Что происходит с металлом при сварке


Сварка металла: оборудование, технологии, ошибки

Сварка металла позволяет соединять различные детали и создавать сложные конструкции. Ее применяют при строительстве мостов, зданий, прокладке трубопроводов, создании сложных деталей. Сваривать вместе детали можно не только на специальном предприятии, но и далеко от городов, линий электропередач.

Метод соединения деталей свариванием осваивают профессионалы, любители. В гаражах, сараях умельцы воплощают в жизнь свои задумки, ремонтируют различные механизмы, делают полезные в хозяйстве вещи.

Сварка металла

Как правильно варить

Со стороны сварочные работы не представляет сложности. Однако опытные сварщики по металлу рекомендуют сначала изучить теорию и попрактиковаться на ненужных вещах, а только потом приступать к работе.

Мало соединить вместе 2 железки. Такой шов лопнет при первом ударе. Важно научиться сваривать металл, чтобы он не терял своих характеристик. Только правильно разогретая ванна, смешанные вместе расплавы краев деталей способны образовать прочное, герметичное соединение.

Технология проведения работ

Различают около 100 видов сварки металла. Применяют в основном технологию электродуговой сварки электродами, проволокой, пластинами.

Технология сваривания заключается в нагреве металла до жидкого состояния и его дальнейшем смешивании. Для соединения разных деталей используют расплавленную проволоку или сам электрод.

Типы сварочных аппаратов

По производительности, мощности сварочные аппараты можно разделить на два типа: бытовые, промышленные. Первыми можно сваривать детали толщиной до 5–6 мм. Промышленное оборудование способно долго работать без остановки.


Сварка металлов происходит за счет нагрева до высоких температур. Расплавление достигается различными способами. Каждому из них соответствует свое оборудование. Оно делится на группы по принципу работы:
  • трансформаторы;
  • инверторы;
  • выпрямители;
  • TIG-аппараты;
  • полуавтоматы;
  • спотеры.

Кроме того, применяются аппараты для газовой обработки металлических заготовок, холодная сварка, создающая высокое давление и другие виды соединения деталей.

Сварочные аппараты

Трансформаторные

Классические сварочные аппараты были изобретены первыми. Они просто понижали напряжение тока, оставляя его переменным. Силовой трансформатор понижает напряжение сети до значений холостого хода — 50–60В. По настройке параметров работы различают следующие типы оборудования:

  • тиристорные — фазовая регулировка;
  • с магнитным рассеиванием;
  • со стандартным рассеиванием.

Недостаток аппарата заключается в нестабильной дуге из-за переменного тока. Трансформаторы отличаются крупными габаритами и большим потреблением энергии.

Инверторы

Инверторы создают оптимальные условия для сварки металлов. Они выравнивают переменный ток и делают его высокомощным, регулируемым с большой точностью. Работают инверторы от потребительской сети 220V с частотой 50Грц, промышленной в 380 V.В процессе преобразования, ток проходит:

  • сетевой выпрямитель;
  • частотный преобразователь;
  • высокочастотный трансформатор;
  • силовой выпрямитель.

Инверторы настраиваются на работу с прямым, обратным током. Работают с электродами любого типа, варят высоколегированные черные, цветные металлы. Они имеют защиту от перепадов, скачков напряжения. Подходят для обучения новичков, поскольку имеют стабильную дугу.

Для работы с постоянным током используют и выпрямители, которые состоят из диодов и полупроводников. Они преобразуют переменный ток в постоянный, позволяют регулировать его величину. Тонкой настройки не имеют.

Все остальные виды сварочного оборудования представляют собой различные варианты трансформатора и инвертора.

Пошаговая инструкция по проведению сварочных работ

Перед началом сваривания необходимо проверить место проведения работ на соответствие технике безопасности. На участке не должно быть лишних предметов, особенно легковоспламеняющихся, луж с водой, разлитого масла.

Следует проверить на исправность и подключить оборудование. Плита должна быть заземлена. На деталь цепляется зажим с соответствующим значением тока. Заготовка подготовлена к сварке, если выполнены следующие действия:

  • места соединений зачищены;
  • заготовка установлена на сборочную плиту или стеллаж и закреплена;
  • детали соединены между собой прихватами или зажаты в специальном устройстве.

Начинать варить следует после полной подготовки места, оборудования и инструмента.

Инструменты и средства защиты

Кроме зажима для электродов у сварщика всегда должен быть с собой тонкий металлический молоток, чтобы отбивать шлак. Шов проверяется на наличие непроваров, подрезов, волчков. При необходимости режим работы можно изменить.

Сварка относится к числу вредных и опасных работ. Соблюдение техники безопасности особенно важно для начинающих работников, которые еще не имеют практических навыков. При проведении сварочных работ можно получить повреждения разного типа: поражение током, ожоги, поражение глаз, отравление парами при сгорании флюса.

Обязательные средствами защиты для сварщика при работе являются:

  • маска;
  • рукавицы или перчатки;
  • штаны и куртка;
  • рабочие ботинки;
  • брезент.

Маска с темным стеклом защищает глаза от слепящего света, возникающего при сваривании. Рукавицы и костюм из негорючих материалов закрывают кожу от брызг металла и искр.


При работе вне оборудованного сварочного поста рабочему может понадобиться брезент. Им он закрывает предметы, которые невозможно убрать. Например, стену и стоящую рядом мебель при сварке труб водопровода или отопления в доме.Инструменты и средства защиты

Какие электроды использовать

Толщина металла и количество накладываемых швов определяют диаметр электрода. При сварке деталей большой толщины корневой шов прокладывается тонким электродом 2–3 мм. В дальнейшем используют четверку. При толщине листа более 20 возможно применение электрода диаметром 6 мм.

Для сваривания конструкций из низколегированных сталей, применяют электроды с обмазкой марок: УОНИ, ОЗС, АНО. Они широко используются в создании строительных конструкций, при прокладке трубопроводов и сварке других деталей, к которым предъявляются высокие требования в прочности соединений.

При сварке высоколегированных и углеродистых старей специалисты рекомендуют использовать хромоникелевые электроды марки ЭА 395.

