Tavné svařování - Fusion welding

Klasifikace procesů tavného svařování na základě zdroje energie, tepelného zdroje, mechanického zatížení a stínění

Tavné svařování je obecný termín pro svařování procesy, na které se spoléhají tání spojovat materiály podobného složení a teploty tání.[1] Kvůli vysoké teplotě fázové přechody neodmyslitelnou součástí těchto procesů, a tepelně ovlivněná zóna je vytvořen v materiálu[1]:755 (ačkoli některé techniky, jako je svařování paprskem, často tento účinek minimalizují zavedením poměrně malého tepla do obrobku[2]).

Na rozdíl od tavného svařování polovodičové svařování nezahrnuje tavení materiálů.

Aplikace

Fúzní svařování je klíčovým faktorem při vytváření moderní civilizace díky své klíčové roli ve stavebních postupech. Kromě šroubů a nýtů neexistuje žádný jiný praktický způsob bezpečného spojování kovových dílů. Tavné svařování se používá při výrobě mnoha předmětů každodenní potřeby včetně letadel, automobilů a konstrukcí. Velká komunita používá k vytváření uměleckých děl obloukové i plamenové kontaktní svařování.

Typy

Elektrický

Oblouk

Obloukové svařování je jedním z mnoha typů tavného svařování. Obloukové svařování spojuje dva kusy kovu dohromady pomocí mezilehlého přídavného kovu. Funguje to tak, že dokončíte elektrický obvod a vytvoříte elektrický oblouk. Tento elektrický oblouk má ve svém středu 3 593 ° C (6500 ° F).[3] Tento elektrický oblouk je vytvořen na špičce přídavného kovu. Když oblouk roztaví kov, pohybuje se buď osobou, nebo strojem podél mezery v kovech, čímž se vytvoří vazba. Tato metoda je velmi běžná, protože se obvykle provádí pomocí ručního stroje. Obloukové svařovací stroje jsou přenosné a lze je přivést na pracoviště a do těžko dostupných míst. Je to také nejběžnější metoda svařování pod vodou. Mezi body oddělenými plynem se tvoří elektrické oblouky. V procesu svařování pod vodou je kolem oblasti svařování vyfukována bublina plynu, takže se může vytvořit elektrický oblouk. Podvodní svařování má mnoho aplikací. Trupy lodí jsou opraveny a ropné plošiny jsou udržovány svařováním pod vodou.

Odporové svařování se provádí pomocí dvou elektrody. Každý přichází do styku s jedním ze svařovaných kusů. Tyto dva kusy kovu jsou potom stlačeny k sobě mezi elektrody a protéká jim elektrický proud.[4] Kusy kovu se začnou zahřívat v místě, kde přijdou do styku. Proud prochází kovem, dokud není dostatečně horký, aby se oba kusy roztavily a spojily. Když se kov ochladí, vazba ztuhne. Tento proces vyžaduje velké množství elektřiny. Ve většině případů jsou potřebné transformátory, aby poskytovaly dostatek zesilovačů. Odporové svařování je velmi rozšířená forma tavného svařování. Používá se při výrobě automobilů a stavebních zařízení.

Laserový paprsek

Vodivé svařování, také známé jako laserový paprsek svařování nebo svařování zářením, je vysoce přesná forma tavného svařování. "Laser „je zkratka pro zesílení světla stimulovanou emisí záření. Laser vydává světlo v dávkách zvaných pumpy.[5] Tyto dávky jsou zaměřeny na šev kovů, které mají být spojeny. Jak laser praskne, je veden podél švu. Tyto intenzivní záblesky roztaví kov. Oba kovy se po roztavení navzájem míchají. Jakmile se ochladí, vytvořený šev je silným poutem. Lasery jsou efektivní, protože je lze konfigurovat tak, aby vytvářely více svarů najednou. Laserový paprsek lze rozdělit a vyslat na více míst, což výrazně snižuje náklady a množství potřebné energie. Svařování laserovým paprskem nachází uplatnění v automobilovém průmyslu.

