технологический процесс соединения твёрдых материалов в результате действия межатомных сил, которое происходит при местном сплавлении или совместном пластическом деформировании свариваемых частей. С. получают изделия из металла и неметаллических материалов (стекла, керамики, пластмасс и др.). Изменяя режимы С., можно наплавлять слои металла различной толщины и различного состава. На специальном оборудовании в определенных условиях можно осуществлять процессы, противоположные по своей сущности процессу соединения, например огневую, или термическую, резку металлов.

Историческая справка. Простейшие приёмы С. были известны в 8-7-м тыс. до н. э. В основном сваривались изделия из меди, которые предварительно подогревались, а затем сдавливались. При изготовлении изделий из меди, бронзы, свинца, благородных металлов применялась т. н. литейная С. Соединяемые детали заформовывали, подогревали и место соединения заливали заранее приготовленным расплавленным металлом. Изделия из железа и его сплавов получали их нагревом до "сварочного жара" в кузнечных горнах с последующей проковкой. Этот способ известен под названием горновая, или кузнечная, С. Только эти два способа С. были распространены вплоть до конца 19 в. Толчком к появлению принципиально новых способов соединения металлов явилось открытие в 1802 дугового разряда (См. Дуговой разряд) В. В. Петровым. В 1882 Н. Н. Бенардос и в 1890 Н. Г. Славянов предложили первые практически пригодные способы С. с использованием электрической дуги. В начале 20 в. дуговая Электросварка постепенно стала ведущим промышленным способом соединения металлов. К началу 20 в. относятся и первые попытки применения для С. и резки горючих газов в смеси с кислородом. Первую ацетилено-кислородную сварочную горелку сконструировал французский инженер Э. Фуше, который получил на неё патент в Германии в 1903. В России этот способ стал известен предположительно к 1905, получил распространение к 1911. Процесс дуговой С. совершенствовался, появились её разновидности: под флюсом, в среде защитных газов и др. Во 2-й половине 20 в. для С. стали использовать др. виды энергии: плазму, электронный, фотонный и лазерный лучи, взрыв, ультразвук и др.

Классификация. Современные способы С. металлов можно разделить на две большие группы: С. плавлением, или С. в жидкой фазе, и С. давлением, или С. в твёрдой фазе. При С. плавлением расплавленный металл соединяемых частей самопроизвольно, без приложения внешних сил соединяется в одно целое в результате расплавления и смачивания в зоне С. и взаимного растворения материала. При С. давлением для соединения частей без расплавления необходимо значительное давление. Граница между этими группами не всегда достаточно чёткая, например возможна С. с частичным оплавлением деталей и последующим сдавливанием их (контактная электросварка). В предлагаемой классификации в каждую группу входит несколько способов. К С. плавлением относятся: дуговая, плазменная, электрошлаковая, газовая, лучевая и др.; к С. давлением - горновая, холодная, ультразвуковая, трением, взрывом и др. В основу классификации может быть положен и какой-либо др. признак. Например, по роду энергии могут быть выделены следующие виды С.: электрическая (дуговая, контактная, электрошлаковая, плазменная, индукционная и т. д.), механическая (трением, холодная, ультразвуковая и т. п.), химическая (газовая, термитная), лучевая (фотонная, электронная, лазерная).

Сварка плавлением. Простейший способ С. - ручная дуговая С. - основан на использовании электрической дуги. К одному полюсу источника тока гибким проводом присоединяется держатель, к другому - свариваемое изделие. В держатель вставляется угольный или металлический электрод (см. в ст. Сварочные материалы). При коротком прикосновении электрода к изделию зажигается дуга, которая плавит основной металл и стержень электрода (при металлическом электроде), образуя сварочную ванну, дающую при затвердевании сварной шов. Температура сварочной дуги (См. Сварочная дуга) 6000-10000 °С (при стальном электроде). Для питания дуги используют ток силой 100-350 а, напряжением 25-40 в от специальных источников (см. Сварочное оборудование).

