1. Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном (общем) нагреве или пластическом деформировании, а также при совместном действии того и другого.
Физическая сущность процесса сварки заключается в сближении соединяемых поверхностей на расстояние, в пределах которого начинают действовать силы межатомного сцепления. Для необходимого сближения соединяемых поверхностей производят тепловое или механическое воздействие на металл в зоне соединения.
К термическому классу (сварке плавлением) относятся следующие виды сварки: дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, плазменно-лучевая, газовая, термитная. К термомеханическому классу относятся: контактная, газопрессовая, печная и др. К механическому классу (сварке давлением) относятся: холодная, взрывная, ультразвуковая, трением.
2. Металлургические процессы при сварке отличаются следующими особенностями: малым объемом расплавленного металла сварного шва, высокой температурой зоны сварки, непродолжительным нахождением металла в расплавленном состоянии, активным взаимодействием расплавленного металла с окружающей средой, быстрым отводом теплоты от расплавленного металла сварочной ванны в прилегающей к ней зоны твердого основного металла.
В процессе сварки происходит окисление металла за счет кислорода атмосферы, двуокиси углерода, паров воды, высших окислов. Окислы и газы, остающиеся в сварном шве, резко ухудшают его механические свойства.
На качество сварных соединений большое влияние оказывает содержание серы и фосфора. Сера, соединяясь с железом, образует сульфид железа FеS, который является причиной образования горячих трещин. Вредное влияние оказывает и фосфор, снижающий ударную вязкость металла шва.
В процессе сварки возникают внутренние напряжения в металле и изменения формы и размеров сварного изделия, называемые деформациями. К неизбежным причинам относятся: неравномерный нагрев; тепловая усадка шва; структурные изменения металла шва и околошовной зоны и т. д. К сопутствующим причинам относятся: неправильный расчет конструкции сварных узлов (близкое расположение швов, их частое пересечение, неправильно выбранный тип соединения и др.); применение устаревшей техники и технологии сварки (неверно выбраны способы наложения слоев и диаметр электрода, не соблюдаются режимы сварки и др.); низкая квалификация сварщика; нарушение геометрических размеров сварных швов. Для уменьшения сварочных деформаций имеют правильный порядок наложения сварных швов, а также применение термической обработки после сварки (отжиг, нормализация).
Сварное соединение – неразъемное соединение, выполненное сваркой. Применяют следующие виды сварных соединений: стыковые, тавровые, угловые, внахлестку, прорезные, торцовые, с накладками и пробочные (рис. 34).
Сварной шов – участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации металла сварочной ванны. По расположению в пространстве сварные швы бывают: нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные.
Рис. 34. Классификация сварных соединений:
а – стыковые; б – тавровые; в – угловые; г – нахлесточные; д – прорезные;
е – торцовые; ж – с накладками; з – пробочные.