Druhy svařování: principy klasifikace. Vlastnosti, oblasti použití

Někdy musí svářeč sestavit konstrukci podle výkresů. V dokumentech jsou uvedena místa, kde mají být svary. Pro správné sestavení všeho je potřeba znát druhy svarů a jejich klasifikaci a také se naučit svařovat v požadované prostorové poloze. Podívejme se na typy spojů, rozdíly mezi švy, techniku ​​aplikace a možné vady.

V tomto článku:

• Co je to svařovaný spoj
• Typy svarů
• Typy prostorových poloh svarů
• Příprava na svařování
• Klasifikace svarů
• Vady švů
• Požadavky na svary
• Co ovlivňuje kvalitu svarového spoje?

Co je to svařovaný spoj

Svařovaný spoj je trvalé spojení dvou částí získané natavením okrajů. Pro zpevnění a vyplnění spáry se používá výplňový kov smíchaný se základním kovem. Proces tavení se provádí:

Při svařování RDS vzniká strusková krusta, která se odbíjí speciálními kladivy. Objevuje se i při elektrickém svařování tavidlem. U jiných metod jsou švy okamžitě čisté a přístupné pro kontrolu.

Jeden kabel od zdroje proudu funguje jako hmota a je spojen s výrobkem a druhý končí držákem nebo hořákem a je v rukou svářeče. Díky teplotě oblouku až 5000 stupňů dochází k roztavení kovu a vytvoření spojů. Svařované spoje jsou považovány za jedny z nejrychlejších a nejpevnějších, proto se aktivně používají ve stavebnictví, výrobě automobilů, lodí atd.

Typy svarů

Podle GOST 5264-80 existuje několik hlavních typů svarů:

Kromě toho GOST 16037-80 popisuje typy tupých svarů v trubkách. Mohou být spojeny jedním koncem v přímce nebo se sklonem. Dokument popisuje technologii, kdy je nutné provést spojení s ohybem nebo odbočkou. Vzhledem k duté struktuře uvnitř trubky nejsou takové spoje podobné jiným a jsou zařazeny do samostatné kategorie, aby se svářeč při montáži nepletl s druhy tupých svarů.

Pokud jsou svařované díly velmi úzké, například je třeba na koncích spojit dvě výztuhy, pak se takové svary nazývají koncové nebo tupé svary. Jsou samostatně popsány v GOST 14098-2014. Výztuž lze také svařovat křížově nebo překrývat.

Typy prostorových poloh svarů

Všechny uvedené typy svarů lze provádět v následujících prostorových polohách:

Na svislém povrchu jsou také vodorovné švy. Jejich obtíž spočívá v tom, že kov teče více na spodní stranu, zatímco podříznutí a nedostatek průrazu zůstávají nahoře. Pro vysoce kvalitní provedení je nutné snížit proudovou sílu a někdy vést šev přerušovaným obloukem.

Příprava na svařování

Aby byl šev vysoce kvalitní, je nutná správná příprava stran pro svařování. Pokud je kov tlustší než 5 mm, provádí se jednostranné řezání hran pod úhlem 45°. Při tloušťce plechu 10 mm je nutné řezání na obou stranách. Bez takové přípravy se kov nebude moci roztavit hluboko a spojení bude povrchní. Na základě toho jsou typy zkosení:

Rezavý kov vede k nestabilnímu hoření oblouku a „plivání“ strusky. Boky ve svařovací zóně (alespoň 20 mm od spojovacího vedení) musí být očištěny od rzi, zbytků barvy a oleje. Pokud musíte svařovat tenký kov 1-1.5 mm, použijte měděný substrát, abyste zabránili popálení.

Aby se zabránilo pohybu obrobku během svařování, jsou nejprve vyrobeny příchytky, které musí být na obou stranách. To platí pro všechny typy připojení.

Klasifikace svarů

Kromě typu spojení a polohy švu v prostoru jsou spoje klasifikovány podle techniky výroby švu a dalších charakteristik.

