Технология и оборудование сварочного производства

Технология сварочного производства задействована в изготовлении как простых бытовых металлоизделий и трубопроводов, так и частей атомных реакторов и космической техники. Это сложный технологический процесс, требующий от сварщика высокой квалификации и строгого соблюдения ряда требований.

Сварка

Технология сварочного производства и виды сварки

Сама по себе теория сварки – достаточно сложная и обширная. Она включает в себя изучение свойств конструкционных материалов на молекулярном уровне. Лишь четкое понимание принципов построения кристаллической решетки того или иного металла и сплава дает возможность правильно подобрать необходимое оборудование и режимы работы.

Современная технология сварочного производства насчитывает более сотни способов сварки как металла, так и неметаллических материалов: стекло, полимеры и т.п. Главные критерии выбора технологии:

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

Каждый из перечисленных критериев непосредственно влияет на выбор оборудования и технологии сварочного производства в каждом конкретном случае. В современной промышленности активно используются три основных вида сварки:

  • термическая – процесс сварки сопровождается расплавлением металла под действие внешних источников тепла, таких как газовая горелка или электрическая дуга;
  • термомеханическая – комбинированный способ включает в себя как термическое, так и механическое воздействие (давлением) на свариваемые поверхности, к такому способу относят кузнечную и контактную сварку;
  • механическая – процесс полностью исключает воздействие высокой температуры от внешних источников и предполагает использование энергии силы трения, эффекта диффузии под давлением или ультразвуковой сварки.

Существует также три подвида технологии сварочного производства в соответствии с некоторыми ключевыми техническими признаками:

  • по виду используемой защищенной среды – флюсовая, аргонная (и другие инертные газы), вакуумная или комбинированная;
  • по типу сварного шва – прерывистая и непрерывистая сварка;
  • по способу работы – ручная, автоматическая и полуавтоматическая, механизированная и роботизированная.

Благодаря такой несложной классификации можно легко и доступно описать все наиболее распространенное оборудование и технологии сварочного производства.

Типы сварки

Ручная электродуговая сварка с применением неплавящихся электродов

Данный способ предполагает использование неплавящихся электродов и является одним из самых распространенных как среди профессионалов, так и среди частных мастеров, использующих сварочное оборудование для собственных нужд. Большой выбор разнообразных по мощности и набору дополнительных функции аппаратов способствует популяризации данной технологии.

В качестве основного сварочного оборудования применяют инверторы. Неплавящиеся электроды изготавливают из графита или вольфрама. Данные материалы позволяют образовывать высокотемпературную электрическую дугу, которая расплавляет металл свариваемых деталей, но не вредит самому электроду.

Электродуговая технология сварочного производства сравнительно проста – заготовки соединятся друг с другом и с помощью дуги, появившейся при постукивании электродом о деталь, происходит непосредственный процесс плавления металла.

О типах сварки

Ручная электродуговая сварка плавящимися электродами

Сама по себе данная технология сварочного производства не отличается от предыдущей. Исключение лишь в электродах, которые в данном случае изготавливаются из легкоплавких сплавов, насыщенных легирующими элементами. В результате под действием дуги образуется ванна расплава, содержащая не только металл детали, но и материал электрода. Это позволяет избежать выгорания легирующих компонентов и обеспечить высокое качество сварного шва.

В качестве сварочного оборудования в данном случае также используются инверторы. Такая технология, как и предыдущая, отлично подходит для домашнего использования.

Электродуговая сварка в защищенной среде

Это еще одна разновидность сварочной технологии, основанной на использовании электрической дуги. Отличительная особенность от предыдущих двух способов в наличии защищенной среды инертных газов, чаще всего аргона. Это позволяет минимизировать негативное влияние кислорода на расплавленный металл и обеспечить высокую прочность сварного шва.

Какие типы сварки бывают

Автоматическая и полуавтоматическая сварка

Технология сварочного производства по своей сути также не отличается от остальных способов дуговой сварки за исключением способа подачи плавящегося электрода и его движения вдоль сварного шва. Полуавтоматический способ предполагает подачу стержня специальным механизмом, а в полностью автоматическом режиме автоматизировано и движение электрода по шву.