При дуговой сварке кислород и азот атмосферного воздуха активно взаимодействуют с расплавленным металлом, образуют окислы и нитриды, снижающие прочность и пластичность сварного соединения (См. Сварное соединение). Существуют внутренние и внешние способы защиты места С.: введение различных веществ в материал электрода и электродного покрытия (внутренняя защита), введение в зону С. инертных газов и окиси углерода, покрытие места С. сварочными флюсами (внешняя защита). При отсутствии внешних средств защиты сварочная дуга называется открытой, при наличии их - защищенной или погруженной. Наибольшее практическое значение имеет электросварка открытой дугой покрытым плавящимся электродом. Высокое качество сварного соединения позволяет использовать этот способ при изготовлении ответственных изделий. Одной из важнейших проблем сварочной техники является механизация и автоматизация дуговой С. (см. Автоматическая сварка). При изготовлении изделий сложной формы часто более рациональной оказывается полуавтоматическая дуговая С., при которой механизирована подача электродной проволоки в держатель сварочного полуавтомата. Защиту дуги осуществляют также сварочным флюсом (см. в ст. Сварочные материалы). Идея этого способа, получившего название С. под флюсом, принадлежит Н. Г. Славянову (конец 19 в.), применившему в качестве флюса дроблёное стекло. Промышленный способ разработан и внедрён в производство под руководством академика Е. О. Патона (40-е гг. 20 в.). С. под флюсом получила значительное промышленное применение, т. к. позволяет автоматизировать процесс, является достаточно производительной, пригодна для осуществления различного рода сварных соединений, обеспечивает хорошее качество шва. В процессе С. дуга находится под слоем флюса, который защищает глаза работающих от излучений, но затрудняет наблюдение за формированием шва.

При механизированных способах С. применяют газовую защиту - С. в защитных газах, или газоэлектрическую С. Идея этого способа принадлежит Н. Н. Бенардосу (конец 19 в.). С. осуществляется сварочной горелкой (См. Сварочная горелка) или в камерах, заполненных газом. Газы непрерывно подаются в дугу и обеспечивают высокое качество соединения. Используют инертные и активные газы (см. в ст. Сварочные материалы). Наилучшие результаты даёт применение гелия и аргона. Гелий из-за высокой стоимости его получения используют только при выполнении специальных ответственных работ. Более широко распространена автоматическая и полуавтоматическая С. в аргоне или в смеси его с другими газами неплавящимся вольфрамовым и плавящимся стальным электродами. Этот способ применим для соединения деталей обычно небольших толщин из алюминия, магния и их сплавов, всевозможных сталей, жаропрочных сплавов, титана и его сплавов, никелевых и медных сплавов, ниобия, циркония, тантала и др. Самый дешёвый способ, обеспечивающий высокое качество, - С. в углекислом газе, промышленное применение которой разработано в 50-е гг. 20 в. в Центральном научно-исследовательском институте технологии и машиностроения (ЦНИИТМАШ) под руководством К. В. Любавского. Для С. в углекислом газе используют электродную проволоку. Способ пригоден для соединения изделий из стали толщиной 1-30 мм.

К электрическим способам С. плавлением относится электрошлаковая С., при которой процесс начинается, как при дуговой С. плавящимся электродом - зажиганием дуги, а продолжается без дугового разряда. При этом значительное количество шлака закрывает сварочную ванну. Источником нагрева металла служит тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через шлак. Способ разработан в институте электросварки им. Е. О. Патона и получил промышленное применение (в конце 50-х гг.). Возможна электрошлаковая С. металлов толщиной до 200 мм (одним электродом), до 2000 мм (одновременно работающими несколькими электродами). Она целесообразна и экономически выгодна при толщине основного металла более 30 мм. Электрошлаковым способом можно выполнять ремонтные работы, производить наплавку, когда требуется значительная толщина наплавляемого слоя. Способ нашёл применение в производстве паровых котлов, станин прессов, прокатных станов, строительных металлоконструкций и т. п.

Осуществление дуговой электросварки возможно также в воде (пресной и морской). Первый практически пригодный способ С. под водой был создан в СССР в Московском электромеханическом институте инженеров ж.-д. транспорта в 1932 под руководством К. К. Хренова. Дуга в воде горит устойчиво, охлаждающее действие воды компенсируется небольшим повышением напряжения дуги, которая плавит металл в воде так же легко, как и на воздухе. С. производится вручную штучным плавящимся стальным электродом с толстым (до 30\% толщины электрода) водонепроницаемым покрытием. Качество С. несколько ниже, чем на воздухе, металл шва недостаточно пластичен. В 70-е гг. в СССР в институте электросварки им. Е. О. Патона осуществлена С. под водой полуавтоматом, в котором в качестве электрода использована т. н. порошковая проволока (тонкая стальная трубка, набитая смесью порошков), непрерывно подаваемая в дугу. Порошок является флюсом. Подводная С. ведётся на глубине до 100 м, получила распространение в судоремонтных и аварийно-спасательных работах.

