Den teknologiska processen att skapa en permanent koppling av homogena material på grund av bildandet av atombindningar kallas svetsning. I detta fall, vid kontaktpunkten, sker en tät sammansmältning av två material till ett. Trots det faktum att en sådan anslutning har använts under lång tid, förbättras modern metallsvetsning, typerna och tekniken för dess implementering ständigt, vilket gör det möjligt att sammanfoga olika produkter med ökad tillförlitlighet och kvalitet.
Funktioner för ytsvetsning
Hela processen med metallsvetsning pågår i två steg. Först måste materialens ytor föras närmare varandra av avståndet mellan krafterna för interatomisk kohesion. Vid rumstemperatur kan standardmetaller inte sammanfogas även när de komprimeras med betydande kraft. Anledningen till detta är deras fysiska hårdhet, så kontakt när man närmar sig sådana material sker endast på vissa punkter, oavsett kvaliteten på ytbehandlingen. Det är ytföroreningar som avsevärt påverkar möjligheten till vidhäftning av material, eftersom filmer, oxider och lager av föroreningsatomer alltid finns närvarande under naturliga förhållanden.
Skapa därför kontakt mellan kanterna på delarnakan uppnås antingen på grund av plastiska deformationer som uppstår till följd av applicerat tryck, eller vid smältning av materialet.
I nästa steg av metallsvetsning utförs elektrondiffusion mellan atomerna på de sammanfogade ytorna. Därför försvinner gränsytan mellan kanterna och antingen en metallisk atombindning, eller joniska och kovalenta bindningar (i fallet med halvledare eller dielektrikum) erhålls.
Klassificering av svetstyper
Svetstekniken förbättras ständigt och blir mer mångsidig. Hittills finns det ett 20-tal typer av metallsvetsning, som klassificeras i tre grupper:
- Trycksvetsning utförs genom applicering av mekanisk energi, när bindningarna mellan kristallerna erhålls genom metoden för plastisk deformation av materialet. Som ett resultat börjar metallen flöda, rör sig längs raden av sammanfogade delar och tar med sig ett lager av förorenade föroreningar. Processen med deformation och anslutning av ytor utan förvärmning kallas kallsvetsning för metall. I det här fallet bildas interatomiska bindningar, vilket leder till en tät dockning av delar.
- Fusionsvetsning utförs genom att produkter kopplas ihop utan att anbringa tryck. Värmekällor vid sådan metallsvetsning är gasflamma, ljusbåge, energi av stråltyp. Under svetsning värms ytorna upp och smälter, vilket bildar interatomära bindningar mellan de två metallerna och elektroden, som förenas till en gemensam svetspool. Efter kylning och stelning av kompositionen, en kontinuerlig gjutningsöm.
- Termomekanisk svetsning av metall utförs med värme och tryck. Platsen för sammanfogning av materialet värms först upp och pressas sedan. Uppvärmning av delen ger den den nödvändiga plasticiteten och mekanisk verkan kombinerar produktens delar till en monolitisk anslutning.
Fusionsvets
Denna typ av svetsning används flitigt både i industriella förhållanden och i vardagen. Fusionsfogning av metaller inkluderar:
- Bågsvetsning. Den produceras genom att skapa en högtemperaturbåge mellan metallen och elektroden.
- I plasmabindning är värmekällan joniserad gas som passerar med hög hastighet genom en elektrisk ljusbåge.
- Slaggsvetsning utförs genom att värma det smälta flussmedlet (slaggen) med elektrisk ström.
- Laserbindning sker genom att bearbeta metallytan med en laserstråle.
- Vid elektronstrålesvetsning värms fogen upp av den kinetiska energin från rörliga elektroner i ett vakuum under inverkan av ett elektriskt fält.
- Gasvetsning av metaller bygger på att anslutningspunkten värms upp med en ström av eld, som bildas vid förbränning av syre och gas.
Bågsvetsfog
Bågsvetsning innebär användning av en strömkälla med ett stort nominellt värde, medan maskinen har en liten spänning. Transformatorn ansluts samtidigt till metallenarbetsstycke och svetselektrod.
Som ett resultat av metallsvetsning med en elektrod bildas en elektrisk ljusbåge, på grund av vilken kanterna på arbetsstyckena som ska sammanfogas smälts. I bågens verkningszon skapas en temperatur på cirka fem tusen grader. Sådan uppvärmning är tillräckligt för att smälta vilken metall som helst.
Under smältningen av metallen i delarna som ska sammanfogas och elektroden bildas en svetsbassäng, i vilken alla vidhäftningsprocesser äger rum. Slaggen stiger till ytan av den smälta kompositionen och bildar en speciell skyddsfilm. I processen för bågsvetsning av metall används två typer av elektroder:
- icke-smältande;
- smältning.
När du använder en icke förbrukningsbar elektrod är det nödvändigt att införa en speciell tråd i området för den elektriska ljusbågen. De förbrukningsbara elektroderna svetsar sig självständigt. Speciella tillsatser läggs till sammansättningen av sådana elektroder, som inte tillåter bågen att gå ut och öka dess stabilitet. Dessa kan vara grundämnen med en hög grad av jonisering (kalium, natrium).
