Missä nykyaikaista hitsausta käytetään? Hitsauksen laajuus Mikä on puikkohitsauksen nimi

Hitsaus on menetelmä homogeenisen materiaalin osien yhdistämiseksi: muovi muoviin, metalli metalliin. Hitsauksen aikana kosketuspinnat sulavat tai puristuvat tiiviisti. Kosketusvyöhykkeellä kaksi materiaalia sulatetaan yhdeksi. Tuloksena on vahva tiivis yhteys kahden pinnan välillä.

Hitsaus on samasta materiaalista valmistettujen osien liittämistä yhteen yhdeksi rakenteeksi.

Metallien fuusiohitsausta käytetään kriittisten osien korkealaatuiseen hermeettiseen liittämiseen: putkistoelementit, auton (linja-auton, lentokoneen) kori, metalliset autotallin seinät ja portit, urheiluvaakatuet, betoniseinän sisällä olevat liittimet ja paljon muuta. Millaisissa hitsauksissa käytetään nykyaikaisia ​​hitsaustekniikoita? Miten metallin hitsaus suoritetaan?

Metallipintojen hitsaustyypit

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

• sulatushitsaus (tai sulatus);
• hitsaus plastisen muodonmuutoksen avulla.

Muodonmuutosliitäntä voidaan suorittaa lämmittämällä tai ilman. Pintojen muodonmuutosta ilman kuumennusta kutsutaan kylmähitsaukseksi. Tiukassa puristuksessa eri materiaalien atomit ovat lähietäisyydellä ja muodostavat atomien välisiä sidoksia. Pinnat yhdistetään.

Sulahitsauksessa liitettävät pinnat lämmitetään ja sulatetaan paikallisesti. Usein käytetään kolmatta (täyteainetta), joka sulattaa ja täyttää kahden metallin välisen raon. Tällöin perusmateriaalin ja lisäaineen (sulan elektrodin) välille muodostuu atomien välisiä sidoksia nestemäiseen sulatteeseen. Jäähtymisen ja jähmettymisen jälkeen muodostuu jatkuva hitsausliitos.

Hitsausosien paikallinen lämmitys voidaan suorittaa sähkövirralla tai polttamalla kaasua. Vastaavasti paikallisen lämmitysmenetelmän mukaan hitsaus jaetaan kahteen tyyppiin:

• sähköinen (mukaan lukien sähkökuona, sähkösäde, laser);
• kaasua.

Nimet määräytyvät käytetyn lämmönlähteen mukaan. Sähkö voi toimia joko suoraan tai epäsuorasti. Suoraan käytettynä sähkö lämmittää metalli- ja täyteelektrodia johtuen virran kulkemisesta niiden läpi tai kaaren ilmaantumisen vuoksi. Epäsuorassa käytössä toimivat erilaiset sähkön vaikutuksista peräisin olevat energiat: sulan kuonan energia, jonka läpi virta kulkee, elektronien energia sähkökentässä, lasersäde, joka syntyy sähköä syötettäessä.

Metallipintojen hitsaus voidaan suorittaa manuaalisesti tai automaattisesti. Jotkut hitsausliitokset ovat mahdollisia vain automaation avulla (esimerkiksi sähkökuona tai sauma), toiset ovat saatavilla manuaalisille hitsauslaitteille.

Sähköhitsaus esitetään kahdella menetelmällä:

• sähkökaari;
• sähkökontakti.

Analysoidaanpa tarkemmin, miten pinnat yhdistetään kaari- ja kontaktihitsausmenetelmissä.

Takaisin hakemistoon

Metallien sähkökaarihitsaus ja sähkökontakti

Takaisin hakemistoon

Sähkökaaren työ

Tämäntyyppinen hitsaus käyttää lämmitykseen sähkökaaren lämpöä. Metallipintojen väliin muodostuva kaari on plasma. Metallipintojen vuorovaikutus plasman kanssa aiheuttaa niiden kuumenemisen ja sulamisen.

Valokaarihitsaus voidaan suorittaa kulutuselektrodilla tai sen ei-kuluvalla tyypillä (grafiitti, hiili, volframi). Kuluva elektrodi on sekä sähkökaaren herättäjä että täytemetallin toimittaja. Ei-kuluvassa elektrodissa kaaren käynnistämiseen käytetään sauvaa, joka ei sula. Täyteaine syötetään hitsausalueelle erikseen. Kaaren palaessa lisäaine ja osien reunat sulavat, jähmettymisen jälkeen muodostunut nestekylpy muodostaa sauman.

Joissakin teknologisissa prosesseissa pintojen liittäminen tapahtuu ilman täyteaineen syöttöä, vain sekoittamalla kahta perusmetallia. Näin hitsaus tehdään volframielektrodilla.

Jos sähkökaari ei pala vapaasti, vaan se puristuu plasmapolttimella, kun ionisoitua kaasuplasmaa puhalletaan sen läpi, tämän tyyppistä hitsausta kutsutaan plasmahitsaukseksi. Plasmahitsauksen lämpötila ja teho ovat korkeammat, koska valokaaren puristuessa saavutetaan korkeampi palamislämpötila, mikä mahdollistaa tulenkestävien metallien (niobium, molybdeeni, tantaali) hitsauksen. Plasmakaasu on myös suojaava väliaine liittyneille metalleille.

Takaisin hakemistoon

Sulan metallin suojaus ja sulatus sähkökontaktilla

Jos valokaaripolton aikana metallipinnat suojataan hapettumiselta kaasulla tai tyhjiöllä, tällaista yhteyttä kutsutaan hitsaukseksi suojaavassa ympäristössä. Suojaus on tarpeen hitsattaessa reaktiivisia metalleja (zirkonium, alumiini), kriittisiä osia, jotka on valmistettu seostetuista seoksista. Hitsaus on mahdollista suojata muilla aineilla: juoksuttimella, kuonalla, täytelangalla. Tämän mukaisesti käytetyt hitsausmenetelmät nimettiin: upokaarihitsaus, sähkökuonahitsaus, tyhjiöhitsaus. Kaikki nämä ovat sähkökaarimenetelmän muunnelmia, jotka käyttävät erilaista suojaympäristöä sulan hapettumisen, sen kemiallisen koostumuksen muutosten ja hitsausliitoksen ominaisuuksien menettämisen estämiseksi.

Sähkökontaktihitsaus käyttää lämpöä, joka syntyy kahden hitsattavan pinnan kosketuspisteessä. Näin pistehitsaus tehdään: osia painetaan voimalla toisiaan vasten, kunnes ne koskettavat useissa kohdissa. Kosketuspisteet ovat suurimman vastuksen ja pinnan suurimman kuumenemisen paikat. Tämän kuumennuksen ansiosta tapahtuu metallielementtien sulamista ja liittämistä kosketuspisteissä.

Takaisin hakemistoon

Metallien sähkökaarihitsauksen tekniikka

Metallin hitsaustekniikka sähkökaarella koostuu toimenpiteistä hitsauskoneen toiminnan järjestämiseksi ja hitsauksen suoraksi suorittamiseksi.

Valmistelu koostuu hitsausinvertterin asennuksesta ja tarvittavan reunan viistotuksen suorittamisesta (pinnan esikäsittely).

Kun hitsauskone on asennettu hitsauspaikalle, ajolanka kiinnitetään johonkin kosketusmetallipintoihin "krokotiilin" avulla (liitäntäpäätteen malli). Käynnistä hitsauskone ja säädä sen voimakkuus virransäätimellä. Virran voimakkuutta säätelevät elektrodin koko ja hitsattavien osien paksuus. Halkaisijaltaan 3 mm:n elektrodilla virranvoimakkuuden tulisi vastata 80-100 A.

Jos metallipinta on maalattu tai hapetettu ruostekerroksella, se on raaputtava teräsharjalla, jotta varmistetaan oikea kosketus saumassa.

Kosketuspintojen liitäntätyyppi määritetään:

• pusku;
• päällekkäisyys;
• kulmikas;
• tee;
• loppu.