Poloha elektrody během procesu svařování

Svařování lze provádět obalenou elektrodou, která ji drží vzhledem k rovině produktu v různých úhlech:

Pohyby elektrod

Vzhled švu do značné míry závisí na pohybu elektrody. Na spojích bez mezery většinou nejsou potřeba žádné oscilační pohyby – elektroda je vedena plynule, což zajišťuje jemné šupinky a rovnoměrnou šířku. Důležité je pouze zvolit správnou rychlost, aby se hrany stihly roztavit a základní kov se nepropálil. K vyplnění širokých švů používají svářeči příčné oscilační pohyby ve formě:

Podle konfigurace

Spojovací čára určuje budoucí konfiguraci svaru, která je možná:

Podle stupně konvexnosti

Stupeň konvexnosti se nazývá rameno svaru. Na základě parametrů aplikovaného válečku mohou být nohy:

Čím větší je výška válečku, tím pevnější je šev a tím obtížnější je jej prolomit.

Podle délky

Pokud je požadována zvýšená pevnost nebo těsnost spoje, pak se provádějí průběžné svary. To vyžaduje více času a zvýšenou spotřebu přídavného kovu. Při nízkém zatížení konstrukce jsou přijatelné přerušované švy dlouhé 2-3 cm. To zajišťuje integritu produktu, zkracuje dobu svařování a šetří poloautomatické elektrody/dráty.

Podle počtu průchodů

U plechů 2-4 mm stačí jeden průchod ke svaření spoje. Silnější strany vyžadují oříznutí hran a vícenásobné průchody. Takové švy se nazývají dvouprůchodové, tříprůchodové, víceprůchodové.

Podle typu svařování

Svařovací spoje jsou možné pomocí:

Vady švů

Hlavní typy vad ve svarových spojích jsou:

Požadavky na svary

Kvalita svarů se posuzuje nedestruktivními a destruktivními zkušebními metodami. První zahrnuje ultrazvukové a rentgenové skenování švů. Tyto kontroly se provádějí na zvláště kritických spojích vystavených vysokému zatížení.

Během destruktivního testování jsou vzorky švů kontrolovány na tah a lom, na základě čehož se hodnotí:

Požadovaná úroveň každé charakteristiky je uvedena ve výkresech svařování.

Co ovlivňuje kvalitu svarového spoje?

Kvalita švu závisí na:

Zdroj videa: FUBAG

Odpovědi na otázky: typy svarových spojů a klasifikace metod svařování
Jak svařovat svislé švy obalenými elektrodami?
Skrýt Další podrobnosti

Při metodě kontinuálního svařování bude tekutý kov vlivem gravitace padat dolů. Používejte svařování přerušovaným obloukem. Aplikujte každou novou „část“ kovu „policovým“ pohybem, přičemž udělejte půlměsíc.

Jak svařovat stropní švy obalenými elektrodami?
Skrýt Další podrobnosti

Pokud jsou strany pevně spojeny a kov je tlustší než 4 mm, můžete rychlým pohybem elektrody svařit souvislý šev bez přerušení oblouku. S mezerou 2-3 mm, tenký kov, budete muset svařovat přerušovaným obloukem, jako je tomu u „vertikály“.

Jak řezat hrany?
Skrýt Další podrobnosti

Hranu ve tvaru V nejsnáze vytvoříte pomocí brusky a brusného kotouče. Pro velké objemy práce použijte frézku a vyberte zkosení ve tvaru U.

Co dělat, když se šev ukáže jako velmi porézní?
Skrýt Další podrobnosti

V případě svařování argonovým obloukem nebo poloautomatického svařování zkuste přidat/snížit průtok plynu na reduktoru. Při svařování venku chraňte pracovní prostor před větrem. Ujistěte se, že oblast připojení je bez rzi, barvy, oleje a nečistot. K čištění použijte kovový kartáč.

