Metallihitsaussäännöt ja -tekniikat

Hitsaus on menetelmä osien yhdistämiseksi homogeenisesta materiaalista: muovista muovilla, metallilla ja metallilla. Hitsauksessa kosketuspinnat sulavat tai tiivistyvät. Kontaktialueella on kahden materiaalin fuusio yhdeksi. Tuloksena on kahden pinnan vahva tiukka liitos.

Elektrodihitsaus

Hitsaus on samasta materiaalista valmistettujen osien yhdistelmä, joka muodostaa yhden rakenteen.

Metallihitsausta käytetään kriittisten osien laadukkaaseen hermeettiseen kytkentään: putkielementteihin, auton runkoon (linja, kone), metalli-autotallien seiniin ja portteihin, urheilun vaakasuuntaisiin tukipalkkeihin, betoniseinän vahvistamiseen ja paljon muuta. Millaisia ​​hitsauksia käytetään nykyaikaisessa hitsaustekniikassa? Miten metallihitsaus suoritetaan oikein?

Hitsausmetallipintojen tyypit

Metallien hitsaus voidaan suorittaa kosketuspintojen sulattamalla tai niiden puristuksella. Tässä tapauksessa hitsausprosesseja kutsutaan:

  • fuusiohitsaus (tai sulaminen);
  • hitsaus muovin muodonmuutoksella.
Hitsausten päätyyppien luokittelu

Hitsausten päätyyppien luokittelu.

Muodostusliitäntä voidaan suorittaa esilämmityksellä tai ilman sitä. Muotoilevia pintoja ilman lämmitystä kutsutaan kylmähitsaukseksi. Kun tiiviisti puristettu, eri materiaalien atomit ovat lähellä ja muodostavat interatomisia sidoksia. Pintayhteys tapahtuu.

Fuusiohitsauksen aikana liitospinnat kuumennetaan paikallisesti ja sulatetaan. Usein käytetään kolmatta (täyteainetta), joka sulaa ja täyttää kahden metallin välisen aukon. Samanaikaisesti nestemäiseen sulaan muodostuu päämateriaalin ja lisäaineen (sulan elektrodin) väliset interatomiset sidokset. Jäähdytyksen ja jähmettymisen jälkeen muodostuu kiinteä hitsaus.

Hitsaukseen tarkoitettujen osien paikallinen lämmitys voidaan suorittaa sähkövirralla tai polttokaasulla. Vastaavasti paikallisen lämmityksen menetelmän mukaan hitsaus jaetaan kahteen tyyppiin:

  • sähköiset (mukaan lukien sähkösuodatin, sähköfluidi, laser);
  • kaasua.

Nimet määritetään käytetyn lämmönlähteen mukaan. Sähkö voi toimia sekä suoraan että epäsuorasti. Suoralla käytöllä sähköenergia lämmittää metallin ja täyteaineen elektrodin sen läpi kulkevan virtauksen tai kaaren esiintymisen vuoksi. Epäsuorassa käytössä sähköenergiatyön tuloksena saadut erilaiset energiat: sulan kuonan energia, jonka kautta virrat kulkevat, elektronien energia sähkökentässä, lasersäde, joka tapahtuu, kun sähköä käytetään.

Sähköhitsauksen luokitustyypit

Sähköhitsaustyyppien luokitus.

Metallipintojen hitsaus voidaan suorittaa manuaalisesti tai automaattisessa tilassa. Jotkin hitsausliitokset ovat mahdollisia vain automaation avulla (esimerkiksi sähkösäiliö tai sauma), toiset ovat käytettävissä hitsauslaitteille.

Sähköhitsausta edustaa kaksi menetelmää:

  • sähkökaari;
  • sähköinen kosketus.

Tarkastellaan tarkemmin, miten pintojen liittyminen tapahtuu kaaren ja kosketuksen hitsauksen aikana.

