Сварочное производство: состав, виды и технологии сварки

Состав, виды и технологии сварки

Мосты, корпуса судов, трубопроводы, кузова автомобилей — за прочностью этих конструкций стоит целая цепочка операций, объединённых под общим названием. Готовое сварное изделие не появляется за один приём: сначала металл готовят, потом собирают, сваривают и лишь затем доводят до финального вида. Ниже разобрано, что понимают под сварочным производством, из каких работ оно складывается, каким бывает по масштабу и какие виды сварки лежат в его основе.

Из каких операций складывается сварочное производство?

Путь от разрозненных деталей к монолитной конструкции проходит через шесть групп работ. Каждая решает свою задачу, и пропустить любую из них без ущерба для качества нельзя.

1. Подготовительные работы. Здесь готовят поверхность под сварку, а заодно изготавливают заготовки и комбинируют готовые детали. Сюда же относят разметку и резку, подгонку заготовок под нужные размеры, нарезание резьбы, расточку поверхностей. Иногда заготовки дополнительно рихтуют на гидравлических прессах и фрикционных машинах.
2. Сборочные работы. Две и более детали прихватывают специальными зажимами, чтобы удобнее было сваривать. Важно, чтобы прижимы держали элементы прочно, без зазоров между ними.
3. Сварочные работы. В зависимости от конструкции деталей и условий их выполняют вручную электродами, полуавтоматической или автоматической сваркой.
4. Отделочные работы.
5. Дополнительные работы.
6. Контроль качества.

Сегодня рынок предлагает широкий спектр сварочного оборудования, которое различается и по грузоподъёмности, и по назначению. Такой выбор заметно облегчает организацию производства под конкретную задачу.

Каким бывает сварочное производство по масштабу?

По объёму выпуска и степени повторяемости операций выделяют три типа производства.

• Мелкосерийное. Промышленный масштаб здесь не предполагается. Речь скорее о сварочных работах в бытовых условиях — металлические конструкции, трубы, — где одни и те же операции не нужно повторять раз за разом.
• Серийное. В его основе — поточные линии с несколькими рабочими местами, нередко связанными между собой транспортными средствами.
• Крупносерийное. Это масштабный выпуск одинаковых деталей и конструкций, который в большинстве случаев автоматизирован.

Как выбирают технологию сварки?

Технология сварочного производства объединяет сотни способов соединения металлических и неметаллических материалов. Чтобы остановиться на подходящем, ориентируются на пять критериев:

• условия работы;
• толщина свариваемых деталей;
• химический состав сплава;
• условия эксплуатации готового изделия;
• предел прочности сварного шва.

Каждый из этих факторов влияет и на выбор самой технологии, и на подбор оборудования под неё.

Какие три вида сварки лежат в основе производства?

Современное сварочное производство держится на трёх базовых видах сварки — термической, термомеханической и механической. Различаются они прежде всего тем, как и за счёт чего металл приводят в соединяемое состояние.

Термическая сварка

При этом виде металл расплавляется под действием источника тепла. К термической сварке относят электродуговую, электронно-лучевую, сварку световым лучом и плазменную обработку материалов.

Самый распространённый и универсальный источник тепла — электрическая дуга. Её ведут плавящимися или неплавящимися электродами, а чтобы изолировать дугу от воздуха, применяют газовую, шлаковую или газошлаковую защиту.

Электронно-лучевая сварка работает иначе: металл нагревают и плавят кинетической энергией электронов, разогнанных электрическим полем с высокой разностью потенциалов. Чаще всего процесс ведут в вакууме.

Всё активнее в производстве применяют оптические квантовые генераторы и лазеры. Их отличают высокая направленность, большая мощность и значительная степень когерентности. Наиболее перспективны газовые лазеры — у них высокие КПД и мощность.

При плазменной обработке источником тепла служит плазменная струя — поток ионизированных частиц с большой энергией.

Термомеханическая сварка

Это комбинированный способ, в котором тепловое воздействие сочетается с механическим. К самым распространённым его разновидностям относят диффузионную сварку в вакууме, сварку токами высокой частоты и электрическую контактную сварку.

Сварка токами высокой частоты основана на высокочастотном нагреве поверхностей до нужных температур, причём энергию передают контактно или индукционно. А диффузионная сварка достигается за счёт взаимной диффузии атомов контактирующих поверхностей.

Механическая сварка

Здесь воздействие высоких температур от внешних источников полностью исключено. Соединение получают за счёт энергии силы трения, эффекта диффузии под давлением или ультразвуковой сварки.

Именно отсутствие внешнего нагрева отличает механическую сварку от двух предыдущих видов и делает её удобной там, где перегрев материала недопустим.

Понимание того, из каких операций складывается производство, каков его масштаб и какие виды сварки доступны, позволяет выстроить весь процесс осознанно — от подготовки заготовок до контроля готового шва.