Saldatura: Metodi di saldatura e tecnologia. Classificazione dei metodi di saldatura

La saldatura è la produzione di giunti permanenti mediante riscaldamento e fusione dei bordi delle parti unite. Se prima fossero stati sottoposti solo metalli, oggi sono collegati altri metodi, ad esempio plastica.

Si può dire che un giunto saldato è quello ottenuto fusendo o saldando con pressione. Naturalmente, ci sono un gran numero di metodi per ottenere il risultato richiesto. Ad esempio, c'è un elemento come un arco elettrico, è con il suo aiuto che viene effettuata la saldatura. I metodi di saldatura sono molto diversi, cercheremo di considerarli tutti.

Un po 'di storia. classificazione

La forgiatura del metallo è il primo processo di saldatura. La necessità di riparare i prodotti in metallo, nonché la creazione di parti più sofisticate, è stato un presupposto per lo sviluppo dei processi di saldatura. Così nel 1800-1802 fu aperto un arco elettrico. Sono stati condotti vari esperimenti con lei. Alla fine, le persone hanno imparato a fare giunti saldati per mezzo di un arco elettrico. Nel territorio della Russia si svolge attivamente la formazione di saldatori qualificati, si sviluppano costantemente nuove tecnologie, approcci fondamentalmente diversi, ecc. Un esempio vivo di un'eccellente base teorica e pratica è l'istituto di istruzione Bauman.

Attualmente esistono circa 150 metodi di saldatura. I metodi di saldatura sono suddivisi in funzionalità fisiche, tecniche e tecnologiche. Quindi, secondo gli indicatori fisici, ci sono tre grandi gruppi:

• Termico – questo è il tipo di saldatura eseguita con l'utilizzo di energia termica. Ciò comprende gas, arco, laser e altre saldature.
• Termomeccanico – una sorta di saldatura, che implica l'uso non solo di energia termica, ma anche di pressione. Questo può essere un contatto, una diffusione, una forgiatura di connessione e simili.
• Tipo meccanico di saldatura . In questi casi viene utilizzata l'energia meccanica. La saldatura più fredda , l'esplosione, l' attrito, ecc.

Ogni singola specie è caratterizzata da costi energetici, convenienza ambientale e attrezzature utilizzate durante il funzionamento.

Saldatura a fiamma

In questo caso, la principale fonte di calore è una fiamma che viene rilasciata come conseguenza della combustione del combustibile in una miscela con ossigeno. Ad oggi, sono note più di una dozzina di gas che possono essere utilizzati. I più diffusi sono acetilene, LFA, propano e butano. Il calore generato scioglie le superfici insieme al materiale di riempimento.

L'operatore regola la natura della fiamma. Può essere ossidativo, neutro o riducente, a seconda della quantità di ossigeno e gas nella miscela. Negli ultimi anni, la LFA è stata attivamente utilizzata, che fornisce non solo la velocità di saldatura elevata, ma anche la qualità di saldatura eccellente. Ma allo stesso tempo, è necessario utilizzare un filo più costoso con un elevato contenuto di manganese e silicio. Per oggi è la miscela più efficace per la saldatura a gas, causata dalla sicurezza e dall'alta temperatura di combustione nell'ossigeno (2430 gradi Celsius).

Molto dipende dalla composizione del metallo, che prevede la saldatura. Pertanto, a seconda di questo parametro, viene selezionato il numero di barre di riempimento e, se viene preso in considerazione lo spessore del metallo, viene scelto il loro diametro. Con un'attenta preparazione preliminare si ottiene una saldatura ideale.

Tutti i metodi di saldatura (gas) hanno una caratteristica comune, che consiste nel regolare riscaldamento della superficie. Ecco perché sono adatti per lavorare con lamiere in acciaio da 0,5-5 mm, metalli non ferrosi, come pure con acciaio utensile e ghisa.

Diamo uno sguardo da vicino ad alcuni dei metodi di saldatura a gas. Ci sono molti.