Один из перспективных способов С. - плазменная С. - производится плазменной горелкой. Сущность этого способа С. состоит в том, что дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием и продувается потоком газа, в результате чего образуется плазма, используемая для высокотемпературного нагрева металла. Перспективная разновидность плазменной С. - С. сжатой дугой (газы столба дуги, проходя через калиброванный канал сопла горелки, вытягиваются в тонкую струю). При сжатии дуги меняются её свойства: значительно повышается напряжение дуги, резко возрастает температура (до 20000-30000 °С). Плазменная С. получила промышленное применение для соединения тугоплавких металлов, причём автоматы и полуавтоматы для дуговой С. легко могут быть приспособлены для плазменной при соответствующей замене горелки. Плазменную С. используют как для соединения металлов больших толщин (многослойная С. с защитой аргоном), так и для соединения пластин и проволоки толщиной от десятков мкм до 1 мм (микросварка, С. игольчатой дугой). Плазменной струей можно осуществлять также др. виды плазменной обработки, в том числе плазменную резку металлов.

Газовая С. относится к способам С. плавлением с использованием энергии газового пламени, применяется для соединения различных металлов обычно небольшой толщины - до 10 мм. Газовое пламя с такой температурой получается при сжигании различных горючих в кислороде (водородно-кислородная, бензино-кислородная, ацетилено-кислородная С. и др.). Промышленное применение получила ацетилено-кислородная газовая С. Существенное отличие газовой С. от дуговой С. - более плавный и медленный нагрев металла, Это обстоятельство определяет применение газовой С. для соединения металлов малых толщин, требующих подогрева в процессе С. (например, чугун и некоторые специальные стали), замедленного охлаждения (например, инструментальные стали) и т. д. Благодаря универсальности, сравнительной простоте и портативности оборудования газовая С. целесообразна при выполнении ремонтных работ. Промышленное применение имеет также Газопрессовая сварка стальных труб и рельсов, заключающаяся в равномерном нагреве ацетилено-кислородным пламенем металла в месте стыка до пластического состояния и последующей осадке с прессованием или проковкой.

Перспективными являются появившиеся в 60-е гг. способы лучевой С., также осуществляемые без применения давления. Электроннолучевая (электронная) С. производится сфокусированным потоком электронов. Изделие помещается в камеру, в которой поддерживается вакуум (10^-2-10^-4 н/м²), необходимый для свободного движения электронов и сохранения концентрированного пучка электронов. От мощного источника электронов (электронной пушки) на изделие направляется управляемый электронный луч, фокусируемый магнитным и электростатическими полями. Концентрация энергии в сфокусированном пятне до 10⁹ вт/см². Перемещая луч по линии С., можно сваривать швы любой конфигурации при высокой скорости. Вакуум способствует меньшему окислению металла шва. Электронный луч плавит и доводит до кипения практически все металлы и используется не только для С., но и для резки, сверления отверстий и т. п. Скорость С. этим способом в 1,5-2 раза превышает скорость дуговой С. при аналогичных операциях. Недостаток этого способа - большие затраты на создание вакуума и необходимость высокого напряжения для обеспечения достаточно мощного излучения. Этих недостатков лишён др. способ лучевой С. - фотонная (световая) С. В отличие от электронного луча, световой луч может проходить значительные расстояния в воздухе, не теряя заметно энергии (т. е. отпадает необходимость в вакууме), может почти без ослабления просвечивать прозрачные материалы (стекло, кварц и т. п.), т. е. обеспечивается стерильность зоны С. при пропускании луча через прозрачную оболочку. Луч фокусируется зеркалом и концентрируется оптической системой (например, кварцевой линзой). При потребляемой мощности 50 квт в луче удаётся сконцентрировать около 15 квт.

Для создания светового луча может служить не только искусственный источник света, но и естественный - Солнце. Этот способ С., называется гелиосваркой (См. Гелиосварка), применяется в условиях значительной солнечной радиации, Для С. используется также излучение оптических квантовых генераторов - лазеров, Лазерная С. занимает видное место в лазерной технологии (См. Лазерная технология).

Сварка давлением. Способы С. в твёрдой фазе дают сварное соединение, прочность которого иногда превышает прочность основного металла. Кроме того, в большинстве случаев при С. давлением не происходит значительных изменений в химическом составе металла, т. к. металл либо не нагревается, либо нагревается незначительно. Это делает способы С. давлением незаменимыми в ряде отраслей промышленности (электротехнической, электронной, космической и др.).

