Tag: εργαλεια ηλεκτροκολλησεις

Η ασφάλεια στην ηλεκτροκόλληση είναι ένα από τα σημαντικότερα ζητήματα, όπως άλλωστε σε όλες τις τεχνικές εργασίες. Πριν ξεκινήσουμε να κάνουμε συγκόλληση καλό θα είναι να πάρουμε όλα τ α απαραίτητα μέτρα ασφαλείας τα οποία θα μας εξασφαλίσουν τη σωματική μας ακεραιότητα κατά την εργασία της ηελκτροσυγκόλλησης.  Συγκόλληση με τόξο με κράνος, γάντια και άλλο προστατευτικό ρουχισμό περιλαμβάνονται στα μέτρα που λαμβάνουμε για την ασφάλεια στην ηλεκτροκόλληση.

Ζητήματα ασφαλείας στην ηλεκτροκόλληση

Η ηλεκτροκόλληση μπορεί να είναι επικίνδυνη και ανθυγιεινή εάν δεν ληφθούν οι κατάλληλες προφυλάξεις. Ωστόσο, η χρήση νέας τεχνολογίας και η κατάλληλη προστασία μειώνει σημαντικά τους κινδύνους τραυματισμού και θανάτου που συνδέονται με την ηλεκτροκόλληση. Δεδομένου ότι πολλές κοινές διαδικασίες ηλεκτροκόλληση ς περιλαμβάνουν ένα ανοιχτό ηλεκτρικό τόξο ή φλόγα, ο κίνδυνος εγκαυμάτων και πυρκαγιάς είναι σημαντικός. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ταξινομείται ως διαδικασία θερμής εργασίας. Για να αποφευχθεί ο τραυματισμός, οι συγκολλητές φορούν ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό με τη μορφή βαρέων δερμάτινων γαντιών και προστατευτικών μανικιών με μακρύ μανίκι για να αποφευχθεί η έκθεση σε ακραίες θερμοκρασίες και φλόγες.  Με αυτό τον τρόπο θα μπορούμε να είμαστε ασφαλείς όταν κάνουμε ηλεκτροκόλληση.

Ατομική προστασία

Ας ξεκινήσουμε να παρουσιάζουμε μέτρα για την ατομική προστασία . Η ασφάλεια στην ηλεκτροκόλληση έχει πολλές παραμέτρους. Τα συνθετικά ρούχα εργασίας, όπως ο μη πυρίμαχος πολυεστέρας, δεν πρέπει να φοριούνται, καθώς αναφλέγονται και καίγονται γρήγορα.  Επιπλέον μέτρα ατομικής προστασίας, η φωτεινότητα της περιοχής συγκόλλησης οδηγεί σε μια κατάσταση που ονομάζεται μάτι τόξου ή φωτιά εγκαύματα στα οποία το υπεριώδες φως προκαλεί φλεγμονή του κερατοειδούς και μπορεί να κάψει τους αμφιβληστροειδείς οφθαλμούς. Η ατομική προστασία περιλαμβάνει ηλεκτρονικές μάσκες, γυαλιά, ηλεκτρονικές μάσκες και ρούχα εργασίας. Εδώ θα βρείετ όλα τα υλικά για την ατομική προστασία κατά τη συγκόλληση.

Μάσκες συγκόλλησης

Τα προστατευτικά γυαλιά και τα κράνη συγκόλλησης με σκούρες πλάκες προσώπου φιλτραρίσματος UV φοριούνται για να αποφευχθεί η έκθεση αυτή. Αποτελούν εξαιρετικό μέτρο ασφάλειας στην ηλεκτροκόλληση. Υπάρχουν ειδικές μάσκες συγκόλλησης. Από τη δεκαετία του 2000, μερικά κράνη έχουν συμπεριλάβει μια πλάκα προσώπου που σκουραίνει αμέσως μετά την έκθεση στο έντονο υπεριώδες φως. Για την προστασία των παρευρισκομένων, η περιοχή συγκόλλησης περιβάλλεται συχνά από ημιδιαφανείς κουρτίνες συγκόλλησης. Αυτές οι κουρτίνες, κατασκευασμένες από πλαστικό φιλμ πολυβινυλοχλωριδίου, προστατεύουν τους ανθρώπους έξω από την περιοχή συγκόλλησης από το υπεριώδες φως του ηλεκτρικού τόξου, αλλά δεν μπορούν να αντικαταστήσουν το γυάλινο φίλτρο που χρησιμοποιείται στα κράνη.  Η συγκεκριμένη ιδιαιτερότητα υπάρχει στις μάσκες συγκόλλησης .  Το ίιο κάνουν και οι ηλεκτρονικές μάσκες. Το ηλεκτρονικό μας κατάστημα διαθέτει μάσκες συγκόλλησης.

Μάσκες προστασίας

Συγκολλητές συχνά εκτίθενται σε επικίνδυνα αέρια και σωματίδια. Μια καλή προστασία είναι οι μάσκες προστασίας. Οι διεργασίες όπως η συγκόλληση με τόξο και η θωρακισμένη συγκόλληση με τόξο παράγουν καπνό που περιέχει σωματίδια διαφόρων τύπων οξειδίων. Το μέγεθος των εν λόγω σωματιδίων τείνει να επηρεάζει την τοξικότητα των αναθυμιάσεων, με μικρότερα σωματίδια που παρουσιάζουν μεγαλύτερο κίνδυνο. Προστατευθείετ με μάσκες προστασίας. Αυτό συμβαίνει επειδή τα μικρότερα σωματίδια έχουν τη δυνατότητα να διασχίσουν το φράγμα αίματος-εγκεφάλου. Οι αναθυμιάσεις και τα αέρια, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, το όζον και οι αναθυμιάσεις που περιέχουν βαρέα μέταλλα, μπορεί να είναι επικίνδυνα για τους συγκολλητές που δεν διαθέτουν σωστό αερισμό και εκπαίδευση. Καλό θα είναι να προμηθευθείτε μια πολύ καλή μάσκα προστασίας.

Έκθεση σε καπνούς συγκόλλησης

Ένας άλλος κίνδυνος που πρέπει να προβλέπει η ασφάλεια στην ηλεκτροκόλληση είναι η έκθεση σε καπνούς. Ειδικά η έκθεση σε καπνούς συγκόλλησης με μαγγάνιο, για παράδειγμα, ακόμη και σε χαμηλά επίπεδα (<0,2 mg / m3), μπορεί να οδηγήσει σε νευρολογικά προβλήματα ή να βλάψει τους πνεύμονες, το ήπαρ, τους νεφρούς ή το κεντρικό νευρικό σύστημα. Τα νανοσωματίδια μπορούν να παγιδευτούν στα κυψελιδικά μακροφάγα των πνευμόνων και να προκαλέσουν πνευμονική ίνωση. Η χρήση συμπιεσμένων αερίων και φλόγας σε πολλές διαδικασίες συγκόλλησης θέτει κίνδυνο έκρηξης και πυρκαγιάς. Ορισμένες κοινές προφυλάξεις περιλαμβάνουν τον περιορισμό της ποσότητας οξυγόνου στον αέρα και τη διατήρηση εύφλεκτων υλικών μακριά από το χώρο εργασίας.

Κόστος και τάσεις

Ως βιομηχανική διαδικασία, το κόστος της συγκόλλησης διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στις αποφάσεις κατασκευής. Η ασφάλεια στην ηλεκτροκόλληση αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την υγεία του εργαζομένου. Πολλές διαφορετικές μεταβλητές επηρεάζουν το συνολικό κόστος, συμπεριλαμβανομένου του κόστους εξοπλισμού, του κόστους εργασίας, του κόστους υλικού και του ενεργειακού κόστους. Ανάλογα με τη διαδικασία, το κόστος εξοπλισμού μπορεί να ποικίλει, από φθηνές για μεθόδους όπως η θωράκιση συγκόλλησης με τόξο και η συγκόλληση με οξυγόνο, σε εξαιρετικά ακριβά για μεθόδους όπως συγκόλληση δέσμης λέιζερ και συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων. Εδώ θα βρείτε πολλά εργαλεία οξυγόνου.

Κόστος εργασίας συγκολλήσεων

Λόγω του υψηλού κόστους τους, χρησιμοποιούνται μόνο σε εργασίες υψηλής παραγωγής. Ομοίως, επειδή η αυτοματοποίηση και τα ρομπότ αυξάνουν το κόστος εξοπλισμού, εφαρμόζονται μόνο όταν απαιτείται υψηλή παραγωγή. Το κόστος εργασίας εξαρτάται από το ρυθμό εναπόθεσης (ρυθμός συγκόλλησης), τον ωριαίο μισθό και το συνολικό χρόνο λειτουργίας, συμπεριλαμβανομένου του χρόνου που αφιερώνεται στην τοποθέτηση, τη συγκόλληση και το χειρισμό του εξαρτήματος. Βεβαίως δεν πρέπει να παραβλέπουμε και τα μέτρα για την ασφάλεια στην ηλεκτροκόλληση. Το κόστος των υλικών περιλαμβάνει το κόστος της βάσης και του υλικού πληρώσεως και το κόστος των αερίων θωράκισης. Τέλος, το κόστος ενέργειας εξαρτάται από το χρόνο τόξου και τη ζήτηση ισχύος συγκόλλησης.