Tarkastellaanpa yksityiskohtaisemmin erityyppisten liitosten hitsauksen ominaisuuksia. Puskuliitos vaatii usein hitsattavien pintojen reunojen esikäsittelyä: niiden reunoja pitkin tehdään viiste. V-muotoiset viisteet valmistetaan 5–15 mm:n paksuisten arkkien reunoja pitkin, X-muotoiset viisteet - levyille, joiden paksuus on yli 15 mm. V-muotoisen reunan poistaminen pintojen risteyksestä mahdollistaa syvennyksen, jota pitkin hitsaus suoritetaan. X:n muotoiset reunat viittaavat syvennykseen ja hitsausten suorittamiseen liitoksen molemmilla puolilla.

Kulma- ja T-liitokset voidaan tehdä myös viisteillä reunoilla (pintauralla) tai ilman viisteitä ja uria (riippuen hitsatun osan paksuudesta).

T-liitokset ja kulmaliitokset mahdollistavat eripaksuisten osien yhdistämisen. Tässä tapauksessa elektrodin asennon tulisi olla pystysuorampi pintaan nähden, jonka paksuus on suurempi.

Takaisin hakemistoon

Hitsauselektrodit: tyypit ja valinta

Hitsauselektrodi on metallitanko, joka on päällystetty pinnoitteella. Pinnoitekoostumus on suunniteltu suojaamaan hitsimetallia palamiselta hapettumisen aikana. Flux syrjäyttää sulasta metallista happea, mikä estää hapettumista, ja vapauttaa suojakaasua, joka myös estää hapettumista. Pinnoitteen koostumus sisältää seuraavat komponentit:

Hitsauselektrodin kaavio: 1 - sauva; 2 - siirtymän osa; 3 - pinnoite; 4 - kosketinpää ilman pinnoitetta; L on elektrodin pituus; D on pinnoitteen halkaisija; d on tangon nimellishalkaisija; l on pinnoitteesta irrotetun pään pituus

• sytytyksen ja palamisen stabilointiaineet (kalium, natrium, kalsium);
• kuonaa muodostava suoja (spar, piidioksidi);
• kaasunmuodostus (puujauho ja tärkkelys);
• raffinointiyhdisteet (rikin ja fosforin, metallien hitsaukselle haitallisten epäpuhtauksien poistamiseen ja sitomiseen);
• seosaineet (jos sauma tarvitsee erityisiä ominaisuuksia);
• sideaineet (nestelasi).

Teollisesti valmistettujen elektrodien halkaisija on 2,5 - 12 mm, käsin hitsauksessa eniten käytetty 3 mm:n elektrodit.

Elektrodin halkaisijan valinta määräytyy hitsattavien pintojen paksuuden ja tarvittavan tunkeutumissyvyyden mukaan. On taulukoita, joissa on suositeltuja arvoja elektrodien halkaisijoille sulatettavien pintojen paksuudesta riippuen. On tarpeen tietää, että elektrodin halkaisijan pieni pieneneminen on mahdollista, kun taas prosessiaika kasvaa. Halkaisijaltaan pienempi elektrodi mahdollistaa prosessin paremman hallinnan, mikä on tärkeää aloittelevalle hitsaajalle. Ohuempaa elektrodia voidaan liikuttaa hitaammin, mikä on tärkeää oppimisprosessissa.

Takaisin hakemistoon

Kaarihitsauksen ominaisuudet: määritelmä ja merkitys

Ennen hitsauksen aloittamista määritetään hitsausprosessin optimaaliset ominaisuudet:

1. Virran voimakkuus (säädettävä hitsauskoneella). Virran voimakkuus määräytyy elektrodin halkaisijan ja sen pinnoitteen materiaalin, sauman sijainnin (pysty- tai vaakasuoraan) ja materiaalin paksuuden perusteella. Mitä paksumpi materiaali, sitä suurempi virta tarvitaan sen lämmittämiseen sulaakseen. Riittämätön virranvoimakkuus ei sulata hitsin poikkileikkausta kokonaan, minkä seurauksena tunkeutuminen on puutteellista. Liian suuri virta saa elektrodin sulamaan liian nopeasti, kun perusmetalli ei ole vielä sulanut. Suositeltu virta-arvo on ilmoitettu elektrodien pakkauksessa.
2. Nykyiset ominaisuudet (napaisuus ja sukupuoli). Suurin osa hitsauslaitteista käyttää tasavirtaa, se muunnetaan virrasta koneen sisäänrakennetulla tasasuuntaajalla. Tasavirralla elektronien virtaus liikkuu yhteen (napaisuuden määräämään) suuntaan. Napaisuus hitsauksen aikana määrittää elektronivirran liikesuunnan. Olemassa olevat polariteetit ilmaistaan ​​elektrodin ja työkappaleen liitännässä:

• suora viiva - osa on "+" ja elektrodi "-";
• käänteinen on osa "-", elektrodi "+". Koska elektronit liikkuvat "miinus" -pisteestä "plusaan", enemmän lämpöä vapautuu positiiviseen "+" napaan kuin negatiiviseen "-". . Siksi positiivinen napa sijoitetaan elementtiin, joka vaatii merkittävämpää lämmitystä: valurautaa, terästä, jonka paksuus on vähintään 5 mm. Siten suora napaisuus tarjoaa syvän tunkeutumisen. Ohutseinäisiä osia ja levyjä liitettäessä käytetään käänteistä napaisuutta.

1. Valokaarijännite (tai kaaren pituus) on etäisyys, joka säilyy elektrodin kärjen ja metallipinnan välillä. Halkaisijaltaan 3 mm:n elektrodille suositeltu kaaren pituus on 3,5 mm.

Takaisin hakemistoon

Kuinka kaarihitsaus suoritetaan: tekniikka

Takaisin hakemistoon

Aloita hitsaus: valokaaren sytytysjärjestys

Kaaren sytyttämiseksi uusi elektrodi työnnetään puristimeen ja koputetaan kovaa pintaa vasten pinnoitteen poistamiseksi sen työpäästä. Kuonan alla on metallilisäaine, itse kuona toimii eristeenä ja sulkee lisäaineen syttymiseltä. Sen jälkeen elektroditanko tuodaan lähemmäs metallipintaa mahdollisimman pienellä etäisyydellä, 3-5 mm, kosketusta välttäen. Tässä tapauksessa elektrodia pidetään kulmassa hitsattavan metallin pintaan nähden. Metallien elektrodilla hitsaustekniikka säätelee elektrodin kaltevuuskulmaa 60-70ºC. Visuaalisesti tällainen kulma koetaan melkein pystysuoraksi, pienellä kaltevuudella.

Kaaren sytyttämiseksi metallin pintaan lyödään elektrodi, kuten sytytetään tulitikku rikkirasiaan.

Jos elektrodi on liian lähellä hitsattavaa metallipintaa, syntyy tarttumista ja oikosulku. Niille, jotka aloittavat ruoanlaiton, elektrodi takertuu usein. Kun opit asettamaan elektrodin oikein metallin päälle, optimaalista tartuntaetäisyyttä ei pitäisi säilyttää. Juuttunut elektrodi voidaan repiä irti kallistamalla sitä toiselle puolelle tai sammuttamalla hitsauskoneen.

Jos elektrodi takertuu liian usein, virta ei ehkä ole tarpeeksi vahva ja sitä tulee lisätä.

Elektrodin optimaalisella oikealla etäisyydellä hitsauspaikasta (noin 3 mm) muodostuu kaari, jonka lämpötila on noin 5000-6000ºC. Kaaren syttymisen jälkeen elektrodia voidaan nostaa hieman työpinnasta muutaman millimetrin.

Takaisin hakemistoon

Elektrodien liike ja hitsausallas

Kun elektrodi ja perusmateriaali sulavat, muodostuu hitsausallas (sulan metallipooli).

Elektrodi ja kaari yhdessä hitsausuuman (sulametallivyöhyke) kanssa liikkuvat tasaisesti liitäntälinjaa pitkin. Elektrodin liikenopeus määräytyy metallin sulamisnopeuden ja sen värinmuutoksen mukaan. Elektrodin nopea liike tapahtuu työskenneltäessä ohuilla levyillä, jotka kuumenevat nopeasti ja helposti muodostavat hitsausaltaan. Elektrodin hidasta liikettä käytetään paksuissa massiivisissa liitoksissa.