Качественную сварку цветных металлов производят с помощью рутиловых электродов серии МР 3С. Вольфрамовые неплавящиеся марки WC 20 подходят для соединения деталей из сплавов цветных металлов.

Хромоникелевые и рутиловые электроды рекомендуют для обучения процессу сварки. Они легко зажигаются, хорошо держат дугу.

Электроды с рутиловым и другими специальными покрытиями считаются универсальными. Они могут работать на любом токе, шов ложится по горизонтали. Вертикаль только снизу-вверх. Разбрызгивание металла минимальное. После них переходить на УОНИ и другие марки тяжело, но только освоив классические электроды, можно стать сварщиком.

Подготовка

Перед началом работы следует провести подготовку металла под сварку. Поверхность заготовки должна быть очищена от грязи, масел, ржавчины. Пленки окислов удаляются химическим путем непосредственно перед сваркой.

Если толщина шва превышает 3–5 мм, следует разделать кромки на станке, сняв их под углом 45⁰.

Свариваемые детали соединяются прихватами. При массовом производстве могут использоваться специальные приспособления.

Зачистка места соединения

Подключение

Перед работой проверяется состояние оборудования и заземление. Затем к детали подключается 0 или минус, в зависимости от типа применяемого тока. Оборудование включается в сеть и производится настройка режимов. После этого вставляется электрод, включается сварочный аппарат.

Сварочный процесс

Перед тем как варить аппарат настраивается на нужный режим работы в соответствии с толщиной, материалом детали и рекомендованными для электродов токами. После этого можно приступить непосредственно к сварке.

  1. Зажечь дугу.
  2. Нагреть сварочную ванну.
  3. Электродом перемещать расплавленный металл вдоль шва, обеспечивая соединение кромок.

Во время проведения работ следует следить, чтобы флюс не оставался в шве, а расплавлялся и всплывал.

Какие могут быть ошибки

Неправильно выбранный ток — при его низком значении будет постоянно тухнуть дуга и прерываться шов. Высокое значение тока ведет к проплавлению, прожиганию насквозь тела сварных конструкций из металла.

Выход шлака регулируется углом наклона электрода и зависит от его типа. Если ванна перемещается быстро, остаются шлаковые включения в шве.

Высоколегированные стали перед обработкой нужно подогревать, в противном случае материал кромки не успеет расплавиться или образуется переходная зона.

Сварку цветных металлов необходимо проводить специальными электродами в среде защитного газа. Полярность тока должна быть прямой, чтобы плавился металл, покрытый окислами.

Что можно изготовить

Свариванием соединяют элементы изделий, выполненные с помощью холодной ковки. В результате получают ажурные заборы, неповторимую по красоте садовую мебель и другие поделки из металла. Умельцы превращают старые болты и гайки в очаровательных животных, морских монстров.

Сварочное воздействие на упрочненную сталь

Как я упоминал в выпуске за сентябрь / октябрь, сварка может сильно повлиять на упрочненные или закаленные металлы, в зависимости от используемой техники закалки.

Методы закалки и сварочные эффекты

Металлы с деформационным упрочнением или деформацией , подвергнутые интенсивной локальной сварке, имеют тенденцию к рекристаллизации и размягчению в зоне термического влияния (HAZ). Если предположить, что используется правильный присадочный металл, единственная затронутая область - это ЗТВ.Добавка и присадочный металл не подвергаются рекристаллизации и остаются такими же прочными, как и основной металл. Это объясняет, почему, когда вы имеете дело со сталью с деформационным упрочнением или деформационной закалкой, отказы обычно происходят в зоне термического влияния непосредственно рядом со сварным швом, а не непосредственно в стыке.

Это особенно верно для холоднокатаной стали, кованого железа и тянутого или прокатанного алюминия. При работе с этими материалами решающее значение имеет конструкция стыков, и вы должны принимать во внимание степень нагрузки, которую готовая деталь будет испытывать при эксплуатации.

Металлы с дисперсионным упрочнением претерпевают более сложные изменения, чем металлы с механической закалкой, но конечный результат аналогичен: ЗТВ проходит цикл отжига и становится мягче. Это потому, что осадок, придающий металлу прочность, растет и сгущается под действием тепла - он стареет. Это снижает эффекты дисперсионного твердения. Чем выше температура, тем быстрее металл достигает перезаряженного или ослабленного состояния. Термическая обработка после сварки может исправить это, если вы тщательно выбираете присадочный металл в соответствии с характеристиками старения основного металла.

Металлы, закаленные твердым раствором , имеют наименьшее количество изменений при сварке. На линии плавления наблюдается небольшой рост зерна, но обычно его недостаточно, чтобы повлиять на свойства металла.

Закаленные трансформацией металлы реагируют во многом так же, как закаленные в твердом растворе металлы, при условии, что они обладают достаточной способностью к закаливанию для образования мартенсита во время термообработки или образования мартенсита при предыдущих термообработках. Температурный профиль трансформационно-упрочненного металла идентифицирует четыре основных области в ЗТВ, причем подвод тепла определяет как ширину ЗТВ, так и ширину каждой области.

Чем выше погонная энергия, тем шире зона термического влияния и тем медленнее скорость охлаждения. Более медленные скорости охлаждения менее склонны к образованию мартенситных областей. Следовательно, вы можете уменьшить хрупкость шва после сварки путем предварительного нагрева, чтобы замедлить скорость охлаждения, хотя вам также может потребоваться дополнительный нагрев сварного шва для дальнейшего замедления охлаждения. Это также означает, что чем тверже ЗТВ, чем больше мартенсита и чем больше мартенсита, тем больше вероятность растрескивания.

Преимущества термической обработки

Вследствие всего этого термическая обработка после сварки часто очень полезна для поддержания прочности сварного соединения, поскольку она смягчает или закаливает любой мартенсит или бейнит, образовавшийся в ЗТВ.Он также снимает напряжения, которые могут привести к растрескиванию.

Фактически, правильная термообработка может изменить размер зерна; изменить пластичность, твердость, ударную вязкость или предел прочности на разрыв; улучшить магнитные или электрические свойства и обрабатываемость; снимать напряжение; перекристаллизовать холоднодеформированные металлы; и даже изменять химический состав и свойства поверхности металла (цементирование).