Холодная С. выполняется без применения нагрева, одним только приложением давления, создающим значительную пластическую деформацию (до состояния текучести), которая должна быть не ниже определённого значения, характерного для данного металла. Перед С. требуется тщательная обработка и очистка соединяемых поверхностей (осуществляется обычно механическим путём, например вращающимися проволочными щётками). Этот способ С. достаточно универсален, пригоден для соединения многих металлических изделий (проводов, стержней, полос, тонкостенных труб и оболочек) и неметаллических материалов, обладающих достаточной пластичностью (смолы, пластмассы, стекло и т. п.). Перспективно применение холодной С. в космосе.

Для С. можно использовать механическую энергию трения. С. трением осуществляется на машине, внешне напоминающей токарный станок Детали зажимаются в патронах и сдвигаются до соприкосновения торцами. Одна из деталей приводится во вращение от электродвигателя. В результате трения разогреваются и оплавляются поверхностные слои на торцах, вращение прекращается и производится осадка деталей, С. высокопроизводительна, экономична, применяется, например, для присоединения режущей части металлорежущего инструмента к державке.

Ультразвуковая С. основана на использовании механических колебаний частотой 20 кгц. Колебания создаются магнитострикционным преобразователем, превращающим электромагнитные колебания в механические. На сердечник, изготовленный из магнитострикционного материала (См. Магнитострикционные материалы), намотана обмотка. При питании обмотки токами ВЧ из электрической сети в сердечнике возникают продольные механические колебания. Металлический наконечник, соединённый с сердечником, служит сварочным инструментом. Если наконечник с некоторым усилием прижать к свариваемым деталям, то через несколько секунд они оказываются сваренными в месте давления инструмента. В результате колебаний сердечника поверхности очищаются и немного разогреваются, что способствует образованию прочного сварного соединения. Этот способ С. металлов малых толщин (от нескольких мкм до1,5 мм) и некоторых пластмасс нашёл применение в электротехнической, электронной, радиотехнической промышленности. В начале 70-х гг. этот вид С. использован в медицине (работы коллектива сотрудников Московского высшего технического училища им. Н. Э. Баумана под руководством Г. А. Николаева в содружестве с медиками) для соединения, наплавки, резки живых тканей. При С. и наплавке костных тканей, например отломков берцовых костей, рёбер и пр., конгломерат из жидкого мономера циакрина и твёрдых добавок (костной стружки и разных наполнителей и упрочнителей) наносится на поврежденное место и уплотняется ультразвуковым инструментом, в результате чего ускоряется полимеризация. Эффективно применение ультразвуковой резки в хирургии. Сварочный инструмент ультразвукового аппарата заменяется пилой, скальпелем или ножом. Значительно сокращаются время операции, потеря крови и болевые ощущения.

Одним из способов электрической С. является контактная С., или С. сопротивлением (в этом случае электрический ток пропускают через место С., оказывающее омическое сопротивление прохождению тока). Разогретые и обычно оплавленные детали сдавливаются или осаживаются, т. о. контактная С. по методу осадки относится к способам С. давлением (см. Контактная электросварка). Этот способ отличается высокой степенью механизации и автоматизации и получает всё большее распространение в массовом и серийном производстве (например, соединение деталей автомобилей, самолётов, электронной и радиотехнической аппаратуры), а также применяется для стыковки труб больших диаметров, рельсов и т. п.

Наплавка. От наиболее распространённой соединительной С. отличается наплавка, применяемая для наращения на поверхность детали слоя материала, несколько увеличивающего массу и размеры детали. Наплавкой можно осуществлять восстановление размеров детали, уменьшенных износом, и облицовку поверхностного слоя. Восстановительная наплавка имеет высокую экономическую эффективность, т. к. таким способом восстанавливают сложные дорогие детали; распространена при ремонте на транспорте, в сельском хозяйстве, строительстве, горной промышленности и т. д. Облицовочная наплавка применяется для создания на поверхности детали слоя материала с особыми свойствами - высокой твёрдостью, износостойкостью и т. д. не только при ремонте, но и при производстве новых изделий. Для этого вида наплавки изготовляют наплавочные материалы с особыми свойствами (например, износостойкий сплав сормайт). Наплавочные работы ведут различными способами С.: дуговой, газовой, плазменной, электронной и т. п. Процесс наплавки может быть механизирован и автоматизирован. Выпускаются специальные наплавочные установки с автоматизацией основных операций.