Συγκόλληση

Για τις μεθόδους χειροκίνητης συγκόλλησης, το κόστος εργασίας γενικά αποτελεί τη συντριπτική πλειοψηφία του συνολικού κόστους. Ως αποτέλεσμα, πολλά μέτρα εξοικονόμησης κόστους επικεντρώνονται στην ελαχιστοποίηση του χρόνου λειτουργίας. Για να γίνει αυτό, μπορούν να επιλεγούν διαδικασίες συγκόλλησης με υψηλές ταχύτητες εναπόθεσης και οι παράμετροι συγκόλλησης μπορούν να ρυθμιστούν με ακρίβεια για να αυξηθεί η ταχύτητα συγκόλλησης. Ο μηχανισμός και ο αυτοματισμός χρησιμοποιούνται συχνά για τη μείωση του κόστους εργασίας, αλλά αυτό συχνά αυξάνει το κόστος του εξοπλισμού και δημιουργεί πρόσθετο χρόνο εγκατάστασης. Το κόστος του υλικού τείνει να αυξάνεται όταν απαιτούνται ειδικές ιδιότητες και το κόστος ενέργειας δεν υπερβαίνει κατά κανόνα το ποσοστό του συνολικού κόστους συγκόλλησης. Εδώ μπορείτε αν επιλέξετε μέσα από μια πολύ μεγάλη γκάμα εργαλείων για τις συγκολλήσεις.

Βιομηχανική συγκόλληση

Τα τελευταία χρόνια, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί το κόστος εργασίας στην υψηλή παραγωγή, η βιομηχανική συγκόλληση γίνεται όλο και πιο αυτοματοποιημένη, κυρίως με τη χρήση ρομπότ σε συγκόλληση με αντίσταση (ειδικά στην αυτοκινητοβιομηχανία) και συγκόλληση τόξου. Στη συγκόλληση με ρομπότ, οι μηχανοκίνητες συσκευές κρατούν το υλικό και πραγματοποιούν τη συγκόλληση και στην αρχή, η σημειακή συγκόλληση ήταν η πιο κοινή εφαρμογή, αλλά η ρομποτική συγκόλληση τόξου αυξάνεται στη δημοτικότητα καθώς προχωρεί η τεχνολογία. Άλλα βασικά πεδία έρευνας και ανάπτυξης περιλαμβάνουν τη συγκόλληση ανόμοιων υλικών (όπως χάλυβα και αλουμίνιο, για παράδειγμα) και νέες διαδικασίες συγκόλλησης, όπως ανάδευση με τριβή, μαγνητικό παλμό, αγώγιμη θερμική ραφή και συγκόλληση με λέιζερ.

Συγκόλληση δέσμης λέιζερ

Επιπλέον, είναι επιθυμητή η πρόοδος όσον αφορά την κατασκευή πιο εξειδικευμένων μεθόδων όπως η συγκόλληση δέσμης λέιζερ πρακτική για περισσότερες εφαρμογές, όπως στις βιομηχανίες αεροδιαστημικής και αυτοκινητοβιομηχανίας. Οι ερευνητές ελπίζουν επίσης να κατανοήσουν καλύτερα τις συχνά απρόβλεπτες ιδιότητες των συγκολλήσεων, ιδιαίτερα τη μικροδομή, τις υπολειμματικές τάσεις και την τάση συγκόλλησης ή παραμόρφωσης της συγκόλλησης. Εδώ θα μάθετε τι είναι η συγκόλληση.

Συγκολλήσεις στη βιομηχανία χάλυβα

Η τάση επιτάχυνσης της ταχύτητας με την οποία πραγματοποιούνται συγκολλήσεις στη βιομηχανία  χάλυβα διατρέχει τον κίνδυνο για την ακεραιότητα της σύνδεσης. Χωρίς σωστή σύντηξη στα υλικά βάσης που παρέχονται από επαρκή χρόνο τόξου στη συγκόλληση, ένας επιθεωρητής έργου δεν μπορεί να εξασφαλίσει την αποτελεσματική διάμετρο της συγκόλλησης για να μην μπορεί να εγγυηθεί τη δημοσιευμένη χωρητικότητα φορτίου εκτός εάν παρακολουθήσει την πραγματική εγκατάσταση.

Αυτή η μέθοδος συγκόλλησης λακκούβα είναι κοινή στις Ηνωμένες Πολιτείες και τον Καναδά για την προσάρτηση χαλύβδινων φύλλων για τη φραγή δοκών και δομικών μελών χάλυβα. Οι περιφερειακοί φορείς είναι υπεύθυνοι για τη διασφάλιση της σωστής εγκατάστασης της συγκόλλησης λακκούβα σε εργοτάξια χάλυβα. Επί του παρόντος, δεν υπάρχει καμία τυποποιημένη διαδικασία ή διαδικασία συγκόλλησης που να μπορεί να εξασφαλίσει τη δημοσιευμένη χωρητικότητα εκμετάλλευσης οποιασδήποτε ανεπίσημης σύνδεσης, αλλά αυτή εξετάζεται από την American Welding Society.

Η συγκόλληση στη μεταλλουργία αποτελεί  τη συνηθέστερη χρήση ηλεκτροκολλήσεων. Στη συνέχεια του άρθρου εξετάζονται τεχνικές ηλεκτροκόλλησης στη μεταλλουργία

Μεταλλουργία

Τα περισσότερα στερεά που χρησιμοποιούνται είναι τεχνικά υλικά που αποτελούνται από κρυσταλλικά στερεά στα οποία τα άτομα ή τα ιόντα είναι διατεταγμένα σε ένα επαναλαμβανόμενο γεωμετρικό σχέδιο το οποίο είναι γνωστό ως δομή πλέγματος. Η μόνη εξαίρεση είναι το υλικό που κατασκευάζεται από γυαλί που είναι ένας συνδυασμός ενός υπερψυχθέντος υγρού και πολυμερών που είναι συσσωματώματα μεγάλων οργανικών μορίων. Είναι σημαντικό να σημειώσουμε οτι η συγκόλληση στη μεταλλουργία περιλαμβάνει πολλλές τεχνικές οι οποίες εξετάζονται στη συνέχεια του άρθρου.

Συγκόλληση στη μεταλλουργία κρυσταλλικών στερεών

Η συνοχή των κρυσταλλικών στερεών επιτυγχάνεται με μεταλλικό ή χημικό δεσμό ο οποίος σχηματίζεται μεταξύ των συστατικών ατόμων. Οι χημικοί δεσμοί μπορούν να ομαδοποιηθούν σε δύο τύπους αποτελούμενοι από ιοντικούς και ομοιοπολικούς. Αποτελούν βασικό στοιχείο μελέτςη όταν ασχολούμαστε με τη συγκόλληση στη μεταλλουργία. Για να σχηματιστεί ένας ιονικός δεσμός, είτε ένα σθένος είτε ένα ηλεκτρόνιο σύνδεσης διαχωρίζονται από ένα άτομο και συνδέονται με ένα άλλο άτομο για να σχηματίσουν αντίθετα φορτισμένα ιόντα.

Η συγκόλληση στη στατική θέση είναι όταν τα ιόντα καταλαμβάνουν θέση ισορροπίας όπου η προκύπτουσα δύναμη μεταξύ τους είναι μηδέν. Όταν τα ιόντα ασκούνται σε δύναμη εφελκυσμού, αυξάνεται η δια-ιονική απόσταση δημιουργώντας μια ηλεκτροστατική ελκτική δύναμη, ενώ μια δεσπόζουσα δύναμη υπό θλιπτική δύναμη μεταξύ των ατομικών πυρήνων κυριαρχεί.

Ο ομοιοπολικός δεσμός

Ο ομοιοπολικός δεσμός λαμβάνει χώρα όταν ένα από τα συστατικά άτομα χάσει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια, με το άλλο άτομο να κερδίζει τα ηλεκτρόνια, με αποτέλεσμα ένα νέφος ηλεκτρονίων που μοιράζεται από το μόριο στο σύνολό του. Και στις δύο ιονικές και ομοιοπολικές δεσμεύσεις η θέση των ιόντων και των ηλεκτρονίων περιορίζεται σε σχέση με την άλλη, με αποτέλεσμα ο δεσμός να είναι χαρακτηριστικός εύθραυστος. Στη συνέχεια εξετάζουμε την ολκιμότητα ως παράμετρο για τη συγκόλληση στη μεταλλουργία.

