Сегодня невозможно представить строительство без сварочных операций. Очень часто при монтаже зданий и конструкций применяется сварка электрическая. По многим параметрам это самый популярный вид подобных работ.

Для работы в бытовых условиях наиболее оптимальна электродуговая сварка.
У электросварки есть свои уникальные особенности, с которыми следует познакомиться, прежде чем переходить к ее практическому освоению. Без общего представления о данной сфере и ее возможностях сложно рассчитывать на понимание тонкостей указанного процесса.
Электрическая сварка: общая характеристика физического процесса и сферы применения
Соединение металлических заготовок и конструкций посредством их сварки на основе применения электричества представляет собой одну из нескольких известных на сегодняшний день сварочных технологий. Она характеризуется использованием электрической дуги, которая нагревает металл до расплавленного состояния.
В таком полужидком состоянии металлические элементы скрепляются друг с другом. Поскольку температура электрической дуги достигает 5000°С, превышая тем самым пороги расплавления практически всех известных на данный момент металлов, в месте сварки образуется соединение на межмолекулярном и межатомном уровне.
Благодаря указанному фактору неразъемное сварное соединение при соблюдении всех правил технологии получается буквально монолитным, очень прочным и надежным. Современное развитие производства металлов позволяет осуществлять сварочные работы в самых разных условиях, как в стационарных, промышленных, так и в полевых.
Электрическая сварка в настоящее время очень активно применяется на суше, в открытом море, при проведении подводных монтажных операций и даже в космическом пространстве.
Сварочная технология на основе электричества, в свою очередь, разделяется на несколько подвидов. В зависимости от использования принципа, в соответствии с которым электрическая энергия трансформируется в тепловую, электросварка может быть дуговой, контактной, электрошлаковой, индукционной и электронно-лучевой.
Рассмотрим далее самые распространенные виды электросварки: контактную и дуговую.
Контактная электрическая сварка: разновидности и особенности использования
Данный тип сварочной операции является одним из наиболее эффективных, автоматизированных, экономичных способов термической обработки металлов. Благодаря использованию контактного варианта на строительной площадке или в заводском цеху можно добиться высокой прочности металлоконструкции, качественного и надежного соединения деталей.
По этой причине указанный вид электросварки широко применяют в строительной сфере для устройства стальной арматуры, при прокладке трубопроводов, железнодорожных путей и т. д. Практически незаменимой оказалась контактная сварка в сфере автомобилестроения при производстве дорогих и сложных по конфигурации узлов автомобилей.
В частности, без «продвинутого» контактного способа невозможно создание оригинальных силуэтов современных легковых и грузовых автомашин. Кроме того, многие штампованные заготовки из листового металлопроката для различных отраслей машиностроения изготавливаются исключительно при помощи контактной сварки.
Контактная сварка имеет следующие разновидности:
- Стыковая сварка. При использовании данного варианта тщательно зачищенные торцы соединяемых заготовок очень плотно соприкасаются друг с другом, после чего через них пропускают электрический заряд. Сваривание металла обоих элементов осуществляется благодаря тому, что заготовки в месте соприкосновения раскаляются до пластичного состояния. Таким способом можно сваривать различные металлические детали, сечение которых достигает 300 мм2, в том числе стальные пруты арматуры, различные фланцы, трубы, рельсы, металлические швеллеры.
- Точечная сварка. Подразделяется на одноточечную двухстороннюю, двухточечную одностороннюю и одностороннюю многоточечную. Суть ее сводится к тому, что при сжатии металлических заготовок и включении сварочного трансформатора нагрев металла происходит только в зоне непосредственного контакта, что приводит к формированию ядра (точки) расплавленного металла. Такая операция применяется в основном для прочного соединения листовых металлоконструкций и скрепления арматурных стержней в точках их пересечения в процессе изготовления железобетонных объектов. Данный способ применим, если общая толщина металлических листов составляет не более 10-12 мм.
- Шовная сварка. Используется в случаях, когда надо получить прочные и надежные герметичные швы. Обычно подобным способом варят тонкостенные трубы и тонкие металлические листы толщиной от 0,3 до 3 мм.
Электрическая дуговая сварка: классификация и назначение
Дуговой называется такой вид электросварки, при котором образуется сварочная электрическая дуга, являющаяся мощным и достаточно длительным зарядом электричества, который возникает в газовой среде и характеризуется образованием большого количества тепловой и световой энергии.
В момент возникновения дуги температура в ней достигает отметки в 6000°C, при этом рабочая температура в месте непосредственной сварки равняется 3500°C. На температурный уровень влияет сила тока, и чем она больше, тем больше образуется тепловой энергии. С максимальными показателями температуры можно работать с толстыми металлическими заготовками, используя электроды большого диаметра.
Назначение электрической дуги – локальное расплавление фрагментов соединяемых металлических изделий. Расплавленный металл с электрода, который при сближении с изделием производит сильное искрение, заполняет сварочный соединительный шов и тем самым образует надежное скрепление отдельных металлических заготовок.
Электрическая дуговая сварка подразделяется на несколько групп по разным признакам. В частности, по характеру механизации процесса и манипуляции электродом она имеет следующее разделение:
- дуговая ручная;
- дуговая полуавтоматическая;
- автоматическая.
При ручном варианте работы производятся сварщиком вручную. Полуавтоматическая сварка отличается механической подачей электрода к месту сварки и ручным выполнением работы. При полностью автоматическом способе возбуждение дуги и ее перемещение вдоль линии шва происходит в механическом режиме.
В зависимости от рода тока дуга может питаться:
- постоянным током с прямой полярностью (на электроде – минус);
- постоянным током с обратной полярностью (на электроде – плюс);
- переменным током.
Дуги также бывают прямого и косвенного действия. Кроме того, по характеру наблюдения за горением стержня электродуги делятся на открытые, полуоткрытые и закрытые.
Электроды, применяемые при ручной дуговой сварке
Данная операция производится с использованием как неплавящихся, так и плавящихся электродов. Плавящиеся изделия изготавливаются из специальной проволоки и делятся на углеродистые, легированные и высоколегированные.
Электроды классифицируют по таким параметрам, как:
- назначение (для обработки стали, чугуна, цветных металлов);
- специфические особенности выполнения сварки (для разных положений в пространстве, для сварки с углубленным проплавлением);
- толщина электродного прута (тонкие, средние, толстые и особо толстые);
- химический состав стержня и покрытия (кислое, основное, целлюлозное, рутиловое, смешанное покрытия);
- вариант нанесения электродного покрытия (опрессовка, окунание).
Все качественные электроды должны соответствовать определенным функциональным требованиям. В частности, их главная задача состоит в том, чтобы гарантировать во время работы стабильно ровное горение электрической дуги, благодаря чему можно сформировать хороший равномерный шов. При этом в сварочной зоне должен образовываться металл с заданными химическими свойствами.
В настоящее время наибольшей популярностью среди специалистов-сварщиков пользуются средне- и толстопокрытые электроды для дуговой сварки.
Таким образом, технология сварочных работ на основе использования электричества, имеющая свои многочисленные важные особенности, требует к себе соответствующего внимания и тщательного изучения.