Elektrodin liikkeen muoto (suora, siksak, silmukat) määräytyy hitsin leveyden ja tunkeutumissyvyyden mukaan. Elektrodi voi liikkua suorassa linjassa (tasaisesti) pienellä hitsausleveydellä. Se voi liikkua silmukoissa, siksakissa, jos on tarpeen hitsata riittävä liitoksen leveys ja syvyys. Elektrodin liikkeen vaihtoehdot on esitetty kuvassa 1.

Kuva 1. Elektrodin siirtotavat.

Sauman kuperuus hitsisulan jähmettymisen jälkeen määräytyy elektrodin asennon mukaan hitsauksen aikana. Jos elektrodi sijaitsee melkein pystysuorassa, sauma on tasainen ja tunkeutuminen on syvä. Elektrodin kaltevampi sijainti muodostaa hitsausliitoksen kuperan pinnan ja tunkeutumissyvyyden pienenemisen. Liian suuri elektrodin kallistus asettaa kaaren sauman suuntaan, mikä tekee hitsausprosessista vaikeasti hallittavan.

Laadukasta liitosta varten sulan kylvyn tulee olla ohuet reunat, riittävän nestemäinen ja liikkua kuuliaisesti elektrodin takana.

Valosuodattimessa oleva kylpyamme (tumman lasin läpi) näyttää oranssilta pinnalta, jossa on aaltoilua. Kylvyn oranssin värin ulkonäköä (nestemäisen sulan pisaroita) voidaan pitää indikaattorina elektrodin lisäliikkeelle. Eli jos oranssi väri ilmestyy, siirrämme elektrodia pidemmälle muutaman millimetrin.

Läpäisyn lopussa on tarpeen suurentaa hitsausaltaan kokoa. Tätä varten elektrodia on pidettävä tämän kohdan päällä muutaman sekunnin ajan pidempään.

Jos materiaalin läpitunkeutuminen tapahtuu, on tarpeen vähentää virran arvoa ja ottaa toinen elektrodi (pienempi halkaisija). Palaneiden reikien annetaan jäähtyä, kuona irrotetaan niistä ja haudutetaan sitten.

Hitsauksen jälkeen hitsauskohta on napautettava vasaralla. Tämä poistaa kalkin siitä ja tarkastaa silmämääräisesti, ettei hitsausliitoksessa ole katkoksia tai tunkeutumishäiriöitä.

Mitä on hitsaus.

Hitsaus

prosessi pysyvien liitosten aikaansaamiseksi muodostamalla atomien välisiä sidoksia hitsattavien osien välille niiden paikallisen tai yleisen kuumennuksen tai plastisen muodonmuutoksen tai molempien yhteisvaikutuksen aikana.

Hitsauksen määritelmä viittaa metalleihin ja ei-metallisiin materiaaleihin (muovit, lasi, kumi jne.).

Materiaalin ominaisuudet määrää sen sisäinen rakenne - atomien rakenne. Kaikki kiinteässä tilassa olevat metallit ovat kappaleita, joilla on kiderakenne. Amorfisissa kappaleissa (lasi jne.) on kaoottinen atomijärjestely. Hitsattavien osien yhdistämiseksi yhdeksi kokonaisuudeksi on tarpeen tuoda niiden alkuainehiukkaset (ionit, atomit) lähemmäksi niin pitkälle, että niiden välillä alkavat toimia atomien väliset sidokset, mikä saavutetaan paikallisella plastisella muodonmuutoksella.

Riippuen olosuhteista, joissa metallihiukkasten hitsaus (atomien välisten sidosten muodostuminen) suoritetaan, erotetaan sulahitsaus ja painehitsaus.

Sulahitsauksen ydin on, että hitsattavien osien 1 ja 2 reunoilla oleva metalli sulautuu kuumennuksesta vahvan tiivistetyn lämmönlähteen vaikutuksesta: sähkökaari, kaasuliekki, kemiallinen reaktio, sula kuona, elektronisuihkuenergia, plasma, lasersäteen energia. Kaikissa näissä tapauksissa yhden reunan kuumennettaessa muodostunut nestemäinen metalli yhdistyy spontaanisti toisen reunan nestemäiseen metalliin. Syntyy nestemäisen metallin kokonaistilavuus, jota kutsutaan hitsausaltaaksi. Kun hitsisulan metalli jähmettyy, saadaan hitsimetalli. Hitsimetalli voidaan muodostaa vain kuljettamalla metallia reunoja pitkin tai lisäämällä hitsausaltaaseen lisätäytemetallia.

Osittain sulaneiden metallirakeiden vyöhykettä hitsatun osan reunan ja sauman rajalla kutsutaan sulamisvyöhykkeeksi; atomien välinen sidos saavutetaan tällä vyöhykkeellä. Tässä tapauksessa hitsausmetalli on läheisessä kosketuksessa hitsattavien osien metalliin ja hitsattavien osien pinnoilla olleet epäpuhtaudet kelluvat ulospäin muodostaen kuonaa.

Painehitsauksen ydin on metallin plastinen muodonmuutos liitoskohdassa voiman P vaikutuksesta. Erilaiset epäpuhtaudet liitettävillä pinnoilla siirtyvät ulospäin ja hitsattavien osien pinnat ovat puhtaita, tasaisia ​​ja tasaisia. Lähellä koko poikkileikkausta atomiadheesion etäisyydelle, vyöhykettä, johon atomien välinen sidos on muodostettu, kutsutaan risteysalueeksi. Saumavyöhykkeen leveys mitataan kymmenissä mikroneissa.

Osien reunojen plastinen muodonmuutos on helpompi suorittaa, jos liitoskohta kuumennetaan. Lämmönlähde (hitsattaessa paikallislämmityksellä) on sähkövirta, kaasuliekki, kemiallinen reaktio, mekaaninen kitka; hitsattaessa yleislämmityksellä - takomo, lämmitysuuni.
Hitsausprosessi on jaettu kolmeen luokkaan: lämpö, ​​termomekaaninen ja mekaaninen.

Lämpöluokka yhdistää sulattamalla metallia suoritettavat hitsaustyypit.

Termomekaaninen luokka painehitsaustyypit lämpöenergialla. TO mekaaninen luokka sisältävät painehitsaustyypit lämpöenergialla. Mekaaninen luokka sisältää hitsaustyypit, jotka suoritetaan paineella ja mekaanisella lisäenergialla.

Hitsaus käytetyn energiatyypin mukaan jaetaan seuraaviin päätyyppeihin

:
. Paine yleislämmityksellä: taonta, valssaus, suulakepuristus;
. Paine paikallislämmityksellä: kosketin, induktio - puristin, termiitti - puristin, kaasupuristin, diffuusio, kaari - puristus;
. Paine lämmittämättä metallia ulkoisella lämmönlähteellä: ultraääni, kylmä, kitka, räjähdys, magneettipulssi;
. Sulaminen: kaari, kaasu, termiitti, sähkökuona, elektronisäde, lasersäde, plasma.

Hitsausprosessi muodostaa erottamattoman liitoksen minkä tahansa metallin eri osille uusien atomien välisten sidosten muodostumisen vuoksi.

Se koostuu paikallisen tai laajalle levinneen kuumenemisen, plastisen muodonmuutoksen tai molempien tekijöiden samanaikaisesta vaikutuksesta. Nykyaikaisia ​​hitsaustekniikoita edustaa lähes sata automaattista ja manuaalista hitsaustyyppiä.

Hitsausta on kolme lajiketta tai tyyppiä. Liitoksen energian saantimenetelmän mukaan se jaetaan termiseen, termomekaaniseen ja mekaaniseen.

Lämpöhitsaus sisältää prosesseja, joissa käytetään kaaria, kaasua, plasmaa ja muita lämpösäteilyn lähteitä. Hänen ansiostaan ​​lämmitys ja hitsaus tapahtuvat.

Termomekaanisissa tyypeissä lämpöenergian lisäksi käytetään painetta erottamattoman yhteyden aikaansaamiseksi.

Mekaanisesti lämpö saadaan kitkalla, paineella, ultraäänellä tai räjähdyksellä.

