3. Інші види зварювання

Усі існуючі способи зварювання, як уже згадувалося вище, можнарозділити на дві основні групи:

1. Зварювання тиском - контактне, газопресова - тертям, холодна – ультразвуком.

2. Зварювання плавленням - газове, термітне, електродугове, електрошлакове, електронно-променеве, лазерне.

Контактне зварювання - це процес утворення з'єднання в результаті нагрівання металу проходячим через нього електричним струмом і пластичної деформації зони з'єднання під дією стискального зусилля.

Переваги: висока продуктивність (час зварювання однієї точки або стику становить 0,02...1,0 с); мала витрата допоміжних матеріалів (води, повітря); висока якість і надійність зварних з'єднань при невеликому числі керованих параметрів режиму, що знижує вимоги до кваліфікації зварника; екологічно чистий процес, що легко піддається механізації й автоматизації.

Зварювання тертям - зварювання металів у твердому стані внаслідок пластичного деформування нагрітих тертям в зоні стикання з'єднуваних країв і наступного їх стискування. Для зварювання тертям використовують машини, де співвісно закріплюють з'єднувані вироби, надаючи обертового руху переважно одному з них. Осьове зусилля, під впливом якого вироби стикаються між собою, на різних стадіях зварювання неоднакове: воно невелике при нагріванні її підвищене (коли виріб перестає обертатися) під час стискування. До найпоширеніших видів зварювання тертям належать: звичайне (конвенційне), в процесі якого джерелом енергії служить привод машини (наприклад, гідро- або електродвигун), та інерційне — з використанням енергії маховика. За допомогою зварювання тертям виготовляють металорізальні інструменти, вали та інші малогабаритні вироби з металів, що мають різні теплофізичні і хімічні властивості.

Ультразвукове зварювання - зварювання матеріалів за допомогою ультразвуку; вид зварювання тиском. Джерелом ультразвукових коливань є магнітострикційний перетворювач, з'єднаний з акустичним концентратором, оснащеним зварювальним інструментом — металевим наконечником, що притискується до з'єднуваних матеріалів. Ультразвукове зварювання найчастіше застосовують в електро-технічній, електронній і радіотехнічній промисловості. Ним з'єднують метали різної товщини (товщина одного з них — від кількох мікрометрів до 1,5мм, другого — необмежена), деякі пластмаси. На початку 70-х роках ультразвукове зварювання поширилося в медицині.

Газове зварювання - зварювання металів, при якому кромки з'єднуваних частин розплавляють газовим полум'ям. Таким способом металеві частини з'єднують (з присадкою або без присадки металу) без механічної дії або тиску. Щоб підвищити температуру полум'я, горючі гази спалюють у струмені чистого кисню. Залежно від застосовуваного газу розрізняють зварювання ацетилено-кисневе, метано-кисневе, воднево-кисневе тощо. Таким зварюванням можна з'єднувати майже всі метали і сплави, використовувані у техніці. Газове зварювання застосовують при виготовленні й ремонті виробів із сталі завтовшки 1-3мм, зварюванні стиків металевих труб малих діаметрів, ремонті виробів, відлитих з чавуну, бронзи та ін., виготовленні виробів з алюмінію та його сплавів, міді, латуні й свинцю, з'єднанні ковкого й високоміцного чавунів тощо.

Термітне зварювання - зварювання, при якому використовується енергія горіння терміта. Розрізняють: термітне зварювання способом проміжного лиття (з'єднання відбувається заповненням зазору між деталями розплавленим металом; використовується при виготовленні зварно-ливарних та зварно-кованих конструкцій великого перетину); термітне зварювання в притик (теплота шлаку та розплавленого металу витрачається для нагріву металу деталей, що зварюються до пластичного стану, а з'єднання здійснюється прикладенням стискаючого зусилля; використовується для зварювання труб, дротів, рейок тощо); комбінований спосіб термічного зварювання (для зварювання рейок).

Електродугове зварювання - зварювання металів, при якому краї з'єднуваних частин розплавляють теплом дуги електричної, що виникає між зварюваним металом і електродом. Розрізняють електродугове зварювання ручне й автоматичне; плавким (сталевим, алюмінієвим та ін.) і неплавким (наприклад, вольфрамовим, вугільним) електродами. В разі зварювання плавким електродом розплавлений електродний метал заповнює шов; при зварюванні неплавким електродом у зону дуги подають додатковий (присадний) метал. Основними різновидами електродугового зварювання є аргоно-дугове зварювання, газоелектричне зварювання, зварювання під флюсом (ним захищають розплавлений метал від шкідливого впливу повітря), зварювання покритим електродом (з захисною обмазкою), плазмове зварювання.

Електрошлакове зварювання - зварювання металів практично необмеженої товщини з нагріванням з'єднуваних країв і витрачуваних електродів теплом, що виділяється в шлаковій ванні при протіканні через неї електр. струму; вид електрозварювання. Розрізняють електрошлакове зварювання електродним дротом, пластинчастим електродом, плавким мундштуком. Електрошлакове зварювання електродним дротом дає змогу створювати прямолінійні практично необмеженої довжини і кільцеві зварні шви. Пластинчастим електродом створюють прямолінійні шви завдовжки до 3м, плавким мундштуком зварюють прямолінійні шви і деталі складної форми. Для електрошлакового зварювання характерні висока якість зварного шва, нескладність зварювального устаткування й технології.

Електронно-променеве зварювання - зварювання металів, при якому краї з'єднуваних частин розплавляють пучком прискорених електронів. Провадять його у вакуумі (від 10 мПа до 1 Па), використовуючи камери об'ємом до 1000м³, або (рідше) в середовищі інертних газів при атм. тиску. Джерелом пучка електронів (потужністю 0,1-100 кВт, енергією 10-200 кеВ) у зварювальних установках, зокрема космічних, є електроннопроменеві гармати. Швидкість процесу - від 6 (для металів завтовшки понад 10 мм) до 1500 м/год (завтовшки до 1 мм). Для електронно-променевого зварювання характерні мінімальні зварювальні деформації і чистота металу шва. Таким способом з'єднують тугоплавкі метали (наприклад, вольфрам, тантал), сплави титану, алюміній, мідь та їхні сплави, сталь з істотною зварюваністю і різнорідні метали. Таке зварювання використовують у радіоелектроніці, приладо- і машинобудуванні, космічній техніці тощо.

Лазерне зварювання - зварювання металів, при якому з'єднувані місця деталей розплавляють теплом, джерелом якого є сфокусоване електромагнітне випромінювання, що його генерує лазер; вид зварювання плавленням. Найпоширенішим є імпульсне лазерне зварювання, пов'язане зі створенням точкових з'єднань. Впроваджується у вироби, безперервне лазерне зварювання, в процесі якого створюють суцільні зварні шви. Лазерне зварювання дає змогу з'єднувати метали, які добре зварюються (напр., мідь), та деякі різнорідні метали (напр., вольфрам і алюміній), що їх важко зварювати іншими способами. Воно зручне при зварюванні деталей у важкодоступних місцях. Лазерне зварювання застосовують у виробн. малогабаритних і точних приладів — електровакуумних та напівпровідникових, інтегральних схем тощо; безперервне лазерне зварювання, крім того,— в машинобудуванні.