазмы сжимается и ускоряется под действием электромагнитных сил, оказывая на свариваемое изделие как тепловое так и газодинамическое воздействие. Помимо собственно сварки этот способ часто используется для технологических операций наплавка, напыление и резка.

         Электронно-лучевая  сварка

         Источником  теплоты является электронный луч, получаемый за счёт термоэлектронной эмиссии с катода электронно-лучевой пушки. Сварка ведётся в высоком вакууме 10−3 — 10−4 Па в вакуумных камерах. Известна также технология сварки электронным лучом в атмосфере нормального давления, когда электронный луч покидает область вакуума непосредственно перед свариваемыми деталями.

         Лазерная  сварка

         Источником  теплоты служит лазерный луч. Применяют  лазерные установки всех видов.

         Контактная  стыковая сварка оплавлением

         Источником  теплоты служит плоский нагревательный элемент, покрытый PTFE. Сварка делится на 5 этапов: нагрев под давлением, прогрев массы, вывод нагревательного элемента, сварка, затвердевание.

         Сварка  с закладными нагревателями

         Источником  теплоты служит элементы сопротивления  запаянные в сварной муфте. 

         Термомеханический класс

         Контактная  сварка

         При сварке происходят два последовательных процесса: нагрев свариваемых изделий до пластического состояния и их совместное пластическое деформирование. Основными разновидностями контактной сварки являются: точечная контактная сварка, стыковая сварка, рельефная сварка, шовная сварка. 
 

         Точечная  сварка

         При точечной сварке детали зажимаются в  электродах сварочной машины или  специальных сварочных клещах. После  этого между электродами начинает протекать большой ток, который  разогревает металл деталей в  месте их контакта до температур плавления. Затем ток отключается и осуществляется «проковка» за счёт увеличения силы сжатия электродов. Металл кристаллизуется при сжатых электродах и образуется сварное соединение.

         Стыковая  сварка

         Заготовки сваривают по всей плоскости их касания. В зависимости марки металла, площади сечения заготовок и требований к качеству соединения стыковую сварку можно выполнять одним из способов.

         Стыковая  сварка сопротивлением

         Заготовки, установленные и закреплённые в  стыковой машине, прижимают одну к  другой усилием определённой величины, после чего по ним пропускают электрический ток. При нагревании металла в зоне сварки до пластического состояния происходит осадка. Ток выключают до окончания осадки. Данный способ сварки требует механической обработки и тщательной зачистки поверхностей торцов заготовок. 

         Неравномерность нагрева и окисление металла  на торцах заготовок понижают качество сварки сопротивлением, что ограничивает область её применения. С увеличением  сечения заготовок качество сварки снижается особенно заметно, главным образом из-за образования окислов в стыке.

         Стыковая  сварка непрерывным  оплавлением

         Состоит из двух стадий: оплавления и осадки. Заготовки устанавливают в зажимах  машины, затем включают ток и медленно сближают их. При этом торцы заготовок касаются в одной или нескольких точках. В местах касания образуются перемычки, которые мгновенно испаряются и взрываются. Взрывы сопровождаются характерным выбросом из стыка мелких капель расплавленного металла. Образующиеся пары металла играют роль защитной атмосферы и уменьшают окисление расплавленного металла. При дальнейшем сближении заготовок образование и взрыв перемычек происходят на других участках торцов. В результате заготовки прогреваются в глубину, а на торцах возникает тонкий слой расплавленного металла, облегчающий удаление окислов из стыка. В процессе оплавления заготовки укорачиваются на заданный припуск. Оплавление должно быть устойчивым (непрерывное протекание тока при отсутствии короткого замыкания заготовок), особенно перед осадкой. 

         При осадке скорость сближения заготовок  резко увеличивают, осуществляя  при этом пластическую деформацию на заданный припуск. Переход от оплавления к осадке должен быть мгновенным, без  малейшего перерыва. Осадку начинают при включённом токе и завершают  при выключенном. 

         Стыковая  сварка непрерывным оплавлением  обеспечивает равномерный прогрев  заготовок по сечению, торцы заготовок  перед сваркой не требуют тщательной подготовки, можно сваривать заготовки  с сечением сложной формы и  большой площадью, а также разнородные металлы и позволяет получать стабильное качество стыков. Её существенным преимуществом является также возможность сравнительно легко автоматизировать процесс. 

         Стыковую  сварку оплавлением применяют для  соединения заготовок сечением до 10 м². Типичными изделиями являются элементы трубчатых конструкций, колеса, кольца, рельсы, железобетонная арматура, листы, трубы.

         Рельефная сварка

         На  деталях для сварки предварительно создают рельефы — локальные  возвышения на поверхности размером несколько миллиметров в диаметре. При сварке контакт деталей происходит по рельефам, которые расплавляются, проходящим через них, сварочным током. При этом происходит пластическая деформация рельефов, выдавливаются оксиды и загрязнения. После прекращения протекания сварочного тока происходит кристаллизация расплавленного металла и образование соединения. Преимуществом данного вида сварки является возможность получения за один цикл нескольких сварных соединений высокого качества.