Що таке зварювання листового металу?

Лист mетальне зварюванняце технологія обробки матеріалу, яка відноситься до з'єднаннядваабо кілька окремих металевих частин в одну певним способом. З розвитком промислових технологій все ширше використовується технологія зварювання, яка є важливим процесом у обробці металу в обробній промисловості.

Які існують способи зварювання металів?

Існує багато видів методів зварювання металу, відповідно до стану та характеристик процесу металу в процесі зварювання, методи зварювання металу в основному поділяються на три категорії: зварювання плавленням, зварювання тиском і пайка.

Зварювання плавленням

Зварювання плавленням - це спосіб з'єднання металевих деталей шляхом їх нагрівання та плавлення. Цей спосіб не вимагає тиску. Поверхні двох заготовок нагріваються, змушуючи метал генерувати значну атомну силу, утворюючи рідкий стан на нагрітій ділянці. Атоми металу двох заготовок повністю дифундують і зливаються. Коли розплавлений метал охолоджується, він утворює міцне зварне з’єднання.

Загальні методи зварювання плавленням включають дугове зварювання, газове зварювання та лазерне зварювання.

Дугове зварювання

Дугове зварюванняживиться від джерела електрики, який розряджається між електродом і двома заготовками, утворюючи дугу. Ця дуга перетворюється на тепло, розплавляючи електрод і заготовки, з’єднуючи метали разом. Під час процесу зварювання низька напруга та високий струм створюють високу температуру та інтенсивне світло, спалюючи електрод і заготовки, утворюючи розплавлену ванну, яка охолоджується, утворюючи зварний шов.

Цей метод зварювання має широкий спектр застосування і може використовуватися для зварювання різних металів, таких як нержавіюча сталь, алюміній, мідь і високовуглецева сталь. Оскільки обладнання для дугового зварювання є портативним і простим у експлуатації, воно широко використовується в таких галузях, як машинобудування, будівництво та суднобудування. Наприклад, його використовують для з’єднання арматури в будівництві. Крім того, дугове зварювання часто використовується при ремонті обладнання та обслуговуванні залізничних колій.

Для дугового зварювання зазвичай потрібен апарат для дугового зварювання, зварювальні стрижні та маска для обличчя. Це недорогий і широко поширений метод зварювання. Однак через технічну складність якість шва багато в чому залежить від рівня кваліфікації зварювальника.

Газове зварювання

Газове зварюваннявикористовує два типи газу: паливний газ і газ-окислювач. Спалювання цього газу генерує тепло, яке використовується для плавлення металевих матеріалів і зварювального стрижня, які безперервно подаються між двома заготовками, завершуючи металеве з’єднання.

Газове зварювання часто використовується для зварювання таких металів, як сталь, алюміній і мідь. Він пропонує такі переваги, як гнучкість у застосуванні, відсутність обмежень щодо робочого середовища та проста експлуатація. Крім того, він не вимагає електроенергії, що робить його широко застосовуваним для зовнішніх робіт і на будівельних майданчиках для металевих з'єднань. Якщо потрібно відремонтувати металеву трубу, то газове зварювання - відмінний вибір.

Однак газове зварювання має свої обмеження. На якість зварного шва істотно впливає якість зварювального прута, а зварні з'єднання схильні до деформації. Крім того, ефективність виробництва відносно низька.

Лазерне зварювання

Лазерне зварюваннявикористовує лазерний промінь як джерело тепла. Лазерний промінь потрапляє на краї металевих заготовок, виробляючи тепло та утворюючи зварювальну ванну. Коли лазер віддаляється, краї розплавленого металу охолоджуються і з’єднуються. Цей метод можна використовувати для зварювання внахлест, зварювання встик і герметичних зварних швів у різних промислових застосуваннях.

Лазерне зварювання має високу швидкість зварювання та високу ефективність, а також його можна використовувати для зварювання неметалів. Це передова технологія зварювання, яка широко використовується в таких галузях, як автомобілебудування, електроніка та ювелірна промисловість. Однак він не може проникнути через більш товсті матеріали, тому найкраще підходить для тонкостінних матеріалів. У порівнянні з іншими методами зварювання, обладнання для лазерного зварювання, як правило, дорожче.

Пресове зварювання

На відміну від зварювання плавленням, зварювання тиском вимагає застосування певного тиску до металу під час процесу зварювання. Металеві матеріали не переходять у рідкий стан, а залишаються твердими. Зварювання під тиском передбачає нагрівання металевих з’єднань для підвищення їх пластичності, а потім застосування тиску до пластифікованого металу, що призводить до міцнішого зварного з’єднання. Тому тиск відіграє вирішальну роль у цьому процесі.

З розвитком індустріальної економіки з’явилося багато нових матеріалів і продуктів, що призвело до постійних інновацій у технології зварювання тиском. Основні методи зварювання тиском в даний час включають контактне зварювання, дифузійне зварювання, зварювання тертям і ультразвукове зварювання.

Контактне зварювання

Контактне зварюваннявикористовує електричний струм для нагрівання точки з’єднання металевих заготовок, одночасно застосовуючи тиск через електроди для завершення зварювання. Зазвичай використовується для зварювання нержавіючої сталі, міді, алюмінію та вуглецевої сталі. Завдяки високій і стабільній якості зварювання контактне зварювання відіграє важливу роль в автомобільній, електронній та аерокосмічній промисловості. З розвитком технологій контактне зварювання все більше включає автоматизацію, що ще більше підвищує ефективність виробництва.