Η ολκιμότητα είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τη διασφάλιση της ακεραιότητας των δομών, επιτρέποντάς τους να διατηρούν τοπικές συγκεντρώσεις στρες χωρίς κάταγμα. Επιπροσθέτως, οι κατασκευές πρέπει να έχουν αποδεκτή αντοχή, η οποία σχετίζεται με την δύναμη απόδοσης ενός υλικού. Γενικά, καθώς αυξάνεται η ισχύς απόδοσης ενός υλικού, υπάρχει αντίστοιχη μείωση στη σκληρότητα του θραύσματος.

Μείωση της αντοχής συγκολλήσεων

Η μείωση της αντοχής σε κάταγμα μπορεί επίσης να αποδοθεί στην επίδραση ευθραυστότητας των ακαθαρσιών ή των κυβικών κυττάρων με κέντρο το σώμα, από τη μείωση της θερμοκρασίας. Τα μέταλλα και ιδιαίτερα οι χάλυβες έχουν ένα μεταβατικό εύρος θερμοκρασίας όπου πάνω από αυτό το εύρος το μέταλλο έχει αποδεκτή εγκοπή-πλαστιμότητα ενώ κάτω από αυτό το εύρος το υλικό γίνεται εύθραυστο. Εντός της περιοχής, η συμπεριφορά των υλικών είναι απρόβλεπτη. Η μείωση της αντοχής σε κάταγμα συνοδεύεται από μια αλλαγή στην εμφάνιση κάταγμα.

Όταν πάνω από τη μετάβαση, το κάταγμα οφείλεται κατά κύριο λόγο σε μικρο-κενό συσσωμάτωση, που έχει ως αποτέλεσμα το κατάγματος εμφανίζεται ινώδες. Ακολούθως όταν πέσουν οι θερμοκρασίες, το κάταγμα θα παρουσιάσει σημάδια πλευρών διάσπασης. Αυτές οι δύο εμφανίσεις είναι ορατές με γυμνό μάτι. Το εύθραυστο κάταγμα σε χαλύβδινες πλάκες μπορεί να εμφανιστεί ως σημάδια καστανιάς κάτω από το μικροσκόπιο. Αυτές οι κορυφές που μοιάζουν με βέλη στην επιφάνεια της ρωγμής δείχνουν προς την προέλευση του θραύσματος.

Αντοχή στη θραύση

Η αντοχή στη θραύση μετριέται χρησιμοποιώντας ένα ορθογώνιο δείγμα με εγκοπή και προ-πυρολυμένο, των οποίων οι διαστάσεις καθορίζονται στα πρότυπα, για παράδειγμα ASTM E23. Υπάρχουν και άλλα μέσα για την εκτίμηση ή τη μέτρηση της αντοχής σε θραύση από τα ακόλουθα: Δοκιμή πρόσκρουσης Charpy ανά ASTM A370. Η δοκιμασία μετατόπισης του ανοίγματος άκρου ρωγμών (CTOD) ανά BS 7448-1. Η ολοκληρωμένη δοκιμή J ανά ASTM E1820. Η δοκιμή πτώσης Pellini ανά ASTM E208.

Η μεταλλική σύνδεση ως τύπος ομοιοπολικής σύνδεσης

Η μεταλλική σύνδεση μπορεί να ταξινομηθεί ως ένας τύπος ομοιοπολικής σύνδεσης για τον οποίο τα συστατικά άτομα είναι του ίδιου τύπου και δεν συνδυάζονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα χημικό δεσμό. Τα άτομα θα χάσουν ένα ηλεκτρόνιο που σχηματίζει μια σειρά από θετικά ιόντα. Αυτά τα ηλεκτρόνια μοιράζονται από το πλέγμα που καθιστά το σύμπλεγμα ηλεκτρονίων κινητό, καθώς τα ηλεκτρόνια είναι ελεύθερα να κινούνται καθώς και τα ιόντα. Για αυτό, δίδει στα μέταλλα τη σχετικά υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητά τους, καθώς είναι χαρακτηριστικώς όλκιμη.

Οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες δομές κρυσταλλικού πλέγματος

Τρεις από τις συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες δομές κρυσταλλικού πλέγματος στα μέταλλα είναι το κυβικό και επικεντρωμένο στο κέντρο κυβικά, επικεντρωμένο στο πρόσωπο και εξαγωνικό. Ο φερριτικός χάλυβας έχει κυβική δομή και ο ωστενιτικός χάλυβας, τα μη σιδηρούχα μέταλλα όπως το αλουμίνιο, ο χαλκός και το νικέλιο έχουν την επικεντρωμένη στο πρόσωπο κυβική δομή.

Ασυνήθεις συνθήκες

Ενώ πολλές εφαρμογές συγκόλλησης πραγματοποιούνται σε ελεγχόμενα περιβάλλοντα όπως εργοστάσια και συνεργεία επισκευής, ορισμένες διαδικασίες συγκόλλησης χρησιμοποιούνται συνήθως σε ευρύ φάσμα συνθηκών, όπως υπαίθριο, υποβρύχιο και κενό (όπως ο χώρος).

Στις υπαίθριες εφαρμογές, όπως η κατασκευή και η επισκευή σε εξωτερικούς χώρους, η θωρακισμένη συγκόλληση με τόξο είναι η πιο κοινή διαδικασία. Οι διαδικασίες που χρησιμοποιούν αδρανή αέρια για την προστασία της συγκόλλησης δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν εύκολα σε τέτοιες περιπτώσεις, επειδή απρόβλεπτες ατμοσφαιρικές κινήσεις μπορεί να οδηγήσουν σε ελαττωματική συγκόλληση.

Θωρακισμένη συγκόλληση με τόξο στη βιομηχανία

Η θωρακισμένη συγκόλληση με τόξο χρησιμοποιείται επίσης συχνά σε υποβρύχιες συγκολλήσεις για την κατασκευή και επισκευή πλοίων, υπεράκτιων πλατφορμών και αγωγών, αλλά και άλλες, όπως η συγκόλληση τόξου με αγωγούς με τόξο και η ηλεκτροσυγκόλληση τόξου με βολφράμιο. Η συγκόλληση στο διάστημα είναι επίσης δυνατή – επιχειρήθηκε για πρώτη φορά το 1969 από Ρώσους κοσμοναύτες, όταν πραγματοποίησαν πειράματα για τη δοκιμή θωρακισμένης συγκόλλησης τόξου με τόξο, συγκόλλησης με τόξο πλάσματος και συγκόλλησης με δέσμη ηλεκτρονίων σε αποσυμπιεσμένο περιβάλλον.

Περαιτέρω δοκιμές αυτών των μεθόδων έγιναν τις επόμενες δεκαετίες και σήμερα οι ερευνητές συνεχίζουν να αναπτύσσουν μεθόδους για τη χρήση άλλων διαδικασιών συγκόλλησης στο διάστημα, όπως συγκόλληση δέσμης λέιζερ, συγκόλληση με αντίσταση και συγκόλληση με τριβή. Οι προσδοκίες σε αυτές τις περιοχές μπορεί να είναι χρήσιμες για μελλοντικές προσπάθειες παρόμοιες με την κατασκευή του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού, η οποία θα μπορούσε να βασιστεί στη συγκόλληση για την ένωση στο διάστημα των τμημάτων που κατασκευάστηκαν στη Γη.

Σύγχρονες μέθοδοι συγκόλλησης

Οι σύγχρονες μέθοδοι συγκόλλησης είναι μια έκβαση της ανάγκης να επιτευχθεί μια συνεχής σύνδεση σε μεγάλες χαλύβδινες πλάκες. Η σύμπλεξη είχε αποδειχθεί ότι παρουσιάζει μειονεκτήματα, ειδικά για ένα κλειστό δοχείο όπως ένα λέβητα. Στη συνέχεια η συγκόλληση αερίου, η συγκόλληση με τόξο και η συγκόλληση με αντίσταση εμφανίστηκαν στο τέλος του 19ου αιώνα. Η πρώτη πραγματική προσπάθεια υιοθέτησης διαδικασιών συγκόλλησης σε μεγάλη κλίμακα έγινε κατά τη διάρκεια του Α ‘Παγκοσμίου Πολέμου.

Μέχρι το 1916 η διαδικασία οξυακετυλενίου ήταν καλά ανεπτυγμένη και οι τεχνικές συγκόλλησης που χρησιμοποιούνται στη συνέχεια χρησιμοποιούνται ακόμα. Οι κυριότερες βελτιώσεις από τότε ήταν στον εξοπλισμό και την ασφάλεια. Για αν κατανοήσουμε τις σύγχρονες μεθόδους καλό θα είναι να τις συγκρίνουμε με τις παλιές μέσα από μια στορική αναδρομή για τη συγκόλληση.