Главное - правильно выполнить термообработку: это больше, чем просто поднести к стали горелку и дать ей немного остыть.Критические факторы термообработки - это то, что вы могли ожидать: температура, время и скорость охлаждения. Конечно, химический состав окружающих материалов также влияет на эффективность.

Методы и советы по термообработке

Когда дело доходит до контролируемого нагрева металла, есть несколько способов сделать это, в том числе кислородные или топливно-воздушные горелки и цветные карандаши для индикации температуры, нагрев в печи, индукционный нагрев, нагрев электрическим сопротивлением, природный газ или соль с электрическим нагревом. или ванна с расплавленным металлом.

Существует также ряд методов контролируемого охлаждения, включая постепенное охлаждение печи, охлаждение на неподвижном воздухе, охлаждение в перемешиваемом воздухе, охлаждение с помощью вентилятора, водяное охлаждение и охлаждение металла, погруженного в песок.

Но с точки зрения нагрева и охлаждения контроль имеет решающее значение. То есть возможность контролировать, насколько медленно (или быстро) деталь нагревается, а также температуру, до которой она нагревается, как долго она выдерживается при этой температуре и сколько времени требуется, чтобы снова остыть до комнатной температуры.И спецификации для всех этих переменных зависят не только от металла, но и от того, что вы хотите получить при термообработке.

Например, вы можете захотеть смягчить металл, чтобы облегчить механическую или холодную обработку или снять внутренние напряжения при сварке или формовке. Это осуществляется путем отжига, в основном четырехэтапного процесса, который включает:

  1. Нагрев металла до температуры на 50–100 градусов по Фаренгейту выше температуры этого металла A 3 .
  2. Выдержка металла при этой температуре в течение одного часа на дюйм толщины.
  3. Медленное охлаждение в печи с минимально возможной скоростью до температуры на 50 градусов ниже температуры A 1 .
  4. Охлаждение металла до комнатной температуры.

Тепловая пропитка выравнивает температуру по всему металлу и делает его полностью аустенитным. Поскольку он очень медленно охлаждается, аустенит превращается в феррит и перлит, и металл достигает самого мягкого состояния с малым размером зерна, хорошей пластичностью и отличной обрабатываемостью.

Нормализация - это еще один метод термической обработки, который часто используется для подготовки металла к будущей термообработке.Нормализация может повысить однородность внутренней структуры металла, улучшить пластичность и снизить внутренние напряжения. И хотя он действительно делает металл мягче, он не делает его таким мягким, как полный отжиг. Нормализация включает в себя нагрев металла до температуры, немного превышающей его температуру 3 , выдержку при такой температуре до образования аустенита, а затем медленное охлаждение на неподвижном воздухе.

Термическое снятие напряжения - это именно то, о чем говорится: термическая обработка для снятия внутреннего напряжения. Он включает нагрев металла до температуры ниже нижней температуры превращения (A 1 ), выдержку его там достаточно долго, чтобы снять заблокированные напряжения, а затем медленное охлаждение.Иногда это называют технологическим отжигом.

Для стали, снимающей напряжение, наиболее распространенный диапазон температур составляет от 1100 до 1150 градусов по Фаренгейту. Этого достаточно, чтобы снизить остаточные напряжения текучести на 80 процентов, но достаточно мало, чтобы предотвратить любые металлургические изменения в большинстве сталей. Вы можете получить до 90 процентов снятия напряжения, нагревая металл до температуры чуть ниже критической, но некоторые стали могут стать хрупкими после снятия термического напряжения при этих температурах.

В них рассказывается об основах того, как сварка влияет на термически обработанные металлы, и о некоторых способах противодействия этим эффектам с помощью методов термообработки.В следующий раз мы вернемся к некоторой теории и начнем внимательно изучать специфику металлургии.

.

Процесс сварки | HowStuffWorks

Мы все одеты и готовы приступить к сварке. Большинство сварочных работ сегодня можно разделить на две категории: дуговая сварка и сварка горелкой.

Объявление

Дуговая сварка использует электрическую дугу для плавления рабочих материалов, а также присадочный материал (иногда называемый сварочным стержнем) для сварных соединений. Дуговая сварка включает прикрепление заземляющего провода к сварочному материалу или другой металлической поверхности.Другой провод, известный как электродный вывод, помещается на свариваемый материал. Как только этот вывод оторван от материала, возникает электрическая дуга. Это немного похоже на искры, которые вы видите, когда отсоединяете перемычки от автомобильного аккумулятора. Затем дуга плавит детали вместе с присадочным материалом, который помогает соединить детали.

Для подачи присадки в сварной шов нужны твердые руки и внимание к деталям. По мере того как стержень плавится, сварщик должен непрерывно подавать присадку в стык, используя небольшие ровные возвратно-поступательные движения.Эти движения придают сварным швам характерный вид. Слишком быстрое или медленное движение или удерживание дуги слишком близко или далеко от материала может привести к плохим сварным швам.

Дуговая сварка металлическим электродом в защитных оболочках (SMAW или электродная сварка), дуговая сварка металлическим электродом (более известная как металлический инертный газ или MIG , сварка ) и дуговая сварка вольфрамовым электродом (часто называемая вольфрамом инертный газ или TIG , сварка ) - все это примеры дуговой сварки.

Каждый из этих трех общих методов имеет уникальные преимущества и недостатки. Например, сварка палкой недорога и проста в освоении. Он также медленнее и менее универсален, чем некоторые другие методы. Напротив, сварка TIG сложна для изучения и требует сложного сварочного оборудования. Однако сварка TIG обеспечивает высококачественные сварные швы и позволяет сваривать материалы, недоступные другими методами.

Сварка горелкой представляет собой еще один популярный метод сварки.В этом процессе обычно используется кислородно-ацетиленовая горелка для плавления рабочего материала и сварочного стержня. Сварщик одновременно управляет горелкой и стержнем, что дает ему или ей возможность полностью контролировать сварку. Хотя сварка горелкой стала менее распространенной в промышленности, она все еще часто используется для технического обслуживания и ремонта, а также в скульптурах (подробнее об этом позже).

.