Термическая резка. Резка технологически отлична от С. и противоположна ей по смыслу, но оборудование, материалы, приёмы выполнения операций близки к применяемым в сварочной технике. Под термической, или огневой, резкой подразумевают процессы, при которых металл в зоне резки нагревается до высокой температуры и самопроизвольно вытекает или удаляется в виде размягченных шлаков и окислов, а также может выталкиваться механическим действием (струей газа, электродом и т. п.). Резка выполняется несколькими способами. Наиболее важный и практически распространённый способ - кислородная резка, основанная на способности железа сгорать в кислороде, применяется обычно для резки сталей толщиной от 5 до 100 мм, возможно разделение материала толщиной до 2000 мм. Кислородной резкой выполняют также операции, аналогичные обработке режущим инструментом, - строжку, обточку, зачистку и т. п. Резку некоторых легированных сталей, чугуна, цветных металлов, для которых обычный способ малопригоден, осуществляют кислородно-флюсовым способом. Кислородная обработка нашла применение на металлургических и машиностроительных заводах, ремонтных предприятиях и т. п.

Дуговая резка, выполняемая как угольным, так и металлическим электродами, применяется при монтажных и ремонтных работах (например, в судостроении). Для поверхностной обработки и строжки металлов используют воздушно-дуговую резку, при которой металл из реза выдувается струей воздуха, что позволяет существенно улучшить качество резки.

Резку можно выполнять высокотемпературной плазменной струей. Для резки и прожигания отверстий перспективно применение светового луча, струи фтора, лазерного излучения (см. Лазерная технология).

Дальнейшее развитие и совершенствование методов сварки и резки связано с внедрением и расширением сферы применения новых видов обработки - плазменной, электронной, лазерной, с разработкой совершенных технологических приёмов и улучшением конструкции оборудования. Возможно значительное расширение использования С. и резки для подводных работ и в космосе. Направление прогресса в области сварочной техники характеризуется дальнейшей механизацией и автоматизацией основных сварочных работ и всех вспомогательных работ, предшествующих С. и следующих за ней (применение манипуляторов, кантователей, Роботов). Актуальной является проблема улучшения контроля качества С., в том числе применение аппаратов с обратной связью, способных регулировать в автоматическом режиме работу сварочных автоматов. См. также Вибрационная (вибродуговая) наплавка (См. Вибрационная наплавка), Высокочастотная сварка, Взрывная сварка, Диффузионная сварка, Конденсаторная сварка, Термитная сварка, Электролитическая сварка, Сварка пластмасс, Сварка в космосе.

Лит.: Справочник по сварке, т. 1-4, М., 1960-71; Глизманенко Д. Л., Евсеев Г. Б., Газовая сварка и резка металлов, 2 изд., М., 1961; Технология электрической сварки плавлением, под ред. Б. Е., Патона, М. - К., 1962; Багрянский К. В., Добротина 3. А., Хренов К. К., Теория сварочных процессов, Хар., 1968; Хренов К. К., Сварка, резка и пайка металлов, 4 изд., М., 1973; Словарь-справочник по сварке, сост. Т. А. Кулик, К., 1974.

К. К. Хренов.

общее название более 50 разных технологических процессов создания неразъемного соединения металлических деталей. Один из старейших способов сварки, в настоящее время редко применяемый, - кузнечная сварка, при которой соединение деталей осуществляется за счет их совместного деформирования. Современные процессы сварки - электродуговая, газовая сварка, сварка сопротивлением, пайка твердым и др. - основаны на местном сплавлении соединяемых деталей.

См. также:

СВ'АРКА, сварки, ·жен. (тех.). Соединение металлических частей путем заливки промежутков между ними расплавленным металлом. Автогенная сварка.

| Соединение металлических частей, нагретых до высокой температуры, путем ковки или сжимания их. Горновая сварка. Контактная сварка.

дуговая электросварка, в которой основные операции - подача электрода в дугу и перемещение дуги по линии сварки - механизированы. Если механизирована только подача проволоки, а дугу перемещают вручную, сварка называется полуавтоматической. Чаще всего применяется А. с. плавящимся электродом-проволокой, смотанной в бухту массой 20-60 кг и непрерывно подаваемой в дугу по мере плавления. Для защиты сварочной ванны от атмосферного воздуха, а также для раскисления металла и его легирования шов предварительно засыпают толстым слоем флюса (см. Сварка под флюсом), в который погружена дуга. Флюс обеспечивает высокое качество металла шва, устраняет разбрызгивание металла, позволяет повысить сварочный ток и производительность в несколько раз по сравнению со сваркой открытой дугой. Дуга по линии сварки (например, при круговых швах) перемещается передвижением сварочного автомата или самого изделия. Если автомат конструктивно объединён с механизмом передвижения, его называют самоходным; если же его передвигают непосредственно по поверхности изделия или по лёгкому переносному пути, уложенному на изделие, то его называют сварочным трактором (См. Сварочный трактор) (рис.). Широко распространены шланговые полуавтоматы. В них электродная проволока из механизма подачи по гибкому шлангу поступает в держатель, находящийся в руке сварщика. Вместо флюса применяют защитные газы - аргон или углекислый газ, а также газовые смеси (см. Сварка в защитных газах). Однако из-за разбрызгивания металла в этом случае сила тока и производительность ниже, чем при сварке под флюсом. Известна также А. с. неплавящимся вольфрамовым электродом в защитном газе, обычно в аргоне. Наряду с проволокой сплошного сечения при автоматической и полуавтоматической сварке пользуются т. н. порошковым электродом, представляющим собой трубку, начинённую порошками железа, легирующих и флюсообразующих компонентов.