Ηλεκτροκόλληση

Η ηλεκτροκόλληση με τόξο, χρησιμοποιώντας αναλώσιμο ηλεκτρόδιο, εισήχθη επίσης σε αυτή την περίοδο, αλλά τα γυμνά σύρματα που αρχικά χρησιμοποιήθηκαν παρήγαγαν εύθραπτες συγκολλήσεις. Μία λύση βρέθηκε με το περιτύλιγμα του γυμνού σύρματος με αμίαντο και ένα συρμάτινο σύρμα αλουμινίου. Το σύγχρονο ηλεκτρόδιο, που εισήχθη το 1907, αποτελείται από ένα γυμνό σύρμα με περίπλοκη επικάλυψη ορυκτών και μετάλλων.

Η ηλεκτροκόλληση με τόξο δεν χρησιμοποιήθηκε καθολικά μέχρι τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, όταν η επείγουσα ανάγκη ταχείας κατασκευής για τη ναυτιλία, τις μονάδες παραγωγής ενέργειας, τις μεταφορές και τις δομές ώθησε τα απαραίτητα αναπτυξιακά έργα. Στη συνέχεια αναπτύχθηκαν νέες τεχνικές ηλεκτροκόλλησης. Σήμερα υπάρχει πληθώρα εργαλείων για ηλεκτροκολλήσεις.

Στη συνέχεια εξετάζονται παράμετροι ηλεκτροκόλλησης. Στις παραμέτρους αυτές περιλαμβάνεται η γεωμετρία, η ποιότητα ηλεκτροκόλλησης, η ζώνη θερμοκρασίας και η διάρκεια ζωής με μεθόδους μετεπεξεργασίας.

Γεωμετρία ηλεκτροκόλλησης

Οι συγκολλήσεις μπορούν να προετοιμαστούν γεωμετρικά με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Οι πέντε βασικοί τύποι αρμών συγκόλλησης είναι ο αρμός, η αρθρωτή άρθρωση, ο γωνιακός σύνδεσμος, η ένωση ακμών και η Τ-άρθρωση (μια παραλλαγή αυτής της τελευταίας είναι η σταυροειδής άρθρωση). Άλλες παραλλαγές υπάρχουν επίσης – για παράδειγμα, οι αρθρώσεις διπλής παραγωγής V χαρακτηρίζονται από τα δύο τεμάχια υλικού, κάθε ένα από τα οποία μειώνεται σε ένα κεντρικό σημείο στο μισό του ύψους τους. Οι αρθρώσεις παρασκευής ενός-U και διπλής-U είναι επίσης αρκετά συνηθισμένες – αντί να έχουν ευθείες άκρες όπως οι αρθρώσεις μονής-V και διπλής-V, είναι καμπύλες, σχηματίζοντας το σχήμα ενός U. Βεβαίως υπάρχοιν πολλές παράμετροι ηλεκτροκόλλησης. Οι αρθρώσεις Lap είναι επίσης συνήθως περισσότερο από δύο κομμάτια παχιά ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη διαδικασία και το πάχος του υλικού, πολλά κομμάτια μπορούν να συγκολληθούν μαζί σε μια γεωμετρία άρθρωσης περιτύλιξης στην ηλεκτροκόλληση.

Μέθοδοι συγκόλλησης

Πολλές μέθοδοι συγκόλλησης απαιτούν τη χρήση ενός συγκεκριμένου σχεδιασμού άρθρωσης. για παράδειγμα, η συγκόλληση με αντίσταση, η συγκόλληση δέσμης λέιζερ και η συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων εκτελούνται συχνότερα στις αρθρώσεις. Άλλες μέθοδοι συγκόλλησης, όπως η θωρακισμένη συγκόλληση με τόξο μετάλλων, είναι εξαιρετικά ευέλικτες και μπορούν να συγκολλήσουν σχεδόν οποιοδήποτε τύπο συνδέσμου. Ορισμένες διεργασίες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να γίνουν συγκολλήσεις πολλών σταδίων, στις οποίες μία συγκόλληση επιτρέπεται να κρυώσει και στη συνέχεια πραγματοποιείται μια άλλη συγκόλληση πάνω από αυτήν. Αυτό επιτρέπει τη συγκόλληση των παχών τμημάτων που είναι διατεταγμένα σε μια προετοιμασία ενιαίας σύνδεσης V, για παράδειγμα. Στη συνέχεια εξετάζονται περισσότερες παράμετροι ηλεκτροκόλλησης.

Διατομή ενός ηλεκτροκολλημένου αρμού

Η διατομή ενός ηλεκτροκολλημένου αρμού, με το πιο σκούρο γκρι που αντιπροσωπεύει τη ζώνη συγκόλλησης ή σύντηξης, το μέσο γκρι η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και το ελαφρύτερο γκρι το βασικό υλικό. Αυτό καθορίζει σε κάποιο βαθμό ποιές θα είναι οι επόμενες παράμετροι ηλεκτροκόλλησης.

Ζώνη σύντηξης στην ηλεκτροκόλληση

Μετά τη συγκόλληση, στην περιοχή ηλεκτροκόλλησης μπορούν να εντοπιστούν διάφορες διακεκριμένες περιοχές. Η ίδια η ηλεκτροκόλληση ονομάζεται ζώνη σύντηξης – πιο συγκεκριμένα, είναι εκεί όπου το μέταλλο πλήρωσης τοποθετήθηκε κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ηλεκτροκόλλησης. Οι ιδιότητες της ζώνης σύντηξης εξαρτώνται κυρίως από το χρησιμοποιούμενο μέταλλο πλήρωσης και τη συμβατότητά του με τα βασικά υλικά. Περιβάλλεται από τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα, την περιοχή που είχε τη μικροδομή της και τις ιδιότητες που άλλαζε η ηλεκτροκόλληση. Αυτές οι ιδιότητες εξαρτώνται από τη συμπεριφορά του υλικού βάσης όταν υποβάλλονται σε θερμότητα. Το μέταλλο στην περιοχή αυτή είναι συχνά ασθενέστερο από το υλικό βάσης και τη ζώνη σύντηξης και είναι επίσης εκεί όπου εντοπίζονται υπολειμματικές τάσεις.

Ποιότητα ηλεκτροκόλλησης

Η κυανή περιοχή προκύπτει από οξείδωση σε αντίστοιχη θερμοκρασία 600 ° F (316 ° C). Αυτός είναι ένας ακριβής τρόπος για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας, αλλά δεν αντιπροσωπεύει το πλάτος του HAZ. Το HAZ είναι η στενή περιοχή που περιβάλλει αμέσως το συγκολλημένο βασικό μέταλλο.

Αντοχή των συγκολλήσεων

Πολλοί διακριτοί παράγοντες επηρεάζουν την αντοχή των συγκολλήσεων και του υλικού γύρω από αυτά, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου συγκόλλησης, της ποσότητας και της συγκέντρωσης της εισροής ενέργειας, της συγκολλητικότητας του υλικού βάσης, του υλικού πλήρωσης και του υλικού ροής, του σχεδιασμού της άρθρωσης και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ όλων αυτών των παραγόντων. Για να δοκιμαστεί η ποιότητα μιας συγκόλλησης, συνήθως χρησιμοποιούνται καταστρεπτικές ή μη καταστρεπτικές μέθοδοι ελέγχου για να εξακριβωθεί ότι οι συγκολλήσεις είναι απαλλαγμένες από ελαττώματα, έχουν αποδεκτά επίπεδα υπολειπόμενων τάσεων και παραμορφώσεων και έχουν αποδεκτές ιδιότητες ζώνης θερμικής επίδρασης (HAZ). Οι τύποι ελαττωμάτων συγκόλλησης περιλαμβάνουν ρωγμές, παραμορφώσεις, εγκλεισμούς αερίου (πορώδες), μη μεταλλικά εγκλείσματα, έλλειψη σύντηξης, ελλιπή διείσδυση, στρώση δακρύων και υποτιμήσεις.

Προδιαγραφές συγκολλήσεων στη βιομηχανία μεταλλουργίας

Η βιομηχανία μεταλλουργίας έχει θεσπίσει προδιαγραφές και κώδικες για να κατευθύνει τους συγκολλητές, τους επιθεωρητές συγκόλλησης, τους μηχανικούς, τους διαχειριστές και τους ιδιοκτήτες ακινήτων με τη σωστή τεχνική συγκόλλησης, τον σχεδιασμό συγκολλήσεων, τον τρόπο εκτίμησης της ποιότητας των προδιαγραφών διαδικασίας συγκόλλησης, τη συγκόλληση και τον τρόπο εξασφάλισης της ποιότητας μιας εργασίας συγκόλλησης. Μέθοδοι όπως ο οπτικός έλεγχος, η ακτινογραφία, η υπερηχητική δοκιμή, η υπερηχητική απεικόνιση σταδιακής συστοιχίας, η επιθεώρηση διεισδυτικών χρωμάτων, η επιθεώρηση μαγνητικών σωματιδίων ή η βιομηχανική αξονική τομογραφία μπορούν να βοηθήσουν στην ανίχνευση και ανάλυση ορισμένων ελαττωμάτων.

Ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα

Η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ) είναι ένας δακτύλιος που περιβάλλει τη συγκόλληση στην οποία η θερμοκρασία της διαδικασίας συγκόλλησης, σε συνδυασμό με τις καταπονήσεις της άνισης θέρμανσης και ψύξης, μεταβάλλει τις ιδιότητες θερμικής επεξεργασίας του κράματος. Τα αποτελέσματα της συγκόλλησης στο υλικό που περιβάλλει τη συγκόλληση μπορεί να είναι επιζήμια – ανάλογα με τα χρησιμοποιούμενα υλικά και την εισροή θερμότητας της διαδικασίας συγκόλλησης που χρησιμοποιείται, το HAZ μπορεί να έχει διαφορετικό μέγεθος και αντοχή.

Η θερμική διάχυση του υλικού βάσης παίζει μεγάλο ρόλο – αν η διάχυση είναι υψηλή, ο ρυθμός ψύξης υλικού είναι υψηλός και το HAZ είναι σχετικά μικρό. Αντίστροφα, η χαμηλή διάχυση οδηγεί σε βραδύτερη ψύξη και σε μεγαλύτερο HAZ. Η ποσότητα θερμότητας που εισάγεται από τη διαδικασία συγκόλλησης παίζει επίσης σημαντικό ρόλο, καθώς οι διεργασίες όπως η συγκόλληση με οξυακετυλένιο έχουν μια μη συγκεντρωμένη εισροή θερμότητας και αυξάνουν το μέγεθος του HAZ. Οι διαδικασίες όπως η συγκόλληση δέσμης λέιζερ δίνουν μια πολύ συγκεντρωμένη, περιορισμένη ποσότητα θερμότητας, με αποτέλεσμα ένα μικρό HAZ.

Διάρκεια ζωής με μεθόδους μετεπεξεργασίας

Η ανθεκτικότητα και η διάρκεια ζωής των δυναμικά φορτωμένων, συγκολλημένων χαλύβδινων δομών προσδιορίζεται σε πολλές περιπτώσεις από τις συγκολλήσεις, ειδικότερα τις μεταβάσεις συγκόλλησης. Μέσω της επιλεκτικής επεξεργασίας των μεταβάσεων με λείανση (λειαντική κοπή), σφυρηλασία με κόλλα, επεξεργασία επιπτώσεων υψηλής συχνότητας κλπ., Η ανθεκτικότητα πολλών σχεδίων αυξάνεται σημαντικά.

Η συγκόλληση με απλά λόγια

Συγκόλληση, τεχνική που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση μεταλλικών μερών συνήθως με την εφαρμογή της θερμότητας. Αυτή η τεχνική ανακαλύφθηκε κατά τη διάρκεια των προσπαθειών χειρισμού του σιδήρου σε χρήσιμα σχήματα. Οι συγκολλημένες λεπίδες αναπτύχθηκαν την 1η χιλιετία CE, οι πιο γνωστές από τις οποίες κατασκευάστηκαν από τους αραβικούς οπλισμούς στη Δαμασκό της Συρίας. Η διαδικασία θρυμματισμού σιδήρου για την παραγωγή σκληρού χάλυβα ήταν γνωστή αυτή τη στιγμή, αλλά ο χάλυβας που προέκυψε ήταν πολύ εύθραυστος. Η τεχνική συγκόλλησης-η οποία περιελάμβανε τη διαστρωμάτωση σχετικά μαλακού και σκληρού σιδήρου με υλικό υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, ακολουθούμενη από σφυρηλάτηση σφυρηλάτησης – παρήγαγε μια ισχυρή, σκληρή λεπίδα. Εδώ μπορείτε να μάθετε με απλά λόγια τι είναι η συγκόλληση.

Παπούτσια εργασίας

Τα παπούτσια εργασίας είναι κατασκευασμένα από ειδικό υλικό το οποίο προστατεύει τα πόδια μας για να αποφύγουμε τυχόν προβλήματα κατά τις εργασίες συγκόλλησης. Πολλές φορές έχουμε αναφέρει οτι ταπούτσια εργασίας περιλαμβάνονται στα μέτρα ατομικής προστασίας που πρέπει να λάβει κάποιος όταν εκτελεί τεχνικές εργασίες. Όπως για παράδειγμα εργασίες ηλεκτροκόλλησης η χρήση αλυσοπρίονου, όπου είναι απαραίτητα τα μέσα ατομική προστασίας και τα παπούτσια εργασίας. Στο ηλεκτρονικό μας κατάστημα θα βρείτε μεγάλη γκάμα από παπούτσια εργασίας.

Εξελίξεις στην τεχνολογία συγκολλήσεων

Στη σύγχρονη εποχή η βελτίωση στις τεχνικές παραγωγής σιδήρου, ιδιαίτερα η εισαγωγή χυτοσιδήρου, περιορίζεται η συγκόλληση στον σιδερά και το κοσμηματοπωλείο. Άλλες τεχνικές σύνδεσης, όπως η στερέωση με βίδες ή πριτσίνια, εφαρμόστηκαν ευρέως σε νέα προϊόντα, από τις γέφυρες και τους σιδηροδρομικούς κινητήρες μέχρι τα μαγειρικά σκεύη. Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζτηκαν πολλές παράμετροι ηλεκτροκόλλησης. Εδώ κάνουμε μια ιστορική αναδρομή για τη συγκόλληση.

Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζονται μέθοδοι συγκόλλησης καθώς και οι σχετικές διαδικασίες. Μάθετε πως γίνονται οι ηλεκτροκολλήσεις και ποια είναι τα απαραίτητα μέσα προστασίας.

Μέθοδοι για τη συγκόλληση

Μερικές από τις συνηθέστερες τρέχουσες μεθόδους συγκόλλησης είναι:

• Θωρακισμένη συγκόλληση τόξου με μέταλλο (SMAW), επίσης γνωστή ως “συγκόλληση με ραβδί”.
• Συγκόλληση τόξου βολφραμίου τόξου (GTAW), επίσης γνωστή ως TIG (βολφράμιο, αδρανές αέριο).
• Ηλεκτροσυγκόλληση τόξου αερίου μετάλλου (GMAW), επίσης γνωστή ως MIG (μέταλλο, αδρανές αέριο).
• Ηλεκτροκόλληση με τόξο (FCAW), πολύ παρόμοια με την MIG.
• Υποβρύχια συγκόλληση τόξου (SAW), συνήθως αποκαλούμενη Sub Arc.
• Ηλεκτροσυγκόλληση (ESW), μια εξαιρετικά παραγωγική διαδικασία για παχύτερα υλικά.

Διαδικασίες συγκόλλησης

Μέθοδοι συγκόλλησης υπάρχουν πολλές .Ακολουθούν διαδικασίες συγκόλλησης. Παρουσιάζουμε κάποιες από τςιδιαδικασίες που συνηθίζονται κατά τη συγκόλληση υλικών. Πριν προχωρήσετε μπορείετ να διαβάσετε το σχετικό άρθρο μας ώστε να μάθετε τι είναι η συγκόλληση.

Συγκόλληση με τόξο

Αυτές οι διεργασίες χρησιμοποιούν μια ηλεκτρική τροφοδοσία συγκόλλησης για να δημιουργήσουν και να διατηρήσουν ένα ηλεκτρικό τόξο μεταξύ ενός ηλεκτροδίου και του υλικού βάσης για την τήξη μετάλλων στο σημείο συγκόλλησης. Μπορούν να χρησιμοποιούν είτε συνεχούς ρεύματος (DC) είτε εναλλασσόμενου ρεύματος (AC), και αναλώσιμα ή μη αναλώσιμα ηλεκτρόδια. Η περιοχή συγκόλλησης προστατεύεται μερικές φορές από κάποιο είδος αδρανούς ή ημι-αδρανούς αερίου, γνωστό ως αέριο θωράκισης. Ενώ μερικές φορές χρησιμοποιείται και υλικό πλήρωσης. Είναι από τις παλαιότερες μεθόδους συγκόλλησης, όπως άλλωστε μπορείτε να διαβάσετε στην ιστορική αναδρομή για τη συγκόλληση.

Τροφοδοτικά για ηλεκτροκολλήσεις

Για την παροχή της ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται για τις διαδικασίες συγκόλλησης τόξου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια ποικιλία διαφορετικών τροφοδοτικών. Τα συνηθέστερα τροφοδοτικά συγκόλλησης είναι οι τροφοδοσίες συνεχούς ρεύματος και τα τροφοδοτικά συνεχούς τάσης. Στη συγκόλληση με τόξο, το μήκος του τόξου σχετίζεται άμεσα με την τάση και η ποσότητα εισόδου θερμότητας σχετίζεται με το ρεύμα. Οι σταθερές πηγές τροφοδοσίας ρεύματος χρησιμοποιούνται συχνότερα για διαδικασίες χειροκίνητης συγκόλλησης όπως συγκόλληση τόξου με βολφράμιο και θωρακισμένη συγκόλληση με τόξο.

