Tehnološki proces stvaranja trajne veze homogenih materijala zbog stvaranja atomskih veza naziva se zavarivanje. U ovom slučaju, na mjestu kontakta dolazi do gustog spajanja dva materijala u jedan. Uprkos činjenici da se takva veza koristi dugo vremena, moderno zavarivanje metala, vrste i tehnologija njegove implementacije se stalno poboljšavaju, što omogućava spajanje različitih proizvoda sa povećanom pouzdanošću i kvalitetom.
Karakteristike površinskog zavarivanja
Cijeli proces zavarivanja metala odvija se u dvije faze. Prvo, površine materijala moraju se približiti jedna drugoj razdaljinom sila međuatomske kohezije. Na sobnoj temperaturi, standardni metali se ne mogu spojiti čak ni kada su komprimovani značajnom silom. Razlog tome je njihova fizička tvrdoća, pa se kontakt prilikom približavanja takvim materijalima javlja samo na pojedinim mjestima, bez obzira na kvalitetu površinske obrade. Upravo površinska kontaminacija značajno utiče na mogućnost prianjanja materijala, jer su filmovi, oksidi i slojevi atoma nečistoća uvijek prisutni u prirodnim uvjetima.
Stoga stvara kontakt između ivica delovamože se postići ili zbog plastičnih deformacija koje nastaju kao rezultat primijenjenog pritiska, ili u slučaju topljenja materijala.
U sljedećoj fazi zavarivanja metala, vrši se difuzija elektrona između atoma spojenih površina. Prema tome, interfejs između ivica nestaje i dobija se ili metalna atomska veza, ili ionske i kovalentne veze (u slučaju poluprovodnika ili dielektrika).
Klasifikacija vrsta zavarivanja
Tehnologija zavarivanja se stalno poboljšava i postaje raznovrsnija. Do danas postoji oko 20 vrsta zavarivanja metala, koje su klasifikovane u tri grupe:
- Zavarivanje pod pritiskom se izvodi primenom mehaničke energije, kada se veze između kristala dobijaju 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 ovom slučaju se formiraju međuatomske veze, što dovodi do čvrstog spajanja dijelova.
- Fuzijsko zavarivanje se izvodi spajanjem proizvoda bez pritiska. Izvori topline kod takvog zavarivanja metala su plinski plamen, električni luk, energija snopa. Tokom zavarivanja, površine se zagrijavaju i tope, formirajući međuatomske veze između dva metala i elektrode, spajajući se u zajednički zavareni bazen. Nakon hlađenja i stvrdnjavanja kompozicije, kontinuirano livenješav.
- Termomehaničko zavarivanje metala vrši se toplotom i pritiskom. Mjesto spajanja materijala prvo 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 se široko koristi kako u industrijskim uslovima 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 toplote je jonizovani gas koji velikom brzinom prolazi kroz električni luk.
- Zavarivanje šljakom se izvodi zagrevanjem rastopljenog fluksa (šljake) električnom strujom.
- Lasersko spajanje nastaje obradom metalne površine laserskim snopom.
- Kod zavarivanja elektronskim snopom, spoj se zagrijava kinetičkom energijom pokretnih elektrona u vakuumu pod utjecajem električnog polja.
- Plinsko zavarivanje metala zasniva se na zagrevanju priključne tačke mlazom vatre, koja nastaje pri sagorevanju kiseonika i gasa.
spoj za elektrolučno zavarivanje
Lučno zavarivanje uključuje upotrebu izvora struje velike nominalne vrijednosti, dok mašina ima mali napon. Transformator je istovremeno spojen na metalradni komad i elektroda za zavarivanje.
Kao rezultat zavarivanja metala sa elektrodom, nastaje električni luk, zbog čega se ivice predmeta koji se spajaju tope. U zoni djelovanja luka stvara se temperatura od oko pet hiljada stepeni. Takvo zagrijavanje je dovoljno da se otopi bilo koji metal.
Tokom topljenja metala dijelova koji se spajaju i elektrode formira se zavarena bazena u kojoj 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:
- netopivi;
- topljenje.
Kada koristite elektrodu koja se ne troši, potrebno je uvesti posebnu žicu u područje električnog luka. Potrošne elektrode zavaruju se nezavisno. U sastav takvih elektroda dodaju se posebni aditivi, koji ne dopuštaju da se luk ugasi i povećava njegovu stabilnost. To mogu biti elementi sa visokim stepenom jonizacije (kalijum, natrijum).