Что такое дуговая сварка (SMAW) Изучите основы, советы и методы

Загляните на любую строительную площадку, и ваше внимание вскоре привлечет знакомое и поразительное зрелище: яркие потоки летящих искр, когда рабочие сваривают опорные элементы вместе, вот как выглядит дуговая сварка. Иногда вы видите, как они выполняют сварочные работы на земле, а иногда вы видите, как они работают в воздухе. Эти рабочие выполняют важнейшие действия при возведении каркаса строящегося сооружения.

Полное руководство по дуговой сварке экранированных металлов:

Что такое сварка? Основы, методы.

Что такое дуговая сварка

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Процесс дуговой сварки экранированного металла

SMAW оборудование

Методы дуговой сварки экранированного металла

Наконечники для дуговой сварки экранированного металла

Правила техники безопасности при дуговой сварке

Что такое сварка

В наши дни трудно найти строительный объект, в котором бы не использовался металл.Некоторые металлы и некоторые сплавы, которые содержат различные виды металлов, жизненно необходимы для производства всего, от небоскребов до автомобильных двигателей и печатных плат, питающих различные мобильные устройства.

Что происходит, когда вам нужно соединить куски металла вместе? А что произойдет, если эти металлические части состоят из разных металлов или сплавов? Некоторые могут быть склонны использовать методы внешнего соединения этих деталей: методы, в которых используются дополнительные детали, такие как болты, винты или зажимы.

Если вы не можете использовать эти внешние элементы, пора взглянуть на процесс сварки .

Основы

Вместо использования дополнительных деталей для соединения отдельных металлических частей друг с другом, сварка основана на очень высоких температурах, которые вызывают плавление отдельных деталей. Расплавленный материал, который состоит из металлов в соединяемых деталях, называется сварочной ванной. По мере охлаждения материал в сварочной ванне затвердевает и образует соединение, которое соединяет свариваемые детали вместе.В некоторых процессах сварки к стыку добавляются различные формы присадочного материала, что делает его намного прочнее, чем если бы оно состояло только из основных материалов или металлов. Узнайте больше об основах ниже.

Широкий спектр методов сварки включает:

  • Дуговая сварка в экранированном металле
  • Газовая дуговая сварка вольфрамом
  • Газовая дуговая сварка металлом
  • Порошковая сварка
  • Сварка под флюсом
  • Электрошлаковая сварка

Источник энергии имеет решающее значение для получения очень высоких температур, необходимых для сварки материалов.Примеры этих источников энергии включают газовое пламя, электрические дуги, лазеры, электронные лучи, ультразвук и даже трение.

Процесс сварки часто проводится на открытом воздухе. Другие среды, в которых могут выполняться сварочные работы, включают под поверхностью океана и в космическом пространстве.

И хотя рабочие на этой стройке могут упростить процесс сварки, обратите внимание на защитную одежду, которую они носят - длинные рукава, толстые перчатки и защиту для лица и, что наиболее важно, для глаз.

Сварка - не легкое занятие. Чтобы избежать ожогов, поражения электрическим током, повреждения глаз или вдыхания ядовитых паров, рабочие должны принимать различные меры предосторожности.

В этой статье речь пойдет о сварке электрическими дугами .

Что такое дуговая сварка

При дуговой сварке, одном из наиболее известных и распространенных сварочных процессов, электричество передается от источника сварочного тока к электроду и, в конечном итоге, через электрод, который затем подается на соединяемые элементы.

Источник сварочного тока обеспечивает электрический ток, который питает процесс сварки. Эти источники питания могут обеспечивать постоянный ток или постоянное напряжение. В машине постоянного тока выходное напряжение меняется, но выходной ток поддерживается на желаемом уровне. Обратное верно для машины постоянного напряжения, в которой выходной ток изменяется, а выходное напряжение остается постоянным.

Еще одно соображение относительно источника питания для сварки заключается в том, использует ли он переменный ток (AC) или постоянный ток (DC).Если используется постоянный ток, электрод может нести положительный или отрицательный заряд, что влияет на прочность сварного шва и скорость процесса сварки. Эти значения меняются в зависимости от используемого сварочного процесса.

Если используется переменный ток, электрод по очереди несет положительный и отрицательный заряд независимо от процесса сварки. Это приводит к сварке со средним проплавлением и средней скоростью.

Электроды используются при дуговой сварке для пропускания электрического тока через заготовку.Электрический ток обеспечивает необходимые высокие температуры для сварки соединяемых деталей. В некоторых сварочных процессах электрод является плавящимся и часто принимает форму тонкого стержня; в других случаях электрод не расходуется и используется вместе со смесями инертных или полуинертных газов.

Важно защитить зону сварного шва, чтобы не допустить атмосферного загрязнения, чтобы предотвратить попадание нежелательных материалов в стыки. Эти нежелательные материалы могут ослабить соединения или вызвать или усилить коррозию.

Некоторые стали, титановые и алюминиевые сплавы могут быть подвержены водородной хрупкости. Если на электроде или на заготовке есть следы воды, вода разлагается на компоненты водорода и кислорода при высоких температурах, создаваемых дугой. Затем выделившийся водород попадает в сварочную ванну. Включение водорода приведет к тому, что сварная зона станет хрупкой.

Некоторые виды нержавеющей стали, а также некоторые никелевые сплавы могут подвергаться межкристаллитной коррозии.Если эти материалы подвергаются воздействию температур около 700 градусов по Цельсию в течение продолжительных периодов времени, карбид хрома может образовываться и ослаблять устойчивость материалов к коррозии. Другой термин для обозначения этого вида коррозии - распад сварного шва.

Если межкристаллитная коррозия поражает стали, стабилизированные ниобием, то этот тип распада сварного шва более правильно называть ножевым разрушением. Карбид хрома образуется в непосредственной близости от сварного шва вместо карбида ниобия - и, опять же, это снижает стойкость сплавов к коррозии или разрушению.

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Этот процесс сварки известен под разными названиями, включая дуговую сварку в среде защитного флюса и ручную дуговую сварку металлом. Неофициально ее еще называют сваркой штучной сваркой.