Επειδή διατηρούν ένα σχετικά σταθερό ρεύμα, ακόμη και όταν η τάση ποικίλει. Αυτό είναι σημαντικό επειδή στη χειροκίνητη συγκόλληση μπορεί να είναι δύσκολο να κρατηθεί το ηλεκτρόδιο τελείως σταθερό και ως εκ τούτου, το μήκος του τόξου και συνεπώς η τάση τείνουν να κυμαίνονται. Οι σταθερές τάσεις τροφοδοσίας διατηρούν την τάση σταθερή και μεταβάλλουν το ρεύμα και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται συχνότερα για αυτοματοποιημένες διαδικασίες συγκόλλησης. Όπως για παράδειγμα συγκόλληση με τόξο αερίου, συγκόλληση τόξου με συγκόλληση με τόξο και συγκόλληση με βύθιση με βύθιση. Ακολουθούν και άλλες μέθοδοι συγκόλλησης.

Μέθοδοι συγκόλλησης με σετ καλωδίων

Και εδώ χρειάζονται τα σετ καλωδίων. Σε αυτές τις διεργασίες, το μήκος τόξου διατηρείται σταθερό. Καθώς οποιαδήποτε διακύμανση στην απόσταση μεταξύ του σύρματος και του υλικού βάσης διορθώνεται γρήγορα από μια μεγάλη αλλαγή στο ρεύμα. Για παράδειγμα, εάν το καλώδιο και το υλικό βάσης είναι πολύ κοντά, το ρεύμα αυξάνεται ραγδαία. Γεγονός που με τη σειρά του προκαλεί την αύξηση της θερμότητας και την άκρη του καλωδίου να λειώσει, επιστρέφοντάς την στην αρχική απόσταση διαχωρισμού του. Εδώ χρειάζονται τα σετ καλωδίων.

Τύποι ρεύματος στην ηλεκτροκόλληση

Ο τύπος ρεύματος που χρησιμοποιείται παίζει σημαντικό ρόλο στην ηλεκτροκόλληση τόξου. Επίσης οι διεργασίες αναλώσιμων ηλεκτροδίων, όπως η θωρακισμένη συγκόλληση με τόξο και η συγκόλληση τόξου με μέταλλο αερίου, γενικά χρησιμοποιούν συνεχές ρεύμα. Αλλά στην ηλεκτροκόλληση το ηλεκτρόδιο μπορεί να φορτιστεί είτε θετικά είτε αρνητικά.

Κατά τη συγκόλληση, η θετικά φορτισμένη άνοδος θα έχει μεγαλύτερη συγκέντρωση θερμότητας. Και ως αποτέλεσμα, η αλλαγή της πολικότητας του ηλεκτροδίου επηρεάζει τις ιδιότητες συγκόλλησης. Εάν το ηλεκτρόδιο είναι θετικά φορτισμένο, το βασικό μέταλλο θα είναι θερμότερο. Αυξάνοντας τη διείσδυση συγκόλλησης και την ταχύτητα συγκόλλησης. Εναλλακτικά, ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο έχει ως αποτέλεσμα πιο αβαθείς ηλεκτροκολλήσεις.

Ηλεκτροκόλληση

Εμβαθύνουμε στην ηλεκτροκόλληση. Οι διεργασίες μη καταναλώσιμων ηλεκτροδίων, όπως η ηλεκτροκόλληση με τόξο βολφραμίου, μπορούν να χρησιμοποιούν είτε τον τύπο συνεχούς ρεύματος, είτε το εναλλασσόμενο ρεύμα. Ωστόσο, με το συνεχές ρεύμα, επειδή το ηλεκτρόδιο δημιουργεί μόνο το τόξο και δεν παρέχει υλικό πλήρωσης. Στην ηλεκτροκόλληση ένα θετικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο προκαλεί ρηχές συγκολλήσεις, ενώ ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο κάνει βαθύτερες συγκολλήσεις. Το εναλλασσόμενο ρεύμα κινείται γρήγορα μεταξύ αυτών των δύο, με αποτέλεσμα συγκολλήσεις μέσης διείσδυσης.

Ένα μειονέκτημα του AC, το γεγονός ότι το τόξο πρέπει να αναφλεγεί μετά από κάθε μηδενική διασταύρωση, έχει αντιμετωπιστεί με την εφεύρεση ειδικών μονάδων ισχύος που παράγουν ένα σχήμα τετραγωνικού κύματος αντί του κανονικού ημιτονοειδούς κύματος. Επιτρέποντας ταχείες μηδενικές διασταυρώσεις και ελαχιστοποιώντας τις επιπτώσεις του προβλήματος. Εδώ μπορείτε ναν επιλέξετε ανάμεσα σε πάρα πολλά εργαλεία για ηλεκτροκολλήσεις.

Διαδικασίες

Ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους συγκόλλησης τόξου είναι η θωρακισμένη συγκόλληση με τόξο (SMAW). Μέθοδος που είναι επίσης γνωστή ως συγκόλληση με τόξο (MMAW) ή συγκόλληση με ραβδιά. Το ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιείται για να χτυπήσει ένα τόξο μεταξύ του υλικού βάσης και της αναλώσιμης ράβδου ηλεκτροδίων. Τόξο το οποίο είναι κατασκευασμένο από υλικό πληρώσεως (συνήθως χάλυβα). Και καλύπτεται με ροή που προστατεύει την περιοχή συγκόλλησης από την οξείδωση και τη μόλυνση με την παραγωγή αερίου διοξειδίου του άνθρακα (CO2) κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης. Ο ίδιος ο πυρήνας του ηλεκτροδίου δρα ως υλικό πλήρωσης, καθιστώντας περιττό το ξεχωριστό υλικό πληρώσεως.

Διαδικασία ηλεκτροσυγκόλλησης

Η διαδικασία ηλεκτροσυγκόλλησης είναι ευπροσάρμοστη και μπορεί να πραγματοποιηθεί με σχετικά φθηνό εξοπλισμό, καθιστώντας την κατάλληλη για να ψωνίσει τις εργασίες και την εργασία στον τόπο. Ένας χειριστής μπορεί να καταφέρει να είναι αρκετά ικανός με μια μέτρια ποσότητα εκπαίδευσης και μπορεί να επιτύχει την κυριότητα με την εμπειρία.

Οι χρόνοι συγκόλλησης είναι μάλλον αργές, καθώς τα αναλώσιμα ηλεκτρόδια πρέπει συχνά να αντικαθίστανται και επειδή η σκωρία, το υπόλειμμα από τη ροή, πρέπει να απομακρυνθεί μετά τη συγκόλληση. Επιπλέον, η διαδικασία περιορίζεται γενικά στη συγκόλληση σιδηρούχων υλικών. Αν και ειδικά ηλεκτρόδια έχουν καταστήσει δυνατή τη συγκόλληση χυτοσιδήρου, νικελίου, αλουμινίου, χαλκού και άλλων μετάλλων .

Ατομική προστασία

Η ατομική προστασία περιλαμβάνει όλα εκείνα τα μέτρα που πρέπει να λαμβάνουμε για να προστατέψουμε τη σωματική μας ακεραιότητα όταν εκτελούμε τεχνικές εργασίες. Βεβαίως η συγκόλληση είναι μία από εκείνες τις τεχνικές εργασίες οι οποίες απαιτούν να λάβουμε μέτρα για την ατομική μας προστασία. Ακολούθως η ατομική προστασία περιλαμβάνει παπούτσια εργασίες, φόρμες εργασίας, μπουφάν, μάσκες προστασίας καθώς επίσης και γυαλιά και ωτοασπίδες.

Οι ηλεκτροκολλήσεις είναι εργασίες οι οποίες βάζουν σε κίνδυνο πρώτα από όλα τα μάτια και το πρόσωπο και για αυτό απαιτούνται μάσκες προστασίας. Επίσης πάρα πολύ χρήσιμες είναι και οι φόρμες εργασίας για τη συνολική προστασία του σώματός μας. Εδώ θα βρείτε συγκεντρωμένα όλα τα μέτρα για την ατομική προστασία.

Διάγραμμα περιοχής τόξου και συγκόλλησης

Διάγραμμα περιοχής τόξου και συγκόλλησης, σε θωρακισμένη συγκόλληση τόξου με μέταλλο.

1. Ροή επίστρωσης
2. Rod
3. Ασπίδα αερίου
4. Σύντηξη
5. Βασικό μέταλλο
6. Συγκολλήστε μέταλλο
7. Στερεοποιημένη σκωρία

Συγκόλληση με τόξο αερίου (GMAW)

Η συγκόλληση με τόξο αερίου (GMAW), επίσης γνωστή ως μέταλλο με αδρανές αέριο ή με συγκόλληση MIG, είναι μια ημιαυτόματη ή αυτόματη διαδικασία που χρησιμοποιεί μια συνεχή τροφοδοσία σύρματος ως ηλεκτρόδιο και ένα αδρανές ή ημι-αδρανές μείγμα αερίων για την προστασία της συγκόλλησης από μόλυνση . Δεδομένου ότι το ηλεκτρόδιο είναι συνεχές, οι ταχύτητες συγκόλλησης είναι μεγαλύτερες για το GMAW από ό, τι για το SMAW. Ακολουθούν άλλες δυο μέθοδοι συγκόλλησης.