Jak opravit šev s nedostatečnou penetrací nebo krátery?
Skrýt Další podrobnosti

Použijte naostřenou elektrodovou tyč k odstranění strusky z kráterů a tepelně neupravených oblastí. Přidejte 10-20 A proudu a pomalu přecházejte přes vadná místa svařovacím obloukem. Poté vše překryjte souvislým švem nanášeným stejnou rychlostí, aby se povrch vyrovnal.

Pokud vady nelze opravit, obruste šev brusným kotoučem a znovu naneste.

Jak udělat souvislé kruhové švy?
Skrýt Další podrobnosti

Při svařování přírub poskytuje kontinuální svar atraktivní vzhled a lepší těsnění. Kruhové průběžné svary na rovné ploše (přivaření trubky k přírubě) se provádějí na otočné základně. Obvodové svary na trubce (spojení dvou trubek k sobě) je vhodné provádět upnutím obrobku do sklíčidla soustruhu a pomalým otáčením.

Mosty, lodě, letadla – vše, na co je lidstvo tak hrdé, bylo původně postaveno kováním nebo nýtováním. Na konci 19. století byly provedeny první pokusy se svařováním kovů. Již na počátku 20. století se objevily významné pokroky ve svařování v oblasti vytváření kritických struktur.

První most vytvořený svařováním byl vyroben v SSSR ve městě Kyjev. Spojovala levý a pravý břeh Dněpru. Pohroma přinesla kupodivu silný impuls pro rozvoj svařovacích technologií. Během Velké vlastenecké války se v továrnách evakuovaných za Ural začaly tanky montovat svařováním. Doba si žádala technologii pro rychlou a kvalitní montáž a ta vznikla v co nejkratším čase.

Po skončení války nutnost rychlé obnovy země prosadila zavádění svařovacích technologií do různých odvětví národního hospodářství. Astronautika nezůstala stranou této progresivní technologie. Vzhledem k tomu, že Sovětský svaz byl průkopníkem v průzkumu vesmíru, bylo v roce 6 poprvé na světě provedeno svařování na oběžné dráze na sovětské kosmické lodi Sojuz-1969.

Právě v této době se svařování kovů pevně usadilo ve všech odvětvích národního hospodářství. Nýtování a kování zůstalo pouze ve výzbroji řemeslníků.

Další vývoj svařovacích technologií v moderním světě směřoval ke zdokonalování samotného procesu, zvyšování schopností svařovacích strojů a rozšiřování oblastí použití této progresivní technologie.

Principy klasifikace svařování

Počet metod a typů svařování různých materiálů s jistotou přesáhl jeden a půl stovky. Aby se kovy svařovaly efektivně, je nutné zvolit správný způsob svařování. K tomu pomůže klasifikace typů svařování. Existuje mnoho „domácích“ klasifikací, které v této věci vytvářejí chaos a přispívají k nákupu vybavení, které nesplňuje zadané úkoly. Za jediný správný přístup by měla být považována praxe klasifikace podle principu fyzického dopadu, stupně technické podpory a použití různých technologií.

Známky fyzického dopadu

Pro určení třídy svařování je nutné zvážit formu aplikované energie.

Existují tři třídy svařování:

• tepelné;
• termomechanické;
• mechanické.

Tepelná třída kombinuje procesy, ke kterým dochází při použití různých druhů tepelné energie. V této třídě je vykonáno největší množství práce obloukové a plynové svařování. Tyto dva typy jsou vyžadovány v jakémkoli odvětví souvisejícím s tvorbou kovových konstrukcí nebo jejich opravami.

Termomechanická třída zahrnuje dva typy vlivu: teplo a tlak. Pozoruhodným příkladem je odporové svařování, kdy elektrody současně ohřívají a stlačují díly. Ostatní zástupci této třídy jsou mnohem méně běžné: obloukové lisování, difúze a kování.