Takaisin sisällysluetteloon

Metallien ja sähkökontaktin kaarihitsaus

Takaisin sisällysluetteloon

Sähkökaari

Tämän tyyppinen hitsaus käyttää sähkökaaren lämmön lämmittämistä. Metallipintojen välissä oleva kaari on plasma. Metallipintojen vuorovaikutus plasman kanssa aiheuttaa niiden kuumentamisen ja sulamisen.

Sähkökaarihitsauksen toimintaperiaate

Sähkökaarihitsauksen toimintaperiaate.

Sähkökaarihitsaus voidaan suorittaa kuluttavalla elektrodilla tai ei-kuluttavalla elektrodilla (grafiitti, hiili, volframi). Sulamiselektrodi on samanaikaisesti sähkökaaren ja täyteaineen toimittaja. Kuluttamattomalla elektrodilla käytetään kaaren virittämistä, joka ei sulaa. Täyteainetta syötetään hitsausvyöhykkeeseen erikseen. Kun kaari palaa, lisäaine sulaa ja osien muodot muodostuvat, ja jähmettymisen jälkeen muodostunut nestemäinen kylpy muodostaa sauman.

Joissakin teknologisissa prosesseissa pintojen liittäminen tapahtuu ilman täyteainetta, vain sekoittamalla kaksi perusmetallia. Tuota näin hitsaus volframielektrodia.

Jos sähkökaari ei palaa vapaasti, mutta se on puristettu plasmapolttimen avulla, ja ionisoidun kaasun plasmaa puhalletaan sen läpi, tällaista hitsausta kutsutaan plasmaksi. Plasman hitsauksen lämpötila ja teho ovat korkeammat, koska kaaren puristamisen aikana saavutetaan korkeampi lämpötila sen polttamisessa, mikä mahdollistaa tulenkestävien metallien (niobium, molybdeeni, tantaali) hitsaus. Plasman muodostava kaasu on myös suojaava väliaine yhdistettäville metalleille.

Takaisin sisällysluetteloon

Sulan metallin suojaus ja seostus sähkökontaktilla

Sähkökontaktihitsausjärjestelmä

Sähkökontaktihitsausjärjestelmä.

Jos kaaripolttimen aikana metallipinnat suojaavat hapettumiselta kaasulla tai tyhjiöllä, niin tällaista liitosta kutsutaan hitsaukseksi suojaavassa ympäristössä. Suojaa kemiallisesti aktiivisten metallien (sirkonium, alumiini), seostetuista seoksista valmistettujen kriittisten osien hitsauksessa. Hitsauksen mahdollinen suojaus muilla aineilla: virtaus, kuona, ydinjohto. Niinpä käytettyihin hitsausmenetelmiin annettiin nimet: upotettu kaarihitsaus, sähkösuodatus, tyhjiö. Kaikki tämä on sähkökaarimenetelmän muunnelma, jossa käytetään eri suojaavaa ympäristöä sulan hapettumisen estämiseksi, sen kemiallisen koostumuksen muutokset ja hitsatun liitoksen ominaisuuksien menetys.

Sähköhitsauksessa käytetään lämpöä, joka syntyy kahden hitsattavan pinnan kosketuspisteessä. Tällä tavoin suoritetaan pistehitsaus: osat painetaan toisiaan vasten, kunnes ne koskettavat useita kohtia. Kosketuspisteet ovat paikkoja, joissa on suurin vastus ja pinnan suurin lämmitys. Tämän lämmityksen vuoksi metallielementit sulatetaan ja liitetään kosketuspisteisiin.

Takaisin sisällysluetteloon

Sähkökaarihitsaustekniikka

Sähkökaarihitsauksen liittämisen ja toiminnan periaate

Sähkökaarihitsauksen liittämisen ja toiminnan periaate.

Metallin hitsaustekniikka sähkökaarella koostuu hitsauskoneen työn järjestämiseksi ja hitsauksen suoritta- miseksi.

Valmistelu koostuu hitsaus invertterin asentamisesta, elektrodien valinnasta ja reunan tarvittavan viiston suorittamisesta (pinnan valmistelu).