Συγκόλληση με τόξο (FCAW)

Μια σχετική διαδικασία, η συγκόλληση με τόξο (FCAW), χρησιμοποιεί παρόμοιο εξοπλισμό, αλλά χρησιμοποιεί σύρμα αποτελούμενο από ηλεκτρόδιο χάλυβα που περιβάλλει υλικό πλήρωσης κόνεων. Το καλώδιο αυτό είναι ακριβότερο από το συνηθισμένο συμπαγές καλώδιο και μπορεί να παράγει καπνούς και / ή σκωρία, αλλά επιτρέπει ακόμα υψηλότερη ταχύτητα συγκόλλησης και μεγαλύτερη διείσδυση μετάλλων.

Συγκόλληση με αδρανές αέριο (TIG)

Η συγκόλληση τόξου με βολφράμιο με αέριο (GTAW) ή συγκόλληση με αδρανές αέριο (TIG) είναι μια χειροκίνητη διαδικασία συγκόλλησης που χρησιμοποιεί ηλεκτρόδιο βολφραμίου, αδρανές ή ημι-αδρανές αέριο και ένα ξεχωριστό υλικό πλήρωσης. Ιδιαίτερα χρήσιμη για τη συγκόλληση λεπτών υλικών. Αυτή η μέθοδος χαρακτηρίζεται από σταθερό τόξο και συγκολλήσεις υψηλής ποιότητας. Αλλά απαιτεί σημαντική ικανότητα χειριστή και μπορεί να επιτευχθεί μόνο σε σχετικά χαμηλές ταχύτητες.

Σε αυτό το άρθρο παρουσιάστηκαν πολλές μέθοδοι συγκόλλησης που χρησιμοποιούνται αυτή τη στιγμή στην Ελληνική αγορά.

Ειδικές περιπτώσεις συγκόλλησης παρουσιάζονται σε αυτό το άρθρο.  Οι περιπτώσεις αυτές περιλαμβάνουν συγκόλληση από γυαλί και πλαστικό, συγκόλληση με γυαλί καθώς και συγκόλληση με πλαστικό.

Συγκόλληση από γυαλί και πλαστικό

Τα γυαλιά και ορισμένοι τύποι πλαστικών είναι συνήθως συγκολλημένα υλικά. Σε αντίθεση με τα μέταλλα, τα οποία έχουν ένα συγκεκριμένο σημείο τήξης, τα γυαλιά και τα πλαστικά έχουν ένα εύρος τήξης, που ονομάζεται μετάβαση από γυαλί. Όταν θερμαίνεται το στερεό υλικό μετά από τη θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού (Tg) σε αυτό το εύρος, γενικά γίνεται πιο μαλακό και πιο εύκαμπτο. Όταν διασχίζει το εύρος, πάνω από τη θερμοκρασία τήξης γυαλιού (Tm), θα γίνει ένα πολύ παχύ, αργόστροφο, παχύρευστο υγρό, μειώνοντας αργά το ιξώδες όσο αυξάνεται η θερμοκρασία.

Συνήθως, αυτό το ιξώδες υγρό θα έχει πολύ μικρή επιφανειακή τάση σε σύγκριση με τα μέταλλα, καθιστώντας κολλώδη, ταφική προς μέλι ομοιομορφία, έτσι ώστε η συγκόλληση μπορεί συνήθως να πραγματοποιηθεί με απλή πίεση δύο λιωμένων επιφανειών μαζί. Τα δύο υγρά θα αναμειχθούν γενικά και θα συνδεθούν στην πρώτη επαφή. Κατά την ψύξη μέσω της υαλώδους μετάβασης, το συγκολλημένο τεμάχιο στερεοποιείται ως ένα στερεό κομμάτι άμορφου υλικού. Στη συνέχεια εξετάζουμε και νέες ειδικές περιπτώσεις συγκόλλησης.

Συγκόλληση με γυαλί

Η συγκόλληση με γυαλί είναι μια συνηθισμένη πρακτική κατά την εκτόξευση γυαλιού. Αποτελεί μια από τςι ειδικές περιπτώσεις συγκόλλησης. Χρησιμοποιείται πολύ συχνά στην κατασκευή φωτισμού, πινακίδων νέον, flashtubes, επιστημονικού εξοπλισμού, καθώς και την κατασκευή πιάτων και άλλων γυάλινων αντικειμένων. Χρησιμοποιείται επίσης κατά τη χύτευση γυαλιού για τη σύνδεση των μισών καλουπιών γυαλιού, κάνοντας αντικείμενα όπως μπουκάλια και βάζα.

Το γυαλί συγκόλλησης επιτυγχάνεται με τη θέρμανση του γυαλιού μέσω της υαλώδους μετάβασης, μετατρέποντάς το σε μια παχιά, διαμορφώσιμη, υγρή μάζα. Η θέρμανση πραγματοποιείται συνήθως με αέριο ή οξυγόνο ή με καμίνι, επειδή οι θερμοκρασίες τήξης γυαλιού συχνά είναι αρκετά υψηλές. Αυτή η θερμοκρασία μπορεί να ποικίλει, ανάλογα με τον τύπο του γυαλιού. Για παράδειγμα, το γυαλί μολύβδου γίνεται συγκολλητικό υγρό στους 870 ° C περίπου και μπορεί να συγκολληθεί με ένα απλό φακό προπανίου.

Γυαλί χαλαζία

Από την άλλη πλευρά, στην επόμενη από τις ειδικές περιπτώσεις συγκόλλησης το γυαλί χαλαζία πρέπει να θερμανθεί στους 1.650 ° C, αλλά γρήγορα να χάσει το ιξώδες και τη δυνατότητα σχηματισμού του, αν υπερθερμανθεί, οπότε πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένας πυροσβεστήρας οξυγόνου. Μερικές φορές ένας σωλήνας μπορεί να συνδεθεί στο γυαλί, επιτρέποντάς του να εμφυσάται σε διάφορα σχήματα, όπως βολβοί, μπουκάλια ή σωλήνες. Όταν δύο τεμάχια υγρού γυαλιού πιέζονται μαζί, συνήθως συγκολλούνται πολύ εύκολα. Η συγκόλληση μιας λαβής σε μια κανάτα μπορεί συνήθως να γίνει με σχετική ευκολία.

Ωστόσο, κατά τη συγκόλληση ενός σωλήνα σε άλλο σωλήνα, χρησιμοποιείται ένας συνδυασμός φουσκώματος και αναρρόφησης και πίεσης και έλξης για να εξασφαλιστεί καλή σφράγιση, να διαμορφωθεί το γυαλί και να διατηρηθεί η επιφανειακή τάση από το να κλείσει ο σωλήνας. Μερικές φορές μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια ράβδος πλήρωσης, αλλά συνήθως όχι.

Προδιαγραφές ιαι τη συγκόλληση γυαλιού

Επειδή το γυαλί είναι πολύ εύθραυστο στη στερεά του κατάσταση, είναι συχνά επιρρεπές σε ρωγμές κατά τη θέρμανση και την ψύξη, ειδικά εάν η θέρμανση και η ψύξη είναι ανομοιογενείς. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ευθραυστότητα του γυαλιού δεν επιτρέπει την ανώμαλη θερμική επέκταση. Το γυαλί που έχει συγκολληθεί συνήθως θα πρέπει να ψύχεται πολύ αργά και ομοιόμορφα μέσω της υαλώδους μετάβασης, σε μια διαδικασία που ονομάζεται ανόπτηση, για να ανακουφίσει τις εσωτερικές καταπονήσεις που δημιουργούνται από μια κλίση θερμοκρασίας.

Τύποι γυαλιού και πως συγκολούνται

Υπάρχουν πολλοί τύποι γυαλιού, και είναι συνηθισμένο να συγκολλούνται χρησιμοποιώντας τους ίδιους τύπους. Τα διαφορετικά γυαλιά έχουν συχνά διαφορετικούς ρυθμούς θερμικής διαστολής, γεγονός που μπορεί να τους προκαλέσει ρωγμές κατά την ψύξη όταν συμβαίνουν διαφορετικά. Για παράδειγμα, ο χαλαζίας έχει πολύ χαμηλή θερμική διαστολή, ενώ το γυαλί από ασβέστιο έχει πολύ μεγάλη θερμική διαστολή. Κατά τη συγκόλληση διαφορετικών ποτηριών μεταξύ τους, είναι συνήθως σημαντικό να ταιριάζουν απόλυτα οι συντελεστές θερμικής διαστολής τους, ώστε να διασφαλιστεί ότι δεν θα προκύψουν ρωγμές. Επίσης, ορισμένα γυαλιά απλά δεν θα αναμιχθούν με άλλα, επομένως δεν είναι δυνατή η συγκόλληση μεταξύ ορισμένων τύπων.