Složení mechanické třídy není velké, ale docela zajímavé. Na jednu stranu se jedná o cenově výhodné druhy svařování, na druhou stranu však vyžadují tak specifické podmínky, že mají velmi malý rozsah použití. Ekonomický přínos je způsoben chybějícím vytápěním. Tato třída zahrnuje svařování tlakem za studena (hyperbarický), třecí svařování, ultrazvukové svařování и výbuchové svařování.

Technické vlastnosti

Pro tuto klasifikaci se používají následující zásady:

• princip ochrany proti oxidaci;
• kontinuita procesu;
• úroveň mechanizace.

Kvalita švu závisí na stupni ochrany proti oxidaci. Nejběžnější technologie jsou svařování v prostředí ochranného plynu. Často se vyskytuje ochrana tavidlem, pěnou a různými kombinovanými metodami.

Klasifikace typů svařování podle kontinuity procesu nevyžaduje zvláštní vysvětlení a má pouze dva typy: nepřetržité nebo přerušované procesy. Pokud jde o stupeň mechanizace, také nedělali velký rozdíl a rozhodli se pro následující možnost klasifikace:

• manuál;
• mechanizovaný;
• automatizované;
• automatický.

Klasifikace podle technologických zásad

Podle technologických principů se druhy svařování klasifikují podle toho, jaké technologie jsou základem procesu svařování. Jedná se o velmi rozvětvenou a ne bez rozporů klasifikaci, která se neustále zdokonaluje a aktualizuje. Například technologie obloukového svařování je klasifikována jako samostatný typ, ale zde je rozdělena na mig/mag, mma, tig, které se zase dělí podle typu svařovacího proudu, průměru a typu elektrody a mnoha dalších charakteristik.

Druhy svařování

Ruční obloukové svařování (MMA)

To je základ všech základů. Právě tímto typem svařování začalo vítězné tažení svařovacích technologií v různých průmyslových odvětvích. V té době stačilo mít svařovací transformátor a balíček elektrod, aby se svařovalo všude: od stavby lodí, potrubí až po brány v zemi. V dnešní době se svařovací zdroje staly řádově lehčími, mnohem ekonomičtějšími a výkonnějšími. Mnoho svařovacích technologií bylo vyvinuto v závislosti na prostorové poloze švu, chemickém složení a tloušťce kovu.

Hlavní výhodou tohoto typu svařování je jednoduchost a dostupnost zařízení, možnost přesunu na jakýkoli bod v oblasti (pokud existuje elektrická síť nebo mobilní generátor). Mezi nedostatky lze zaznamenat malý seznam svařitelných materiálů. Jedná se především o železné kovy. Jako každý typ ruční práce vyžaduje značnou svářečskou kvalifikaci. To platí zejména pro svařování stropních a svislých švů, svařování silných plechů kovu.

Netavitelná elektroda argonové obloukové svařování (TIG)

Tento typ svařování nepokrývá více než 1 % z celkového množství svařovacích prací. Ale u barevných kovů se bez něj neobejdete. Tato metoda umožňuje vařit téměř cokoliv. Navíc je šev té nejvyšší kvality i při svařování tenkých plechů. Rozsah použití této metody se tedy rozšiřuje na stavbu lodí, konstrukci letadel a vytváření kosmických lodí. Nejrozšířenější využití tohoto typu svařování můžeme vidět v automobilovém průmyslu a opravách karoserií.

Svařování se provádí wolframovou nebo grafitovou elektrodou v prostředí vytvořeném přiváděním ochranného plynu do oblasti svarové lázně. Používají se směsi aktivních a inertních plynů v závislosti na materiálu svařovaných dílů. Za hlavní nevýhody této metody jsou považovány značné náklady na práci, která se skládá z drahého zařízení, spotřeby plynu a použití vysoce kvalifikovaných svářečů.

Poloautomatické svařování (MIG/MAG)

Tento typ spojování dílů je velmi podobný předchozímu, ale jako elektroda je použit speciální drát, který je přiváděn do svařovací zóny automaticky. K tomuto účelu mají stroje MIG/MAG podávací mechanismus. Ochrana svarové lázně před působením atmosférického kyslíku může být provedena buď přívodem ochranného plynu, nebo použitím plněného drátu nebo tavidla. Hlavní oblastí použití poloautomatů je svařování neželezných kovů a legovaných ocelí.

