Температура сварки при разных видах соединения деталей
Многих начинающих мастеров интересует температура сварки, при которой происходит соединение двух элементов друг с другом. Прежде всего, необходимо четко представлять себе, что же представляет собой данный процесс.
Два металлических элемента невозможно соединить друг с другом, если их края не расплавить. Исключение составляет лишь холодная сварка. Под действием силы тока, газа либо давления металл нагревается до таких температур, что начинает плавиться.
Затем, смешиваясь с расплавленным электродом, края застывают и образуют так называемый шов, который и является главным стыковым креплением для двух свариваемых элементов.
Температура плавления металлов
Еще со школьной скамьи каждому сварщику хорошо известно, что каждый вид металла имеет свою температуру плавления. Поэтому вполне логично предположить, что и температура сварки у каждого металла своя. Тип сварки, который мгновенно соединяет между собой листы чугуна, совершенно не подойдет для сварочных работ со сталью.
И наоборот, алюминий не выдерживает температуры плавления железа, ведь из-за слишком высоких температур он полностью деформируется. Именно поэтому прежде чем определиться с видом сварочных работ, необходимо хорошо изучить все главные характеристики металла, с которым предстоит работать.
Электродуговая сварка
Самых высоких температур можно достичь, если применять электродуговую сварку. За счет того, что между электродом и свариваемой поверхностью образуется электрическая дуга, температура в месте стыка достигает иногда даже 12000 градусов. Минимальный же нагрев происходит при температуре не менее 6000 градусов.
Данный метод применяется тогда, когда необходимо расплавить прочный метал большой толщины. Чаще всего с помощью плавящихся электродов сваривают углеродистую сталь. Высокая температура позволяет мгновенно расплавлять и края металла, и внутренний стержень электрода. Данный тип сварочный работ применяется на практике наиболее часто.
Сварка неплавящимся электродом в газовой среде
Данный вид сварки предполагает разогрев детали до 6000 градусов. В качестве неплавящегося электрода чаще всего применяется вольфрам. Температура плавления данного метала достаточно высокая, поэтому во время сварочных работ стержень выдерживает большой нагрев и не плавится. Шов образуется только за счет расплавляемых кромок металла, ведь подаваемый во время сварочных работ газ надежно защищает место стыка от окисления и полностью вытесняет оттуда кислород.
В некоторых случаях, если для уплотнения шва все-таки требуется присадочный металл, используется дополнительный кусок проволоки, который с помощью держателя подносится непосредственно к месту сварочных работ. Для того, чтобы шов был более крепким лучше подбирать присадочную проволоку из того же метала, что и свариваемая деталь.
Плазменная сварка
Достаточно высокая температура достигается также при плазменной сварке. Величина нагрева может достигать даже 30000 градусов. С помощью сварочного аппарата на обрабатываемую поверхность подается ионизированный газ, именуемый плазмой.
Для увеличения нагрева дуга дополнительно сжимается под воздействием плазмообразующего газа. Таким образом, на обрабатываемую поверхность сварщик воздействует не только тепловым методом, но и газодинамическим.
Электрошлаковая сварка
Довольно популярен метод сварки с помощью подогрева шлаковой ванны. Через электрод на сварочном аппарате подается ток такой силы, чтобы он смог разогреть, а затем и поддерживать постоянную температуру шлаковой ванны внутри разъема.
Суть данного способа заключается в необходимости постоянно поддерживать высокий уровень нагрева ванны, которая расплавляет кромки листов металла и соединяет их между собой. Уровень нагрева шлаковой ванны должна быть обязательно значительно выше температуры плавления самого металла, иначе сварка станет невозможной.
Обычно подаваемый ток нагревает ванну до 1700 градусов. Поэтому для некоторых металлов такой вид сварки неприемлем. Например, расплавить кромки углеродистой стали при такой низкой температуре будет достаточно сложно.
Диффузная сварка
Расплавлять кромки металла для их дальнейшего соединения между собой можно и внутри сварочного аппарата. Суть метода диффузной сварки заключается в том, что свариваемые детали необходимо поместить в специальную камеру, предварительно зачистив их кромки. Затем из камеры откачивается воздух до определенного уровня давления, а кромки металла нагреваются до 700 – 800 градусов.