Συγκόλληση γυαλιού σε μέταλλα και κεραμικά

Το γυαλί μπορεί επίσης να συγκολληθεί σε μέταλλα και κεραμικά, αν και με μέταλλα η διαδικασία είναι συνήθως μεγαλύτερη προσκόλληση στην επιφάνεια του μετάλλου αντί για συγχώνευση των δύο υλικών. Ωστόσο, ορισμένα γυαλιά συνήθως δεσμεύονται μόνο σε ορισμένα μέταλλα. Για παράδειγμα, ο μόλυβδος συνδέεται εύκολα με χαλκό ή μολυβδαίνιο, αλλά όχι με αλουμίνιο. Τα ηλεκτρόδια βολφραμίου χρησιμοποιούνται συχνά στον φωτισμό αλλά δεν συνδέονται με το γυαλί χαλαζία, επομένως το βολφράμιο συχνά διαβρέχεται με τετηγμένο βοριοπυριτικό γυαλί, το οποίο συνδέεται με βολφράμιο και χαλαζία.

Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί μέριμνα ώστε όλα τα υλικά να έχουν παρόμοιους συντελεστές θερμικής διαστολής για να αποφευχθεί η ρωγμή τόσο όταν το αντικείμενο ψύχεται όσο και όταν θερμαίνεται ξανά. Ειδικά κράματα χρησιμοποιούνται συχνά για το σκοπό αυτό, εξασφαλίζοντας ότι οι συντελεστές της επέκτασης ταιριάζουν, και μερικές φορές οι λεπτές, μεταλλικές επιστρώσεις μπορούν να εφαρμοστούν σε ένα μέταλλο για να δημιουργήσουν έναν καλό δεσμό με το γυαλί.

Συγκόλληση με πλαστικό

Τα πλαστικά γενικά χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, οι οποίες είναι “θερμοσκληρυνόμενες” και “θερμοπλαστικές”. Ένα θερμοσκληρυνόμενο είναι ένα πλαστικό στο οποίο μια χημική αντίδραση θέτει τους μοριακούς δεσμούς μετά την πρώτη διαμόρφωση του πλαστικού, και τότε οι δεσμοί δεν μπορούν να σπάσουν και πάλι χωρίς να υποβαθμιστεί το πλαστικό. Τα θερμοσκληρυνόμενα δεν μπορούν να λειωθούν, επομένως, όταν το θερμοσκληρυνόμενο έχει ρυθμίσει, είναι αδύνατο να το συγκολλήσετε. Παραδείγματα θερμοσκληρυντών περιλαμβάνουν εποξικά, σιλικόνη, βουλκανισμένο καουτσούκ, πολυεστέρα και πολυουρεθάνη. Καλό είναι να λαμβάνουμε τα κατάλληλα μέτρα για την ασφάλεια στην ηλεκτροκόλληση.

Ηλεκτροκόλληση με θερμοπλαστικά

Τα θερμοπλαστικά, αντίθετα, σχηματίζουν μακρές μοριακές αλυσίδες, οι οποίες συχνά είναι συσπειρωμένες ή συνυφασμένες, σχηματίζοντας μια άμορφη δομή χωρίς κρυσταλλική σειρά μακράς σειράς. Μερικά θερμοπλαστικά μπορεί να είναι πλήρως άμορφα, ενώ άλλα έχουν μερικώς κρυσταλλική / εν μέρει άμορφη δομή. Τόσο τα άμορφα όσο και τα ημικρυσταλλικά θερμοπλαστικά έχουν μια υαλώδη μετάβαση, πάνω από την οποία μπορεί να συμβεί συγκόλληση, αλλά τα ημικρυσταλλικά έχουν επίσης ένα συγκεκριμένο σημείο τήξης το οποίο είναι πάνω από την υαλώδη μετάβαση.

Πάνω από αυτό το σημείο τήξης, το παχύρευστο υγρό θα γίνει υγρό ελεύθερης ροής (βλέπε ρεολογική συγκόλληση για θερμοπλαστικά). Παραδείγματα θερμοπλαστικών περιλαμβάνουν πολυαιθυλένιο, πολυπροπυλένιο, πολυστυρόλιο, πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) και φθοροπλαστικά όπως Teflon και Spectralon.

Θερμοπλαστικό ηλεκτροκόλλησης

Το θερμοπλαστικό ηλεκτροκόλλησης είναι πολύ παρόμοιο με το γυαλί ηλεκτροκόλλησης. Το πλαστικό πρώτο πρέπει να καθαριστεί και στη συνέχεια να θερμανθεί μέσα από τη γυάλινη μετάβαση, μετατρέποντας τη συγκόλληση-διεπαφή σε ένα παχύ, παχύρευστο υγρό. Δύο θερμαινόμενες διασυνδέσεις μπορούν στη συνέχεια να πιεστούν μαζί, επιτρέποντας στα μόρια να αναμιχθούν μέσω διαμοριακής διάχυσης, συνδέοντάς τα ως ένα.

Στη συνέχεια, το πλαστικό ψύχεται μέσω της υαλώδους μετάβασης, επιτρέποντας τη στερεοποίηση της ηλεκτροκόλλησης. Μια ράβδος πλήρωσης μπορεί συχνά να χρησιμοποιηθεί για ορισμένους τύπους αρθρώσεων. Οι κύριες διαφορές μεταξύ γυαλιού ηλεκτροκόλλησης και πλαστικού είναι οι τύποι μεθόδων θέρμανσης, οι πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες τήξης και το γεγονός ότι τα πλαστικά θα καούν εάν υπερθερμανθούν. Εδώ παρουσιάζουμε μεγάλη γκάμα από επιλεγμένα εργαλεία που χρησιμοποιούνται στις ηλεκτροκολλήσεις.

Μέθοδοι έχουν σχεδιαστεί για τη θέρμανση πλαστικού

Πολλές διαφορετικές μέθοδοι έχουν σχεδιαστεί για τη θέρμανση πλαστικού σε συγκολλητή θερμοκρασία χωρίς καύση. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν φούρνοι ή ηλεκτρικά εργαλεία θέρμανσης για την τήξη του πλαστικού. Η υπερηχητική, η λέιζερ ή η τριβή είναι άλλες μέθοδοι. Τα αντιστατικά μέταλλα μπορούν να εμφυτευθούν στο πλαστικό, τα οποία ανταποκρίνονται στην επαγωγική θέρμανση. Κάποια πλαστικά θα αρχίσουν να καίγονται σε θερμοκρασίες χαμηλότερες από τη μετάβαση τους σε γυαλί, επομένως η συγκόλληση μπορεί να πραγματοποιηθεί με την εμφύσηση ενός θερμού, αδρανούς αερίου πάνω στο πλαστικό, την τήξη του ενώ παράλληλα με την προστασία του από το οξυγόνο. Εδώ μπορείτε να ενημερωθείτε για τη συγκόλληση στη μεταλλουργία.

Ηλεκτροκόλληση με χημιούς διαλύτες

Πολλά θερμοπλαστικά μπορούν επίσης να ηλεκτροκολληθούν χρησιμοποιώντας χημικούς διαλύτες. Όταν τοποθετηθεί σε επαφή με το πλαστικό, ο διαλύτης θα αρχίσει να το μαλακώνει, φέρνοντας την επιφάνεια σε ένα παχύ, υγρό διάλυμα. Όταν δύο λειωμένες επιφάνειες πιέζονται μαζί, τα μόρια στο διάλυμα αναμιγνύονται, συνδέοντάς τα ως ένα. Επειδή ο διαλύτης μπορεί να διαπεράσει το πλαστικό, ο διαλύτης εξατμίζεται έξω από την επιφάνεια του πλαστικού, προκαλώντας την απομάκρυνση του συγκολλητικού από το διάλυμα και την στερεοποίηση.

Ειδικές περιπτώσεις συγκόλλησης για την ηλεκτροκόλληση διαλυτών

Μια κοινή χρήση για την ηλεκτροκόλληση διαλυτών είναι η σύνδεση σωλήνων PVC ή ABS (ακρυλονιτριλίου βουταδιενίου στυρολίου) κατά τη διάρκεια των υδραυλικών εγκαταστάσεων ή για τη συγκόλληση στυρολίου και πλαστικών από πολυστυρόλιο στην κατασκευή μοντέλων. Είναι ίσως η συνιθέστερη από τις ειδικές περιπτώσεις συγκόλλησης. Η ηλεκτροκόλληση με διαλύτες είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική σε πλαστικά όπως το PVC που καίγονται σε ή κάτω από τη μετάβαση σε γυαλί, αλλά μπορεί να είναι αναποτελεσματικά σε πλαστικά όπως το Teflon ή το πολυαιθυλένιο που είναι ανθεκτικά στη χημική αποσύνθεση.