Hitsaustyötyypit ovat erilaisia ​​ja niiden luokitus tehdään eri kriteerien mukaan. Luokittelu tapahtuu menetelmän mukaan, hitsausprosessin jatkuvuuden, koneistusasteen, käytettyjen kaasujen mukaan. Lisäksi on teknisiä ominaisuuksia, jotka ovat yksilöllisiä kullekin hitsaustyypille.

Hitsausliitostyypit kuvataan yksityiskohtaisesti GOST:issa (valtiostandardit). Lisäksi on olemassa suuri määrä GOST-standardeja, jotka kuvaavat hitsaustyypit, hitsien ohjausmenetelmät, turvallisuustoimenpiteet hitsaustöiden tuotannossa.

Materiaalien lämpöhitsaus

Lämpöprosessit perustuvat liitettyjen osien sulamiseen lämpöenergian vaikutuksesta. Lämpöhitsausta on useita tyyppejä:

• sähkökaari (suojakaasuissa, upotettu kaari jne.);
• sähkökuona;
• elektronisuihku ja -säde (laser);
• plasma;
• kaasu;
• termiitti.

sai laajimman hakemuksen. Mutta myös muut tyypit ovat kysyttyjä useilla nykyaikaisilla tuotantoalueilla ja kotimaisissa olosuhteissa.

Sähkökaaren sulatus

Sähkökaarihitsaus toimii vapauttamalla kaaressa energiaa, koska kaaren vastus on paljon suurempi kuin koko suljetun silmukan muodostavan sähköpiirin vastus.

Siksi lähes kaikki lämpöenergia vapautuu kaaressa, lämmittäen sen 4,5-6 tuhatta astetta ja aiheuttaen minkä tahansa metallin sulamisen. Valokaari syntyy elektrodin ja hitsattavan metallin välisessä raossa, jolloin ne sulavat.

Jäähdytyksen aikana muodostuu erottamaton sauma, jonka ominaisuudet liittyvät virtaan, lisäaineen koostumukseen ja moniin muihin tekijöihin.

Valokaarihitsaus suoritetaan kuluvilla ja ei-kuluvilla sauvoilla (elektrodeilla). Laitteissa käytetään invertteritekniikkaa, joka mahdollisti kompaktien, tuottavien laitteiden luomisen.

Hitsattaessa työkappaleita elektrodilla, sen ja liitospinnan väliin syttyy kaari. Tämä syntyy oikosulusta, kun tanko koskettaa metallia, ja sen myöhemmästä erotuksesta 3-5 mm etäisyydellä.

Valokaari sulattaa elektrodin pään ja hitsattavan työkappaleen reunat. Valokaarikohtaan syntyy hitsausallas.

Hitsauksen saamiseksi on johdettava elektrodi liitosta pitkin nopeudella, joka riittää sulattamaan reunat ja elektrodin, mutta ei riitä polttamaan osia.

Metallin jäähdyttämisen jälkeen saadaan hitsaussauma, jonka lujuus on verrattavissa pohjaan. Elektrodi voi olla erillisen tangon muodossa pinnoitteessa tai täytelangassa syöttömekanismissa.

Kun hitsataan ei-kuluvalla sauvalla, sen ja työkappaleiden reunojen väliin syntyy sähkökaari. Reunat sulatetaan tarvittaessa ja täytelanka tuloksena olevaan hitsausaltaaseen. Tanko voi olla hiiltä tai volframia. Ei-kulutustyyppinen elektrodi toimii yleensä (messinki, pronssi, kupronikkeli) ja tulenkestävät metallit.

Vuote- ja kaasusuoja

Valokaarihitsaus suoritetaan yleensä automaattisesti tai puoliautomaattisesti (puoliautomaattisesti). Ensimmäisessä tapauksessa kaikki prosessit ovat automatisoituja, toisessa elektrodin syöttöprosessi suoritetaan automaattisesti ja polttimen liikkeen suorittaa hitsaaja.

Kuonasulat suojaa hitsausaltaassa olevaa sulaa altistumiselta ilmakehän ilmalle. Kuona saadaan sulattamalla kylpyyn tuleva juoksute. Suutteita käyttävä hitsaustyyppi on erittäin tuottava, lisäksi saadaan korkealaatuinen hitsi ilman huokosia ja muita puutteita.

Kaasuhitsaus suojaa hitsausaluetta vesihöyryn, ilmakehän hapen ja typen haitallisilta vaikutuksilta.

Tämä saavutetaan syöttämällä suojakaasusuihku polttimen suuttimen kautta hitsausalueelle, mikä mahdollistaa ilmakehän ilman syrjäyttämisen. Käytetään käytettäessä ei-kuluvia ja kuluvia elektrodeja. Tuloksena on korkealaatuinen sauma korkealla työn tuottavuudella.

Sähkökuona

Sähkökukan tyyppinen hitsaus suoritetaan tuotteen pystysuorien reunojen sulautumisen vuoksi elektrodin kanssa. Kun sähkövirta kulkee lakan läpi, lämpöä vapautuu. Valokaari on läsnä vain alkuvaiheessa. Tämän jälkeen metalli sulaa kuonan vapauttaman lämmön vaikutuksesta.

Kupariset liukusäätimet on asennettu raon molemmille puolille. Ne jäähdytetään vesijohdolla. Alla on asennettu lokero juoksuttimella. Sen ja elektrodin väliin sytytetään kaari ja sinne syötetään lanka.

Sähkökaari sulattaa langan ja juoksutteen muodostaen hitsausaltaan, jonka päällä kelluu kevyt nestemäinen kuona. Kun reunat ja hitsauslanka sulavat, liukusäätimet liikkuvat liitosta ylöspäin. Tuloksena on laadukas sauma. Tämän prosessin ansiosta suuren paksuiset metallit voidaan hitsata yhdellä kertaa.

Säteily

Teollisuudessa, erityisesti instrumentaatiossa ja elektroniikassa, vaaditaan hitsaamaan hyvin pieniä osia, joilla on erityisvaatimuksia hitsausprosessille. Hitsausmenetelmän valinta on tässä tapauksessa pieni. Vain voimakas valonsäde, elektronivirta tai plasma voi selviytyä niistä.

Erinomaisen laadukkaan sauman saamiseksi tarvitaan korkean energian lähde. Se voi olla laser tai muu vastaava energialähde, joka pystyy keskittämään valtavan lämpöenergian pienelle alueelle ja lyhyeksi ajaksi. käyttää suureen nopeuteen kiihdytettyjen elektronien energiaa. Laserin tapauksessa lämmitys tapahtuu fotonien energian vuoksi.

Plasma, kaasu, lämpöreaktio

Plasmaa käyttävän hitsauksen tyypin ydin on ionisoidun kaasun suihkun muodostuminen, joka on virtajohdin.

Plasman lämpötila saavuttaa 30 000 °C, mikä mahdollistaa metallien sulamisen mahdollisimman lyhyessä ajassa. Plasman energia riippuu hitsausvirrasta, käyttöjännitteestä ja kaasun kulutuksesta. Hitsaussaumat ovat korkealaatuisia, ohuita, ilman sisäisiä jännityksiä.

Kaasuhitsaus suoritetaan polttamalla palavaa kaasua hapessa ja vapauttamalla suuri määrä lämpöä. Tämä on yksi vanhimmista hitsaustyypeistä.

Kaasuliekin lämpötila on kolme tuhatta astetta. Tästä johtuen hitsatun tuotteen liitokset sulavat. Sulamisprosessi kestää pitkään, mikä kuumenee liitettyjen tuotteiden pinnasta suuria alueita. Jäähtyessään se aiheuttaa suuria jännityksiä saumaan ja itse osaan.

Termiittihitsauksessa käytetään alumiinin ja rautaoksidin seoksen polttamisesta syntyvää lämpöä.

Materiaalien termomekaaninen hitsaus

Termomekaaninen hitsaus sisältää taonta-, kosketus- ja vastaavat. Nämä metallin hitsausmenetelmät käyttävät samanaikaisesti lämpöä ja mekaanista energiaa. Tämä tyyppi sisältää seuraavat tekniikat:

• seppä;
• ottaa yhteyttä;
• diffuusio;

Takohitsaus on menetelmä, jossa hitsattavat tuotteet lämmitetään ensin vaadittuun lämpötilaan uunissa ja sitten ne liitetään toisiinsa vasaralla. Jos vasaran sijasta käytetään puristinta, tätä menetelmää kutsutaan puristimeksi.

