Что такое сварка металлов?

Значимость сварки металлов в современном производстве очевидна. Она служит связующим звеном между миром производства и одной из ключевых технологий для проектирования сложных конструкций и производства продукции. Благодаря постоянному развитию технологий и расширению областей применения, сварка металлов будет играть всё более важную роль в будущем обрабатывающей промышленности. Итак, что же такое сварка металлов? Сегодня я расскажу вам об определении, основных принципах, основных методах и областях применения сварки металлов.

Что такое сварка металлов?

Сварка металлов — это операция , в ходе которой два или более металлических изделий (из одного или разнородных металлов) соединяются вместе посредством нагревания или давления, либо обоими способами. Сварка металлов позволяет идеально соединить два родственных металла и является важной строительной операцией, которая обычно применяется для соединения материалов посредством нагревания. Сварочные процессы включают в себя различные типы и методы, такие как дуговая сварка, сварка MIG, сварка TIG и сварка электродом (свинцовой дугой), каждый из которых обладает своими уникальными характеристиками и сферами применения. Сварка металлов широко применяется во многих областях, таких как машиностроение, судостроение, аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, нефтехимическая промышленность, электроника и строительство.

Каковы преимущества и недостатки сварки металлов?

Сварка металлов как важная технология соединения имеет ряд преимуществ и недостатков.

Какие материалы обычно используются при сварке металлов?

Существует множество материалов, широко используемых при сварке металлов . Ниже приведены некоторые распространённые металлические материалы и их применение в сварке:

1 Сталь:

• Мягкая сталь: обладает хорошей свариваемостью и часто используется для изготовления различных конструкционных деталей и узлов.
  Среднеуглеродистая сталь: например, сталь 45, которая обладает хорошими комплексными механическими свойствами и часто используется для изготовления высокопрочных подвижных деталей, таких как рабочие колеса турбин, поршни компрессоров и т. д.
• Легированная сталь: например, 40Cr, обладающая хорошими комплексными механическими свойствами после закалки и отпуска. Она часто используется для изготовления деталей, работающих при средних скоростях и нагрузках, таких как шестерни станков, валы и т. д. Сталь для пресс-форм также является разновидностью легированной стали и часто используется для изготовления различных пресс-форм.

2. Алюминий и алюминиевые сплавы:

Алюминиевые сплавы лёгкие и устойчивые к коррозии, они широко используются в аэрокосмической, автомобильной, электронной и бытовой технике. Лазерная сварка алюминиевых сплавов позволяет получать сварные корпуса с чрезвычайно высокой прочностью и без риска образования пор и трещин.

Нержавеющая сталь включает аустенитную нержавеющую сталь, ферритную нержавеющую сталь и мартенситную нержавеющую сталь.Аустенитная нержавеющая сталь обладает хорошей свариваемостью, ферритная — высокой вязкостью, а мартенситная — неудовлетворительной свариваемостью, но низкой стоимостью. Нержавеющая сталь широко используется в пищевой и медицинской промышленности благодаря своим гигиеническим свойствам.

4. Медь и медные сплавы:

Медь и её сплавы обладают высокой электропроводностью, теплопроводностью и прочностью. Лазерная сварка позволяет быстро и эффективно сваривать медные материалы и может использоваться для изготовления сложных конструкционных деталей и электронных компонентов. Медь и медные сплавы также широко используются в электротехнике и декоративных изделиях.

5. Чугун:
Несмотря на то, что чугун плохо сваривается, его все же можно использовать для ремонта некоторых важных чугунных деталей после проведения соответствующих сварочных ремонтных процессов, таких как предварительный нагрев и выбор подходящих сварочных прутков.

6. Прочие цветные металлы:
Такие металлы, как титан, никель, олово, хром, ниобий, золото, серебро и другие металлы и их сплавы, демонстрируют различные сварочные характеристики при лазерной сварке и других методах сварки и могут быть выбраны в соответствии с конкретными требованиями.

7.Специальный сплав:
Такие как сплавы на основе никеля, сплавы на основе кобальта и т. д. Эти сплавы обладают особыми физическими и химическими свойствами и часто используются для сварки в суровых условиях, таких как высокая температура, высокое давление и коррозия.

Какие существуют виды сварки металлов?

