1.2 Ручне дугове зварювання.
Ручне дугове зварювання виконують зварювальними електродами, які вручну подають у дугу і переміщають повздовж заготовки. У процесі зварювання металевим покритим електродом - дуга горить між стрижнем електрода і основним металом. Стержень електрода плавиться, і розплавлений метал краплями стікає в металеву ванну. Разом зі стрижнем плавиться покриття електрода, утворюючи газову захисну атмосферу навколо дуги і рідку жужільну ванну на поверхні розплавленого металу. Металеві та шлакові ванни разом утворюють зварювальну ванну. У міру руху дуги зварювальний ванна твердне і утворюється зварювальний шов. Рідкий шлак після охолодження утворює тверду жужільну кірку.
Електроди для ручного зварювання являють собою стрижні з нанесеними на них покриттями. Стрижень виготовляють з зварювального дроту підвищеної якості. Зварювальний дріт всіх марок залежно від складу поділяють на три групи: низько вуглецевий, легований і високолегований.
Ручне зварювання зручне при виконанні коротких і криволінійних швів в будь-яких просторових положеннях - нижньому, вертикальному, горизонтальному, стельовому, при накладенні швів у важкодоступних місцях, а також при монтажних роботах і складання конструкцій складної форми.
Ручне зварювання забезпечує гарну якість зварних швів, але має більш низькою продуктивністю, наприклад, у порівнянні з автоматичного дугового зварювання під флюсом.
Продуктивність процесу в основному визначається зварювальним струмом. Проте струм при ручному зварюванні покритими електродами обмежений, тому що підвищення струму понад рекомендованого значення приводить до розігріву стрижня електрода, відшарування покриття, сильному розбризкування і чадові розплавленого металу. Ручну зварку поступово замінюють напівавтоматичного в атмосфері захисних газів.
1.3 Автоматичне дугове зварювання під флюсом.
Для автоматичного дугового зварювання під флюсом використовують непокритий електродний дріт і флюс для захисту дуги і зварювальної ванни від повітря. Подача і переміщення електродного дроту механізовані. Автоматизовані процеси запалювання дуги і заварки кратера наприкінці шва.
У процесі автоматичного зварювання під флюсом дуга горить між дротом і основним металом. Стовп дуги і металева ванна рідкого металу з усіх боків щільно закриті шаром флюсу товщиною 30 - 35 мм. Частина флюсу розплавляється, у результаті чого навколо дуги утвориться газова порожнина, а на поверхні розплавленого металу - рідкий шлак. Для зварювання під флюсом характерно глибоке проплавлення основного металу. Дія потужної дуги і дуже швидкий рух електрода уздовж заготівки обумовлюють відтискування розплавленого металу убік, протилежний напрямку зварювання. У міру поступального руху електрода відбувається затвердіння металевої та шлакової ванн з утворенням звареного шва, покритого твердою шлакової кіркою. Дріт подають у дугу і переміщають її уздовж шва за допомогою механізмів подачі і переміщення. Струм до електроду надходить через кабель.
Дугове зварювання під флюсом виконують зварювальними автоматами, зварювальними голівками чи самохідними тракторами, переміщаються безпосередньо на виробі. Призначення зварювальних автоматів - подача електродного дроту в дугу і підтримку постійного режиму зварювання протягом усього процесу. Автоматичне зварювання під флюсом застосовують у серійному і масовому виробництвах, для виконання довгих прямолінійних і кільцевих швів у нижньому положенні на металі товщиною 2 - 100 мм. Під флюсом зварюють метали різних класів. Автоматичне зварювання широко застосовують при виготовленні казанів, резервуарів для зберігання рідин і газів, корпусів судів, мостових балок і інших виробів. Вона є одним з основних ланок автоматичної ліній для виготовлення зварених автомобільних коліс і станів для виробництва зварених прямо шовних і спіральних труб.
Підвищення якості зварних швів досягається шляхом:
а) підвищення механічних властивостей наплавленого металу, завдяки надійному захисту зварювальної ванни флюсом, інтенсивному розкисленню і легування внаслідок збільшення об'єму рідкого шлаку і порівняно повільного охолодження шва під флюсом і твердої шлакової кіркою;
б) поліпшення форми і поверхні зварного шва та забезпечення сталості його розмірів по всій довжині внаслідок регулювання режиму зварювання, механізованої подачі і переміщення електродного дроту.