Arc-anslutningsmetoder
Bågsvetsning utförs på tre sätt:
- Manuell metod. I det här fallet utförs alla sammanfogningssteg manuellt med hjälp av enkel elektrisk bågsvetsning.
- Halvautomatisk metallsvetsning är mer produktiv. Med denna metod görs svetsningen manuellt och tillsatstråden matas automatiskt.
- Automatisk svetsning övervakasoperatör, och allt arbete utförs av svetsmaskinen.
Gasvetsteknik
Denna typ av svetsning låter dig ansluta olika metallstrukturer, inte bara i industriföretag utan även hemma. Metallsvetstekniken är inte särskilt komplicerad, gasblandningen under förbränning smälter ytkanterna, som är fyllda med fylltråd. Vid kylning kristalliseras sömmen och skapar en stark och pålitlig koppling av material.
Gasvetsning har många positiva aspekter:
- Möjligheten att ansluta olika delar offline. Dessutom kräver detta arbete ingen kraftfull energikälla.
- Enkel och pålitlig gassvetsutrustning är lätt att transportera.
- Möjligheten att utföra en justerbar svetsprocess, eftersom det är lätt att manuellt ändra eldvinkeln och ytuppvärmningshastigheten.
Men det finns också nackdelar med att använda sådan utrustning:
- Det uppvärmda området har en stor yta, vilket påverkar de angränsande delarna av delen negativt.
- Oförmåga att automatisera svetsprocessen.
- Behovet av att strikt följa säkerhetsåtgärder. Att arbeta med en gasblandning har en hög grad av explosionsrisk.
- Tockleken på metallen för en kvalitetsanslutning bör inte vara mer än 5 mm.
Slaggsvetsning
Denna typ av anslutning anses vara ett i grunden nytt sätt att få en svets. Ytorna på de delar som ska svetsas är täckta med slagg, som värms upp till en temperatur som överstiger smältningen av tråden och basmetallen.
I det inledande skedet liknar svetsning som svetsning under vatten. Sedan, efter bildandet av en svetspool av flytande slagg, slutar bågen att brinna. Ytterligare smältning av delens kanter utförs på grund av värmen som frigörs under strömflödet. En egenskap hos denna typ av metallsvetsning är den höga produktiviteten i processen och kvaliteten på svetsen.
Trycksvetsfog
Fogning av metallytor genom mekanisk deformation utförs oftast i industriell produktion, eftersom denna teknik kräver dyr utrustning.
För trycksvetsning inkluderar:
- Ultraljudsdockning av metalldelar. Utförs av vibrationer av ultraljudsfrekvens.
- Kallsvetsning. Den utförs på basis av den interatomiska kopplingen av två delar genom att skapa ett stort tryck.
- Forge-forge-metod. Känd sedan urminnes tider. Materialet värms upp i en ugn och svetsas sedan med mekanisk eller manuell smide.
- Gastrycksvetsning. Mycket lik smedsmetoden, endast gasutrustning används för uppvärmning.
- Kontakta elektrisk anslutning. Det anses vara en av de mest populära typerna. Med sådan svetsning utförs uppvärmningen av metallen genom att en elektrisk ström leds genom den.
- Vid diffusionssvetsning är tryckkraften på metallen låg, men en hög uppvärmningstemperatur av fogen krävs.
Punktsvetsning
Ytorna som ska sammanfogas vid sådan svetsning är mellan två elektroder. Under pressens verkan komprimerar elektroderna delarna, varefter spänning appliceras. Svetsplatsen värms upp genom att ström passerar. Diametern på svetspunkten beror helt på storleken på elektrodens kontaktdyna.
Beroende på hur elektroderna är placerade i förhållande till delarna som ska sammanfogas kan kontaktsvetsning vara ensidig eller tvåsidig.
Det finns många typer av motståndssvetsning som fungerar enligt en liknande princip. Dessa inkluderar: stumsvetsning, sömsvetsning, kondensatorsvetsning.
Säkerhet
Att arbeta med svetsutrustning är förknippat med många faktorer som är hälsovådliga för operatören. Höga temperaturer, explosiva miljöer och skadliga kemiska ångor kräver att en person strikt följer säkerhetsåtgärder:
- All elektrisk utrustning och enheter måste vara ordentligt jordade och isolerade.
- Det är nödvändigt att arbeta i torra overaller och handskar. För att skydda huden i ansiktet och ögonen, se till att använda en mask med mörkt glas.
- En första hjälpen-låda och en brandsläckare måste finnas på svetsarens arbetsplats.
- Rummet där svetsarbeten utförs måste vara väl ventilerat.
- Arbete får inte utföras i närheten av brandfarliga föremål.
- Lämna inte gasflaskor utan uppsikt.
Det finns ett stort antal typer av metallsvetsning, vilken svetsaren bestämmer sig för att välja, baserat på tillgången på utrustning och förmågan att uppnå önskat resultat av arbetet. Svetsaren måste känna till enheten och principerna för arbete på viss utrustning.