В этом процессе дуговой сварки электрический ток проходит через плавящийся электрод, обычно в форме тонкого стержня. Расходуемый электрод плавится и образует присадочный материал для упрочнения сварного шва. Электрод обычно покрыт флюсом, который при плавлении помогает создать дугу.Флюс также защищает сварной шов от загрязнения.

Дуговая сварка защищенного металла или SMAW - это предпочтительный процесс сварки, используемый, когда соединяемые элементы состоят из железа (включая ковкий чугун и чугун) или различных видов сталей (включая нержавеющую сталь и углеродистую сталь). С помощью этого метода также можно сваривать изделия из никеля, меди или их сплавов.

Использование этого процесса сварки для изделий из алюминия и его сплавов было менее успешным.

Легко представить, что, поскольку большое количество процессов строительства и производства связано с железом и различными сталями, SMAW стал одним из самых универсальных, самых популярных и наиболее известных методов сварки.

Как видно из одного из альтернативных названий, SMAW - это почти исключительно ручной процесс сварки, однако существует автоматическая версия, называемая дуговой сваркой под действием силы тяжести или, проще говоря, сваркой под действием силы тяжести.

Система SMAW

Процесс дуговой сварки защищенного металла

Это процесс дуговой сварки, процесс начинается с создания необходимой электрической дуги между электродом и заготовкой.Это достигается очень легким и очень коротким прикосновением первого к второму. Затем электрод слегка отодвигается, создавая пустое пространство, в котором может существовать дуга.

Есть два метода зажигания дуги: царапина и постукивание .

В методе царапины электрод быстро и на короткое время протягивают по поверхности заготовки, точно так же, как если бы электрод был спичкой, ударяемой о шероховатую поверхность.

В методе нарезания резьбы электрод быстро и на короткое время постукивают по поверхности заготовки.

Процесс SMAW

Расстояние

Какой бы метод не использовался, после того, как электрод коснется заготовки, его следует отвести на очень короткое расстояние, чтобы можно было создать дугу и затем правильно поддерживать ее. Если дуга появляется, но затем гаснет, расстояние между электродом и заготовкой слишком велико.

Найдите свой угол

Даже на этом первом этапе процесса может возникнуть множество трудностей.Прежде всего, необходимо найти правильный угол, под которым электрод касается заготовки. Электрод, который удерживается под таким углом, что он перпендикулярен заготовке, может привести к застреванию наконечника, что приведет к плавлению электрода и заготовки и быстрому увеличению нагрева.

Следовательно, решение состоит в том, чтобы выполнить начальное касание электрода к заготовке под относительно небольшим углом. Это позволит материалу электрода правильно течь после зажигания дуги.

Флюсы

Электроды, которые используются в этом процессе сварки, покрыты веществом, называемым флюсом. Флюсы действуют как очищающие, текучие или очищающие агенты. Эти агенты имеют решающее значение при сварке, потому что при плавлении выделяются защитные газы, которые предотвращают окисление соединяемых материалов. Флюсы также плавятся с образованием шлака, что обеспечивает дополнительную защиту зоны сварки от атмосферного загрязнения.

Очистить шлак и заменить отработанные электроды

Чтобы соединить детали вместе, дуга проходит над рабочей зоной столько раз, сколько необходимо, чтобы позволить материалу деталей расплавиться, а электрод разместиться вдоль соединения.

После того, как соединяемые детали полностью остынут и соединятся вместе, шлак, защищавший соединение, больше не играет роли и становится отходами. Он затвердевает, и после наложения шва его следует отколоть.

Поскольку электроды, используемые в процессе дуговой сварки в защитном металлическом корпусе, являются расходуемыми, человеку, выполняющему сварку, необходимо периодически заменять электрод.

Необходимость удаления шлака и замены отработанных электродов делает этот процесс сварки одним из менее эффективных методов сварки.

Полезные руководства по дуговой сварке можно найти ЗДЕСЬ:

SMAW Оборудование

Блок питания

В SMAW источник питания обеспечивает постоянный ток . Ток и, следовательно, температуры остаются относительно постоянными, несмотря на изменения напряжения или расстояния дуги.

Некоторые источники питания постоянного тока для сварки обеспечивают постоянный ток (DC) , а другие - переменного тока (AC) . Как упоминалось выше, полярность тока, обеспечиваемого источником питания постоянного тока, может быть положительной или отрицательной, в то время как полярность тока, обеспечиваемого источником питания переменного тока, изменяется много раз в секунду.

Источник питания SMAW

Если отрицательно заряженный электрод используется с источником постоянного тока на положительно заряженной заготовке, на электроде накапливается тепло. Он плавится быстрее, но уменьшает глубину сварного шва.

Если положительно заряженный электрод используется с источником постоянного тока на отрицательно заряженной заготовке, глубина сварного шва увеличивается.

Электроды, используемые с блоком питания переменного тока, обеспечивают более равномерное распределение тепла. Это помогает обеспечить баланс между скоростью плавления электрода и глубиной сварного шва или проплавлением.

Также необходимо учитывать тип электродов , которые будут использоваться в процессе сварки, при выборе источника питания постоянного или переменного тока. Хотя большинство типов электродов можно использовать с источниками питания обеих категорий, некоторые электроды могут правильно работать только с источником питания постоянного тока.

Кроме того, источники питания постоянного тока для сварки одинаково хорошо работают как с толстостенными, так и с легкими материалами.

Теперь можно приобрести сварочные источники питания постоянного и переменного тока, что позволяет легко и удобно выбрать правильный сварочный ток для конкретного процесса.

Оборудование для дуговой сварки

Электрод

Свариваемые материалы, положение, в котором будет проводиться сварка, и желаемые свойства сварного шва - все это влияет на выбор электрода при выполнении дуговой сварки в среде защитного металла.

Есть три категории электродов, используемых в этом процессе.

  1. Электроды « fast-fill », которые быстро плавятся. Такой электрод увеличивает скорость сварки.
  2. Электроды « fast freeze », которые быстро затвердевают.Использование быстрозамороженных электродов позволяет выполнять сварку во многих положениях, поскольку сварочная ванна не будет испытывать каких-либо значительных движений или потерь до ее затвердевания.
  3. Электроды
  4. « заполнить-заморозить », которые обеспечивают баланс между двумя крайностями. Их также называют быстросъемными электродами
  5. .

