Tehnološki proces stvaranja trajne veze homogenih materijala zbog stvaranja atomskih veza naziva se zavarivanje. U tom slučaju, na mjestu kontakta dolazi do gustog spajanja dva materijala u jedan. Unatoč činjenici da se takva veza koristi dugo vremena, moderno zavarivanje metala, vrste i tehnologija njegove implementacije stalno se poboljšavaju, što omogućuje spajanje različitih proizvoda s povećanom pouzdanošću i kvalitetom.
Značajke površinskog zavarivanja
Cijeli proces zavarivanja metala odvija se u dvije faze. Prvo, površine materijala moraju se približiti jedna drugoj udaljenosti sila međuatomske kohezije. Na sobnoj temperaturi standardni metali se ne mogu spojiti čak ni kada su komprimirani značajnom silom. Razlog tome je njihova fizička tvrdoća, pa se kontakt pri približavanju takvim materijalima događa samo na pojedinim mjestima, bez obzira na kvalitetu površinske obrade. Upravo površinska kontaminacija značajno utječe na mogućnost prianjanja materijala, jer su filmovi, oksidi i slojevi atoma nečistoća uvijek prisutni u prirodnim uvjetima.
Stoga stvara kontakt između rubova dijelovamože se postići bilo zbog plastičnih deformacija koje nastaju kao rezultat primijenjenog pritiska ili u slučaju taljenja materijala.
U sljedećoj fazi zavarivanja metala, vrši se difuzija elektrona između atoma spojenih površina. Stoga nestaje sučelje između rubova i dobiva se ili metalna atomska veza, ili ionske i kovalentne veze (u slučaju poluvodiča ili dielektrika).
Klasifikacija vrsta zavarivanja
Tehnologija zavarivanja se stalno poboljšava i postaje raznovrsnija. Do danas postoji oko 20 vrsta zavarivanja metala, koje su razvrstane u tri grupe:
- Zavarivanje pod pritiskom izvodi se primjenom mehaničke energije, kada se veze između kristala dobivaju metodom plastične deformacije materijala. Kao rezultat toga, metal počinje teći, krećući se duž linije spajanja dijelova, uzimajući sa sobom sloj kontaminiranih nečistoća. Proces deformacije i spajanja površina bez predgrijavanja naziva se hladno zavarivanje metala. U tom slučaju nastaju međuatomske veze, što dovodi do čvrstog spajanja dijelova.
- Fuzijsko zavarivanje se izvodi spajanjem proizvoda bez pritiska. Izvori topline u takvom zavarivanju metala su plinski plamen, električni luk, energija snopa. Tijekom zavarivanja, površine se zagrijavaju i tope, stvarajući međuatomske veze između dva metala i elektrode, spajajući se u zajednički zavareni bazen. Nakon hlađenja i skrućivanja sastava, kontinuirano lijevanješav.
- Termomehaničko zavarivanje metala izvodi se toplinom i pritiskom. Mjesto spajanja materijala najprije se zagrijava, a zatim pritisne. Zagrijavanje dijela daje mu potrebnu plastičnost, a mehaničko djelovanje spaja dijelove proizvoda u monolitnu vezu.
fuzijsko zavarivanje
Ova vrsta zavarivanja ima široku primjenu kako u industrijskim uvjetima tako iu svakodnevnom životu. Fusion spajanje metala uključuje:
- Lučno zavarivanje. Proizvodi se stvaranjem električnog luka visoke temperature između metala i elektrode.
- U vezivanju plazme, izvor topline je ionizirani plin koji velikom brzinom prolazi kroz električni luk.
- Zavarivanje troskom se izvodi zagrijavanjem rastaljenog toka (troske) električnom strujom.
- Lasersko lijepljenje nastaje obradom metalne površine laserskom zrakom.
- U zavarivanju elektronskim snopom, spoj se zagrijava kinetičkom energijom elektrona koji se kreću u vakuumu pod utjecajem električnog polja.
- Plinsko zavarivanje metala temelji se na zagrijavanju spojne točke mlazom vatre, koja nastaje pri izgaranju kisika i plina.
Spoj za elektrolučno zavarivanje
Lučno zavarivanje uključuje korištenje izvora struje velike nominalne vrijednosti, dok stroj ima mali napon. Transformator je istovremeno spojen na metalizradak i elektroda za zavarivanje.
Kao rezultat zavarivanja metala s elektrodom nastaje električni luk, zbog čega se rubovi obradaka koji se spajaju tope. U zoni djelovanja luka stvara se temperatura od oko pet tisuća stupnjeva. Takvo zagrijavanje je dovoljno da se otopi bilo koji metal.
Tijekom taljenja metala dijelova koji se spajaju i elektrode nastaje zavareni bazen u kojem se odvijaju svi procesi prianjanja. Troska se diže na površinu rastaljenog sastava i stvara poseban zaštitni film. U procesu elektrolučnog zavarivanja metala koriste se dvije vrste elektroda:
- ne topi;
- topljenje.
Kada koristite elektrodu koja se ne troši, potrebno je uvesti posebnu žicu u područje električnog luka. Potrošne elektrode zavaruju se neovisno. U sastav takvih elektroda dodaju se posebni aditivi, koji ne dopuštaju da luk izađe van i povećava njegovu stabilnost. To mogu biti elementi s visokim stupnjem ionizacije (kalij, natrij).