Kosketintyypillä on tällainen nimi, koska hitsaus suoritetaan liitettävien osien kosketuspisteessä. Ne painetaan voimakkaasti toisiaan vasten erityisten elektrodien avulla, ja sitten painepisteen läpi johdetaan voimakas virta.

Kosketuskohdassa saadaan suurin vastus, joka aiheuttaa päälämmön vapautumisen juuri tässä kohdassa. Näin ollen tämä johtaa metallin sulamiseen kosketuskohdassa. Kosketuksen avulla saadaan aikaan piste- tai saumahitsaus.

Vastushitsaus on yleistynyt koneenrakennuksessa, erityisesti autoteollisuudessa. Tämä johtuu tämän tyyppisen hitsauksen korkeasta tuottavuudesta ja tehokkuudesta. Se on helpoin automatisoida ja sitä käytetään laajalti robottijärjestelmissä.

On mahdotonta puhua diffuusiohitsauksen tyypistä. Sen ydin on työkappaleiden esilämmittäminen ja niiden myöhempi yhdistäminen mekaanisesta paineesta aiheutuvan muodonmuutoksen avulla. Tällaisessa prosessissa tapahtuu atomien diffuusio yhdistetystä osasta toiseen ja syntyy erottamaton yhteys.

Materiaalien mekaaninen hitsaus

Mekaanisella hitsausmenetelmällä saadaan aikaan erottamaton liitos ilman ulkoista lämmönlähdettä. Liitosprosessi tapahtuu paineen, kitkan, räjähdyksen tai vastaavan vaikutuksesta, mikä muodostaa atomien välisiä sidoksia hitsattujen tuotteiden välille.

Kitkahitsaus tapahtuu nopeiden pyörien seurauksena. Se on niin tiukasti toista vasten puristettu osa, että pyörimisen aikana on voimakasta kitkaa ja kuumenemista sulamiseen. Tämä varmistaa työkappaleiden luotettavan liitoksen.

Jos otamme kaksi metallilevyä, puhdistamme ne epäpuhtauksista ja puristamme ne kovaa, useiden kymmenien tuhansien ilmakehän paineissa tapahtuu plastista muodonmuutosta, mikä johtaa kahden osan atomien välisten sidosten muodostumiseen. Tuloksena on katkeamaton yhteys. Tätä menetelmää kutsutaan kylmähitsaukseksi.

Atomien vuorovaikutusvoimien syntymiseksi kahden osan välillä käytetään joskus räjähdystä. Tällä hetkellä hitsattavat osat lähestyvät toisiaan niin, että syntyy atomisidoksia, jotka varmistavat tuotteiden luotettavan liitoksen.

Toinen hitsaustyyppi on ultraääni. Korkeataajuiset aallot saavat metallin atomit värähtelemään, ja niistä tulee niin voimakkaita, että ne aiheuttavat atomivuorovaikutuksia. Tuloksena on luotettava yhteys.

Hitsaus kutsutaan prosessiksi yksiosaisten liitosten saamiseksi paikallisella kuumennuksella ja sulattamalla metalliosien reunat, liitetyt pinnat. Termoplastiset muovit voidaan liittää myös hitsaamalla (tällainen hitsaus suoritetaan kuumalla ilmalla tai kuumennetulla työkalulla).

Hitsauksella on useita etuja niitattuihin liitoksiin verrattuna:

1. Metallin säästäminen. Hitsatuissa rakenteissa liitokset tehdään ilman rakennetta raskaampia apuelementtejä, niitatuissa rakenteissa - päällekkäin (ks. kuva 92, II ja 93). Hitsatuissa rakenteissa kerrostetun metallin massa on yleensä 1 ... 1,5% ja harvoin ylittää 2% tuotteen massasta, kun taas niitatuissa rakenteissa niittien massa saavuttaa 3,5 ... 4%;

2. Valmistuksen monimutkaisuuden vähentäminen. Niitattua liitosta varten on porattava liitettäviä osia heikentäviä reikiä, merkitään tarkasti reikien keskipisteet, upotettava sokkoniittejä, käytettävä monenlaisia ​​laitteita jne. Hitsausrakenteissa ei tarvitse suorittaa luetellut alustavat toimenpiteet ja käyttää monimutkaisia ​​apulaitteita;

3. Tuotteiden kustannusten alentaminen. Hitsattujen tuotteiden kustannukset ovat alhaisemmat kuin niitattujen tuotteiden, koska liitosten massa ja niiden valmistuksen monimutkaisuus ovat pienentyneet;

4. Yhteyden laadun ja vahvuuden lisääminen. Niitattuihin saumoihin verrattuna hitsatut saumat luovat ehdottoman tiiviitä ja tiiviitä liitoksia, mikä on erittäin tärkeää säiliöiden, kattiloiden, vaunujen, säiliöiden, putkistojen jne. valmistuksessa.

Hitsaustekniikkaan kuuluu erilaisia ​​prosesseja, joskus jopa päinvastaisia. Esimerkiksi: metallien ja muiden materiaalien leikkaus, pinnoitus, ruiskutus ja metallointi, pintakarkaisu. Tärkein ja päätehtävä on kuitenkin saada aikaan pysyviä yhteyksiä samojen tai eri metallien ja ei-metallisten materiaalien välille monenlaisissa tuotteissa.

Tällaisten liitosten muoto ja mitat vaihtelevat suuresti muutaman mikrometrin hitsauspisteestä (kuva 95), joka yhdistää puolijohteen minkä tahansa radioelektroniikan mikropiirin johtimeen, useiden kilometrien hitseihin 1, joita tehdään laivan rakentamisen aikana. alukset. Hitsattujen rakenteiden valmistukseen käytettävät materiaalit ovat hyvin erilaisia: alumiini ja sen seokset, kaiken tyyppiset ja käyttötarkoitukset teräkset, titaani ja sen seokset ja jopa sellainen tulenkestävä metalli kuin volframi (sulamispiste ~ 3400 ° C).

Riisi. 95

Myös hitsattavat ei-metalliset materiaalit eroavat ominaisuuksiltaan: polyeteeni, polystyreeni, nailon, grafiitti, alumiinioksidikeramiikka jne.

Juotos, vaikkakin luonteeltaan erilainen kuin hitsaus, kuuluu myös hitsaustekniikan alaan ja on erittäin laajalti käytössä instrumenttien valmistuksessa ja koneenrakennuksessa, lisäksi sitä käytetään jopa rakennusrakenteissa.

Joka vuosi hitsauksen käyttö kansantaloudessa laajenee ja niittaus vähenee. Hitsauksilla on kuitenkin merkittäviä haittoja - hitsauksen aikana tapahtuvat lämpömuodonmuutokset (erityisesti ohutseinämäiset rakenteet); tulenkestävästä materiaalista valmistettujen osien hitsauksen mahdottomuus.

Päähitsaustyyppien luokitus on esitetty kuvassa. 96. Kaikki menetelmät on jaettu kahteen ryhmään: sulahitsaukseen ja painehitsaukseen.

Riisi. 96

Fuusiohitsaus

Fuusiohitsaus- tämä on prosessi, jossa yhdistetään kaksi osaa tai aihiota yhteisen hitsisulan kiteytymisen seurauksena, joka saadaan sulattamalla liitettävät reunat. Sulahitsauksen energialähteen tulee olla suuritehoinen, korkea pitoisuus eli keskittää vapautuva energia pienelle alueelle hitsausaltaassa ja ehtiä sulattaa yhä enemmän uusia metalliosia, jolloin varmistaa prosessin tietyn nopeuden.

Hitsausprosessi (2 - hitsaussauma) sulattamalla suoritetaan energialähteellä 1, joka liikkuu hitsattuja reunoja 3 pitkin tietyllä nopeudella (kuva 97). Hitsausuuman mitat ja muoto riippuvat lähteen tehosta ja sen liikkeen nopeudesta sekä metallin lämpöfysikaalisista ominaisuuksista.