Как правило, сердечник электрода состоит из тех же материалов, что и соединяемые детали. Металлические изделия можно сваривать электродами с железными сердечниками; медные изделия можно сваривать электродами с медными сердечниками.

Иногда, однако, рекомендуется использовать электроды, сердечники которых отличаются от материалов, из которых изготовлены соединяемые детали. Например, электроды с сердечником из нержавеющей стали часто используются для соединения деталей из нержавеющей стали с деталями из углеродистой стали.

Сварочный кабель и держатель электрода

Сварочный кабель соединяет электрододержатель с источником питания и проводит ток, генерируемый этим источником питания, к электроду.Ручка электрододержателя изолирована и используется для направления электрода по области или участкам, которые необходимо соединить, а также для подачи электрода в сварочную ванну. Сварочный кабель также должен быть хорошо изолирован, в идеале - термостойким материалом; и он должен быть гибким.

Заземляющий кабель и зажим заземления

Источник сварочного тока подключается к заготовке через кабель заземления, а затем к зажиму заземления. Поскольку эти два объекта являются частью цепи, замыкаемой электрической дугой, они оба должны иметь возможность проводить ток от источника питания к заготовке, в то же время избегая перегрева.Рекомендации по гибкости и изоляции сварочного кабеля также применимы к заземляющему кабелю.

Методы дуговой сварки экранированного металла

При выполнении SMAW идеальным результатом является нанесение материала сердечника электрода на рабочую поверхность равномерным, ровным слоем. Этот слой называется бусинкой.

В большинстве случаев сварочные работы проводятся с соединяемыми материалами, размещенными в плоском или горизонтальном положении. Однако, в зависимости от проекта строительства или изготовления, сварщика вполне можно заставить работать с материалами либо в вертикальном положении, либо даже над головой.

При сварке в плоском или горизонтальном положении рекомендуется удерживать электрододержатель под углом примерно 10-20 градусов от вертикали . Этот небольшой угол предотвратит попадание шлака на кончик электрода, поскольку сварка поверх шлака может вызвать образование включений в сварном шве.

Старайтесь поддерживать правильную длину дуги . Это расстояние между сварочной ванной и кончиком электрода. Грубая рекомендация - сохранить длину дуги равной диаметру самого электрода.Например, если вы используете стержень электрода диаметром 3,2 мм, то длина дуги не должна превышать 3,2 мм.

По мере продолжения процесса сварки электрод, конечно же, расходуется. Убедитесь, что длина дуги остается постоянной. , даже когда электрод становится все короче и короче. Также важно поддерживать укороченный электрод под углом 10 или 20 градусов, упомянутым выше.

«Millerwelds» представляет собой отличное руководство по дуговой сварке экранированного металла.Все, что вам нужно знать, в ЭТОМ ФАЙЛЕ PDF.

Наконечники для дуговой сварки экранированного металла

  • Перед включением источника питания убедитесь, что ваша заготовка чистая и на ней нет пыли.
  • Если вам нужно использовать рабочий зажим, убедитесь, что он размещен как можно ближе к области сварки, насколько это позволяет безопасность.
  • Электрод малого диаметра требует меньшего потребления тока, чем электрод большого диаметра.
  • Когда будете готовы к сварке, зажгите дугу - и убедитесь, что она короткая.Затем перемещайтесь по соединяемым элементам с постоянной скоростью, удерживая кончик электрода немного ниже, чем перпендикулярно поверхности. Убедитесь, что по мере плавления электрода вы продолжаете подавать его вниз с постоянной скоростью.

Чтобы узнать больше по этой теме, посетите: «Советы и рекомендации по сварке штангой».

Правила техники безопасности при дуговой сварке

  • Электрическая дуга, используемая в процессах сварки, таких как дуговая сварка защищенным металлом, может испускать очень яркий свет, а также ультрафиолетовое излучение.Одна из причин носить толстые перчатки и защитные куртки с длинными рукавами - это минимизировать солнечный ожог, вызванный ультрафиолетовыми лучами.
  • Не менее важно использовать средства защиты лица и особенно глаз. Шлемы или сварочные маски теперь можно приобрести либо с фиксированным оттенком, либо с автоматическим затемнением. Последний автоматически настраивается, чтобы осветлить или затемнить смотровое окно в зависимости от яркости электрической дуги.
  • Если в зоне выполнения сварочных работ находятся другие люди, предупредите их, чтобы они не смотрели на дугу / дуги.По возможности убедитесь, что рабочая зона закрыта от общего доступа.
  • Не вдыхать пары, образующиеся при дуговой сварке! Убедитесь, что рабочее место хорошо проветривается - и если это плохо или плохо проветривается, наденьте респиратор с собственной подачей воздуха.
  • Наблюдать за искрами, летящими во время сварки объектов, может быть интересно, но не забывайте также о пожаробезопасности рабочей зоны. Уберите все легковоспламеняющиеся материалы и убедитесь, что под рукой есть огнетушители.Для участков, где выполняются процессы дуговой сварки, рекомендуется использовать углекислотные или порошковые огнетушители.
  • Чтобы избежать поражения электрическим током при дуговой сварке, убедитесь, что изоляция на держателе электрода и кабелях от источника сварочного тока в хорошем состоянии. Замените электрододержатель, если вы заметили глубокие трещины на ручке. Замените кабели, как только заметите изношенные или оголенные провода. При проверке источника питания или кабелей для сварки надевайте сухие изолирующие перчатки.
  • В ожидании схватывания сварного шва или во время отслаивания шлака от сварных деталей защищайте глаза от разлетающихся осколков. Надевайте рабочие или защитные очки.
  • При работе в зоне с большим количеством шумного оборудования надевайте средства защиты органов слуха.
  • При работе над уровнем пола обязательно надевайте необходимую защитную одежду, включая тяжелую спецодежду, ремни безопасности, каски или другие необходимые головные уборы.
Безопасная сварочная станция

Подробнее о безопасной сварке читайте ЗДЕСЬ.Работайте безопасно и возвращайтесь домой здоровыми!

Если вам понравилась эта статья, поделитесь. Продолжайте в том же духе и спасибо за чтение!