Načini lučnog povezivanja
Lučno zavarivanje se izvodi na tri načina:
- Ručna metoda. U ovom slučaju, svi koraci spajanja se izvode ručno, pomoću jednostavnog elektrolučnog zavarivanja.
- Produktivnije je poluautomatsko zavarivanje metala. Ovom metodom zavar se izrađuje ručno, a žica za punjenje se dovodi automatski.
- Automatsko zavarivanje je pod nadzoromoperater, a sav posao obavlja aparat za zavarivanje.
Tehnologija plinskog zavarivanja
Ova vrsta zavarivanja omogućuje spajanje raznih metalnih konstrukcija ne samo u industrijskim poduzećima, već i kod kuće. Tehnologija zavarivanja metala nije jako komplicirana, mješavina plina tijekom izgaranja topi rubove površine, koji su ispunjeni žicom za punjenje. Prilikom hlađenja, šav se kristalizira i stvara čvrstu i pouzdanu vezu materijala.
Plinsko zavarivanje ima mnogo pozitivnih aspekata:
- Mogućnost povezivanja različitih dijelova izvan mreže. Štoviše, ovaj rad ne zahtijeva snažan izvor energije.
- Jednostavna i pouzdana oprema za plinsko zavarivanje laka je za transport.
- Mogućnost izvođenja podesivog procesa zavarivanja, jer je lako ručno promijeniti kut vatre i brzinu zagrijavanja površine.
Ali postoje i nedostaci korištenja takve opreme:
- Grijano područje ima veliku površinu, što negativno utječe na susjedne elemente dijela.
- Nemogućnost automatizacije procesa zavarivanja.
- Potreba za strogim poštivanjem sigurnosnih mjera. Rad s mješavinom plina ima visok stupanj opasnosti od eksplozije.
- Debljina metala za kvalitetnu vezu ne smije biti veća od 5 mm.
Šljakazavarivanje
Ova vrsta veze smatra se temeljno novim načinom dobivanja vara. Površine dijelova koji se zavaruju prekrivene su troskom, koja se zagrijava na temperaturu veću od taljenja žice i osnovnog metala.
U početnoj fazi, zavarivanje je slično zavarivanju pod vodom. Zatim, nakon formiranja zavarenog bazena tekuće troske, luk prestaje gorjeti. Daljnje taljenje rubova dijela vrši se zbog topline koja se oslobađa tijekom protoka struje. Značajka ove vrste zavarivanja metala je visoka produktivnost procesa i kvaliteta zavara.
spoj za zavarivanje pod pritiskom
Spajanje metalnih površina mehaničkom deformacijom najčešće se izvodi u industrijskoj proizvodnji, jer ova tehnologija zahtijeva skupu opremu.
Za tlačno zavarivanje uključuje:
- Ultrazvučno spajanje metalnih dijelova. Izvodi se vibracijama ultrazvučne frekvencije.
- Hladno zavarivanje. Izvodi se na temelju međuatomske veze dvaju dijelova stvaranjem velikog pritiska.
- Metoda kovačnice. Poznat od davnina. Materijal se zagrijava u peći, a zatim zavari mehaničkim ili ručnim kovanjem.
- Plinsko zavarivanje pod pritiskom. Vrlo slično kovačkoj metodi, za grijanje se koristi samo plinska oprema.
- Kontaktirajte električni priključak. Smatra se jednom od najpopularnijih vrsta. Kod takvog zavarivanja zagrijavanje metala se provodi propuštanjem električne struje kroz njega.
- Kod difuzijskog zavarivanja, sila pritiska na metal je niska, ali je potrebna visoka temperatura zagrijavanja spoja.
Točkasto zavarivanje
Površine koje se spajaju u takvom zavarivanju su između dvije elektrode. Pod djelovanjem preše, elektrode komprimiraju dijelove, nakon čega se primjenjuje napon. Mjesto zavarivanja zagrijava se prolaskom struje. Promjer mjesta zavarivanja u potpunosti ovisi o veličini kontaktne ploče elektrode.
Ovisno o tome kako su elektrode smještene u odnosu na dijelove koji se spajaju, kontaktno zavarivanje može biti jednostrano ili dvostrano.
Postoje mnoge vrste otpornog zavarivanja koje rade na sličnom principu. To uključuje: čeono zavarivanje, šavno zavarivanje, kondenzatorsko zavarivanje.
Sigurnost
Rad s opremom za zavarivanje povezan je s mnogim čimbenicima opasnim po zdravlje operatera. Visoke temperature, eksplozivna okolina i štetna kemijska isparenja zahtijevaju od osobe da se strogo pridržava sigurnosnih mjera:
- Sva električna oprema i uređaji moraju biti pravilno uzemljeni i izolirani.
- Potrebno je raditi u suhom kombinezonu i rukavicama. Za zaštitu kože lica i očiju obavezno koristite masku s tamnim staklom.
- Pribor prve pomoći i aparat za gašenje požara moraju biti na radnom mjestu zavarivača.
- Soba u kojoj se izvode radovi zavarivanja mora biti dobro prozračena.
- Radovi se ne smiju izvoditi u neposrednoj blizini zapaljivih predmeta.
- Ne ostavljajte plinske boce bez nadzora.
Postoji veliki broj vrsta zavarivanja metala za koje se zavarivač odlučuje na temelju raspoloživosti opreme i mogućnosti postizanja željenog rezultata rada. Zavarivač mora poznavati uređaj i principe rada na određenoj opremi.