Riisi. 97

Hitsatussa liitoksessa on tapana erottaa kolme aluetta (kuva 98): epäjaloa metallia- tulevan tuotteen kytketyt osat, jotka on tarkoitettu käyttöön; lämmön vaikutusalue(lähes hitsausvyöhyke) - metallialueet, joissa se sijaitsee jonkin aikaa korkeassa lämpötilassa saavuttaen metallin sulamispisteen sulatuslinjalla; hitsaus sauma- hitsausmetalli, joka edustaa valurakennetta, jolla on ominaispiirteitä.

Riisi. 98

Jokaisella hitsausprosessityypillä on omat ominaisuutensa, ja sitä käytetään tietyllä tuotantoalueella, jossa se tarjoaa vaaditun tuotteen laadun ja on taloudellisesti kannattavaa. Yleisimmin käytetty metallien hitsaukseen fuusiokaasulla ja kaarihitsauksella.

Kaasu- (tai happi-polttoaine) hitsauksessa energialähteenä käytetään happi-asetyleenipolttimen (kuva 99) liekkiä, jolla on korkea lämpötila (noin 3000 °C) ja merkittävä teho riippuen happipolttimen määrästä. asetyleeni (8 - vähennysventtiili kaasunsyötön määrän säätämiseksi), joka palaa sekunnissa. Happisylinteristä 10 happi 1 ja asetyleenisylinteristä 9 asetyleeni 2 syötetään letkujen 7 kautta kaasupolttimeen, jossa muodostuu palava seos 3. Polttimen suuttimen ulostuloon tulee liekki. Kun hitsattavien osien kuumennettu paikka saatetaan sulaan, liekkiin tuodaan täyteaine 4, joka sulaessaan yhdessä osan 5 reunojen kanssa muodostaa hitsaussauman 6.

Riisi. 99

kaarihitsaus. Valokaarihitsauksessa (kuva 100) energialähteenä 2 käytetään sähkökaaripurkausta 3, joka syntyy, kun hitsattavat osat 1 on kytketty yhteen ja elektrodi 4 virtalähteen toiseen napaan. Elektrodin liike kaaripurkauksella ja sen vyöhykkeelle tuotu täyteaine (sauvan muodossa) 5 suhteessa tuotteen reunoihin saa hitsisulan liikkumaan muodostaen hitsin 6.

Riisi. 100

Sähkökuikahitsausta käytetään paksun metallin pystysaumojen automaattiseen hitsaukseen.

Sähkökuolan hitsaus. Sähkökuonahitsauksessa (kuva 101) hitsattavat osat asennetaan pystysuoraan ja kootaan hitsausta varten reunojen välissä. Elektrodilangat 5 (niitä voi olla useita ja lisäksi koostumukseltaan erilaisia) syötetään tehoteloilla 4 kaarevien johtavien suukappaleiden 6 kautta hitsattavien osien 1 väliseen rakoon. Hitsausprosessissa kone liikkuu ylöspäin ohjaimia pitkin ja suukappaleet värähtelevät syöttäen langat nestemäiseen kuonakylpyyn 2, jossa ne sulavat 1539 °C:n lämpötilassa T yhdessä seosreunojen metallin kanssa ja muodostavat hitsin 8. Nestemäinen kuona ja kuona metallikylpyjä pitävät kupariset liukusäätimet 7, jotka nousevat koneen mukana ja jotka jäähtyvät sisältä vedellä. Metallista erottuva kuona 3 kelluu.

Riisi. 101

Plasmahitsaus. Plasmahitsauksessa käytetään kaaripurkausta plasmapolttimessa, joka tuottaa plasmasuihkun 1, jonka lämpötila on erittäin korkea (kuva 102).

Riisi. 102

Plasmapoltin on laite 2, jossa kaaripurkaus 3 viritetään kanavassa 4 ja kaasun paine (argon, typpi, ilma) venyttää kaaripylvästä ja murtuu ulos juoksevalla vedellä 5 jäähdytetystä suuttimesta. plasma soihtu. Plasmapolttimia voi olla kahta tyyppiä: omalla anodilla, jossa purkaus on suljettu elektronien ajautuman vuoksi, tai epäsuoralla kaarella - kaaripurkaus tapahtuu kahden elektrodin välillä, mutta ei lähelle tuotetta 6. Hitsauksessa tekniikkaa, toisen tyyppistä plasmapoltinta käytetään useammin. Plasmahitsaus ja materiaalinkäsittely ovat löytäneet laajan sovelluksen teollisuudessa.

Hitsattaessa alumiiniseoksia hitsausliitosten laatu riippuu hitsausvyöhykkeen suojauksen luotettavuudesta inertillä kaasulla ja tuotteen reunojen valmistelusta.

Argonkaarihitsaus. Joten alumiinin argonkaarihitsaukseen (3 suutinta) käytetään kuluvaa elektrodilankaa 7, jolla on sama koostumus kuin hitsattavien työkappaleiden perusmetallilla 2 tai ei-kuluvaa volframielektrodia (kuva 103). . Kriittisissä rakenteissa käytetään useammin jälkimmäistä menetelmää, kun taas täytemetalli syötetään sivulta suoraan valokaaripurkaukseen 4, 5, 6 tai hitsausaltaaseen 1 valokaaripurkauksen viereen.

Riisi. 103

Argonkaarihitsausta käytetään myös osien ja titaanin ja sen seosten liittämiseen. Titaanilla, ulkonäöltään terästä muistuttavalla metallilla, on myös erittäin korkea kemiallinen aktiivisuus, tässä suhteessa hieman huonompi kuin alumiini. Titaanin sulamispiste on 1668°C.

Tavallisissa lämpötiloissa titaani kestää hyvin ympäristövaikutuksia, koska se on peitetty oksidikalvolla. Tässä passiivisessa tilassa se on jopa kestävämpi kuin korroosionkestävä teräs. Korkeissa lämpötiloissa oksidikerros lakkaa suojaamasta titaania. Yli 500 ° C:n lämpötiloissa se alkaa aktiivisesti reagoida ympäristön kanssa. Siksi titaani ja sen seokset voidaan hitsata (kuva 104) vain argon-suojakaasussa, jonka kanssa se ei voi reagoida.

Riisi. 104

painehitsaus

painehitsaus- tämä on osien pintakerrosten yhdistämisprosessi. Yhdistettäessä tapahtuu hiukkasten aktiivista diffuusiota, mikä johtaa rajapinnan täydelliseen katoamiseen ja kiteiden kasvuun sen läpi.

Nykyaikaisessa koneenrakennuksessa ja instrumentoinnissa painehitsausta tehdään useilla eri tavoilla riippuen tuotteiden tyypistä ja niitä koskevista vaatimuksista.

Vastushitsausta käytetään laajalti koneenrakennuksessa tuotteiden ja rakenteiden valmistukseen, pääasiassa teräksistä. Se viittaa hitsaukseen lämmön ja paineen avulla. Lämmitys tapahtuu sähkövirralla, joka kulkee kahden hitsattavan osan kosketuskohdan läpi. Hitsaukseen tarvittava paine luodaan joko sähkövirtaa syöttävillä elektrodeilla tai erikoislaitteilla.

Kontaktihitsausta on kolmea tyyppiä: pistehitsaus - erillisillä pisteillä (kuva 105), käytetään ohutlevyteräsrakenteissa (esim. auton korit). Hitsattavat työkappaleet 1 puristetaan elektrodien 2 väliin, joiden läpi alaspäinmuuntajan 3 toisiokäämistä kulkee suuri sähkövirta, hitsattavien osien kosketuskohta kuumennetaan korkeaan lämpötilaan ja hitsataan. tapahtuu voiman F paineen alaisena; pusku - sulattamalla tai puristamalla (kuva 106), käytetään metallinleikkuutyökalujen jne. valmistukseen. Tällöin hitsattavat osat 1 liitetään voimalla ja kiinnitetään puristimilla 2, joihin johdetaan sähkövirta toimitetaan; rulla (kuva 107, jossa 1 - hitsattavat osat; 2 - telat; 3 - elektrodit; 4 - energialähde) - jatkuvan (tiivistetyn) tai katkonaisen sauman aikaansaaminen.