Сварка металлов — важный процесс соединения металлов. Методы сварки можно разделить на множество типов в зависимости от степени нагрева и особенностей процесса сварки. Вот некоторые распространённые виды сварки металлов:

1. Сварка MIG (дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитного газа – GMAW)

Метод дуговой сварки, при котором расплавленный электрод и внешний газ служат средой дуги для защиты капель металла, сварочной ванны и высокотемпературного металла в зоне сварки. В качестве защитного газа обычно используется инертный газ (например, аргон или гелий), подходящий для сварки таких материалов, как алюминий и алюминиевые сплавы, медь и медные сплавы, а также нержавеющая сталь. В процессе сварки практически отсутствуют потери на окисление и прогар, металлургический процесс прост, а стоимость относительно невысока.

2. Сварка TIG (дуговая сварка вольфрамом – GTAW)

Неплавящийся вольфрамовый электрод используется для создания дуги в среде инертного газа, нагревающей и расплавляющей заготовку. Высокое качество сварки позволяет выполнять высококачественную сварку различных металлических материалов, включая углеродистую и нержавеющую сталь, алюминиевые сплавы и т.д. Стабильность дуги и высокий тепловой КПД обеспечивают высокоскоростную и непрерывную сварку.

3. Сварка электродами (дуговая сварка защитными металлическими электродами – SMAW)

Простой в эксплуатации и очень гибкий метод сварки, позволяющий адаптироваться к сварке различных сталей, материалов разной толщины и в различных пространственных условиях. Качество сварного шва во многом зависит от технического уровня сварщика, который требует от него высокого мастерства и опыта. Оборудование простое и недорогое, подходит для сварки небольших партий, различных типов и деталей сложной формы.

4. Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

В качестве электрода используется плавящаяся порошковая сварочная проволока, в качестве второго электрода – основной металл, а в качестве защитного газа – чистый CO₂ или CO₂+Ar. Сварочная проволока заполнена флюсовой смесью, которая образует тонкий слой жидкого шлака, обволакивающего капли и покрывающего сварочную ванну во время сварки, обеспечивая дополнительную защиту. Проволока подходит для автоматической, полуавтоматической и полностью автоматической сварки. Она обладает высокой производительностью сварки и подходит для сварки углеродистых, низколегированных, нержавеющих сталей и чугуна.

5. Сварка под флюсом (SAW)

Дуга горит под слоем флюса, и аппарат автоматически выполняет зажигание дуги, подачу электрода, перемещение дуги и другие операции. Сварочный ток большой, производительность высокая, а глубина проплавления большая, что позволяет экономить время на обработку разделки и расход сварочных материалов. Защитный эффект хороший, металлургический процесс безупречен, параметры сварки стабильны, а форма шва красива. Однако аппарат обладает низкой адаптивностью, подходит только для сварки в плоских положениях, имеет сложную конструкцию и требует больших инвестиций.

Как сварочные процессы влияют на выбор металла?

1. Сварка MIG (дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитного газа – GMAW)

• Тип металла: сварка MIG подходит для нержавеющей стали, алюминия, магния, меди и других металлов. Как и при сварке TIG, при сварке MIG для защиты используется инертный газ (например, аргон) или химически активный газ (например, углекислый газ или газовая смесь). Для сварных швов, требующих более высокой скорости сварки и большей глубины проплавления, сварка MIG более подходит.
• Ограничения : сварка MIG предъявляет высокие требования к сварочной среде, а также необходимо обеспечить эффект газовой защиты, чтобы избежать окисления сварного шва.

2. Сварка TIG (дуговая сварка вольфрамом – GTAW)

• Тип металла : Главное преимущество сварки TIG заключается в возможности сварки различных металлов и сплавов, включая нержавеющую сталь, никелевые сплавы, титан, алюминий, магний, медь и др. Концентрированная дуга и контролируемый подвод тепла делают этот метод идеальным для сварки тонких листов и тугоплавких металлов. Для активных металлов (таких как алюминий, магний) и их сплавов сварка TIG эффективно предотвращает окисление благодаря защите инертным газом (например, аргоном) и обеспечивает высокое качество сварного шва.
• Ограничения : несмотря на то, что сварка TIG широко применяется, она может оказаться менее эффективной при крупносерийном производстве и сварке толстых листов.

3. Сварка электродами (дуговая сварка защитными металлическими электродами – SMAW)

• Тип металла: Дуговая сварка подходит для сварки углеродистой, низколегированной, нержавеющей и других металлов. Она защищает сварной шов от газов и шлаков, образующихся при покрытии сварочного электрода, и предотвращает загрязнение шва кислородом и азотом из атмосферы. Дуговая сварка хорошо подходит для сварки сложных конструкций, трудно поддающихся механизации или автоматической сварке.
• Ограничения: Производительность дуговой сварки относительно низкая и требует высокой квалификации сварщика.

4. Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

• Тип металла: Дуговая сварка порошковой проволокой сочетает в себе преимущества электродуговой сварки и сварки в защитных газах и подходит для сварки различных металлических материалов. Сварочная проволока наполнена порошком, который плавится в процессе сварки, образуя защитный газ и шлак для защиты сварного шва. Она особенно подходит для случаев, когда требуется высокое качество сварных швов, например, для сварки оборудования, работающего под давлением.
• Ограничения: Дуговая сварка порошковой проволокой предъявляет высокие требования к качеству проволоки и технологии сварки. Необходимо обеспечить равномерное распределение порошка и соблюдение разумных параметров сварки.

5. Сварка под флюсом (SAW)

• Тип металла: Сварка под флюсом широко применяется при сварке тяжелых изделий, таких как стальные конструкции, котлы и сосуды под давлением, благодаря своей высокой эффективности, высокому качеству и простоте автоматизации.Он подходит для сварки углеродистой стали, низколегированной стали и других черных металлов, однако при сварке цветных металлов (таких как медь, алюминий, магний) возникают проблемы с его применением, поскольку его высокая теплопроводность и легкое окисление могут привести к низкому качеству сварки.
• Ограничения: Сварка под флюсом предъявляет высокие требования к сварочной среде, необходимо обеспечить равномерное покрытие флюсом и стабильное горение.

Какие инструменты необходимы для сварки металла?

Инструменты и оборудование, необходимые для сварки металлов, в основном включают сварочные аппараты, электроды, сварочные зажимы, присадочные материалы и т. д.

1. Сварочный аппарат

Сварочный аппарат является основным оборудованием для сварки металлов и используется для преобразования электрической энергии в тепловую, необходимую для сварки. Распространенные типы сварочных аппаратов:

• Сварочный аппарат: источник сварочного тока, преобразующий переменный ток в ток низкого и высокого напряжения. Является необходимым оборудованием для сварочных работ.
• Лазерный сварочный аппарат: использование лазерного луча в качестве источника тепла для сварки обеспечивает высокую точность, высокую эффективность и малую зону термического влияния.
• Ультразвуковой сварочный аппарат: энергия, генерируемая ультразвуковыми колебаниями, плавит и соединяет металлы, что подходит для сварки некоторых конкретных материалов.

2. Электрод

Электроды выполняют функцию передачи тока, расплавления металла и образования сварных швов в процессе сварки. В зависимости от способа сварки форма электрода также различается:

• Сварочный пруток: В электросварке сварочный пруток выполняет функцию электрода и состоит из металлического сердечника и покрытия. При контакте со свариваемой деталью и подаче напряжения он плавится, образуя сварной шов со свариваемой деталью.
• Электроды сварочного пистолета: При газовой сварке или некоторых специальных методах сварки сварочный пистолет может содержать электроды для создания и поддержания дуги или пламени.
• Электрод для контактной сварки: при контактной сварке электрод используется для зажима свариваемой детали и пропускания электрического тока, что приводит к плавлению свариваемой детали и её соединению под действием сопротивления. Такие электроды обычно изготавливаются из таких материалов, как медь, хром, цирконий и медь, которые устойчивы к высоким температурам и обладают хорошей электропроводностью.

3. Сварочный зажим

Сварочный зажим — это инструмент, используемый для удержания сварочного электрода и передачи сварочного тока во время сварки. Он не только обеспечивает сварщику стабильное управление электродом во время сварки, но и в определённой степени защищает его руки от воздействия высоких температур и дугового света. Таким образом, сварочный зажим можно также считать средством индивидуальной защиты.

4. Пломбировочные материалы

В некоторых способах сварки для повышения прочности и герметичности шва необходимо использовать присадочные материалы:

• Сварочная проволока: При таких методах сварки, как сварка в среде защитного газа и дуговая сварка вольфрамовым электродом в защитном газе, сварочная проволока подается в сварной шов в качестве присадочного материала и образует сварной шов вместе с расплавленным основным металлом.
• Припой: В низкотемпературных методах сварки, таких как пайка, припой используется для заполнения сварного шва и соединения металлических деталей. Припой обычно изготавливается из металлических сплавов с низкой температурой плавления, например, оловянно-свинцовых.

Часто задаваемые вопросы

1.Что означает сварка металлов?

