Какой способ сварки металла выбрать: особенности применения

Выбор технологии сварки зависит от используемого материала и технических характеристик, которые должны быть у готового изделия. Выделяют термические, термомеханические, механические виды сварки.

Термическая сварка

Для термической сварки применяется нагрев. Выделяют следующие разновидности технологии:

• Электродуговая. Во время нее используются высокие температуры (до 7000 °C), благодаря этому легко сваривать большие металлические элементы из стали, алюминия, железа, никеля;
• Электрошлаковая. Она выполняется в вертикальном состоянии. При ее проведении вырабатывается тепло от электрического тока, оно проходит через жидкий шлак. Подходит для соединения металлов большой толщины;
• Электронно-лучевая. Для нагрева применяется энергия, которая исходит от ускоренных электронов. Формируется сфокусированный пучок, он производит нагрев локально. В итоге образуется узкий стык с небольшой областью термического воздействия;
• Плазменная. Глубоко плавит металл направленным потоком сжатого ионизированного газа, что позволяет соединять металлические листы толщиной до 9 мм;
• Термитная. В технологии используется смесь с оксидом железа и порошковым алюминием. При нагреве возникает сильная экзотермическая реакция, при которой восстанавливается оксид железа. Происходит выгорание термита с сильным выделением тепла (до 3 тысяч градусов), образуется жидкий металл для создания надежного шва;
• Литейная. В процессе сваривания пространство между деталями заливается жидким металлом. Применяют для изготовления изделий из меди, бронзы, благородных металлов;
• Лазерная. В процессе контактная зона оплавляется пучком из лазерных лучей, и возникает сварочный шов. Подойдет для работы с тонкими листами металла, крупногабаритными деталями;
• Газовая. Кромки свариваемого материала оплавляются при помощи газосварочного оборудования. Это способствует плавному, медленному нагреву металла.

Механический метод

Имеется несколько вариантов сваривания изделий, при которых применяется механическая энергия и давление. Среди популярных выделяют:

• Сварка взрывом. Соединение образуется за счет совместной пластической деформации поверхностей. Используется для соединения деталей из разнородных металлов;
• Ультразвуковая. При помощи ультразвука и пластической деформации оксидные пленки на поверхности разрушаются, и образуют соединение. Подходит для однородных материалов, различных по составу сплавов;
• Холодная. Детали соединяются с помощью пластической деформации зоны скрепления, без предварительного нагрева. Применяется, когда сварку с нагревом использовать нецелесообразно;
• Магнитно-импульсная. В процессе сваривания электрическая энергия преобразуется в механическую, а импульс давления магнитного поля действует на поверхность без участия передающей среды. Предотвращает образование хрупких интерметаллических соединений.

Термомеханическая сварка

К ней относятся варианты, при которых используется нагревание и сила давления:

• Прессовая. Соединяет элементы благодаря равномерному нагреву и последующему штамповому сжатию;
• Контактная. Процесс происходит с помощью электрического тока, который преобразуется в тепловую энергию и вместе с оказываемым на поверхности давлением создает надежное соединение. Применяется для неразъемных соединений металлов;
• Диффузионная. Процесс происходит при воздействии высоких температур и низких удельных сжимающих давлений, в отличие от других видов термомеханической сварки. Подойдет для тугоплавких металлов;
• ТВЧ. Позволяет нагревать торцы поверхностей без их контакта и оплавления;
• Печная. Металл нагревается в печи или горне, где соединяется ударами молота. Используется для производства труб с толщиной стенки от 1,8 до 8 мм из низкоуглеродной стали;
• Термитная с давлением. Металл нагревается термитом, после чего рекристаллизуется в свариваемом зазоре. Это обеспечивает надежное соединение, которое способно выдерживать большие нагрузки. Используют для соединения стальных, чугунных деталей.

Выбирая технологию для сваривания, необходимо ориентироваться на тип материала. К популярным вариантам относится электро- и газовая сварка. Во время них получаются надежные швы.