К. К. Хренов.

Сварка барабана котла сварочным трактором: 1 - барабан котла; 2 - сварочный трактор; 3 - ролики вращателя.

ежемесячный научно-технический и производственный журнал, орган Института электросварки им. Е. О. Патона АН УССР. Издаётся в Киеве на русском языке. Основан в 1948. Тираж (1969) 6500 экземпляров. Освещает результаты исследований сварочных процессов, печатает материалы по теории и практике сварки чёрных и цветных металлов, а также других материалов, по вопросам проектирования и изготовления сварных конструкций.

машины, аппараты и приспособления, необходимые для изготовления из заготовок сварных изделий. Комплекс технологически связанного между собой С. о. для выполнения сварочных работ при том или ином участии сварщика называется сварочным постом, установкой, а при объединении нескольких постов или установок - линией.

Существуют посты и установки для дуговой, контактной, газовой, электроннолучевой и других способов сварки (См. Сварка). К С. о. относят: сварочные аппараты и машины с источниками питания и устройствами для выполнения собственно процесса сварки; технологические приспособления для осуществления быстрой сборки деталей под сварку, удерживания их во время работы и предотвращения или уменьшения коробления свариваемого изделия; вспомогательное оборудование для перемещения изделий в процессе выполнения сварки, крепления и перемещения сварочных аппаратов; инструмент сварщика. Кроме того, при сварке используют различные транспортные средства, приборы для контроля качества сварного соединения и т. п. Техническая характеристика С. о. определяется выбранным способом сварки, характером производства и степенью механизации процесса (ручная, полуавтоматическая или автоматическая сварка).

Сварочный пост - участок производственной площади, на котором размещены источник тока, токопровод, необходимые технологические приспособления и инструменты сварщика. Для защиты окружающих от излучения участок огорожен шторами или щитами. В условиях современного производства широко распространены автоматизированные установки (рис.1). Такие стационарные посты размещают в цехе. В полевых условиях, для сварки крупногабаритных изделий, на строительстве, при выполнении ремонтных работ и т. п. организуют передвижные посты.

Сварочные аппараты и машины. В сварочные посты и установки входят источники питания и аппараты для регулирования горения сварочной дуги (См. Сварочная дуга) в процессе сварки. Для выполнения сварки применяют источники питания, которые имеют удобную, плавную или ступенчатую регулировку и удовлетворяют общим требованиям для электрических машин и аппаратов. При электросварке используют сварочные трансформаторы, генераторы и выпрямители; при газопламенной обработке (См. Газопламенная обработка) - газовые генераторы. Различают источники питания одно- и многопостовые, стационарные (длительная непрерывная работа) и малогабаритные переносные (непродолжительная работа).

Сварочный трансформатор служит для согласования параметров сварочной и питающей цепей, а также выполняет функции регулятора. При дуговой сварке применяют механические и электрические способы регулирования напряжения. При механическом регулировании (рис. 2, а) изменяют, например, расстояние между первичными и вторичными обмотками. Электрическое регулирование (рис. 2, б) осуществляют изменением токов управления в дополнительных обмотках, расположенных на верхнем и среднем ярме трансформатора. При этом вторичная обмотка разделена на две части (α и β), одна из которых (β) расположена в верхнем окне трансформатора. При одном и том же коэффициенте трансформации такой трансформатор может иметь различные значения напряжения холостого хода, что необходимо при настройке режима сварки. Для контактной электросварки (См. Контактная электросварка) применяют сварочные трансформаторы с минимальным сопротивлением короткого замыкания. Их вторичная обмотка имеет обычно 1 или 2 витка. Изменение вторичного напряжения достигается переключением части витков первичной обмотки.

