Для технологии сварки металлов характерно создание неразъемного соединения путем сближения элементов соединяемых заготовок на расстояние, достаточное для развития связей межмолекулярного притяжения. Для этого используют 2 стратегии:
- Пластическая деформация контактных поверхностей соединяемых заготовок до сближения их на нужное расстояние.
- Расплавление кромок соединяемых заготовок с внесением присадочного материала или без него.
В первом варианте основным препятствием для создания соединения контактных поверхностей является наличие на них микрорельефа, который препятствует развитию устойчивого контакта на достаточной площади. Для его сглаживания приходится прилагать значительные усилия или увеличивать пластичность материалов с помощью дополнительного прогрева.
Соединяющее давление может создаваться с помощью прессов, ударных, взрывных нагрузок. Применяется технология разогрева и сглаживания кромок соединяемых деталей за счет сил трения. Для этого одну заготовку вращают относительно другой с их одновременным сдавливанием. После разогрева торцов до состояния пластической деформации вращение прекращается и происходит соединение поверхностей.
Для разогрева контактных поверхностей может применяться электрический ток. К заготовкам подается напряжение с различным потенциалом с одновременным их сжатием. В результате высокого сопротивления в контактной зоне происходит ее локальный разогрев с последующей пластической деформацией.
При соединении заготовок расплавлением кромок приложение давления не требуется. Для достижения температуры расплавления используется отдельный источник тепла:
- энергия горения электрической дуги;
- температура струи газа в состоянии плазмы;
- энергия лазерного луча;
- энергия потока электронов;
- температура разогрева слоя защитного флюса при пропускании через него электрического тока;
- энергия горения струи газового топлива.
Передача энергии от источника тепла к кромкам заготовок приводит к расплавлению их и присадочного материала с образованием общей сварочной ванны. После остывания и кристаллизации получается прочная литая структура.
Разогретый расплавленный металл легко окисляется кислородом воздуха с формированием рыхлой пористой структуры. Для защиты сварка выполняется в защитной среде. Применяются отсечение зоны расплавления подачей инертных газов, порошковых флюсов, проведение сварочного процесса в вакууме. Дополнительной защитой может являться образование на поверхности металлического расплава слоя шлака, который защищает шов до его остывания.
При любом способе соединения металлов очень важно обеспечить чистоту кромок: снять окислы, лакокрасочные покрытия. Наличие посторонних включений препятствует соединению деталей и портит химический состав шва.
В вашем случае речь может идти о ручной дуговой сварке покрытыми электродами. В этом случае соединение заготовок достигается расплавлением их кромок с внесением присадочного материала. При ручной дуговой сварке сгорание покрытия электродов вызывает выделение в зоне горения дуги инертного углекислого газа. Часть материала покрытия переходит в расплав и всплывает на поверхности ванны в виде шлака.
Сварочные аппараты позволяют плавно настраивать силу сварочного тока на уровне достаточном для устойчивого горения дуги и локального расплавления кромок заготовок. Необходимая сила тока зависит от диаметра электрода и толщины кромок заготовок, а также других менее важных факторов.