Kun hitsauslaite on asennettu hitsausalueelle, kosketuslanka "krokotiilin" avulla (liitinpäätteen muotoilu) kiinnitetään yhteen kosketusmetallipinnoista. Hitsauslaite kytketään päälle ja sen virta säädetään nykyisellä säätimellä. Virran voimakkuus määräytyy elektrodin koon ja hitsattavien osien paksuuden mukaan. Jos elektrodi on halkaisijaltaan 3 mm, virran tulisi olla 80-100 A.

Jos metallin pinta on maalattu tai hapetettu ruoste- kerroksen muodostamiseksi, se on naarmuuntunut metalliharjalla, jotta varmistetaan täysi kosketus liitoksessa.

Kosketuspintojen liitäntätyyppi määritetään:

  • Butt-nivel
  • lap;
  • kulma;
  • T-bar;
  • Mekaaninen.
Hitsausliitosten ja saumojen tyypit

Hitsausliitosten ja saumojen tyypit.

Tarkastellaan tarkemmin erilaisten liitosten hitsauksen ominaisuuksia. Bittiliitos vaatii usein hitsattavien pintojen reunojen esivalmistelun: viistot tehdään niiden reunoja pitkin. V-muotoisia viisteitä tehdään levyjen reunoilla, joiden paksuus on 5 - 15 mm, X-muotoiset viistot - levyille, joiden paksuus on yli 15 mm. V-muotoisen reunan poistaminen pintojen liitoskohdasta mahdollistaa syvennyksen, jota käytetään hitsaukseen. X-muotoiset reunat viittaavat urien ja hitsien läsnäoloon liitoksen molemmilla puolilla.

Kulma- ja T-liitokset voidaan tehdä myös viistoreunoilla (leikkauspinnalla) tai ilman viisteitä ja leikkausta (hitsatun osan paksuudesta riippuen).

T-muotoiset ja kulmayhteydet mahdollistavat eri paksuusosien liittämisen. Elektrodin asennon tulisi olla pystysuorassa pintaan nähden, jolla on suurempi paksuus.

Takaisin sisällysluetteloon

Elektrodit hitsaukseen: tyypit ja valinta

Hitsaukseen tarkoitettu elektrodi on päällysteellä päällystetty metallitanko. Päällystyskoostumus on suunniteltu suojaamaan hitsimateriaalia palamisen aikana hapettumisen aikana. Fluxi syrjäyttää sulan metallin hapen, joka estää hapettumisen ja antaa suojakaasun, joka myös estää hapettumisen. Pinnoitteen koostumus sisältää seuraavat osat:

Hitsauselektrodipiiri

Elektrodijärjestelmä hitsausta varten: 1 - sauva; 2 - siirtymäosa; 3 - pinnoite; 4-napainen pää ilman päällystystä; L on elektrodin pituus; D on pinnoitteen halkaisija; d on sauvan nimellishalkaisija; l on poistetun pituuden pituus

  • sytytys- ja palamisstabilointiaineet (kalium, natrium, kalsium);
  • kuonanmuodostussuoja (spar, piidioksidi);
  • kaasuntuotanto (puujauho ja tärkkelys);
  • jalostusyhdisteet (rikin ja fosforin vetäytymiseen ja sitomiseen, hitsausmetallille haitallisiin epäpuhtauksiin);
  • seosaineet (jos sauma vaatii erityisominaisuuksia);
  • sideaineet (nestemäinen lasi).

Kaupallisesti saatavilla olevien elektrodien halkaisija on 2,5 - 12 mm, manuaalisesti hitsauksessa käytetään 3 mm: n elektrodeja.