Indukce

Indukční svařování je forma odporového svařování. Mezi svařovaným kovem a elektrickým zdrojem nebo svářečem však nejsou žádné kontaktní body. Při indukčním svařování je cívka ovinuta kolem válce. Tato cívka způsobuje magnetické pole na povrchu kovu uvnitř. Toto magnetické pole proudí v opačném směru magnetického pole na vnitřní straně válce. Tyto magnetické toky se navzájem brání.[6] Tím se zahřívá kov a okraje se roztaví.

Chemikálie

Kyslíkové palivo

Plamenový kontakt je velmi běžná forma svařování. Nejoblíbenějším druhem kontaktního svařování plamenem je svařování kyslíkovým palivem. Plamenné kontaktní svařování využívá plamen vystavený povrchu svařovaných kovů, aby se roztavil a poté je spojil dohromady. Oxyfuel používá kyslík jako primární zdroj vznícení v tandemu s dalším plynem, jako je acetylen, k výrobě plamene, který má na špičce 2500 ° C a na špičce vnitřního kužele 2800-3500 ° C.[7] Pro svařování kyslíkovým palivem lze použít i jiné plyny, jako je propan a methanol. Acetylen je nejběžnější plyn používaný při svařování kyslíkovým palivem.

Pevný reaktant

Pevný reaktant svařování využívá reakce mezi prvky a sloučeninami. Některé směsi po smíchání vytvářejí exotermická chemická reakce, což znamená, že vydávají teplo. Velmi běžná reakce používá termit, což je kombinace oxidu kovu (rzi) a hliníku. Tato reakce produkuje teplo přes 4000 ° F.[7] Pevné reaktivní sloučeniny jsou směrovány na dva kusy kovu, které jsou spojeny. Jakmile je na místě, použije se ke spuštění reakce katalyzátor. Tímto katalyzátorem může být chemický nebo jiný zdroj tepla. Vytvořené teplo taví spojované kovy. Jakmile se ochladí, vytvoří se vazba. Od svařování vlakových kolejí až po vstup do bankovních trezorů má svařování pevných reaktantů mnoho využití.

Reference

  1. ^ A b Schey, John A. (2000) [1977], Úvod do výrobních procesů, Řada McGraw-Hill ve strojírenství a vědě o materiálech (3. vydání), McGraw-Hill Vysokoškolské vzdělání, ISBN  978-0-07-031136-7, vyvoláno 15. května 2010, Ve velké většině aplikací je interatomová vazba vytvořena tavením. Když materiály obrobku (základna nebo mateřské materiály) a plnivo (pokud se vůbec používají) mají podobné, ale ne nutně identické složení a teploty tání, proces se označuje jako tavné svařování nebo jednoduše svařování.
  2. ^ Bull, Steve (16. března 2000), "Procesy svařování fúzemi", Web kurzu MMM373 Joining Technology, Newcastle upon Tyne, Anglie, Spojené království: Newcastle University School of Chemical Engineering and Advanced Materials, archivovány od originál dne 11. září 2007, vyvoláno 16. května 2010
  3. ^ L. (n.d.). Základy obloukového svařování. Citováno 17. března 2016, z http://www.lincolnelectric.com/en-us/support/process-and-theory/Pages/arc-welding-detail.aspx
  4. ^ Konec.). ZÁKLADY ODPOROVÉHO SVAŘOVÁNÍ. Citováno 17. března 2016, z https://www.entroncontrols.com/images/downloads/700081C.pdf
  5. ^ U. (n.d.). Průvodce laserovým svařováním YAG. Citováno 17. března 2016, z http://www.amadamiyachieurope.com/cmdata/documents/Laser-Welding-fundamentals.PDF
  6. ^ WRIGHT, J. (n.d.). ZÁSADY SVÁŘENÍ VYSOKÉ FREKVENČNÍ INDUKČNÍ TRUBKY. Citováno 17. března 2016, z http://www.eheimpeders.com/uploads/TB1000.pdf
  7. ^ A b H. (n.d.). FUSIONOVÉ SVAŘOVACÍ PROCESY. Citováno 17. března 2016, z http://www4.hcmut.edu.vn/~dantn/lesson/POW/POW-p1c3.pdf