Сварочный генератор - специальная электрическая машина постоянного тока или тока повышенной частоты. Применяют однопостовые генераторы - универсальные или с падающей внешней характеристикой, которая обеспечивает устойчивое горение сварочной дуги. В сварочной технике используют генераторы: поперечного поля, с расщепленными полюсами, с размагничивающей последовательной обмоткой. У сварочного генератора поперечного поля (рис. 3, а) короткозамкнутая обмотка cd якоря создаёт поперечный магнитный поток Ф_п. Падающая характеристика образуется в результате действия продольного размагничивающего потока якоря Ф_пр. У генератора с размагничивающей последовательной обмоткой (рис. 3, б) внешняя характеристика формируется взаимодействием магнитных потоков Ф_р (размагничивающей последовательной обмотки) и Ф_в (намагничивающей параллельной обмотки). Напряжение на намагничивающую обмотку подаётся от третьей щётки или от самостоятельного источника питания (при т. н. независимом возбуждении).

Сварочный выпрямитель - преобразователь переменного напряжения питающей сети в постоянное, имеющий падающую, жёсткую или регулируемую внешнюю характеристику. Выпрямитель состоит из трансформатора, блока, полупроводниковых вентилей, системы автоматического управления, дросселя электрического (См. Дроссель электрический), коммутационной аппаратуры. Регулирование преобразователей осуществляется трансформаторами или управляемыми вентилями.

Газовый генератор - аппарат для получения горючих газов. Чаще в газовых генераторах производят ацетилен из карбида кальция путём взаимодействия его с водой (см. Генератор ацетиленовый).

Сварочный автомат для дуговой сварки - комплекс механизмов и приборов (рис. 4), с помощью которых осуществляется механизация процесса выполнения сварного соединения: подача электродной проволоки, зажигание сварочной дуги, поддержание заданного режима сварки и прекращение процесса. В таких установках используют головки с независимой скоростью подачи проволоки, в которых поддержание дугового процесса основано на саморегулировании дуги, и с автоматическим регулированием скорости подачи проволоки в зависимости от напряжения дуги. Взамен сложных установок для автоматической сварки часто применяют сварочные тракторы (См. Сварочный трактор) - переносные самоходные автоматы. Существуют сварочные автоматы и самостоятельные подвесные головки, осуществляющие электросварку одним или несколькими электродами. Электроды могут быть подключены к общему источнику питания или к самостоятельным источникам. Применяются также аппараты для сварки неплавящимся угольным или вольфрамовым электродами (рис. 5).

Сварочный полуавтомат, или шланговый полуавтомат, - аппарат для дуговой сварки, в котором механизирована подача электродной проволоки, а перемещение горелки вдоль свариваемых кромок осуществляется вручную. Имеются полуавтоматы для сварки неплавящимся электродом с механизированной подачей присадочной проволоки, которая проталкивается через гибкий направляющий шланг или подаётся с катушки механизмом, встроенным в горелку. Сварочными полуавтоматами осуществляют сварку в защитных газах (См. Сварка в защитных газах), сварку открытой дугой и сварку под флюсом (См. Сварка под флюсом). Механизм подачи проволоки и горелка, находящаяся в руке сварщика, соединены между собой гибким шлангом (направляющим каналом), по котором у в зону горения дуги подаётся электродная проволока и подводятся сварочный ток, флюс и защитный газ. Часть сварочного аппарата (автомата, полуавтомата), обеспечивающая подвод электрического тока к электроду и газа в зону дуги, или устройство, применяемое при газовой сварке (См. Газовая сварка) для регулирования сварочного пламени, называется сварочной горелкой (См. Сварочная горелка).

Автомат для электрошлаковой сварки (рис. 6) конструктивно отличается от автоматов для дуговой сварки, т. к. при этом виде сварки свариваемые кромки занимают вертикальное положение. Существуют автоматы, перемещающиеся по рельсу или непосредственно по кромкам свариваемой детали. Кроме самоходного механизма для вертикального движения, автомат снабжен двумя ползунами, предназначенными для удержания сварочной ванны и формирования шва, и механизмом колебания электродов вдоль зеркала ванны.

Технологические приспособления, используемые сварщиком, служат для сборки деталей под сварку и фиксации их; для сварки заранее собранных деталей; для совмещения операции сборки и сварки. В зависимости от характера производства приспособления изготовляют универсальными или специализированными (для определённых изделий). Одну деталь к другой прижимают винтовыми, рычажными, эксцентриковыми, магнитными и др. зажимами. Их используют для соединения отдельных деталей (переносные зажимы) и для оснащения сварочных стендов. Для фиксации свариваемых деталей иногда используют прихваты, присоединяемые к свариваемым деталям временными короткими швами. Для сближения или разведения свариваемых кромок или фиксации их положения служат стяжки, распорки и домкраты. Сборку и сварку изделий осуществляют на универсальных и специализированных стендах. Фиксаторы (упоры, пальцы, штыри, шаблоны) служат для определения положения свариваемых деталей относительно всего приспособления. К технологической оснастке стендов относятся также флюсоудерживающие устройства, флюсовые и газовые подушки, устройства для принудительного формирования шва и др.