С уважением,

Weldinghub.org - место, где можно найти информацию о сварке.

.

Какие виды сварки бывают разными и какая лучшая?

Наши родственники на протяжении тысячелетий склеивают куски металла с помощью сварки. Но с 19 века было разработано множество различных техник, которые имеют свои преимущества и недостатки друг перед другом.

Здесь мы исследуем, что на самом деле означает сварка, и обсуждаем, какие типы лучше всего подходят для каких целей. Мы также познакомим вас с парочкой художников, которые делают интересные работы, используя сварку.

СВЯЗАННЫЕ С: РУКОВОДСТВО ПО ЗАРАБОТКЕ ДЕНЕГ НА СВАРКЕ: ВАРИАНТЫ КАРЬЕРЫ И СОВЕТ

Что такое сварка и почему это делается?

Сварка - это производственный процесс, в котором для плавления и сплавления деталей используются высокие температуры. Однако следует отметить, что давление также можно использовать для облегчения процесса или использовать исключительно для получения сварного шва.

Согласно brighthubengineering.com, «процесс сварки не просто связывает две части вместе, как при пайке и пайке, вместо этого он заставляет металлические конструкции двух частей соединяться вместе, и становится одним за счет использования из-за сильного нагрева и иногда с добавлением других металлов или газов."

Его обычно отличаются от методов плавления металлов при более низких температурах, таких как пайка или пайка, которые обычно не плавят основной металл.

Сварка обычно также включает использование чего-то, что называется присадочным материалом или расходным материалом. Это, как Название предполагает, используется для обеспечения «наполнителя» или ванны расплавленного материала, который помогает облегчить образование прочной связи между основными металлами.

Источник: NZ Defense Force / Flickr

Для большинства сварочных процессов также потребуется определенная форма экранирования для защиты основных компонентов и наполнителя от окисления во время процесса.

Сварку можно производить с использованием различных источников энергии. Примеры включают в себя газовое пламя (питаемое таким химическим веществом, как ацетилен), электрическую дугу (электрическую), лазер, электронный луч, трение и ультразвук. Существуют различные методы сварки, подходящие для работы на открытом воздухе, под водой и даже в космосе.

Какие бывают виды сварки?

Сварка используется в металлургии тысячелетия. Хотя кузнечная сварка, при которой кузнецы соединяют железо и сталь путем нагрева и обработки молотком, какое-то время была единственной жизнеспособной техникой.Все изменилось в 19 веке, когда были разработаны более совершенные методы, такие как дуговая сварка и кислородная сварка.

Платформа обзора сварочного оборудования Welder Station перечисляет некоторые из наиболее распространенных сварочных процессов:

  • MIG-сварка - газовая дуговая сварка металла (GMAW)
  • TIG-сварка - газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW)
  • Сварка палкой - экранированный металл Дуговая сварка (SMAW)
  • Сварка под флюсом - порошковая сварка (FCAW)
  • Энергетическая сварка пучком (EBW)
  • Сварка атомарным водородом (AHW)
  • Газовая вольфрамо-дуговая сварка
  • Дуговая сварка плазмой
Источник: Divers Institute of Technology

Какие бывают типы сварочных аппаратов?

Есть довольно много разных типов сварочных аппаратов.Эти машины выделяют тепло, плавящее металлические части, чтобы их можно было соединить. Однако не существует единого сварочного аппарата, подходящего для всех сварочных целей.

Сварочные аппараты большего размера обычно используются на промышленных предприятиях, например, на заводах, в то время как аппараты меньшего размера лучше подходят для домашних или любительских целей.

Согласно Welding Hub, существует пять основных типов сварочных аппаратов. Это:

  • Сварочные аппараты MIG (металлический инертный газ).
  • Сварочные аппараты Mig с тиристорным управлением.
  • Аппараты для сварки TIG.
  • Аппараты для точечной сварки.
  • Аппараты для дуговой сварки экранированным металлом.
Источник: sally sally / YouTube

Сварочные аппараты MIG - одни из лучших для большинства типов сварки, будь то дома или на заводе. Они, как правило, могут обрабатывать различные металлы, включая низкоуглеродистую сталь, нержавеющую сталь и даже алюминий.

Сварка МИГ - это процесс дуговой сварки, при котором непрерывный сплошной проволочный электрод подается через сварочную горелку в сварочную ванну, соединяя два основных материала вместе.Защитный газ, пропускаемый через сварочную горелку, защищает сварочную ванну от загрязнения.

Сварка MIG обычно выполняется довольно быстро и обеспечивает длительное время дуги, даже если электроды не полностью заряжены.

Сварочные аппараты MIG тиристорного типа обычно лучше всего подходят для фиксации предметов или их установки на подходящей поверхности. Эти машины, как правило, хорошего качества и прослужат очень долго.

Такие сварочные аппараты вырабатывают небольшое количество искры, что упрощает управление.Эти машины лучше всего подходят для сварки твердых стержневых и флюсовых материалов. Они могут обрабатывать низкоуглеродистую сталь, низкоуглеродистую сталь, легированную сталь и т.д.

Сварочные аппараты TIG более специализированы, чем другие, и обеспечивают чистый и чистый сварной шов без брызг, искр или дыма. Эти машины могут обрабатывать нержавеющую сталь, латунь, золото, магний, алюминий, медь и никелевые сплавы.

Сварочные аппараты TIG обычно не подходят для полевых работ, но отлично подходят для ремонта поврежденных деталей.

Источник: Джулиан Карвахаль / Flickr

Машины для точечной сварки обычно используются для соединения внахлест между такими предметами, как листы стали. Для этого металлические листы обычно защищают с помощью пары электродов, пропуская через них ток.

Сварочные аппараты для точечной сварки имеют много преимуществ по сравнению с другими, например, эффективное использование энергии, высокую производительность, простую автоматизацию и т. Д. Эти типы сварочных аппаратов обычно используются в автомобильной промышленности.Кроме того, они обычно намного дешевле, чем их альтернативы.

