Что представляет собой электрическая сварка?

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

Способы подключения сварочного инвертора.

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

Дефекты сварочных швов.

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:

Классификация сварочных электродов.

1. 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.
2. 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.
3. 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.

Схема ручной электродуговой сварки.

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

Схема движения электрода.

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.