Автоматичне зварювання під флюсом застосовується в серійному і масовому виробництві для виконання довгих прямолінійних і кільцевих швів на металі товщиною від 2 до 100 мм. Під флюсом зварюють вуглецеві і леговані сталі, мідь, алюміній і його сплави. Автоматичне зварювання широко застосовується в котло-будові, суднобудуванні, виробництві зварних труб і інших галузях машинобудування та будівництва. Вона є одним з основних ланок ряду автоматичних ліній для зварювання автомобільних коліс, станів для виробництва зварених прямо шовних і спіральних труб.
1.4 Електрошлакове зварювання та приплав.
При електрошлаковому зварюванні основний і електродний метали розплавляються теплотою, що виділяється при проходженні електричного струму через жужільну ванну. Процес електрошлакового зварювання починається з освіти шлакової ванни в просторі між крайками основного металу і формують пристроями (повзунами), охолоджувані водою, яка подається по трубах, шляхом розплавлення флюсу електричної дугою, порушуємо між зварювальним дротом та вступної планкою. Після накопичення певної кількості рідкого шлаку дуга шпунтується шлаком і гасне, а подача дроту і підведення струму тривають. При проходженні струму через розплавлений шлак, який є електропровідним електролітом, в ньому виділяється теплота, достатня для підтримки високої температури шлаку (до 2000 градусів за Цельсієм) і розплавлення кромок основного металу і електродного дроту. Дріт вводиться в зазор і подається в жужільну ванну з допомогою мундштука. Дріт служить для підведення струму і поповнення зварювальної ванни розплавленим металом. Як правило, електрошлакове зварювання виконують при вертикальному положенні зварюваних заготовок. У міру заповнення зазору між ними мундштук для подачі дроту і формують повзуни пересуваються у вертикальному напрямку, залишаючи після себе затверділий зварний шов.
У початковій і кінцевій ділянках шва утворюються дефекти. На початку шва - не проварений, крайок, в кінці шва - усадкова раковина і неметалеві включення. Тому зварювання починають на вступної, а закінчують на вихідний планках, які потім видаляють газової різкою.
Шлакова ванна - більш розподілене джерело теплоти, ніж електрична дуга. Основний метал розплавляється одночасно по всьому периметру шлакової ванни, що дозволяє вести зварювання металу великої товщини за один прохід.
Заготовки товщиною до 150 мм можна зварювати одним електродом, що чинять поперечні коливання в зазорі для забезпечення рівномірного розігріву шлакової ванни по всій товщині. Метал товщиною більше 150 мм зварюють трьома проволоками, а іноді і великим числом дротів, виходячи з використання одного електрода на 45 - 60 мм товщини металу. Спеціальні автомати забезпечують подачу електродних дротів та їх поперечне переміщення в зазорі.
Електрошлакове зварювання має ряд переваг в порівнянні з автоматичним зварюванням під флюсом: підвищену продуктивність, кращу макроструктуру шва і менші витрати на виконання 1 м зварного шва.
До недоліків електрошлакового зварювання слід віднести утворення великого зерна в шві і в околошовной зоні внаслідок уповільненої нагрівання й охолодження. Після зварювання необхідна термічна обробка (відпал або нормалізація) для подрібнення зерна в металі зварного з'єднання.
Електрошлакового зварювання широко застосовують у важкому машинобудуванні для виготовлення ковано - зварних і літо - зварних конструкцій, таких, як станини та деталі потужних пресів і верстатів, колінчаті вали суднових дизелів, ротори і вали гідротурбін, котли високого тиску і т. п. Товщина металу, що зварюється складає 50 - 2000 мм.
1.5 Зварювання в середовищі захисних газів.
При зварюванні в захисному газі електрод, зона дуги і зварювальна ванна захищені струменем захисного газу.
В якості захисних газів застосовують інертні гази (аргон і гелій) і активні гази (вуглекислий газ, азот, водень тощо), а іноді - суміші двох газів і більше.