Elektrodin halkaisijan valinta määräytyy hitsattavien pintojen paksuuden, vaaditun tunkeutumissyvyyden mukaan. On taulukoita, jotka antavat suositeltavat arvot elektrodien halkaisijoista sulatettujen pintojen paksuudesta riippuen. Sinun on tiedettävä, että elektrodin halkaisijan pieneneminen on mahdollista, samalla kun prosessin suorittamiseen kuluu enemmän aikaa. Pienemmän halkaisijan omaava elektrodi mahdollistaa prosessin paremman ohjaamisen, joka on tärkeää aloittelevalle hitsaajalle. Ohuempi elektrodi voidaan siirtää hitaammin, mikä on tärkeää oppimisprosessissa.

Takaisin sisällysluetteloon

Kaarihitsauksen ominaisuudet: määritelmä ja merkitys

Ennen hitsausta määritetään hitsausprosessin optimaaliset ominaisuudet:

Nykyisen valintataulukon hitsaus

Hitsausvirran taulukon valinta.

  1. Nykyinen voimakkuus (säädettävä hitsauskoneessa). Virta määräytyy elektrodin halkaisijan ja sen pinnoitteen materiaalin, sauman sijainnin (pystysuoraan tai vaakasuoraan), materiaalin paksuuden mukaan. Mitä paksumpi materiaali on, sitä suurempi on virta, joka tarvitaan läpäisyn lämmittämiseen. Riittämätön virta ei sulaa sauman poikkileikkausta kokonaan tunkeutumisen puutteen vuoksi. Liian suuri virta johtaa elektrodin liian nopeaan sulamiseen, kun perusmetalli ei vielä sulaa. Suositeltu virta-arvo ilmoitetaan elektrodipakkauksessa.
  2. Nykyiset ominaisuudet (napaisuus ja sukupuoli). Useimmat hitsauslaitteet käyttävät tasavirtaa, se muunnetaan laitteesta sisäänrakennetulla tasasuuntaajalla. Jatkuvalla virralla elektronivirta liikkuu yhdessä (määritellyssä polaarisuussuunnassa). Hitsauspolariteetti määrittää elektronien virtauksen suunnan. Olemassa olevat polariteetit ilmaistaan ​​liittämällä elektrodi ja osa:
  • suora viiva - yksityiskohta "+" ja elektrodi "-";
  • taaksepäin on yksityiskohta "-", elektrodi "+". Elektronien liikkumisen "miinus" ja "plus" välillä johtuu enemmän lämpöä "+": n positiiviseen napaan kuin negatiiviseen "-". Siksi positiivinen napa on sijoitettu elementtiin, joka vaatii merkittävämmän lämmityksen: valurautaa, terästä 5 mm ja enemmän. Täten suora napaisuus antaa syvälle tunkeutumisen. Kun liität ohutseinäisiä osia ja levyjä, käytetään käänteistä napaisuutta.
  1. Kaarijännite (tai kaaren pituus) on elektrodin pään ja metallipinnan välinen etäisyys. Elektrodille, jonka halkaisija on 3 mm, suositeltu kaaripituus on 3,5 mm.
Takaisin sisällysluetteloon

Miten kaarihitsaus suoritetaan: tekniikka

Takaisin sisällysluetteloon

Hitsauksen aloitus: kaaren sytytyssekvenssi

Hitsauskaaren sytytysmenetelmät

Sytytyshitsausmenetelmät.

Kaaren luomiseksi uusi elektrodi asetetaan puristimeen ja kiinnitetään kovalle pinnalle päällysteen poistamiseksi sen työpäästä. Kuonan alla on metallilisäaine, kuona itsessään toimii eristeenä ja sulkee lisäaineen sytytyksestä. Tämän jälkeen elektroditanko tuodaan lähemmäs metallin pintaa mahdollisimman pienellä etäisyydellä 3-5 mm, jolloin vältetään kosketus. Tässä tapauksessa elektrodi pidetään kulmassa hitsattavan metallin pinnan suhteen. Elektrodin hitsaustekniikka säätelee elektrodin kaltevuuskulmaa 60-70 ºC: ssa. Visuaalisesti tämä kulma nähdään lähes pystysuorana, hieman epätarkka.

Kaaren sytyttämiseksi elektrodi iskeytyy metallin pinnalle, kuten sytytys rullakotelossa.