Saldatura a destra, sinistra e destra

Quando lo spessore della lastra non è superiore a 5 mm, la maggior parte dei tipi di saldatura a gas è più utilizzata. Di conseguenza, il bruciatore si sposta da destra a sinistra e l'asta di riempimento è di fronte. La fiamma è diretta dalla cucitura e riscalda bene il pezzo e il filo di riempimento. La tecnica varia a seconda dello spessore del metallo. Se il foglio è inferiore a 8 mm, il bruciatore si muove solo lungo la cucitura. Se più di 8 mm, è necessario eseguire in parallelo i movimenti oscillatori in direzione trasversale per migliorare la qualità della cucitura. Il vantaggio del metodo di sinistra è che l'operatore può vedere chiaramente l'area di lavoro e può fornire uniformità.

La differenza fondamentale tra la saldatura destra è che è più economica. La ragione è che la fiamma del bruciatore non è diretta dalla cucitura, ma ad essa. Questo approccio consente di saldare metalli di spessore massimo, con l'angolo di apertura dei bordi piccolo. Il bruciatore si sposta da sinistra a destra, seguita da una barra di riempimento.

Naturalmente, se consideriamo i metodi di saldatura a gas, vale la pena menzionare la saldatura attraverso il rullo. Viene utilizzato quando è necessario ottenere un giunto verticale. La linea di fondo è che un piccolo foro passante è fatto nella parte inferiore del giunto. Quando si sposta il bruciatore, la parte superiore del foro si fonde e quando viene aggiunto l'additivo, la parte inferiore viene saldata. Quando lo spessore del foglio è troppo grande, il lavoro viene eseguito su entrambi i lati e viene eseguito da due operatori.

Metodo di saldatura dei raccordi per bagno

Molti di noi hanno familiarità con l'armatura, attivamente utilizzata nella costruzione di telai monolitici. Viene utilizzato in blocchi di sovrapposizioni, pali, ecc. Diamo un'occhiata più da vicino alle caratteristiche di tale saldatura. Spesso viene utilizzato per aste orizzontali. L'essenza del metodo risiede nel fatto che un saldato in acciaio è saldato alla giunzione. Poi crea un bagno di metallo fuso a scapito del calore dell'arco. Si scopre che le estremità dell'armatura saldata sono fuse e formano un bagno comune. Di conseguenza, quando si raffredda, si forma una connessione completa.

Ma prima di iniziare la saldatrice, è necessario preparare le aste. Ciò avviene come segue: la superficie e le estremità vengono pulite rimuovendo ogni tipo di contaminazione, ad esempio la ruggine, la scala e lo sporco. A tal fine, è adatta una spazzola metallica. A proposito, è importante rimuovere il rinforzo per una lunghezza di 30 mm nella posizione di saldatura. Le aste sono installate coassialmente. In questo caso, il divario non deve superare i diametri di un metro e mezzo dell'elettrodo (al posto dell'estremità).

Il processo procede in alta corrente. Ad esempio, con un elettrodo di 6 mm, l'unità di saldatura funziona a una corrente di 450 ampère. Se stiamo parlando di basse temperature, la corrente aumenta del 10-12%. Inoltre, il lavoro può essere eseguito simultaneamente con diversi elettrodi. Vale la pena di prestare attenzione al fatto che questo metodo consente di ridurre la complessità del processo, il costo del prodotto e il consumo di energia elettrica. Ad oggi, il metodo di bagnatura dell'armatura di saldatura è il più popolare e affidabile. Ciò è dovuto al basso consumo energetico e alle connessioni di alta qualità.

Saldatura a pressione (plastica)

Questo tipo di saldatura è anche chiamato saldatura a freddo. A causa del fatto che durante l'esecuzione del collegamento non vi è alcun riscaldamento aggiuntivo della superficie trattata. Questo metodo si basa sulla deformazione plastica dei metalli durante la compressione o lo scorrimento. Il lavoro viene eseguito a temperature normali o negative senza diffusione. Questo metodo è considerato uno dei più antichi.

Per ottenere una cucitura di alta qualità vengono utilizzati dispositivi speciali che causano deformazioni delle superfici trattate, che devono essere precedentemente pulite. Di conseguenza, si forma una connessione monolitica e piuttosto forte. Ci sono diversi tipi e metodi di saldatura (plastica). Al momento ci sono tre: spot, sutura e culo.

La saldatura a freddo può essere combinata con materiali quali il rame, il piombo, l'alluminio, il cadmio, il ferro, ecc. La saldatura plastica più preferita è quando è necessario lavorare con materiali eterogenei che sono abbastanza sensibili al calore.