Зварювання в середовищі захисних газів в залежності від ступеня механізації процесів подачі присадочного або зварювального дроту і переміщення зварювального пальника може бути ручний, напівавтоматичного й автоматичного.
У порівнянні з ручним зварюванням покритими електродами і автоматичної під флюсом зварювання в захисних газах має такі переваги:
високий ступінь захисту розплавленого металу від впливу повітря, відсутність на поверхні шва при застосуванні аргону, оксидів і шлакових включень;
можливість ведення процесу у всіх просторових положеннях;
можливість візуального спостереження за процесом формування шва та його регулювання;
більш високу продуктивність процесу, ніж при ручного дугового зварювання; відносно низьку вартість зварювання у вуглекислому газі.
Області застосування зварювання в захисних газах охоплюють широке коло матеріалів і виробів (вузли літальних апаратів, елементи атомних установок, корпуси і трубопроводи хімічних апаратів і т. п.). Аргонодугове зварювання застосовують для кольорових (алюмінію, магнію, міді) і тугоплавких (титану, ніобію, ванадію, цирконію) металів і їх сплавів, а також легованих і високолегованих сталей.
1.6 Контактне зварювання.
Контактне зварювання відноситься до видів зварювання з короткочасним нагріванням місця з'єднання без оплавлення або з оплавленням і осадкою розігрітих заготовок. Характерна особливість цих процесів - пластична деформація, в ході якої формується зварне з'єднання.
Місце з'єднання розігрівається проходять по металу електричним струмом, причому максимальна кількість теплоти виділяється в місці зварювального контакту.
На поверхні зварюваного металу є плівки оксидів і забруднення з малою електропровідністю, які також збільшують електроопір контакту. У результаті в точках контакту метал нагрівається до термопластичного стану або до оплавлення. При безперервному здавлюванні нагрітих заготовок утворюються нові точки дотику, поки не відбудеться повне зближення до міжатомних відстаней, тобто зварювання поверхонь.
Контактне зварювання класифікують за типом зварного з'єднання, що визначає вид зварювальної машини, і за родом струму, що живить зварювальний трансформатор. За типом зварного з'єднання розрізняють зварювання стикового, точкове, шовний.
Стикове зварювання.
Стикове зварювання - різновид контактного зварювання, при якому заготовки зварюються по всій поверхні зіткнення. Зварювані заготовки закріплюють у затискачах стикового машини. Зажим встановлений на рухомий плиті, що переміщається в направляючих, затискач укріплений на нерухомої плиті. Зварювальний трансформатор з'єднаний з плитами, гнучкими шинами і живиться від мережі через що включає пристрій. Плити переміщуються, і заготовки стискаються під дією зусилля, що розвивається механізмом опади.
Стикове зварювання з розігрівом стику до пластичного стану і подальшої осадкою називають - зварюванням оплавленням.
Зварювання оплавленням має переваги перед зварюванням опором. У процесі оплавлення вирівнюються всі нерівності стику, а оксиди і забруднення видаляються, тому не потрібні особливої підготовки місця з'єднання. Можна зварювати заготовки з перерізом, різнорідні метали (швидкорізальної і вуглецеву сталі, мідь і алюміній і т.д.).
Найбільш поширеними виробами, що виготовляються стиковим зварюванням, служать елементи трубчастих конструкцій, колеса і кільця, інструмент, рейки, залізобетонна арматура.
Точкове зварювання.
Точкове зварювання - різновид контактного зварювання, при якому заготовки з'єднуються в окремих точках. При точковому зварюванні заготовки збирають внахлест і затискають між електродами, що підводять струм до місця зварювання. Стикаються з мідними електродами поверхні зварювальних заготовок нагріваються повільніше їхніх внутрішніх шарів. Нагрівання триває до пластичного стану зовнішніх шарів і до розплавлення внутрішніх шарів. Потім вимикають струм і знімають тиск. В результаті утворюється лита зварна точка.
Точкове зварювання в залежності від розташування електродів по відношенню до зварюваних заготівок може бути двосторонній і односторонній.