Дуговая сварка защищенным металлом, также известная как сварка штангой, использует электрический ток, протекающий из зазора между металлом и сварочной палкой. В этом типе сварки электрический ток используется для создания дуги между основным материалом и присадочным стержнем (также называемым электродным стержнем). Присадочный стержень покрыт флюсом, который предотвращает окисление и загрязнение из-за выделения углекислого газа в процессе сварки.

Какой тип сварного шва самый прочный?

Ответить на этот вопрос не так просто, как может показаться на первый взгляд.Наилучший сварной шов зависит от рассматриваемого основного материала и его предполагаемого использования. Каждый метод, от TIG до плазменной сварки, имеет свои уникальные преимущества и недостатки по сравнению с другими.

Согласно Crom Weld, самым прочным типом сварного шва может быть сварка электродом: «если важна чистая прочность и толщина материала, который можно сваривать, то лучше всего будет сварка. только один, способный сваривать чугун, кроме того, он также работает на грязных материалах и в суровых погодных условиях."

Но это не обязательно означает, что сварка штучной сваркой - лучший выбор для всех сценариев. MIG может применяться к более широкому выбору металлов различной толщины, в то время как сварка TIG позволяет получать сварные швы самого высокого качества, особенно когда речь идет о тонких металлах. . "

Источник: Виталий Сова / iStock

Это также зависит от металла, который вы хотите сваривать. Например, сварка алюминия может быть сложной задачей, поскольку это довольно мягкий металл, который не выдерживает слишком большого количества тепла. По этой причине есть только два жизнеспособных метода сварки, которые можно использовать с алюминием: сварка MIG и сварка TIG.

Из этих двух методов сварка TIG считается наиболее подходящей для достижения наилучших результатов.

Сварка нержавеющей стали, с другой стороны, отличается, поскольку это намного более прочный металл по сравнению с алюминием. По этой причине он может подвергнуться гораздо большему наказанию, прежде чем ослабит свою силу. Но какой способ сварки обеспечивает наиболее прочный сварной шов, зависит от толщины материала.

Сварка MIG считается лучшим методом для большинства сталей.Когда дело доходит до более толстых стальных листов, многие склоняются перед превосходством сварки палкой и флюсом.

Если сталь мягкая и нержавеющая, сварка TIG и MIG может использоваться без каких-либо серьезных проблем.

Как правильно выбрать сварочные перчатки?

Помимо качественной сварочной маски и сварочного аппарата, еще одним важным элементом сварочного оборудования являются перчатки. Поскольку их работа - защитить ваши драгоценные, но хрупкие человеческие руки от потенциально серьезных ожогов, выбор пары хорошего качества абсолютно необходим.

Но когда дело доходит до сварочных перчаток, не существует универсального решения. Принимаются во внимание такие факторы, как тип сварки, для которой вы их будете использовать, и то, какая ловкость вам понадобится.

Источник: meredith_nutting / Flickr

Тип сварки, который вы будете использовать, будет вызывать разное количество искр и другие опасности. Например, сварка MIG имеет тенденцию к образованию большого количества искр, от которых необходимо экранировать и затем очищать.

Перчатки также бывают из разных материалов.Для большинства пользователей кожа является наиболее предпочтительным видом, поскольку она прочная, непроводящая и отлично отводит тепло.

Но кожа может быть сделана из различных видов шкур животных. Вот несколько распространенных примеров:

  • Козья кожа - Этот вид кожи обеспечивает непревзойденную стойкость к истиранию и растяжению, оставаясь при этом мягкой и эластичной. Это идеально подходит для сварки TIG, где требуется максимальная ловкость.
  • Horsehide - Horsehide - прочная, но при этом удобная.Хотя кожаные перчатки менее популярны, они также отлично подходят для сварки TIG.
  • Свиная кожа - Свиная кожа прочная и очень хорошо работает во влажных и жирных рабочих средах. Этот вид кожи отлично подходит для сварки TIG, MIG и др.
  • Бычья кожа - Бычья кожа - один из самых распространенных видов кожи. Он очень прочный и удобный, и его обычно предпочитают для ручной сварки и сварки MIG.
  • Deerskin - Мягкая и гибкая кожа, обеспечивающая свободу движений, делает ее еще одним отличным выбором для сварки TIG.
  • Кожа лося - Кожа лося не затвердевает так же быстро, как кожа воловьей, при воздействии тепла. Elkskin - еще один отличный выбор для сварки MIG из-за большого количества выделяемого тепла.

Какой сварщик лучший для новичка?

Если вы новичок в мире сварки, некоторые методы намного легче освоить, чем другие. Например, сварка MIG считается самой простой в освоении и эксплуатации. Но почему?

Источник: Weldscientist / Wikimedia Commons

Сварка МИГ имеет высокую регулируемость выходной мощности.Он также обеспечивает очень чистые сварные швы по сравнению с большинством других методов. Это также здорово, поскольку обычно выполняется довольно быстро, и эта функция нравится как новичкам, так и мастерам.

Существуют и другие методы, если позволяет ваш бюджет. Вы можете подумать о приобретении чего-то, что называется гибридным сварщиком. Это позволяет вам опробовать несколько техник с помощью одного инструмента. Тем не менее, несмотря на это, многие практикующие сварщики одобряют простоту и надежность сварки MIG для изучения канатов.

Для чего можно использовать сварку непромышленного назначения?

Хотя сварка очень полезна во многих отраслях промышленности по всему миру, ее можно использовать и для других целей.Один пример - в мире искусства.

Если вы когда-нибудь смотрели вневременной классический анимационный фильм The Iron Giant , Дин МакКоппин сделал именно это.

Источник: ShyCityNXR / Flickr

Прослеживая наши шаги назад в реальный мир, многие художники используют упомянутые выше техники для создания великолепных произведений искусства. Из тех художников, которые используют сварку в своих работах, интересным примером является «Сварка прерывателей цепи».

Этот парень использует старые велосипедные цепи для создания прекрасных эстетически приятных скульптур.Вам действительно стоит посмотреть его работы в Instagram.

Еще один великий художник-сварщик - Давид Мадеро. Этот глава создает потрясающие произведения искусства, используя плазменные резаки и методы точечной сварки.

Это всего лишь двое из множества художников по всему миру, создающих интересные работы с использованием вневременной техники сварки.

.

Смотрите также