Metalsvejsning: typer og teknologi

2024 Forfatter: Aaron Duncan | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 03:37

Den teknologiske proces med at skabe en permanent forbindelse af homogene materialer på grund af dannelsen af atombindinger kaldes svejsning. I dette tilfælde sker der ved kontaktpunktet en tæt sammensmeltning af to materialer til ét. På trods af at en sådan forbindelse har været brugt i lang tid, forbedres moderne metalsvejsning, typerne og teknologien til dens implementering konstant, hvilket gør det muligt at sammenføje forskellige produkter med øget pålidelighed og kvalitet.

Funktioner ved overfladesvejsning

Hele metalsvejsningsprocessen forløber i to trin. For det første skal materialernes overflader bringes tættere på hinanden af afstanden mellem kræfterne for interatomisk kohæsion. Ved stuetemperatur er standardmetaller ikke i stand til at samle sig, selv når de komprimeres med betydelig kraft. Årsagen til dette er deres fysiske hårdhed, så kontakt, når man nærmer sig sådanne materialer, forekommer kun på nogle punkter, uanset kvaliteten af overfladebehandlingen. Det er overfladeforurening, der væsentligt påvirker muligheden for vedhæftning af materialer, fordi film, oxider og lag af urenhedsatomer altid er til stede under naturlige forhold.

Skab derfor kontakt mellem delenes kanterkan opnås enten på grund af plastiske deformationer, der opstår som følge af påført tryk, eller i tilfælde af smeltning af materialet.

På det næste trin af metalsvejsning udføres elektrondiffusion mellem atomerne på de sammenføjede overflader. Derfor forsvinder grænsefladen mellem kanterne, og der opnås enten en metallisk atombinding eller ioniske og kovalente bindinger (i tilfælde af halvledere eller dielektrika).

Klassificering af svejsetyper

Svejseteknologi forbedres konstant og bliver mere mangfoldig. Til dato er der omkring 20 typer metalsvejsning, som er klassificeret i tre grupper:

1. Tryksvejsning udføres ved anvendelse af mekanisk energi, når bindingerne mellem krystallerne opnås ved metoden med plastisk deformation af materialet. Som et resultat begynder metallet at flyde, bevæger sig langs linjen af sammenføjningsdele og tager et lag af forurenede urenheder med sig. Processen med deformation og forbindelse af overflader uden forvarmning kaldes koldsvejsning til metal. I dette tilfælde dannes der interatomiske bindinger, hvilket fører til en tæt docking af dele.
2. Fusionssvejsning udføres ved at forbinde produkter uden at påføre tryk. Varmekilder i sådan metalsvejsning er gasflamme, elektrisk lysbue, stråle-type energi. Under svejsning opvarmes overfladerne og smelter, hvilket danner interatomiske bindinger mellem de to metaller og elektroden, der forenes til en fælles svejsepool. Efter afkøling og størkning af sammensætningen, en kontinuerlig støbningsøm.



3. Termomekanisk svejsning af metal udføres ved hjælp af varme og tryk. Stedet for sammenføjning af materialet opvarmes først og presses derefter. Opvarmning af delen giver den den nødvendige plasticitet, og mekanisk handling kombinerer delene af produktet til en monolitisk forbindelse.

Fusionsvejsning

Denne type svejsning er meget udbredt både i industrielle forhold og i hverdagen. Fusionssammenføjning af metaller inkluderer:

1. Buesvejsning. Den produceres ved at skabe en højtemperatur-elektrisk lysbue mellem metallet og elektroden.
2. Ved plasmabinding er varmekilden ioniseret gas, der passerer med høj hastighed gennem en elektrisk lysbue.
3. Slagsvejsning udføres ved at opvarme det smeltede flusmiddel (slagge) med elektrisk strøm.
4. Laserbinding sker ved at behandle metaloverfladen med en laserstråle.
5. Ved elektronstrålesvejsning opvarmes samlingen af den kinetiske energi fra bevægelige elektroner i et vakuum under påvirkning af et elektrisk felt.
6. Gassvejsning af metaller er baseret på opvarmning af tilslutningspunktet med en strøm af ild, som dannes ved forbrænding af ilt og gas.

Buesvejsesamling

Buesvejsning involverer brug af en strømkilde med en stor nominel værdi, mens maskinen har en lille spænding. Transformatoren er forbundet samtidigt med metalletemne og svejseelektrode.

Som et resultat af metalsvejsning med en elektrode dannes der en elektrisk lysbue, hvorved kanterne på de emner, der skal sammenføjes, smeltes. I buens virkningszone skabes en temperatur på omkring fem tusinde grader. En sådan opvarmning er nok til at smelte ethvert metal.

Under smeltningen af metallet i de dele, der skal sammenføjes, og elektroden dannes et svejsebad, hvori alle vedhæftningsprocesser finder sted. Slaggen stiger til overfladen af den smeltede sammensætning og danner en speciel beskyttende film. I processen med lysbuesvejsning bruges to typer elektroder:

• ikke-smeltende;
• smeltning.

Når du bruger en ikke-forbrugbar elektrode, er det nødvendigt at indføre en speciel ledning i området af den elektriske lysbue. Forbrugselektroderne svejses uafhængigt. Særlige tilsætningsstoffer tilsættes til sammensætningen af sådanne elektroder, som ikke tillader buen at gå ud og øge dens stabilitet. Disse kan være grundstoffer med en høj grad af ionisering (kalium, natrium).

