Лазерная сварка — отличный процесс, с ее помощью возможно выполнять действия, которые невозможны при дуговой сварке, например, очистка металла. Тем не менее, процессы дуговой сварки занимают лидирующие позиции по применению в промышленности.
Что такое дуговая сварка?
Дуговая сварка — это процесс сварки плавлением, используемый для соединения металлов. Электрическая дуга генерирует интенсивное тепло, которое позволяет сваривать металлические детали вместе. Сварку производят как в ручном, так и в автоматическом режиме.
Дуга возникает между электродом и основным материалом, при этом электрод либо только проводит ток, либо одновременно плавится и образует дополнительный материал для ванны расплава.
Какие виды дуговой сварки существуют?
Существует множество различных способов сварки и вариантов процессов, но их можно разделить на несколько основных групп. Основное различие в том, плавится электрод в процессе сварки или нет.
Процесс сварки плавящимся электродом
Сварка MIG/MAG
Наиболее часто используемым процессом соединения плавящимися электродами является сварка металла в инертном или активном газах, также известная как MIG/MAG-сварка. В этих процессах используется газ для защиты дуги от активного кислорода в окружающей среде. Защитный газ вытесняет кислород вокруг зоны сварки и таким образом предотвращает окисление дуги и сварочной ванны.
Газовые смеси делятся на 2 типа: активные и инертные. Активные вступают в реакцию с металлом и подходят для нелегированных и низколегированных сталей. А инертные при сварке не вступают в химическую реакцию с металлом, что делает этот способ сварки особенно подходящим для обработки высоколегированных сталей и цветных металлов.
Ручная дуговая сварка
Ручная дуговая сварка применяется для сварки как черных, так и цветных металлов. В процессе сварки используется стержневой электрод, покрытие которого плавится во время сварки и выделяет газ и шлак, защищающие сварочную ванну. Сварка производится вручную.
Сварка под флюсом
При сварке под флюсом минеральный гранулированный порошок используется в качестве дополнительного материала к автоматически подаваемым проволочным или ленточным электродам. Достигается высокая скорость плавления, благодаря чему этот процесс отлично подходит для сварки листового металла толщинами от 6 мм. При сварке порошковой проволокой в качестве присадочного материала также используется порошок, но он покрыт металлической оболочкой, поэтому его можно использовать в качестве проволоки. Сварка производится в автоматическом режиме.
Электрошлаковая сварка
С помощью электрошлаковой сварки можно сваривать за один проход заготовки толщинами более 25 мм. Этот процесс аналогичен сварке под флюсом, но порошок для электрошлаковой сварки является электропроводным и, следовательно, дает дополнительное тепло. Сварка производится в автоматическом режиме.
Процесс сварки неплавящимся электродом
Существуют 2 вида дуговой сварки неплавящимися электродами: сварка вольфрамовым электродом в инертных газах (сокращенно TIG-сварка) и плазменная сварка. В TIG-сварке используется электрод из чистого или легированного вольфрама, и сварка происходит в среде инертных защитных газов, таких как аргон или гелий. TIG-сварка особенно подходит для легированных сталей или легких металлов.
При плазменной сварке дуга создается между неплавящимся электродом и анодом, расположенным в горелке. Там газ ионизируется и создает плазму. Она направляется на заготовку через отверстие в аноде. Преимуществом этого процесса является узкая дуга и хорошо регулируемая глубина проплавления.
Все перечисленные способы сварки представляют собой лишь общие группы, внутри которых существуют различные подвиды. Как вы могли заметить, в разнообразии видов дуговой сварки нет недостатка, о чем также свидетельствуют разнообразные области применения.
Для каких целей подходит дуговая сварка?
Дуговая сварка особенно эффективна при сварке с использованием присадочного металла, т. е. когда необходимо заполнить шов. Можно также работать с присадочным металлом при лазерной сварке, но это гораздо сложнее.
Благодаря возможности использования присадочного металла дуговая сварка широко используется для ремонта деталей, а также в автомобилестроении, судостроении и машиностроении в целом.
Есть области, в которых на данный момент дуговая сварка вне конкуренции. Например, строительство стальных конструкций в общественных местах (мосты, башни, лестничные перила и т. д.). В этой области необходимо соблюдать множество требований законодательства, которые закреплены в ГОСТах и технологиях. В этой регламентированной сфере процессы дуговой сварки доминируют на 100%.
Дуговая сварка в этих областях применения была проверена на протяжении многих лет, поэтому каждый новый процесс прежде, чем стать используемым в ответственных конструкциях, должен пройти длительную процедуру проверки и аккредитации.
Таким образом, лазерная сварка, по крайней мере пока, не является конкурентом в этих областях.
Однако есть и другие области, где лазерная сварка доминирует.
Лазер очень эффективен, когда дело касается тонкостенных материалов. Это связано с тем, что лазерные лучи во время сварки генерируют небольшое количество энергии или тепла. Это сводит к минимуму тепловое воздействие сварки на материал, что особенно важно для тонкостенных металлов.
