Что такое сварка металлов? Распространенные металлы, плюсы, минусы и использование

«Сварка металлов обеспечивает постоянное соединение деталей путем плавления и образования сварочной ванны в месте соединения. Полученное соединение получается прочным, долговечным и устойчивым к коррозии». 

Знаете ли вы, какие методы соединения используются для сборки металлических деталей и изделий? Ответ зависит от того, какие соединения требуются; сварка металла, клепка и пайка — вот лишь некоторые из них. Однако Сварочный процесс в производстве — самый популярный метод создания неразъемных соединений между металлическими деталями.

Различные металлы и сплавы, такие как алюминий, сталь, медь, латунь и титан, можно сваривать вместе, используя подходящую технику. В этой статье мы подробно опишем процедуру, преимущества, недостатки и области применения гибки металла.

Что такое сварка металлов?

В процессе сварки используется тепло, давление или и то, и другое для плавления и плавления материала в месте соединения. На микроуровне атомы на краю одной части подходят достаточно близко к атомам на краю другой части для межатомного притяжения и становятся единым элементом. Источник. 

Впоследствии это соединение металла процесс можно разделить на две категории; Сварка плавлением и сварка в твердом состоянии. Методы сварки плавлением применяют интенсивное тепло из подходящего источника для плавления материала и образования сварочной ванны, которая позже затвердевает и образует прочное твердое соединение. С другой стороны, сварка в твердом состоянии или под давлением предполагает соединение металлов под действием давления и тепла без плавления и образования ванны расплава в месте соединения. 

1. Сварка плавлением

Источники сварки (такие как электрическая дуга, лазер или газовое пламя) плавят основной металл и присадочный металл, образуя сварочную ванну. Однородный состав жидкого материала связывает детали на атомном уровне. Когда расплавленная ванна начинает остывать, зародышеобразование инициирует рост зерен. Эти зерна расширяются и встречаются, создавая границы зерен, которые представляют собой высокоэнергетические границы раздела, обеспечивающие прочность и вязкость сварного шва. 

Механизм сварки плавлением. Предоставлено: ResearchGate

• Дуговая сварка (MIG, TIG, SAW или сварка палкой)
• Газовая сварка
• Точечная сварка
• Лазерная сварка
• Плазменная сварка 

2. Сварка твердого тела 

Сварка в твердом состоянии 

Вместо плавления при сварке металлов в твердом состоянии к материалам применяется достаточное давление, что вызывает пластическую деформацию и способствует диффузии атомов на границе раздела. Диффузионную или атомную сварку свариваемых деталей осуществляют ниже температуры их плавления. В результате этот тип Сварка листового металла Процесс значительно снижает риск возникновения термических дефектов на сварных компонентах.

• Сварка трением
• Ультразвуковая сварка
• Кузнечная сварка
• Рулонная сварка

Какие металлы можно сваривать?

Далее, какие металлы используются при сварке? Прямой ответ: много. Однако алюминий, сталь, медь, титан и латунь являются распространенными металлами и сплавами, которые можно соединять с помощью сварки металлов.

1. Сварка алюминия

Алюминий — легкий материал, который можно сваривать как плавлением, так и сваркой в ​​твердом состоянии. Сваркой можно соединить алюминиевые детали разной формы и толщины в единое целое. TIG и MIG — два основных метода сварки для соединения алюминиевых компонентов. Следовательно, его теплопроводность позволяет обеспечить высокую скорость сварки алюминиевых сплавов. 300-500 мм/мин.

Рекомендации по сварке алюминия следующие:

• Перед сваркой удалите с поверхности тугоплавкий оксидный слой.
• Более высокие тепловложения обусловлены его теплопроводностью для поддержания сварочной ванны.
• Защита инертным газом аргоном или гелием для предотвращения окисления в процессе сварки металла.

2. Сварка нержавеющей стали

Высокое содержание хрома и никеля в железе в сочетании с другими легирующими элементами образует нержавеющую сталь. Это очень устойчивый к коррозии материал с хорошей прочностью, превышающей алюминий и железо. Эффективными методами сварки нержавеющей стали являются сварка электродным электродом, лазерная сварка, сварка TIG и MIG.

Рекомендации по сварке нержавеющей стали:

• Любая ржавчина или мусор в зоне сварки могут ослабить прочность сварных соединений.
• Риск растрескивания вызывает большую озабоченность. Низкая способность к теплопередаче и более высокая скорость теплового расширения могут привести к накручиванию или растрескиванию области рядом с точкой сварки. Таким образом, необходимо обеспечить достаточный подвод тепла.
• Соответствующий присадочный стержень необходим для соединения разнородных марок нержавеющей стали или других металлов из-за различий в их температурах плавления.

3. Сварка меди

Медь и ее сплавы обладают высокой теплопроводностью, что означает, что входящее тепло может быть немедленно передано в окружающую среду. Это основная проблема при сварке медных деталей. Однако ее можно решить, предварительно нагрев медные заготовки перед тем, как приступить к сварке.

Медные детали можно сваривать методами сварки TIG, MIG, Stic, GTAW и SMAW. Далее также подойдет сварка металлов в твердом состоянии, например, пайка.

4. Другие металлы

Некоторые другие металлы и сплавы также используются при сварке металлов, и их части соединяются вместе с помощью различных процессов сварки для достижения желаемой формы или геометрии. 