Jos elektrodi on liian lähellä hitsattavaa metallipintaa, syntyy kiinni- ja oikosulku. Niille, jotka aloittavat ruoanlaiton, elektrodi tarttuu usein. Kun elektrodin oikea sijainti on hankittu metallin yläpuolelle, kannattaa varmistaa, ettei optimaalista tartuntakulmaa esiinny. Kiinnittyvä elektrodi voidaan repiä kääntämällä sitä toisella tavalla tai sammuttamalla hitsauskone.

Jos elektrodi tarttuu liian usein, on mahdollista, että virta ei ole tarpeeksi korkea, sitä on lisättävä.

Elektrodin oikeassa oikeassa etäisyydessä hitsauspaikasta (noin 3 mm) tapahtuu kaari, jonka lämpötila on noin 5000–6000 ºC. Kaaren sytyttämisen jälkeen elektrodi voidaan hieman nostaa työpinnasta muutamalla millimetrillä.

Takaisin sisällysluetteloon

Elektrodin siirto ja hitsausaltaat

Hitsaus kylpy kuvio

Hitsausaltaan järjestelmä.

Kun elektrodi ja perusmateriaali sulavat, muodostuu hitsattu kylpy (sulan metallin allas).

Elektrodi ja kaari yhdessä hitsatun kylpyammeen (sulan metallivyöhykkeen) kanssa liikkuvat sujuvasti liitoslinjaa pitkin. Elektrodin liikkeen nopeus määräytyy metallin sulamisnopeuden ja sen värin muutoksen mukaan. Elektrodin nopea liike suoritetaan työskennellessäsi ohuilla levyillä, jotka kuumenevat nopeasti ja muodostavat helposti hitsatun kylpyammeen. Hitaasti liikkuva elektrodi levitetään paksuihin massiivisiin liitoksiin.

Elektrodin liikkeen muoto (suora, siksak, silmukat) määräytyy hitsin leveyden ja tunkeutumissyvyyden mukaan. Elektrodi voi liikkua suoraan (suoraan) pienellä hitsausleveydellä. Hän voi siirtää silmukoita, siksakkia, jos sinun tarvitsee kiehua riittävästi leveyttä ja syvyyttä. Elektrodin liikkeen vaihtoehdot on esitetty kuviossa 1.

Elektrodin liikkumistavat

Kuva 1. Elektrodin liikkumismoodit.

Sauman pullistuminen hitsausaltaan jähmettymisen jälkeen määritetään elektrodin asennon avulla hitsauksen aikana. Jos elektrodi sijaitsee lähes pystysuorassa, sauma on sileä ja tunkeutuminen on syvä. Elektrodin kaltevampi järjestely muodostaa hitsatun liitoksen kuperan pinnan ja tunkeutumissyvyyden vähenemisen. Elektrodin kallistaminen asettaa kaaren hitsin suuntaan, jolloin hitsausprosessia on vaikea hallita.

Laadukkaalle yhdisteelle sulassa kylvyssä on oltava ohuita reunoja, niiden on oltava riittävän nestemäisiä ja liikuteltava elektrodin taakse.

Valo-suodattimen kylpy (tumman lasin läpi) näyttää oranssilta pinnalta, jossa on ripples. Kylvyn oranssin värin ulkonäkö (nesteen sulan pisara) voidaan pitää indikaattorina elektrodin lisäliikkeelle. Eli jos oranssi väri tulee näkyviin, siirrä elektrodia muutaman millimetrin verran.

Kaavio laitteesta ja hitsausaltaan pääindikaattoreista

Kaavio laitteesta ja hitsausaltaan pääindikaattoreista.

Läpiviennin lopussa on tarpeen lisätä hitsausaltaan kokoa. Tätä varten elektrodi on pidettävä tämän pisteen yläpuolella muutaman sekunnin ajan.

Jos materiaali tunkeutuu, on välttämätöntä vähentää virran määrää ja ottaa erilainen elektrodi (pienempi halkaisija). Palanut reiät saavat jäähtyä, pudottaa kuonaa niistä ja sitten hautua.