Когда речь идет о сварных швах, где требуется высочайшая точность, например, в аэрокосмической отрасли, там также доминируют лазерная и электронно-лучевая сварка. Часто в таких областях промышленности требуется точность в пределах сотых долей миллиметра, с помощью дуговой сварки этого добиться невозможно.
Еще одна область применения — аддитивное производство. Здесь также на переднем плане обычно находятся лазерные процессы, но есть и другие, работающие с дуговой сваркой, например, дуговая сварка наплавлением.
Каковы преимущества дуговой сварки?
Самым большим преимуществом процессов дуговой сварки, безусловно, является разнообразие возможных применений, которые мы описали выше. Свариваемые изделия варьируются от тонких листов для автомобилестроения до очень толстых и крупных металлических деталей, а диапазон свариваемых металлов огромен.
Кроме того, оборудование сравнительно дешевое. Каждый сможет найти оборудование под свой вкус и кошелек. С лазерами все не так однозначно: с каждым годом оборудование для лазерной сварки становится более популярным, и его стоимость возрастает.
Еще одним преимуществом дуговой сварки является то, что процесс может выполняться сварщиком либо вручную, либо автоматизированно с использованием сварочных роботов или других решений автоматизации. Кроме того, многие такие решения уже давно используется, и их обычно легче освоить, чем новые лазерные процессы.
Тенденции в дуговой сварке
Дуговая сварка, бесспорно, является относительно старым процессом, но она продолжает применяться и завоевывать популярность благодаря новым, современным решениям. В области сварки металлов в инертном газе существует целый ряд дополнительных процессов, разработанных различными производителями. За последние годы это привело к огромному прогрессу.
Поставщики сварочного оборудования продолжают совершенствовать сварочные процессы, чтобы сделать дуговую сварку более энергоэффективной. Например, спецпроцесс Force Arc Puls от EWM разработан специально для глубокого проплавления низколегированной и нержавеющей сталей. Этот процесс приводит к меньшей деформации детали и повышению коррозионной стойкости.
Кроме того, Force Arc Puls обеспечивает высокую скорость сварки и практически полное отсутствие брызг.
Отечественные производители также не отстают и постоянно развивают свои технологии.
Например, в аппаратах Alloy полностью российского производства предусмотрен спецпроцесс X-CBAP или сварка «холодной дугой», который разработан для кардинального снижения тепловой энергии, вводимой в соединяемые кромки при сварке.
Современное оборудование для дуговой сварки разрабатывают для работы с пониженным потреблением энергии и тепла, поэтому фактически оно может конкурировать с лазерной сваркой в определенных областях. С помощью развития технологий значительно превышаются пределы, которые оставались неизменными долгие годы. С одной стороны, дуговая сварка стремится к уменьшению толщины материалов при сварке, а с другой — к значительному улучшению качества сварных швов.
«Индустрия 4.0»
Еще одна тенденция, которая сейчас проявляется в отрасли сварочных технологий — это цифровизация. Во многом это связано с решениями для «Индустрии 4.0», но прогресс здесь медленнее, чем в других областях. Сварочные технологии в «Индустрии 4.0» в целом немного отстают, потому что они очень консервативные.
Однако большинство производителей работают над системами и интерфейсами, чтобы интегрировать технологии своих устройств в большую сеть. Главное, что данные сварочного процесса можно передать в комплексную систему и в дальнейшем использовать там.
Например, система Xnet от EWM – это система управления и контроля за сварочным процессом для «Индустрии 4.0». Благодаря Xnet стало возможным организовать производство, планирование, управление качеством, надзор за сваркой и администрирование в одном устройстве.
Это помогает повысить как производительность, так и качество посредством сбора и анализа сварочных данных в режиме реального времени. Также такая система предотвращает ошибки.
Отечественные производители разрабатывают и свои системы мониторинга, например, российский производитель EVOSPARK предлагает использовать систему мониторинга WeldWeb. Она позволяет дистанционно контролировать работу на сварочном аппарате и отображать при этом параметры сварочного процесса, получать данные о расходе газа и проволоки.
Устойчивое развитие продолжает становиться все более актуальным
Сварочные технологии, даже если они являются уже устоявшимся процессом и широко применяются, все равно нуждаются в повышении качества и технологичности. В процессе дуговой сварки выделяются сварочный дым, шлак и другие отходы, которые вызывают загрязнение окружающей среды и негативно влияют на здоровье людей. Минимизируя потребление энергии, отходы и выбросы, можно снизить воздействие процесса сварки на окружающую среду, поэтому многие производители уже давно начали работу в этом направлении.
Специалисты компании «ДельтаСвар» уже много лет занимаются оснащением производств оборудованием для разных видов сварки.
Мы готовы предоставить для вас решение, выгодное как с экономической, так и с технологической точки зрения, именно для вашей задачи.
Нужно сварочное оборудование? Позвоните нам по номеру +7 (343) 384-71-72 или напишите. Специалисты компании «ДельтаСвар» подберут подходящее сварочное оборудование и правильное решение для любой задачи!