Arc-forbindelsesmetoder

Buesvejsning udføres på tre måder:

1. Manuel metode. I dette tilfælde udføres alle sammenføjningstrin manuelt ved hjælp af simpel lysbuesvejsning.
2. Mere produktiv er halvautomatisk metalsvejsning. Med denne metode udføres svejsningen manuelt, og svejsetråden fremføres automatisk.
3. Automatisk svejsning overvågesoperatør, og alt arbejdet udføres af svejsemaskinen.

Gassvejseteknologi

Denne type svejsning giver dig mulighed for at forbinde forskellige metalstrukturer ikke kun i industrielle virksomheder, men også derhjemme. Metalsvejseteknologien er ikke særlig kompliceret, gasblandingen under forbrænding smelter overfladekanterne, som er fyldt med fyldtråd. Ved afkøling krystalliserer sømmen og skaber en stærk og pålidelig forbindelse af materialer.

Gasvejsning har mange positive aspekter:

1. Evnen til at forbinde forskellige dele offline. Desuden kræver dette arbejde ikke en kraftig energikilde.
2. Simpelt og pålideligt gassvejseudstyr er nemt at transportere.
3. Evnen til at udføre en justerbar svejseproces, da det er nemt manuelt at ændre ildvinklen og overfladevarmehastigheden.

Men der er også ulemper ved at bruge sådant udstyr:

1. Det opvarmede område har et stort areal, hvilket påvirker delens naboelementer negativt.
2. Uevne til at automatisere svejseprocessen.
3. Behovet for nøje at overholde sikkerhedsforanst altninger. Arbejde med en gasblanding har en høj grad af eksplosionsfare.
4. Tykkelsen af metallet for en kvalitetsforbindelse bør ikke være mere end 5 mm.

Slagsvejsning

Denne type forbindelse betragtes som en fundament alt ny måde at opnå en svejsning på. Overfladerne på de dele, der skal svejses, er dækket med slagge, som opvarmes til en temperatur, der overstiger smeltningen af tråden og basismetallet.

I den indledende fase ligner svejsning svejsning under vand. Derefter, efter dannelsen af en svejsepool af flydende slagge, holder buen op med at brænde. Yderligere smeltning af delens kanter udføres på grund af den varme, der frigives under strømmen. Et kendetegn ved denne type metalsvejsning er den høje produktivitet af processen og kvaliteten af svejsningen.

Tryksvejsesamling

Sammenføjning af metaloverflader ved mekanisk deformation udføres oftest i industriel produktion, da denne teknologi kræver dyrt udstyr.

Til tryksvejsning inkluderer:

1. Ultralyd docking af metaldele. Udføres af vibrationer af ultralydsfrekvens.
2. Koldsvejsning. Det udføres på basis af den interatomiske forbindelse af to dele ved at skabe et stort tryk.
3. Forge-forge-metoden. Kendt siden oldtiden. Materialet opvarmes i en ovn og svejses derefter ved mekanisk eller manuel smedning.
4. Gastryksvejsning. Meget lig smedmetoden, kun gasudstyr bruges til opvarmning.
5. Kontakt elektrisk forbindelse. Det betragtes som en af de mest populære typer. Ved sådan svejsning udføres opvarmningen af metallet ved at lede en elektrisk strøm igennem det.
6. Ved diffusionssvejsning er trykkraften på metallet lav, men der kræves en høj opvarmningstemperatur af samlingen.

Punktsvejsning

De overflader, der skal samles ved en sådan svejsning, er mellem to elektroder. Under påvirkning af pressen komprimerer elektroderne delene, hvorefter der påføres spænding. Svejsestedet opvarmes ved passage af strøm. Diameteren af svejsepunktet afhænger helt af størrelsen på elektrodens kontaktpude.

Afhængigt af hvordan elektroderne er placeret i forhold til de dele, der skal samles, kan kontaktsvejsning være en- eller tosidet.

Der er mange typer modstandssvejsning, der fungerer efter et lignende princip. Disse omfatter: stødsvejsning, sømsvejsning, kondensatorsvejsning.

Sikkerhed

Arbejde med svejseudstyr er forbundet med mange faktorer, der er sundhedsfarlige for operatøren. Høje temperaturer, eksplosive miljøer og skadelige kemiske dampe kræver, at en person nøje overholder sikkerhedsforanst altninger:

1. Alt elektrisk udstyr og enheder skal være korrekt jordet og isoleret.
2. Det er nødvendigt at arbejde i tørre overalls og handsker. For at beskytte huden i ansigtet og øjnene skal du sørge for at bruge en maske med mørkt glas.



3. En førstehjælpskasse og en ildslukker skal være på svejserens arbejdsplads.
4. Rummet, hvor der udføres svejsearbejde, skal være godt ventileret.
5. Arbejdet må ikke udføres i umiddelbar nærhed af brændbare genstande.
6. Efterlad ikke gasflasker uden opsyn.

Der er et stort antal typer metalsvejsning, som svejseren beslutter at vælge, baseret på tilgængeligheden af udstyr og evnen til at opnå det ønskede resultat af arbejdet. Svejseren skal kende apparatet og principperne for arbejde på bestemt udstyr.