Naturalmente, va notato che il vantaggio principale e principale della saldatura con la pressione consiste nel fatto che non è necessario collegare una potente fonte di energia elettrica per preriscaldare la superficie. Inoltre, la cucitura così ottenuta non è solo forte, ma anche uniforme, e anche resistente alla corrosione. Tuttavia, ci sono alcuni inconvenienti. Si conclude che è possibile lavorare solo con metalli di elevata plasticità. Se alcuni metodi di saldatura di tubi possono essere applicati, altri – no, e devi usare la fusione. Ciò vale per i tubi dell'acqua e la rete di gas.

Classificazione dei metodi di saldatura. estensione

Il processo stesso è il seguente. Le parti da collegare sono installate in prossimità dell'altro. Successivamente viene fornita una potente sorgente di calore che fonde le parti collegate.

Il metallo fuso (senza ulteriori effetti meccanici) viene aggiunto alla piscina di saldatura complessiva. Quando la sorgente di calore viene rimossa dalla posizione di saldatura, la cucitura viene raffreddata e il metallo di saldatura forma un giunto molto forte. Il problema principale è che la fonte di calore deve avere elevata potenza e temperatura. Ad esempio, per lavorare con acciaio, rame o ghisa, è necessario un dispositivo con una temperatura di 3.000 gradi Celsius. Se questo indicatore viene deliberatamente ridotto, la produttività della saldatura diminuirà notevolmente e il processo diventerà inefficiente.

La classificazione dei metodi di saldatura per fusione, a seconda della fonte di calore, è la seguente:

• Saldatura ad arco. Un arco elettrico viene utilizzato come fonte di calore, che brucia tra l'elettrodo e la superficie da saldare.
• Saldatura al plasma. La fonte di calore è un arco elettrico compresso. Attraverso questa tecnica ad alta velocità (supersonica), viene soffiato un gas che acquisisce le proprietà del plasma.
• Il metallo elettrosaldato viene riscaldato da un flusso fuso attraverso il quale scorre una corrente elettrica.
• Saldatura a raggi elettroni – riscaldamento avviene dall'energia cinetica degli elettroni. Si muovono in un vuoto sotto l'influenza di un campo elettrico.
• La saldatura laser viene eseguita riscaldando il metallo attraverso il fascio ottico di un generatore di quantum. In questo caso, la gamma di radiazioni può essere leggera o infrarossa.
• Saldatura a gas – fusione della superficie trattata a causa della combustione della miscela gas-ossigeno.

Saldatura ad arco e relativi tipi

Oggi, la più importante per molte industrie è la saldatura ad arco elettrico. Se calcoliamo il numero di installazioni esistenti, l'occupazione tra i professionisti e il numero di prodotti, questo modo di ottenere cuciture di alta qualità porta il mondo. Guardiamo i metodi di base della saldatura ad arco. Ad oggi, ci sono diversi.

La più comune è la saldatura automatica. La sua essenza sta nel fatto che alcuni dei movimenti dell'operatore sono automatizzati. Ad esempio, l'alimentazione dell'elettrodo e il suo movimento lungo la cucitura vengono eseguiti senza intervento umano (a differenza della modalità semiautomatica). Questo approccio è buono perché la qualità della cucitura e la produttività sono in qualche modo aumentate e il rischio di trauma è ridotto. Spesso si usa un gas protettivo, che è necessario per impedire la nitrurazione e l'ossidazione del giunto saldato durante il lavoro.

C'è anche la saldatura manuale che consiste nel fatto che i bordi di fusione entrano in contatto ed eccitano l'arco elettrico (con un elettrodo non consumabile). Dopo che il materiale di riempimento viene riscaldato e fuso, si ottiene un bagno che, successivamente, crea una cucitura. Vale la pena di richiamare l'attenzione sul fatto che i metodi di saldatura di un elettrodo con un arco elettrico sono classificati in base a diverse caratteristiche tecniche. Ad esempio, per tipo di gas utilizzati (attivi e inerti), per grado di meccanizzazione (manuale, automatico, ecc.) E da altri segni.

