Сварка плавлением — это общий термин для сварочных процессов, в которых используется плавление для соединения материалов с аналогичным составом и температурой плавления . [1] Из-за присущих этим процессам высокотемпературных фазовых переходов в материале создается зона термического влияния [1] : 755 (хотя некоторые технологии, например лучевая сварка, часто минимизируют этот эффект, вводя сравнительно мало тепла в заготовка [2] ) .
В отличие от сварки плавлением, сварка в твердом состоянии не предполагает плавление материалов.
Сварка плавлением стала решающим фактором в создании современной цивилизации из-за ее жизненно важной роли в строительной практике. Кроме болтов и заклепок, других практических способов надежного соединения металлических частей не существует. Сварка плавлением используется при изготовлении многих предметов быта, в том числе самолетов, автомобилей и конструкций. Помимо строительства, большое сообщество использует как дуговую, так и контактную сварку пламенем для создания произведений искусства.
Дуговая сварка — один из многих видов сварки плавлением. Дуговая сварка соединяет две детали металла вместе с использованием промежуточного присадочного металла. Это работает путем замыкания электрической цепи для создания электрической дуги . Температура этой электрической дуги в центре составляет 6500 °F (3593 °C). [3] Эта электрическая дуга создается на кончике присадочного металла. Когда дуга плавит металл, она перемещается либо человеком, либо машиной вдоль зазора в металлах, создавая связь. Этот метод очень распространен, поскольку обычно его выполняют с помощью ручной машины. Аппараты для дуговой сварки портативны и их можно переносить на рабочие места и в труднодоступные места. Это также наиболее распространенный метод подводной сварки. Электрические дуги образуются между точками, разделенными газом. В процессе подводной сварки вокруг свариваемого участка обдувается пузырек газа, в результате чего может образоваться электрическая дуга. Подводная сварка имеет множество применений. Ремонт корпусов судов и обслуживание нефтяных вышек осуществляется с помощью подводной дуговой сварки.
Контактная сварка осуществляется двумя электродами . Каждый контактирует с одной из свариваемых деталей. Затем два куска металла сжимаются между электродами, и через них пропускают электрический ток. [4] Кусочки металла начинают нагреваться в месте соприкосновения. Ток пропускают через металл до тех пор, пока он не станет достаточно горячим, чтобы две части расплавились и соединились. По мере остывания металла связь затвердевает. Этот процесс требует большого количества электроэнергии. В большинстве случаев для обеспечения достаточного количества усилителей необходимы трансформаторы. Контактная сварка является очень распространенным видом сварки плавлением. Его используют в производстве автомобилей и строительной техники.
Кондуктивная сварка, также известная как лазерная сварка или радиационная сварка, представляет собой высокоточную форму сварки плавлением. « Лазер » — это аббревиатура от «Усиление света путем стимулированного излучения». Лазер излучает свет всплесками, называемыми насосами. [5] Эти взрывы направлены на шов металлов, которые необходимо соединить. По мере взрыва лазер направляется вдоль шва. Эти мощные взрывы плавят металл. Два металла при плавлении смешиваются друг с другом. После остывания образовавшийся шов становится прочным. Лазеры эффективны, поскольку их можно настроить на выполнение нескольких сварных швов одновременно. Лазерный луч можно разделить и направить в несколько мест, что значительно снижает стоимость и количество необходимой энергии. Лазерная сварка находит применение в автомобильной промышленности.
Индукционная сварка — это разновидность контактной сварки. Однако между свариваемым металлом и источником электрического тока или сварщиком нет точек контакта. При индукционной сварке катушка наматывается на цилиндр. Эта катушка создает магнитное поле на поверхности металла внутри. Это магнитное поле течет в направлении, противоположном магнитному полю внутри цилиндра. Эти магнитные потоки препятствуют друг другу. [6] Это нагревает металл и приводит к плавлению краев.
Контакт с пламенем — очень распространенный вид сварки. Наиболее популярным видом контактной сварки пламенем является кислородно-газовая сварка . При контактной сварке пламенем пламя, воздействующее на поверхность свариваемых металлов, плавится, а затем соединяет их вместе. Кислородное топливо использует кислород в качестве основного источника воспламенения в тандеме с другим газом, например ацетиленом, для создания пламени с температурой 2500 °C на кончике и 2800–3500 °C на кончике внутреннего конуса. [7] Для кислородной сварки можно использовать и другие газы, такие как пропан и метанол. Ацетилен – наиболее распространенный газ, используемый при кислородной сварке.
Сварка твердым реагентом использует реакции между элементами и соединениями. Некоторые соединения при смешивании создают экзотермическую химическую реакцию , то есть выделяют тепло. В очень распространенной реакции используется термит, комбинация оксида металла (ржавчины) и алюминия. Эта реакция производит тепло более 4000 ° F. [7] Твердые реагенты подаются к двум соединяемым частям металла. После установки катализатор используется для запуска реакции. Этот катализатор может быть химическим веществом или другим источником тепла. Создаваемое тепло плавит соединяемые металлы. Как только он остынет, образуется связь. Сварка твердыми реагентами находит множество нишевых применений: от сварки железнодорожных путей до проникновения в банковские хранилища.
подавляющем большинстве случаев межатомная связь устанавливается путем плавления. Когда материалы заготовки ( основные или исходные материалы ) и наполнитель (если он вообще используется) имеют схожий, но не обязательно идентичный состав и температуру плавления, этот процесс называется сваркой плавлением или просто сваркой .