Классификация сварки и наплавки

Все сварочные работы от вида используемой энергии можно разделить на три класса: термическая сварка, термомеханическая сварка и механическая сварка.

При термическом способе сварки, происходит плавление или местное расплавление соединяемых частей материала с применением тепловой энергии. Источниками тепловой энергии при плавлении материала являются газовое пламя, сварочная дуга, лучевые источники тепловой энергии, выделяемая при электрошлаковом процессе. При разных видах сварки тепловая энергия отличается концентрацией и температурой, а также различается площадью нагрева в месте сварки и плотностью тепловой энергии в месте нагрева. Такие характеристики обусловливают технологические свойства источников нагрева материала при наплавке и сварке. Степень концентрации тепловой энергии в электрической дуге в десять раз, в плазме — в тысяча раз, а при лазерной обработке — в десятки тысяч раз больше, чем в газовом пламени.

К основным видам сварки термического класса относятся газовая, дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная, плазменная, термитная сварки.

При дуговой сварке нагрев осуществляется электрической дугой. Особый вид дуговой сварки — плазменная сварка, при которой нагрев происходит сжатой дугой.
При газовой сварке кромки соединяемых частей материала нагревают пламенем газов, которые сжигаются на выходе горелки.
При электрошлаковой сварке для нагрева металла применяют теплоту, выделяющуюся при протекании электрического тока через расплавленный электропроводный шлак.
При электронно-лучевой сварке для нагрева применяют энергию электронного луча. Теплота выделяется за счет бомбардировки места сварки направленным электронным потоком.
При лазерной сварке энергия светового луча, получается, от оптического квантового генератора — лазера.
При термитной сварке применяют теплоту, образующуюся в результате сжигания термитного порошка, состоящего из смеси оксида железа и алюминия.

К термомеханическому классу причисляют виды сварки, при которых одновременно применяется тепловая энергия и давление, — диффузионная, контактная, дугопрессовая, газопрессовая и др. Основным видом данного класса является контактная сварка — нагрев осуществляется тепловой энергии, выделяемой при протекании электрического тока через расположенные в контакте соединяемые части.

При диффузионной сварке происходит взаимная диффузия атомов контактирующих частей при относительно долгом воздействии высокой температуры и при небольшой пластической деформации.

В прессовых видах сварки соединяемые части нагреваются пламенем газов с помощью сварочной горелки (в случае газопрессовой сварке), дуговой (в случае дугопрессовой сварке), электрошлаковым процессом (в случае шлакопрессовой сварке), индукционным нагревом деталей (в случае индукционно-прессовой сварке), термитом (в случае термитно-прессовой сварке).
К механическому классу причисляют виды сварки, осуществляемые с использованием давления и механической энергии: взрывом, холодная, трением, ультразвуковая.
При холодной сварке происходит сварка давлением при существенной пластической деформации без внешнего прогрева соединяемых деталей.
При сварке взрывом соединение деталей происходит вследствие вызванного взрывом соударения интенсивно движущихся частей.
При ультразвуковой сварке происходит при действии ультразвуковых колебаний на свариваемый материал.
При сварке трением свариваемые детали нагреваются при вращении относительно друг друга.
При наплавке происходит процесс нанесения слоя металла с помощью сварки на поверхность детали. Наплавку используют для восстановления износившихся деталей и получения деталей с необходимыми свойствами поверхности.
Для наплавки применяют предпочтительно дуговые виды сварки: ручную неплавящимися и плавящимися электродами, автоматическую и механизированную под флюсом и в защитных газах, плазменную, вибродуговую. Наряду с дуговой сваркой используют электрошлаковую, газовую, печную наплавку, индукционную.

Применяется несколько способов получения наплавленного легированного металла:
используется легированный электродный стержень, электродная проволока или лента сплошного сечения и применение нелегирующих покрытий, флюса или защитного газа;
используется проволока и лента с легирующими наполнителями в сочетании с нелегирующими покрытиями, защитным газом или флюсом;
используется нелегированный электродный стержень, проволока или лента и легирующее покрытие или флюс;
наносится легирующие примеси в виде порошков, паст на поверхность, подлежащую наплавке.

Ручная дуговая наплавка применяется при восстановлении изношенных поверхностей деталей, при устранении брака при отливке деталей и для наплавки поверхностей с заданными свойствами.
Ручная дуговая наплавка выполняется неплавящимся и плавящимся электродами, расплавлением слоя сыпучего наплавочного материала.
Автоматическая наплавка под флюсом выполняется проволоками сплошного сечения и порошковыми, отдельными валиками, одним электродом, одновременно несколькими электродами и электродной лентой.
Наплавка вольфрамовыми электродами происходит в среде аргона. Необходимые свойства наплавленного металла выполняются с применением присадочных проволок специального материала или вдуванием легирующих порошков в зону дуги.