При сдавливании двух деталей и происходит их сваривание меду собой. Сходный принцип применяется при сваривании полипропиленовых труб. Две трубы просто вставляются с разных сторон в специальное закрытое устройство и после нагрева прочно соединяются друг с другом. Для спаивания полипропиленовых труб достаточно 260 градусов.
Электронно-лучевая сварка
Также в специальной вакуумной камере производится сварка с помощью пучка электронов, которые на выходе из аппарата образуют электродный луч. Благодаря тепловой энергии электронов в месте их соприкосновения с обрабатываемой поверхностью происходит нагрев кромок до 6000 градусов.
Конечно же, практически ни один металл не способен выдержать такой сильный нагрев, поэтому кромки свариваемых деталей начинают плавиться, образуя между собой крепкий и надежный сварочный шов.
Холодная сварка
Детали не подвергаются абсолютно никакому тепловому воздействию, если применяется холодная сварка. Главное – не проводить холодные сварочные работы при температуре воздуха ниже 5 градусов тепла. Сварка при отрицательных температурах может не дать нужный эффект и спустя некоторый период времени детали вновь расклеятся.
Суть холодной сварки заключается в том, что при помощи специальной замазки два материала любого состава можно легко склеить друг с другом. Замазка для холодной сварки состоит из двух составляющих, которые сами по себе не обладают никакими скрепляющими свойствами. Если же их перемешать между собой, образуется сильнейший клей.
В основном холодная сварка применяется в быту для мелкого ремонта водяных и канализационных труб. При этом качество холодной сварки абсолютно уступает другим видам, где используется мощнейший нагрев деталей.
Термитная сварка
Принцип работы термитной сварки во многом схож с холодной. Для данного вида сварочных работ используется смесь, состоящая из металлического алюминия и железной окалины, которые взаимодействуют друг с другом и вследствие химических реакций образуют термит.
После зажигания термита электродугой, он расплавляется и начинает сваривать между собой кромки металла. Воспламеняется термит при температуре не менее 1300 градусов, а металл начинает плавиться, когда разогревается до отметки в 2000 градусов. Такие виды сварочных работ очень часто проводят при сваривании рельсов.
Термокомпрессионная сварка
Холодная сварка во многом сходна с термокомпрессионной. Здесь также детали свариваются между собой посредством давления, однако место их стыка заранее разогревается до определенного уровня.
Как правило, нагрев должен быть не ниже, чем температура образования эвтектики между соединяемыми материалами. При этом разогревается либо сама поверхность, либо прикладываемый инструмент, либо вообще подсоединенная проволоку, через которую пропускают импульс тока.
Ультразвуковая сварка.
В отличие от холодной сварки ультразвуковая разогревает обрабатываемую поверхность металла до определенных температур. Величина нагрева деталей напрямую зависит от того, из какого металла они изготовлены. На место стыка листов воздействуют механическими колебаниями, за счет чего кромки постепенно начинают плавиться.
Медь нагревается до 500 градусов, а алюминий, например, может разогреться только до 400 градусов. После достижения нужной величины разогрева, обрабатываемые поверхности сдавливают между собой, за счет чего и происходит их сваривание друг с другом.
Лазерное воздействие на деталь
Если стоит задача получить высокопрочный шов, либо свариваемые металлы не поддаются холодной и другим видам сварки, на них воздействуют лазерным лучом. С помощью сварочного аппарата лазерный луч направляется на место стыка двух листов металла и туда же подносится присадочная проволока.
Под воздействием лазера детали нагревается до очень высоких температур, около 25 000 градусов, поэтому данный вид сваривания легко соединяет между собой даже высокопрочные металлы.
Способ сваривания деталей
Определять для себя нужный вид сварки необходимо на основании того, какую деталь требуется варить. Для получения высокопрочного шва имеет значение не только вид металла, но и его толщина, а также температура помещения, где будут происходить сварочные работы.
Кроме того, чрезвычайно важно знать температуру плавления метала, ведь чаще всего сварка происходит именно благодаря тепловому воздействию. В случае же с холодной сваркой потребуется тщательно подготовить поверхность соединяемых деталей, а также при необходимости зачистить их.
Чтобы прочность полученного шва была соизмерима с прочностью самого листа металла, потребуется со всей ответственностью подойти к сварочным работам. Сила тока, используемый присадочный материал, степень разогрева металла – играют важную роль в процессе сваривания деталей друг с другом, поэтому сварщику необходимо учитывать при работе каждую мелочь.
Похожие статьи