Riisi. 105

Riisi. 106

Riisi. 107

Rakennusrakenteissa ja koneenrakennuksessa hitsaus on tärkein menetelmä osien pysyvien liitosten saamiseksi kaikenlaatuisista teräksistä, valuraudasta, kuparista, messingistä, pronssista, alumiiniseoksista jne.

Hitsausprosessin automatisointi

Hitsauksen laaja käyttö teollisuudessa kannusti luomaan laitteita hitsausprosessien mekanisointiin ja automatisointiin. Samaan aikaan hitsauksen automatisointi vaati radikaalia muutosta teknologisessa prosessissa. Joissakin tapauksissa hitsauskone on paikallaan ja tuote liikkuu suhteessa siihen tietyllä nopeudella, kun taas toisissa se on asennettu itseliikkuvaan kärryyn 6 - "traktoriin", joka kulkee ohjaimia 2 pitkin, jotka on kiinnitetty kiinteään tuotteeseen 1 tai sen vieressä (kuva 108) .

Kuva 108

l - osan pituus. Kuvasta Kuviosta 57, II voidaan nähdä, että mitä kauempana muotoaan muuttavan osan piste on tangon akselista, sitä suurempi on sen liike ympyrän kaarta pitkin vääntövoiman aikana. Siksi Hooken lain mukaan jännitteet eri kohdissa ovat erilaisia. Suurimmat vääntöjännitykset r m ah esiintyvät kaukaisimmissa pisteissä, jotka sijaitsevat tangon pinnalla. Jännitys missä tahansa kohdassa on yhtä suuri kuin r = p / (R r m ah), missä: r - vääntöjännitys;

Riisi. 57

p on pisteen etäisyys sauvan akseliin; R - tangon säde.

Tuotannossa puoliautomaattinen kaarihitsaus on löytänyt laajan sovelluksen, jonka ydin on seuraava: elektrodilangansyöttölaite 3.4 ja ohjauspaneeli 5 asennetaan erilleen päästä tai työkalusta, hitsauslanka syötetään joustavan letkun kautta, jonka kautta sähköä syötetään myös hitsaustyökaluun 7 .

Hitsaajan toiminnot tässä tapauksessa yksinkertaistuvat huomattavasti, koska hänen tarvitsee vain siirtää hitsauspäätä (työkalua) oikeaan suuntaan ja tietyllä korkeudella tuotteesta.

elektronisuihkuhitsaus

Tämäntyyppinen hitsaus on seurausta sähkökentällä kiihdytetyn elektronisuihkun vuorovaikutuksesta, jonka metallipinnan kanssa nämä elektronit luovuttavat sähkökenttään kertyneen energian (stagnaation energian) sulaen ja jopa osittain haihduttamalla sen.

Laitteen prototyyppi elektronisuihkun saamiseksi on röntgenlaite biologisten esineiden läpivalaisuun lääketieteellisiin tarkoituksiin tai tutkimukseen. Elektronisuihkuhitsauksen asennuskaavio on esitetty kuvassa. 109. Kammiossa 2, jossa on syvä tyhjiö (paine 1 10 -4 Pa tai vähemmän), elektroneja emittoivan (sähköyhteyden muodostavan) katodin 3 ja anodin 4, jonka keskellä on reikä, välillä elektronivirta syntyy tai elektronisuihku 1. Energiatiheyden lisäämiseksi elektronisäde kohdistetaan magneettilinsseillä ja ohjataan maahan kytkettyyn tuotteeseen 7. Elektronisuihkun ohjaus 8 suoritetaan magneettisella laitteella, joka taittaa säteen haluttuun suuntaan.

Riisi. 109

Tämän hitsausprosessin fyysinen olemus on siinä, että elektronit, kun ne kulkevat korkean intensiteetin sähkökentän läpi, kiihtyvät ja hankkivat suuren energiansyötön, jonka ne siirtävät lämmön muodossa hitsattaviin tuotteisiin.

Tämän menetelmän haittana on, että käyttöhenkilöstöä on suojattava luotettavasti röntgensäteilyltä, joka vaikuttaa haitallisesti eläviin organismeihin.

laserhitsaus

Laser tai optinen kvanttigeneraattori (OQG) luo voimakkaan monokromaattisen säteilyn pulssin, joka johtuu epäpuhtausatomien optisesta virityksestä rubiinikiteessä tai kaasuissa.

Tämä upouusi erittäin keskittynyt energialähde otettiin välittömästi käyttöön viestintätekniikassa metalliteollisuudessa.

Voimakkaan valokvanttivuon saamisprosessin ydin on siinä, että minkä tahansa aineen atomit voivat olla stabiileissa ja virittyneissä tiloissa, ja siirtyessään virittyneestä tilasta stabiiliin ne vapauttavat viritysenergiaa säteilyenergiakvantin muoto.

Atomien viritys voi tapahtua eri tavoin, mutta useimmiten tämä tapahtuu säteilyenergian absorption seurauksena.

Optisen kvanttigeneraattorin eli laserin kaavio on esitetty kuvassa. 110, jossa 1 on manipulaattori osan sijainnin säätämiseksi suhteessa palkkiin; 2 - kaasupurkaussalamalamppu; 3 - optinen kvanttigeneraattori; 4 - hitsauspaikan valaisin; 5 - rubiini (lähde lähettää fotoneja); 6 - ohjauspaneeli; 7 - binokulaarinen mikroskooppi; 8.10 - hitsatut osat; 9 - valonsäde. Minkä tahansa elementin atomit viritetään jatkuvalla energialähteellä (pumppulamput) ja näiden atomien elektronit muunnetaan uudeksi laaduksi - energiaksi. Kiinteän kappaleen pintaan suunnattu energiakvanttien (fotonien) virtaus muuttaa sen energian lämpöenergiaksi, ja kiinteän kappaleen lämpötila nousee jyrkästi, koska fotonivirran energiapitoisuus on erittäin korkea.

Riisi. 110

Laserhitsaus ei vaadi tyhjiötä ja on aina pulssitoiminen. Hitsaustilaa ohjataan pulssitaajuudella ja jonkin verran säteen defokusoinnilla tuotteen hitsaukseen vaadittavalle energiatiheyden tasolle.

Huomautus. Teollisuudessa käytetään myös muita hitsaustyyppejä, kuten metallien räjähdyshitsausta, kemiallisen reaktion energiaa käyttävää kemiallis-termistä hitsausta ja muita.

Osien rakenteellisten liitosten tyypit hitsaamalla

Osien hitsattuja rakenteellisia liitoksia on seuraavan tyyppisiä (kuva 111): pusku (SZ); limitys (H1); tee (T1); kulmikas (U4).

Riisi. 111

Riisi. 112

Tuloksena olevan sauman poikkileikkauksen muodon mukaan (kuva 112) on tapana erottaa: vahvistettu (kupera); normaali; heikentynyt (kovera).

Liitettävien osien reunat voidaan hitsaustekniikasta (manuaalinen tai automaattinen) ja sauman sijainnista (vapaa pääsy yhdeltä tai molemmilta puolilta) riippuen olla tasaiset tai erikoisvalmisteiset (leikattu) jatkohitsausta varten. .

Hitsattavien osien paksuudesta riippuen (kuva 113) suoritetaan erilaisia ​​reunojen valmisteluja: metallin paksuudella 8 mm asti hitsaus suoritetaan ilman leikkausreunoja; enintään 26 mm:n paksuudella reunojen F-muotoinen leikkaus; joiden paksuus on yli 20 mm, ne hitsataan kaarevalla reunojen viisteellä; Jos metallin paksuus on yli 12 mm, suositellaan kaksipuolista X-muotoista uraa.

Riisi. 113

Normaalimuotoisia saumoja käytetään laajalti. Normaalimuotoisen saumaussauman jalan pituutta kutsutaan sen paksuudeksi ja se on merkitty kirjaimella K (kuva 114). Suoran kulman kärjestä hypotenuusaan (leikkaus A-A) pudonnutta kohtisuoran pituutta kutsutaan sauman laskennalliseksi paksuudella. Tasakylkisen kolmion muotoisissa liitoksissa laskettu paksuus k 0 = k sin 45 ° = 0,7 k.