Виды сварочного оборудования

Оборудование, которое используют для проведения сварочных работ, может быть четырех видов. Это:

  1. Трансформатор.
  2. Полуавтомат.
  3. Полуавтомат-инвертор.
  4. Споттер.

Рассмотрим вкратце каждый из этих видов.

Трансформатор

Является самым простым видом оборудования, которое предназначено для сварки. Они отличается высоким уровнем надежности, простотой конструкции и приемлемой стоимостью. Но при этом у трансформатора ограничены функциональные возможности, из-за чего его применяются только для дуговой сварки. Качество работы получается крайне низким. И это при том, что вес у агрегата крайне незначительный. Вывод – трансформатор является оптимальным агрегатом в тех случаях, где не нужна высокая точность работ.

Сварочное оборудование

Полуавтомат

Представляет собой разновидность трансформатора, но имеет отличительную особенность. Она заключается в частично автоматизированном процессе сварки. В результате процесс сварочных работ существенно упрощается, так как пользователю не нужно менять электрод, контролируя его длину.

Инвертор

Сварочный агрегат такого вида отличается повышенным уровнем функциональности. Ему доступны практически все виды сварки. При этом у инвертора незначительный вес, и качество сварочных швов получается высоким. Но есть у него и существенные недостатки. Так, конструкция у аппарата достаточно сложная, а его стоимость очень высока. Ввиду этого инверторы применяются лишь для выполнения сварочных работ высокой сложности.

Полуавтомат-инвертор

Сварочный аппарат отличается не только современностью, но и высокой степенью универсальности. Он совмещает в себе частичную автоматизацию сварки с высоким качеством работы, которая свойственна агрегатам инверторного вида. Поэтому совсем не удивительно, что и стоимость такого оборудования очень высока.

О сварочном оборудовании

Споттер

Данное сварочное оборудование предназначено для выполнения точечной сварки. Его применяют исключительно в автомобильной промышленности при кузовных работах и удалении вмятин. Споттеры делятся на два типа – это трансформаторные и инверторные.

Тип, питание, мощность

Рассмотрим еще три главных аспекта, которые нужно учитывать при выборе сварочного оборудования. Первый аспект – это тип оборудования. Оно может быть бытовым, профессиональным или промышленным. Бытовые модели могут работать в непрерывном режиме не больше тридцати минут, после чего им требуется перерыв в один час. Профессиональные агрегаты могут спокойно трубится в течении восьми часом, без перерыва. А что касается промышленный аппаратов, то им требуется лишь короткий технический перерыв. А так они могут работать в течении нескольких смен подряд.

Если говорить о питании, то здесь тоже имеется несколько вариантов. К примеру, однофазные агрегаты рассчитаны на 220 Вольт, а это значит, что их можно подключать к обычной электрической розетке. Такой тип питания свойственен маломощным приборам, которые пользуются большой популярностью из-за доступности использования. Тем не менее, следует помнить, что они все-таки создают дополнительную нагрузку на сеть, так как потребляют очень много мощности.

Оборудование для сварки

Трехфазные аппараты рассчитаны на розетки в 380 Вольт, которые чаще встречаются в специализированных мастерских и производственных цехах. Такие розетки способны обеспечить большую мощность, но в бытовых условиях они не встречаются.

Также есть модели сварочных аппаратов, которые могут работать сразу в двух режимах. Они хоть и стоят дороже, но являются более практичными, хотя в случаях, когда трехфазная розетка использоваться не планируется, нет смысла переплачивать.

Если говорить о мощности, то от нее зависит то, с какой толщиной заготовки сможет работать аппарат. Из этого следует, что чем больше будет мощность, тем более толстую деталь можно будет подвергнуть обработке. Определить параметр предельно просто. Нужно лишь найти в справочнике нужную силу тока для определенной толщину металла. После этого силу тока умножают на напряжение. Полученный результат необходимо разделить на КПД сварочного агрегата: для трансформаторов – это 0,6, а для инверторов – это 0,8. Полученное значение и есть мощность сварочного оборудования.

Выбор оборудования для сварки

Заключение

Выбор сварочного оборудования и технологии зависит исключительно от серийности производства, вида свариваемых материалов и особенностей работы сварщика. Для каждого мастера какой бы ни была подробной и доходчивой теория крайне важна практика и постоянное совершенствование своих навыков.

Видео. Как правильно варить дуговой сваркой