Hitsauksen jälkeen sinun täytyy koputtaa vasaralla hitsin päälle. Tämä poistaa asteikon siitä ja tarkistaa hitsatun liitoksen visuaalisesti mahdollisten epäjatkuvuuksien tai huonon tunkeutumisen suhteen.

Takaisin sisällysluetteloon

Metallien kosketus-, saumaus- ja kaasuhitsausmenetelmät

Metallien hitsaustekniikalla on joitakin erityispiirteitä. Virta on liitetty hitsattaviin osiin, minkä jälkeen ne lähennetään toisiinsa. Kosketuspisteet näkyvät takareunan pintaa pitkin, muutamassa sekunnissa metalli kuumennetaan ennen kuin se alkaa sulaa. Tämän jälkeen virta katkeaa ja takapinnat painetaan toisiaan vasten, mikä takaa läheisen kosketuksen sulamispisteisiin.

Saumahitsaustekniikka

Saumahitsaustekniikka.

Kun saumahitsaus toimii hitsauskoneessa. Tämäntyyppinen hitsaus mahdollistaa tasaisen kiinteän sauman pitkän levypinnan pinnalla. Saumalaitteessa hitsauselektrodit ovat pyöriviä rullia. Yhdistetyt metallilevyt välitetään niiden välillä.

Kaasuhitsauksessa käytetään lämpöä hapettamaan palavan kaasun, jolla on korkea lämpöarvo, kuten asetyleeni, propaani tai butaani. Kaasu ja happi sekoitetaan polttimen sisälle, josta liekki tulee ulos.

Electroslag-hitsaus on eräänlainen hitsaus suojaavassa ympäristössä. Tässä teknologisessa toiminnassa kuona on suojaava materiaali, joka suojaa sulaa metallia kosketuksesta ilman kanssa. Tällainen hitsaus suoritetaan automaattisesti.

Takaisin sisällysluetteloon

Laitteet: hitsauslaitteen valinta ja suojavarusteet

Maski valon suodattimella

Voit suojata silmäsi palovammalta hitsauksen aikana, ja käytä maskia, jossa on kevyt suodatin.

Hitsausta varten tarvitaan suuri määrä sähkövirtaa, joka syötetään elektrodiin. Modernia laitetta, joka tarjoaa jatkuvan virran virtauksen hitsauspaikkaan, kutsutaan invertteriksi. Hitsauskoneiden vanhemmilla malleilla oli runsaasti kokoa ja huomattava paino, uudet taajuusmuuttajat siirretään helposti, eivät aiheuta verkon köyhtymistä. Monissa moderneissa taajuusmuuttajissa on oikosulkusuojaus. Kun elektrodi tarttuu, taajuusmuuttaja kytkeytyy automaattisesti pois päältä.

Suojavarasto: maski, jossa on vaalea suodatin (tumma lasi). Kevyt suodatin suojaa silmiä palovammalta. Ilman sitä voit saada eri asteisiin sarveiskalvon palovammoja: keuhkoista, kun on tunne hiekan esiintymisestä silmissä, vakavaksi, kun näön palauttaminen on mahdotonta.

Suodattimen suojauksen laatu määräytyy numeron mukaan. Mitä paksumpi elektrodi ja sitä suurempi hitsausvirta, sitä tehokkaampi valosuodatin tarvitaan näön suojaamiseksi.

Hitsauskoneen työskentelyn hienovaraisuuksien hallitseminen, säilyttämällä kaaren oikea etäisyys, elektrodin kaltevuus muodostaa hitsaajan taidot. Ammattimaisuus määräytyy kyvyn hallita prosessia, saada korkealaatuisia liitäntäpintoja.

Nykyaikaiset hitsausmuuntimet tarjoavat mahdollisuuden hallita hitsaajan taidetta itsenäisesti ja suorittaa hitsaustyöt omin käsin.

Lisää kommentti