Riisi. 114

Useimmissa tapauksissa sauman k jalka on yhtä suuri kuin osan s paksuus, mutta voi olla pienempi.

Pienin työsaumojen paksuus koneenrakennusrakenteissa on 3 mm. Poikkeuksena ovat rakenteet, joissa itse metallin paksuus on alle 3 mm.

Hitsatun rakenteen paksuudella ei ole ylärajaa, mutta k > 20 mm hitsien käyttö on harvinaista.

Nykyään, kun on erittäin usein tarpeen saada kiinteät liitokset, käytetään hitsausta. Mitä hitsaus on? Tähän kysymykseen on melko vaikea vastata yksiselitteisesti.

Hitsausta käytetään monimutkaisten teollisuuslaitteiden, lämmitysverkkojen korjaamiseen, ja sitä käytetään usein myös kotitalouksien tarpeisiin.

Erityyppisiä all-in-one-liitoksia, kun käytetään yleistä lämmitystä, kutsutaan hitsaukseksi. Osa saa plastisen muodonmuutoksen atomien välisten sidosten esiintymisen vuoksi. Sinä osaat tehdä ruokaa:

• metalliosat;
• keramiikka;
• lasi;
• muovi.

Nykyään tunnetaan useita hitsaustyyppejä, kun metallia sulatetaan:

• kaari;
• sähkökuona;
• katodi säde;
• plasma;
• laser;
• kaasua.

Fuusiohitsaus, kun työkappaleet kuumentuvat ja muotoutuvat, jaetaan kosketus-, suurtaajuus- ja kaasupainehitsaukseen. Lisäksi sulahitsauksella on laadukkaita työtuloksia.

Muodonmuutosta ilman lämmitystä sovelletaan seuraavaa:

• kylmä hitsaus;
• räjähdys;
• diffuusioliittäminen tyhjiöllä.

Virtalähde vaikuttaa hitsausprosessiin. Hän voi olla:

• kaari;
• kaasu;
• elektronisuihku.

Suojamateriaalien käyttö edellyttää muiden hitsausmenetelmien käyttöä:

• käyttämällä virtausta;
• suojakaasun alueella;
• tyhjiössä.

Käytetystä mekanisaatiosta riippuen hitsaus voi olla:

• käsikirja;
• puoliautomaattinen;
• Automaattinen.

Harkitse sulatushitsauksen päätyyppejä.

Manuaalinen tekniikka

Tällä hetkellä EMF:stä on tullut täytäntöönpanon perusta. Hitsausteoria tutkii ensisijaisesti EMF:ää. Lämmönlähde on sähkökaari, joka muodostuu kahdesta elektrodista, joista toinen on hitsattava osa. Sähkökaari voidaan määritellä voimakkaimmaksi kaasuvyöhykkeellä tapahtuneeksi purkaukseksi.

Jotta kaari syttyy, useiden kriteerien on täytyttävä:

• oikosulku, kun elektrodi koskettaa työkappaletta;
• elektrodin nopea ulosveto;
• jatkuva palaminen.

Elektrodin lämmittämiseksi tarvitaan oikosulku. Sen on saavutettava lämpötila, jossa elektronien emissio tapahtuu.

Tuloksena olevat elektronit saavat voimakkaimman kiihtyvyyden, ilmaantuu anodin ja katodin välisen kaasuraon ionisaatio. Tämän seurauksena kaaripurkaus saa vakaan palamisen.

Valokaari on voimakas lämmönlähde, jonka lämpötila on 6000°. Tällä hetkellä suurin hitsausvirta on 3 kA. Valokaarijännite käytön aikana voi olla 50 V.

Yleisimmin käytetty EMF päällystetyillä elektrodeilla. Manuaalinen hitsaus, kun tällaisia ​​elektrodeja käytetään, on tarkoitettu:

• nestemäisen metallin kaasusuojaus ympäröivän ilman sisäänpääsyltä;
• doping.

Takaisin hakemistoon

Fluxhitsaus

Se on löytänyt laajan sovelluksen, kun käytetään kulutuselektrodia, ja toiminta tapahtuu erityisen vuokerroksen alla.

Se kaadetaan osalle, kerroksen paksuus saavuttaa samalla 50 mm. Tämä estää valokaaren muodostumisen ilmatilassa. Muodostuu kaasukupla, joka sijaitsee nestevirran alla, jossa kaari palaa, täysin eristetty suorasta kosketuksesta hapen kanssa.

Kun suoritetaan automaattinen hitsaus, kuumaa metallia ei roisku, sauman muoto ei häiriinny, vaikka käytetään suurta virtaa. Kun osia hitsataan vuon avulla, virran voimakkuutta säädetään, maksimivirta on asetettu 1200 A:iin. Kun osia hitsataan avoimella kaarella, tätä arvoa ei voida saavuttaa.

Vuohitsauksella voit lisätä hitsausvirtaa. Lisäksi sauman erinomainen laatu säilyy, korkea tuottavuus havaitaan. Tällaista hitsausta varten on oltava puhdas elektrodilanka, jonka syöttö tuottaa hitsauspää. Se pyörii hitaasti, ja lanka liikkuu tällä hetkellä saumaa pitkin.

Rakeinen sulate syötetään hitsauspäähän erityisen putken kautta suoraan hitsausalueelle. Se sulaa ja sulkee sauman tasaisesti. Siitä tulee kova kuonakuori.

Tärkeimmät erot automaattisen vuohitsauksen ja manuaalisen kaarihitsauksen välillä:

• erinomainen sauman laatu;
• lisääntynyt tuottavuus;
• virtauskerroksen koko;
• nykyinen teho;
• vaaditun kaaren pituuden automaattinen valotus.

Takaisin hakemistoon

Kuonahitsaus

Tämän tyyppistä sähkökuonatekniikkaa pidetään täysin uutena metallien liitosteknologiana. Paton-instituutin tutkijat keksivät ja kehittivät sen kokonaan.

Käytön aikana kaikki työkappaleet peitetään kuonalla, jonka kuumennuslämpötila on korkeampi kuin työkappaleen sulamislämpötila, sekä elektrodilanka.

Ensinnäkin prosessi toistaa toiminnot, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin vuon käyttö. Kun nestemäistä kuonaa muodostuu, kaari sammuu kokonaan. Tuotteen reunat alkavat sulaa lämmön johdosta, joka vapautuu, kun virta kulkee sulatteen läpi. Tämä tyyppi voi hitsata paksuja työkappaleita, ja yksi läpimeno riittää.

Vaihtoehdolle on ominaista korkea tuottavuus ja erinomainen sauman laatu.

Takaisin hakemistoon

Induktiohitsaus

Tämän tyyppistä hitsausta pidetään uutena menetelmänä, jota alettiin käyttää useita vuosia sitten. Yleensä pituussaumat hitsataan tällä menetelmällä, kun putkia valmistetaan jatkuvalla syötöllä. Tätä menetelmää käytetään:

• kovien metalliseosten pinnoitus;
• leikkaustyökalujen valmistus.

Tässä tapauksessa metalli alkaa lämmetä korkeataajuisen virran ja voimakkaan puristuksen käytön vuoksi. Induktiohitsaus on kosketuksetonta. Suurtaajuisten virtojen lokalisointi tapahtuu lähelle lämmitettyjen osien pintaa.

Nämä asennukset toimivat seuraavassa järjestyksessä. Suurtaajuusgeneraattorin virta siirretään kelaan. Työkappaleeseen alkaa ilmaantua pyörrevirtoja ja putki kuumenee voimakkaasti.

Tällaiset myllyt on suunniteltu hitsaamaan putkia, joiden halkaisija on enintään 60 mm. Käsittelynopeus on 50 m/min. Tehoa tuottaa 260 kW:n putkigeneraattori. Käytetty taajuus on 880 kHz.

On mahdollista hitsata halkaisijaltaan erittäin suuria putkia, joiden seinämän paksuus on yli 7 mm. Suurin putken halkaisija on 426 mm, hitsausnopeus 30 m/min.