Nejčastěji používaným ochranným plynem je oxid uhličitý. Práce s poloautomatickým strojem nevyžaduje vysoce kvalifikované svářeče. Další výhodou tohoto typu je jeho vysoká produktivita. Proto je rozšířené použití této metody v hromadné výrobě, kde se svařují dlouhé švy na plechu.

Svařování plynem

Tento typ svařování má více nevýhod než výhod, ale zůstává relevantní již více než 100 let. Okamžitě bych si rád všiml výhod, které mu umožňují zůstat nad vodou:

• jednoduchost vybavení;
• vysoká mobilita;
• nejširší sortiment materiálů ke svařování;
• svařování a řezání „v jedné láhvi“.

O nevýhodách, které brání jeho použití ve výrobě, rozhoduje především nevyhnutelně široká topná zóna. Z tohoto důvodu probíhají procesy pomalu s vysokou spotřebou plynu, což ovlivňuje náklady na práci. Další nevýhodou je nemožnost automatizace takových procesů a v důsledku toho potřeba vysoce kvalifikovaného svářeče.

Bodové (odporové) svařování

V širším smyslu se toto svařování nazývá kontaktní svařování, ale jedna z jeho odrůd se rozšířila – bodové svařování, proto se v každodenním životě tento typ spojování částí nazývá bodové svařování. Nejčastěji se tímto způsobem svařuje ocelový plech. Plechy se kladou překrývající se, silně stlačené elektrodami, kterými prochází elektrický proud o síle tisíců ampér.

Tento typ nevyžaduje zvláštní pracovní kvalifikaci, ale není možný bez drahého vybavení a je omezen tloušťkou a tvarem spojovaných dílů. Ale bodové svařování je dobře automatizované a má vysokou produktivitu. Nejrozšířenější je v hromadné výrobě a dopravníkových linkách. Nejvýraznějším a nejvýznamnějším příkladem jsou svařovací roboty v automobilovém průmyslu.

Mechanické svařování

Častěji se tomu říká výbuchové svařování. S jeho pomocí je jeden kov potažen druhým. Provádí se díky teplu, které vzniká při tření jednoho kovu o druhý.

Elektrostruskové svařování

Velmi vzácný druh, používaný k výrobě kovaných a svařovaných výrobků. Svařovací proud prochází struskou pomocí drátu, tyčí atd. jako elektrod. Výsledkem průchodu proudu je natavení okrajů a výplňových materiálů, které po ochlazení tvoří šev.

Plazmové svařování

Jeden z tepelných typů svařování a řezání kovů. Velmi produktivní typ, který lze plně automatizovat. Charakteristiky plazmového hořáku umožňují vytvořit silný koncentrovaný proud plazmy, který se používá ke svařování (obvykle řezání) kovu.

Svařování elektronovým paprskem

Při tomto typu svařování vzniká teplo elektronovým paprskem. Je jasné, že práce musí být prováděna ve vakuové komoře nebo na výstupu z ní. Druh je velmi vzácný, vyžaduje speciální drahé vybavení a používá se ve vzácných případech.

Laserové svařování

Na rozdíl od předchozího typu našlo laserové svařování široké uplatnění v různých průmyslových odvětvích. Byly vytvořeny různé typy laserů (pevné, plynové, kapalinové, polovodičové), dostupné širokému spektru populace. Kromě průmyslových instalací existuje velké množství domácích CNC strojů založených na laserovém a mikrokontrolérovém řízení.

Difúzní svařování

Jeden z typů termomechanického svařování. Díly se ohřívají a stlačují současně. Pro vysoce kvalitní procesy je zapotřebí vakuum. V důsledku toho je potřeba vytvářet nákladné instalace, proto se používá pouze ve velmi kritických jednotkách kosmického, leteckého a elektronického průmyslu.