Контактне зварювання можна розділити на чотири методи:точкове зварювання, проекційне зварювання,шовне зварювання, істикове зварювання. Наприклад, якщо вам потрібно зварити автомобільну деталь, наприклад, прикріпити гайку до металевої пластини, ви можете використовувати виступаюче зварювання. Однак обладнання для контактного зварювання, як правило, громіздке і його важко переміщати, що обмежує його використання в певних умовах. Кожного разу, коли ви зварюєте різні металеві матеріали або товщину, параметри потрібно регулювати, щоб зробити його більш придатним для зварювання великих обсягів металевих компонентів.

Дифузійне зварювання

Дифузійне зварювання, також відомий як дифузійне з’єднання, передбачає нагрівання та застосування тиску до металевих поверхонь під час зварювання. Цей процес дозволяє атомам і молекулам металевих матеріалів дифундувати та зв’язуватися під високою температурою та тиском. Дифузійне зварювання можна використовувати як для подібних, так і для різних матеріалів, зазвичай з’єднуючи мідь, алюміній і композитні матеріали.

За допомогою цього методу можна одночасно зварювати кілька з’єднань у зборі, наприклад, зварювати 20 шарів мідної фольги 0,1 мм. Дифузійне зварювання створює міцні з’єднання, стійкі до деформації, зазвичай усуваючи необхідність подальшої обробки. Однак він має і недоліки, серед яких низька ефективність виробництва та висока вартість обладнання.

Зварювання тертям

Зварювання тертямце процес зварювання, який використовує тепло, що утворюється від відносного тертя між деталями під тиском. Це ефективний, енергозберігаючий метод, який забезпечує високоякісні зварні шви. Порівняно з стиковим зварюванням оплавленням зварювання тертям має меншу зону теплового впливу і краще підходить для з’єднання різнорідних металів.

Зварювання тертям є унікальним і пропонує такі переваги, як низьке енергоспоживання та екологічність, що робить його популярним у таких галузях, як машинобудування, авіакосмічна промисловість та енергетика. Однак, як правило, він підходить лише для з’єднання металевих стрижнів і труб однакового діаметру. Після того, як форма та монтажне положення заготовок зафіксовано, зварювання стає складним.

Ультразвукове зварювання

Ультразвукове зварювання використовує високочастотні коливання, створювані ультразвуковими хвилями, для створення тертя, деформації та тепла на контактних поверхнях металу. Верхній і нижній звукові сигнали застосовують тиск для завершення процесу зварювання. Це унікальний метод зварювання, який не передбачає проходження електричного струму через деталі або зовнішні джерела тепла, і він має деякі спільні характеристики зі зварюванням тертям і дифузійним зварюванням.

Ультразвукове зварюванняможна використовувати для різноманітних матеріалів, включаючи як подібні, так і різні метали, такі як мідь, алюміній, золото та срібло. Однак він частіше використовується для зварювання неметалевих матеріалів, таких як ABS, PP та PC, де він дає ще кращі результати.

Пайка зварювання

Пайка— це метод зварювання, при якому присадковий метал із температурою плавлення, нижчою за температуру плавлення заготовок, нагрівається та розплавляється, щоб заповнити проміжки між двома металевими заготовками, завершуючи процес з’єднання металу. На відміну від зварювання плавленням і зварювання тиском, цей метод не вимагає розплавлення заготовок або застосування тиску. Пайка в основному використовується для з’єднання заготовок внахлест із розміром зазору від 0,01 до 0,1 міліметра.

Сьогодні пайка все частіше використовується в таких галузях, як машинобудування, електроніка, інструменти та освітлення. Якість пайки багато в чому залежить від використовуваного присадного металу. Тому під час пайки металевих заготовок важливо вибрати присадний метал із хорошими властивостями змочування, який може ефективно заповнювати з’єднання. Пайка поділяється на м’яку та тверду пайку залежно від температури плавлення присадного металу.

М'яка пайка

Для м’якої пайки використовуються присадні метали з температурою плавлення нижче 450 градусів Цельсія. З'єднання, створені м'якою пайкою, мають меншу міцність і слабку термостійкість. Він зазвичай використовується для електричних з’єднань у прецизійних електронних виробах і паяння за допомогою паяльників. Якщо вимоги до міцності не критичні і температура плавлення присадного металу вища, ніж у паяного металу, можна використовувати м’який пайок.

Важко такlдеринг

Пайка твердим припоєм з високою температурою плавлення, відома як тверде паяння, використовує припой із температурою плавлення понад 450 градусів за Цельсієм. З’єднання, створені за допомогою твердого паяння, міцніші порівняно з з’єднаннями, створеними за допомогою м’якого паяння. Для твердого паяння зазвичай використовуються такі матеріали, як срібло, алюміній, мідь і нікель. Вибір присадного металу залежить від характеристик матеріалів заготовки та вимог до продуктивності з’єднання. Жорстке паяння зазвичай підходить для нержавіючої сталі, алюмінієвих сплавів, міді та інших матеріалів з високими вимогами до міцності. Він використовується для з'єднань, які працюють при високих температурах, і знаходить широке застосування в аерокосмічній, електронній та електротехнічній промисловості.

Висновок

Існують різні види зварювання металу, і згадані вище є одними з найбільш поширених методів. Оскільки технологія зварювання продовжує розвиватися, з’являється все більше методів зварювання. Вирішуючи, як зварювати металеві заготовки, важливо враховувати такі аспекти, як матеріал заготовки, її форма, робоче середовище тощо. Вибір відповідного методу зварювання на основі цих факторів має вирішальне значення.