Maggiori informazioni sulla saldatura ad arco manuale

Abbiamo già esaminato in termini generali il principio di ottenere una connessione saldata in modalità manuale. Diamo un'occhiata a questo problema in modo più dettagliato. Ad oggi esistono metodi di saldatura ad arco manuale, ognuno dei quali è unico nel suo modo. Ad esempio, possono essere utilizzati diversi elettrodi nel processo: fusione e non fusione. Se si seleziona una seconda vista, il giunto è realizzato come segue: i bordi vengono applicati l'uno all'altro, e un elettrodo di grafite o di carbonio viene portato sulla superficie da trattare e viene creato un arco. Di conseguenza, si forma un bagno, che dopo un po 'si indurisce e forma una cucitura di saldatura. Questo metodo è il più rilevante per lavorare con metalli non ferrosi e le loro leghe, ed è utilizzato anche per la superficie.

Un altro modo è quello di utilizzare un elettrodo di fusione con un rivestimento speciale. Questo metodo può essere chiamato classico, se si parla di saldatura manuale, in quanto è il più comune e usato per molto tempo. L'unica differenza rispetto al metodo sopra descritto è che l'elettrodo si fonde con la superficie. Di conseguenza, si ottiene un bagno comune, che si solidifica dopo aver rimosso l'arco e forma una cucitura saldata di alta qualità. La scelta del metodo di saldatura dipende dalla situazione specifica, dal materiale, dalla sua composizione e molto altro ancora.

Alcuni punti importanti

Abbiamo esaminato i metodi di base della saldatura. Sono convenzionalmente divisi in tre grandi gruppi: freddo, caldo e gas. Tuttavia, vale la pena notare che talvolta vengono utilizzati metodi speciali per ottenere una cucitura. Ciò è necessario quando si tratta di metalli chimicamente attivi e loro leghe. A proposito, tali materiali sono sempre più utilizzati nella costruzione per la costruzione di siti critici. In questi casi, il lavoro viene eseguito con un basso contenuto di ossigeno e azoto nell'aria, e la sorgente deve essere ad alta temperatura. Un esempio vivo è il plasma, così come la saldatura a fascio. Nel secondo caso, la sorgente del fascio è simile a un cinescopio e ha una tensione dell'ordine di 30-100 kV.

Dove è più difficile e più interessante dal punto di vista dell'ottenimento di una saldatura plasmatica qualitativa. Con la sua essenza abbiamo già risolto un po '. Nel processo esistono caratteristiche chiave come la conducibilità della corrente elettrica dal plasma. Il gas che forma il plasma, oltre al suo compito principale, protegge anche la cucitura dai processi di ossidazione e dalla nitrurazione. Possiamo dire con fiducia che questo è un metodo degno, ma ci sono alcune limitazioni. Ad esempio, l'alimentazione deve avere una tensione superiore a 120 V e l'installazione è molto costosa e complessa.

conclusione

Quindi abbiamo capito quale sia la saldatura. I metodi di saldatura sono diversi. Nella maggior parte dei casi, l'operatore è affrontato con l'obiettivo di ottenere non solo una saldatura di alta qualità ma anche una forte saldatura che sopporta per lungo tempo lo stress meccanico. Per fare questo, ci sono diversi modi di saldare l'elettrodo, ad esempio, fusione o no. Inoltre, la tecnologia può variare a seconda della tecnica del master. È conveniente per qualcuno fare il lavoro con la saldatura a sinistra, qualcuno – quello giusto.

Anche i metodi elementari di saldatura del rinforzo devono essere eseguiti secondo le istruzioni. D'accordo, non sarà molto piacevole se la divisione crolla solo perché il saldatore ha ridotto e ha deciso di risparmiare un po '.

Fino ad oggi, tutti i più comuni tipi di complessa e costosa preparazione del composto. Ciò è dovuto a diversi fattori. In primo luogo, il progresso tecnico porta al fatto che non sempre è possibile utilizzare la saldatura forgia a causa della fragilità della struttura. In secondo luogo, cercare di ottenere una saldatura di alta qualità che non si rompe a un carichi dinamici e vibratori a lungo termine. Questo è facile da raggiungere, soprattutto se si considera che urti e vibrazioni – i più importanti nemici del giunto di saldatura. Ma la saldatura moderna (metodi di saldatura) è in continuo miglioramento, sviluppare approcci nuovi e innovativi per rafforzare e ottenere articolazioni forti e di alta qualità.