Сварка, резка и пайка металлов

Прочие виды сварки

Сварка токами высокой и повышенной частоты. Применение токов высокой и повышенной частоты в сварочной технике уже началось и несомненно получит в будущем широкое развитие. Препятствием к широкому использованию токов высокой частоты в сварочной технике пока является высокая стоимость установок и их довольно низкий коэффициент полезного действия. Токи высокой и повышенной частоты могут применяться в сварочной технике для питания дугового разряда и промежуточных форм разряда для нагрева металла. Основное преимущество токов высокой и повышенной частоты в этом случае состоит в очень высокой устойчивости разряда.

Ещё более важным для сварочной техники является нагрев металла индуктированными токами высокой частоты. Такой нагрев отличается удобством и гибкостью выполнения, возможностью регулирования в очень широких пределах, быстротой, чистотой проведения процесса. Нагрев может осуществляться индукторами самой разнообразной формы, подводимыми к месту сварки. Индуктор представляет собой обычно катушку с небольшим числом витков, изготовляемую из красномедной трубки, охлаждаемой проточной водой. При пропускании высокочастотного тока индуктор создаёт в окружающем пространстве переменное магнитное поле той же частоты. Высокочастотное магнитное поле, создаваемое индуктором, в свою очередь, создаёт вторичные индуктированные токи в металле, внесённом -в поле индуктора. Вследствие явлений поверхностного эффекта, индуктированные токи сосредоточиваются в наружном слое нагреваемого металла. Чем выше частота тока, тем тоньше слой металла, пронизываемый индуктированными токами. Регулируя частоту тока, можно менять толщину прогреваемого слоя металла. В короткий промежуток времени нагреваемый тонкий слой в зоне действия индуктора может быть доведён до любой температуры, до сварочного жара или оплавления, позволяющих выполнить процессы пайки и сварки как давлением, так и плавлением.

Электролитическая сварка

Если опустить два металлических стержня в водный раствор щёлочи, поташа или соды и пропускать через электролит постоянный ток от одного стержня к другому, то при достаточной плотности тока можно наблюдать, что поверхность стержня, присоединённого к отрицательному полюсу источника тока, т. е. катоду, быстро разогревается до сварочного жара и оплавления. Подобный разогрев наблюдается при питании установки постоянным током напряжением 110—220 в и достаточных плотностях тока. Это явление объясняется тем, что при прохождении тока поверхность катода покрывается тонкой плёнкой пузырьков водорода, увеличивающей сопротивление прохождению электрического тока, создающей значительный перепад напряжения и потери мощности в тонком слое у поверхности катода. Освобождаемая значительная тепловая мощность и идёт на нагрев поверхностного слоя катода. Для выполнения сварки разогретые детали вынимают из ванны и Производят осадку. Соединяемые детали нагревают в ванне одновременно. Способ этот пока не нашёл промышленного применения.

Механическая сварка

Для нагрева места сварки можно использовать превращение механической энергии в тепловую. Например быстро вращающийся стальной стержень может нагреть кромки листов и произвести сварку. Механическая сварка иногда используется для заварки днища у баллона для сжатых газов. Отрезок цельнотянутой стальной трубы с предварительно нагретым концом насаживается на быстро вращающуюся оправку. К вращающейся заготовке приближается обжимка, осаживающая металл и придающая ему полусферическую форму днища баллона. При быстром вращении заготовки трение между обжимкой и заготовкой быстро разогревает осаживаемый металл, и его температура в процессе осадки не снижается, а растёт за счёт механической работы сил трения. В результате трения металл днища сильно разогревается, осаживается, доводится до сварочного жара и заваривается, образуя утолщённое сплошное полусферическое днище. Механическая сварка практически применяется лишь в очень редких случаях.