Вспомогательное оборудование сварочных установок. Сварочные установки компонуются из элементов, предназначенных для расположения изделия в наиболее удобном для сварки положении, для поворота его во время работы и обслуживания зоны сварки, а также для крепления и перемещения сварочных аппаратов. С целью установки изделий в удобном для работы положении применяют роликовые, цевочные, цепные, цапфовые, рычажные кантователи (рис. 7). Поворот свариваемого изделия вокруг оси осуществляют вращателями с вертикальной, наклонной или горизонтальной осями вращения. Изделия закрепляются и поворачиваются с помощью планшайбы или поводка (центровые вращатели) или роликами (роликовые). При сварке цилиндрических изделий часто применяют роликовые стенды-вращатели (см. рис. 1) обычно с обрезиненными приводными роликами. Для вращения изделия в процессе сварки вокруг оси, занимающей различные положения в пространстве, служат установочные и сварочные манипуляторы. Для крепления и перемещения сварочных автоматов и полуавтоматов, подвески аппарата над подвижным свариваемым изделием или перемещения аппарата вдоль шва или от шва к шву применяют различные устройства, например балку с платформой, рельсовые пути, специальные грузозахватные приспособления.

Инструмент сварщика: электродержатели для сварки штучными электродами, горелки, зачистной инструмент (молотки-шлакоотделители, пневмомолотки, проволочные щётки, шлифовальные машины и др.), пригоночный инструмент для подгонки соединяемых деталей; инструмент для перемещения и кантовки горячих деталей; инструмент для наладки сварочного и технологического оборудования; измерительный инструмент (штангенин-струмент, микрометрический и др.). Сведения об оборудовании для специальных способов сварки (контактной, ультразвуковой, диффузионной и др.) см. в статьях об этих способах сварки.

Лит.: Сварочное оборудование. Каталог-справочник, ч. 1-3, К., 1968-72; Гитлевич А. Д., Этингоф Л. А., Механизация и автоматизация сварочного производства, М., 1972; Бельфор М. Г., Патон В. Е., Оборудование для дуговой и шлаковой сварки и наплавки, М., 1974; Севбо П. И., Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства, К., 1974; Чвертко А. И., Тимченко В. А., Установки и станки для электродуговой сварки и наплавки, К., 1974.

М. Г. Бельфор, И. И. Заруба, В. Н. Троицкий.

Рис.1. Установка для дуговой автоматической сварки: 1 - сварочный аппарат; 2 - свариваемое изделие; 3 - шкаф с аппаратурой управления; 4 - источник тока; 5 - провода управления; 6 - токопровод; 7 - рельсовый путь; 8 - тележка с колонной; 9 - роликовый стенд; 10 - площадка обслуживания.

Рис. 2. Схема сварочного трансформатора для дуговой сварки: а - с механическим регулированием индуктивного сопротивления и напряжения; б - с электрическим регулированием; 1 и 2 - первичная и вторичная обмотки; 3 - обмотка управления; 4 и 5 - среднее и верхнее ярмо.

Рис. 3. Схема сварочного генератора: а - поперечного поля; б - с размагничивающей последовательной обмоткой.

Рис. 4. Сварочный автомат для дуговой сварки: 1 - флюсоотсос; 2 - сварочная головка; 3 - механизм подачи с редуктором; 4 - механизм подъема; 5 - ходовой механизм; 6 - флюсоаппарат; 7 - рельсовый путь; 8 - подающий ролик; 9 - мундштук; 10 - воронка для флюса.

Рис. 5. Сварочный автомат для электросварки неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки: 1 - горелка; 2 - катушка; 3 - механизм подачи; 4 - направляющий шланг; 5 - наконечник; 6 - прижимной ролик.

Рис. 6. Автомат рельсового типа для электрошлаковой сварки проволочными электродами: 1 - направляющий рельс-колонна, закрепляемый на изделии; 2 - передний и задний ползуны; 3 - токопроводящие мундштуки с электродами; 4 - пластина для крепления заднего ползуна; 5 - изделие; 6 - пульт управления; 7 - механизм горизонтальной подачи.

Рис. 7. Кантователи: а - роликовый; б - цевочный; в - цепной; г - цапфовый; д - рычажный.