• Углеродистая сталь
• Титан
• Никель
• Латунь
• Бронза

Сварка разнородных металлов 

Сварка меди и алюминия 

Методы сварки позволяют соединить разнородные марки или материалы с помощью подходящего наполнителя, но они должны быть металлургически совместимыми. Дополнительно будет лучше, если вы проанализируете свариваемость деталей.

Таблица: Сварка металлов Dissimar 

Каковы преимущества сварки металлов?

Соединение металлических компонентов с помощью процесса сварки предлагает несколько Преимущества сварки по прочности, долговечности и стоимости. Вот преимущества этой техники постоянного соединения;

• Постоянные и прочные соединения: Металлические сварные соединения обладают почти такой же прочностью, как и основные материалы. Кроме того, они очень долговечны по сравнению с другими методами соединения металлов, такими как склеивание или клепка. Продолжительность их жизни часто колеблется от 10 до 25 лет.
• Сварка разнородных металлов: Соответствующий наполнитель можно использовать для сварки разнородных металлов, например алюминия и стали, меди и бронзы и других комбинаций. 
• Совместная точность: Такие методы сварки, как газовая вольфрамовая дуговая сварка, обеспечивают превосходный контроль над скоростью сварки и тепловложением, а также поддерживают допуски всего лишь ±0.005 дюйма. 
• Эффективность затрат: Сварка предполагает соединение двух кусков металла, что означает, что для создания соединения требуется меньше материала, чем при других методах, и меньшие общие затраты. Между тем, скорость сварки также помогает снизить затраты. 
• Структурная целостность или части: В отличие от болтов и клепок, металлические сварные детали сохраняют свою структурную целостность без механической обработки или дополнительных процессов.

Каковы недостатки сварки металлов?

• Зона термического влияния — основная стоимость процесса сварки металла; Интенсивное тепло, используемое для плавления материала в месте сварки, также влияет на термические свойства окружающих материалов. 
• Еще одним ограничением является толщина, которая обычно применяется к деталям толщиной более 0.5 мм.
• Квалификация операторов сильно влияет на уровень квалификации оператора.
• Вибрации в автомобильной технике, компонентах промышленных процессов и других устройствах могут повлиять на прочность металлических соединений.

Применение сварки металлов? Сварные компоненты и изделия

Сварка металлов обеспечивает необходимые соединения для структурной целостности, механических функций и долговечности. Он используется в промышленном производстве, строительстве, автомобилестроении, аэрокосмической отрасли и во многих других областях для получения прочных и надежных соединений.

Примеры применения:

• Кузова и рамы автомобилей
• Сварка выхлопных систем и топливных баков
• Сборка деталей двигателя
• Изготовление компонентов и систем промышленных предприятий
• Строительство фюзеляжей и крыльев самолетов.
• Сварка различных компонентов в судостроении (корпус, палуба и т. д.)
• Товары народного потребления, посуда и сельскохозяйственная техника
• Ремонт и техническое обслуживание металлических деталей, изделий и систем.
• Электротехнические шкафы и каркасные конструкции 

Вы ищете детали для сварки металлов? 

Выбор опытного и надежного партнера-производителя не менее важен для получения оптимальных результатов сварки компонентов и продукции. Boda — китайская производственная компания с более чем десятилетним опытом работы. Услуги по обработке листового металла со сварочными и другими монтажными предложениями.

У нас есть опытные инженеры и операторы, которые могут сваривать различные металлы по вашему проекту. Итак, пришлите нам свой дизайн, чтобы мы могли использовать наши Услуги по сварке металлов.

Подведение итогов 

Сварка является основной технологией создания неразъемных соединений между металлическими и легированными деталями, такими как алюминий, нержавеющая сталь, медь, титан, латунь и т. д. Какой метод сварки использовать, полностью зависит от типа металла заготовки, положения сварки и требуемой прочности. . Однако наиболее распространенными являются сварка TIG, MIG, плазменная и палочная сварка. Иногда для соединения металлов с разными свойствами могут потребоваться наполнители.

В комплексе сварка металла создает прочные, долговечные и однородные соединения на металлических деталях для автомобильной, аэрокосмической, электронной, промышленной обработки и других отраслей промышленности. 

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос-1: Могу ли я сваривать металлические детали?

Не все металлические детали можно сваривать. Это зависит от химического состава, физических свойств и совместимости заготовок. Например, высокоуглеродистые стали склонны к растрескиванию при сварке.

Вопрос 2: Можно ли сваркой соединить разнородные металлы или сплавы?

Да, сваркой можно соединить разнородные металлы или сплавы. Однако для устранения различий в температурах плавления, тепловом расширении и химических свойствах разнородных металлов необходимы специализированные наполнители.

Вопрос 3: Насколько долговечны металлические сварные детали?

Да! Сварка металла обеспечивает прочное соединение деталей. Срок службы конкретного сварного соединения зависит от качества сварного шва, условий окружающей среды, типа металла и т. д.

Вопрос 4: Какой метод сварки лучше всего подходит для нержавеющей стали?

Сварка TIG и MIG часто считается лучшим методом сварки нержавеющей стали благодаря ее точности и контролю, которые позволяют получать чистые и прочные сварные швы.

Вопрос 5: Какой метод сварки лучше всего подходит для алюминия?

Сварка TIG идеально подходит для алюминия, поскольку обеспечивает превосходный контроль над процессом сварки и получение высококачественных сварных швов.

Вопрос 6: Что следует учитывать при выборе метода сварки металлических компонентов?

При выборе метода сварки металлических деталей учитывайте типы свариваемых металлов, их толщину, желаемую прочность соединения и положение сварки.