Metode lučnog povezivanja
Lučno zavarivanje se izvodi na tri načina:
- Ručna metoda. U ovom slučaju, svi koraci spajanja se izvode ručno, koristeći jednostavno elektrolučno zavarivanje.
- 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 omogućava vam povezivanje različitih metalnih konstrukcija ne samo u industrijskim preduzećima, već i kod kuće. Tehnologija zavarivanja metala nije jako komplicirana, mješavina plina tokom sagorijevanja topi ivice površine, koje su ispunjene žicom za punjenje. Prilikom hlađenja, šav se kristalizira i stvara jaku i pouzdanu vezu materijala.
Plinsko zavarivanje ima mnogo pozitivnih aspekata:
- Mogućnost povezivanja različitih dijelova van mreže. Štaviše, ovaj rad ne zahtijeva snažan izvor energije.
- Jednostavna i pouzdana oprema za plinsko zavarivanje je laka za transport.
- Mogućnost izvođenja podesivog procesa zavarivanja, jer je lako ručno promijeniti ugao vatre i brzinu zagrijavanja površine.
Ali postoje i nedostaci upotrebe takve opreme:
- Grijana površina ima veliku površinu, što negativno utiče na susjedne elemente dijela.
- Nemogućnost automatizacije procesa zavarivanja.
- Potreba da se striktno pridržavaju sigurnosnih mjera. Rad sa mešavinom gasa ima visok stepen opasnosti od eksplozije.
- Debljina metala za kvalitetnu vezu ne bi trebala biti veća od 5 mm.
Šljakazavarivanje
Ova vrsta veze se smatra fundamentalno novim načinom za dobijanje vara. Površine delova koji se zavaruju prekrivene su šljakom, koja se zagreva na temperaturu koja prelazi topljenje žice i osnovnog metala.
U početnoj fazi, zavarivanje je slično zavarivanju pod vodom. Zatim, nakon formiranja zavarenog bazena tekuće šljake, luk prestaje da gori. Dalje topljenje rubova dijela vrši se zbog topline koja se oslobađa tijekom protoka struje. Karakteristika ovog tipa zavarivanja metala je visoka produktivnost procesa i kvalitet vara.
spoj za zavarivanje pod pritiskom
Spajanje metalnih površina mehaničkom deformacijom najčešće se izvodi u industrijskoj proizvodnji, jer ova tehnologija zahtijeva skupu opremu.
Za zavarivanje pod pritiskom uključuje:
- Ultrazvučno spajanje metalnih dijelova. Izvodi se vibracijama ultrazvučne frekvencije.
- Hladno zavarivanje. Izvodi se na osnovu međuatomske veze dva dijela stvaranjem velikog pritiska.
- Metoda kovačnice. Poznat od davnina. Materijal se zagreva u peći, a zatim zavari mehaničkim ili ručnim kovanjem.
- Zavarivanje pod pritiskom. Vrlo slično kovačkom metodu, za grijanje se koristi samo plinska oprema.
- Kontaktirajte električni priključak. Smatra se jednom od najpopularnijih vrsta. Kod takvog zavarivanja, zagrijavanje metala se vrši propuštanjem električne struje kroz njega.
- Kod difuzionog zavarivanja, sila pritiska na metal je niska, ali je potrebna visoka temperatura zagrevanja spoja.
Tačkasto 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 se zagrijava prolaskom struje. Prečnik mesta zavarivanja u potpunosti zavisi od veličine kontaktne površine elektrode.
Ovisno o tome kako se elektrode nalaze 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, zavarivanje šavova, kondenzatorsko zavarivanje.
Sigurnost
Rad sa opremom za zavarivanje povezan je sa mnogim faktorima opasnim po zdravlje operatera. Visoke temperature, eksplozivna sredina i štetna hemijska isparenja zahtijevaju od osobe da se striktno pridržava sigurnosnih mjera:
- Sva električna oprema i uređaji moraju biti propisno uzemljeni i izolirani.
- Potrebno je raditi u suvim kombinezonima i rukavicama. Za zaštitu kože lica i očiju obavezno koristite masku sa tamnim staklom.
- Aparat prve pomoći i aparat za gašenje požara moraju biti na radnom mjestu zavarivača.
- Soba u kojoj se izvode radovi zavarivanja mora biti dobro provetrena.
- 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 osnovu raspoloživosti opreme i mogućnosti postizanja željenog rezultata rada. Zavarivač mora poznavati uređaj i principe rada na određenoj opremi.