Svařování vysokofrekvenčními proudy

Specifický typ vytváření trvalých spojů, který se tradičně zřizuje na automatizovaných linkách pro výrobu potrubí. Velmi výkonná a vysoce automatizovaná metoda. Na místo, kde se trubky svařují, se přivede speciální vysokofrekvenční induktor a po pár sekundách se spojí trubky ohřáté vysokofrekvenčními proudy. Žádný oheň, žádné saze.

Třecí svařování

Technologie třecího svařování je na seznamu slibných pokroků. Při tomto způsobu je jeden ze spojovaných obrobků nehybně fixován, zatímco druhý obrobek, přitlačený k prvnímu, se začne otáčet. Podrobná klasifikace třecího svařování zahrnuje následující možnosti:

1. Za míchání: tento typ svařování se provádí na speciálním zařízení vybaveném rotačním nástrojem sestávajícím ze dvou prvků – základny (rameno) a hrotu (čepu). Spojení vzniká vytlačováním a následným smícháním kovových polotovarů.

2. Radiální svařování: Při této metodě se trubky spojují vložením otočného kroužku mezi jejich konce.

3. Stick Welding: Používá se k opravě malých poškození průchozích otvorů. Nejprve se v místě defektu vyvrtá kulatý otvor, do něj se pak vloží otočný čep ze stejného kovu jako hlavní obrobek.

4. Lineární svařování: V tomto případě se svařování provádí bez rotace. Obrobky se o sebe třou, dokud se dosedací plochy nezačnou tavit, načež se stlačovací síla zvýší.

5. Inerciální svařování: u tohoto typu svařování se obrobky pohybují díky energii akumulované v předtočeném setrvačníku.

Svařování výbuchem

Výbušné svařování je svařovací technika, která využívá výbušniny ke spojení kovových desek dohromady. Tato technologie se používá v různých průmyslových odvětvích, včetně letectví, automobilového průmyslu a stavby lodí, k vytváření kompozitních materiálů s jedinečnými vlastnostmi.

Zvláštností této metody je, že umožňuje spojovat materiály, aniž by došlo k jejich roztavení a aniž by to vedlo k výrazným změnám původních vlastností. Díky tomu je svařování výbuchem ideální volbou pro spojování kovů, které se obvykle obtížně svařují. Takové kovy mohou mít různé teploty tání, chemické vlastnosti nebo mikrostruktury.

Proces výbušného svařování zahrnuje umístění vrstvy výbušného materiálu mezi dvě kovové desky, které se následně zapálí. Výbuch vytvoří vysokorychlostní rázovou vlnu, která způsobí, že se desky srazí a slepí k sobě. Tato metoda umožňuje spojovat rozdílné kovy, které by bylo obtížné nebo dokonce nemožné dosáhnout tradičními metodami svařování.

Kovářské svařování

Tento způsob spojování železných polotovarů se provádí jejich zahřátím v kovárně, poté jsou naskládány na sebe a upevněny údery kladiva. Pro dosažení kvalitního spojení pomocí této metody je nutné zajistit, aby povrchy byly čisté, bez jakýchkoliv nečistot a oxidů. Kvalita takového spojení do značné míry závisí na zkušenostech a zručnosti kováře.

Je třeba poznamenat, že možnost použití této metody svařování je omezena pouze na kovy s dobrou tažností. Kvůli nízké produktivitě a nedostatečné spolehlivosti spojení se však metoda kovářského svařování používá poměrně zřídka.

Správná volba je základem úspěchu

Na oficiálních stránkách společnosti si můžete prohlédnout produkty a zakoupit svařovací zařízení. Zde můžete zanechat požadavek na nákup zařízení pro svařování plynem. V samostatných částech webu jsou prezentovány ruční obloukové svařovací stroje a argonové obloukové svařovací stroje. O poloautomatické svařovací stroje MIG/MAG budou mít zájem majitelé malých a středních podniků zabývajících se výrobou kovových výrobků.