Что же такое сварка?

Электрическая дуговая сварка является одним из способов получения неразъемного соединения двух или нескольких металлических частей путем местного их нагрева теплом дуговых разрядов до температуры плавления.

В зависимости от материала электрода все многочисленные способы электрической дуговой сварки можно разделить на две группы: группу способов сварки плавящимся металлическим электродом и группу способов сварки неплавящимся (угольным, вольфрамовым) электродом.

Наиболее распространенным является способ сварки металлическим электродом. Он применяется для сварки всех марок сталей и чугунов, а также цветных металлов и сплавов. Сварка этим способом возможна при любом пространственном положении шва на постоянном и переменном токе. Металлический электрод служит во время сварки не только для поддержания горения дуги, но и для образования шва.

Дуговая сварка металлическим электродом может выполняться вручную, автоматически и полуавтоматически. Широкое применение имеет автоматическая и полуавтоматическая сварка под слоем флюса. При этих способах зона горения дуги засыпается флюсом, предохраняющим металл от окисления, азотирования, разбрызгивания. В качестве металлического электрода используется сварочная проволока, автоматически подающаяся в зону сварки из мотка.

При сварке угольным электродом сварной шов образуется из расплавленного металла свариваемых элементов и подаваемого в дугу присадочного прутка. Угольный электрод служит только для поддержания горения дуги. Этот способ применяется в некоторых случаях для сварки тонкостенных изделий с отбортованными соединениями, а также для горячей сварки чугуна, цветных металлов и наплавки твердых сплавов.

В последние годы широкое распространение получают способы дуговой сварки в среде защитных газов. К этим способам относится аргоно-дуговая сварка, сварка в среде углекислого газа и атомно-водородная сварка.

При аргоно-дуговой сварке металл защищается от воздействия кислорода и азота воздуха с помощью инертного газа аргона, подающегося в зону горения дуги через специальное сопло. Сварка может выполняться плавящимся электродом (с использованием сварочной проволоки) и неплавящимся вольфрамовым электродом. Во втором случае в зависимости от вида сварного соединения сварка ведется без применения или с применением присадочного металла. Аргоно-дуговая сварка применяется, главным образом, при изготовлении тонкостенных конструкций из специальных сталей и цветных металлов и сплавов. Питание дуги осуществляется переменным или постоянным током от обычного сварочного оборудования.

В последние годы все более широкое применение получает полуавтоматическая и автоматическая сварка плавящимся металлическим электродом в среде углекислого газа, который значительно дешевле аргона. Применение его вместо флюса облегчает наблюдение за процессом сварки и обеспечивает относительно высокую производительность процесса, часто не уступающую производительности сварки под флюсом. Однако из-за повышенной окислительной способности углекислый газ не может использоваться при сварке большинства цветных металлов и сплавов. Сварка в среде углекислого газа применяется преимущественно при производстве конструкций из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей. Питание дуги при этом способе осуществляется, как правило, на постоянном токе обратной полярности.

В некоторых случаях при сварке меди вместо аргона применяется азот (азотно-дуговая сварка). А полуавтоматическую сварку иногда проводят в среде водяного пара вместо углекислого газа.

Помимо перечисленных способов, для сварки цветного металла и специальных сталей иногда применяют атомно-водородную сварку. При этом способе дуга горит между двумя вольфрамовыми электродами в атмосфере водорода или азотно-водородной смеси, получаемой разложением аммиака.

По технике осуществления и по характеру металлургических процессов, происходящих при сварке, близким к электрической дуговой сварке под флюсом является способ электрошлаковой сварки. Однако при электрошлаковой сварке расплавление свариваемых кромок и электродного металла происходит не за счет тепла дуги, как при дуговой сварке, а за счет тепла, выделяющегася при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. Этот способ отличается высокой производительностью, малым расходом электроэнергии и флюса, возможностью сварки за один проход элементов большой толщины (до 1—2 м). Электрошлаковая сварка осуществляется с помощью специальных автоматических установок.

Электрическая дуговая сварка является основным, наиболее широко применяющимся способом сварки. К настоящему времени сварные конструкции почти полностью вытеснили клепаные и часто заменяют литые изделия.

Применение дуговой сварки взамен клепки дает экономию металла до 20% и взамен литья — до 50% экономию времени на изготовление конструкции; снижение себестоимости конструкции и повышение работоспособности некоторых конструкций (например, химических аппаратов, паровых котлов и др.).

Указанные преимущества обусловили широкое применение сварки во многих отраслях промышленности, например, в тяжелом, транспортном, химическом и энергетическом машиностроении, котлостроении, автостроении, самолетостроении, судостроении, промышленном строительстве и ряде других отраслей.