Сварка металлов – важный метод обработки металлов. Её значение, главным образом, заключается в том, что сварка позволяет соединять металлические детали различных материалов, форм и размеров, создавая единую конструкцию, тем самым повышая её прочность и устойчивость. Сварка позволяет ремонтировать повреждённые металлические детали, продлевая срок их службы, а также обрабатывать и трансформировать металлические детали для удовлетворения конкретных потребностей. Сварка играет важную роль в производстве металлических изделий, таких как стальные конструкции, металлические трубы, железнодорожные пути и т. д., которые изготавливаются с использованием сварочных технологий.

2.Какой сварочный металл используется?

При сварке металла используемый метод сварки в основном зависит от таких факторов, как материал, толщина, требования к прочности и условия производства металла.Ниже приведены некоторые распространенные методы сварки и соответствующие металлические материалы: Дуговая сварка: подходит для сварки различных металлических материалов, включая сталь, алюминий, медь и т. д. Обычные методы дуговой сварки включают ручную дуговую сварку, сварку под флюсом, аргонодуговую сварку и т. д. Газовая сварка: использует горение кислорода и газа для получения высоких температур, подходит для сварки тонких металлических материалов и сплавов с более низкой температурой плавления. Лазерная сварка: благодаря высокой точности и эффективности подходит для сварки прецизионных деталей и тонких листовых материалов, таких как нержавеющая сталь, алюминиевый сплав и т. д. Контактная сварка: подходит для сварки небольших металлических деталей, таких как тонкие пластины и нити, а также металлических конструкций, требующих высокопрочных соединений.

3.Что такое сварка и ее применение?

Сварка — это метод соединения смежных деталей посредством применения тепла или давления, или того и другого, с использованием присадочного материала или без него. Сварка используется в самых разных областях, а сварка металлов играет важную роль в разработке самолетов, космических аппаратов и других транспортных отраслей. Газовая дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW) используется в авиастроении и других транспортных отраслях, где точность GTAW хорошо сочетается с алюминиевыми и специальными сплавами для снижения веса и снижения расхода топлива. Технология сварки металлов широко используется в строительстве для создания прочных стальных рам путем сплавления различных стальных компонентов. Кроме того, сварка металлов широко применяется при производстве сосудов высокого давления, мостов, строительных конструкций, самолетов и космических аппаратов, железнодорожных вагонов и изделий общего назначения, а также в судостроении, автомобилестроении, электротехнике, электронной и оборонной промышленности. Сварка металлов также широко используется в автомобильной промышленности для различных целей, включая ремонт транспортных средств, производство топливных баков, сосудов высокого давления и труб.

4.Каков принцип сварки?

Проще говоря, принцип сварки заключается в использовании тепла для плавления металлических материалов и образования связи между металлами. Конкретный процесс в основном включает в себя: ①Нагрев: когда начинается сварка, металл в месте сварки необходимо нагреть источником тепла, чтобы довести его до температуры плавления. ② Плавление: под действием источника тепла металл в месте сварки постепенно плавится, образуя расплавленную ванну. Атомы металла в расплавленной ванне теряют свою связующую силу и могут свободно перемещаться. ③Охлаждение и затвердевание: расплавленная ванна будет постепенно затвердевать после охлаждения, образуя твердую металлическую комбинацию. В процессе затвердевания атомы металла в расплавленной ванне перестраиваются, образуя кристаллическую структуру. ④Металлическая связь: в процессе нагрева, плавления и охлаждения атомы металла в свариваемой части диффундируют и соединяются друг с другом, образуя прочное соединение.

Краткое содержание

Сварка металлов — это метод соединения смежных деталей путём нагревания, давления или обоих методов, с использованием присадочного материала или без него. Сварка металлов — это перспективная технология, которая не только широко применяется в различных отраслях промышленности, но и обеспечивает высокую прочность, точность, надёжность и долговечность. Благодаря постоянному развитию и внедрению инноваций в сварочные технологии, сварка металлов будет играть всё более важную роль в будущем.

Отказ от ответственности

Содержимое этой страницы предназначено только для справки. LS не делает никаких явных или подразумеваемых заявлений или гарантий относительно точности, полноты или достоверности информации. Никакие эксплуатационные характеристики, геометрические допуски, особые конструктивные особенности, качество и тип материалов или качество изготовления не должны подразумеваться при поставке сторонним поставщиком или производителем через сеть Longsheng. Покупатель, запрашивающий коммерческое предложение на запчасти, обязан определить конкретные требования к этим деталям. Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами .

Команда LS

Эта статья написана несколькими авторами LS. LS — ведущий ресурс в производственном секторе, включая обработку на станках с ЧПУ , изготовление листового металла , 3D-печать , литье под давлением ,com/metal-casting">штамповка металла и многое другое.