Svetsning är processen att sammanfoga två material, även kallade substrat, genom att smälta dem med hjälp av värmeenergi koncentrerad längs sömmarna.
Som barn minns jag att mina föräldrar avskräckte mig från att titta direkt på män hopkurade över en metallbit och göra något som skulle generera ett mycket starkt vitt ljus. Min nyfikenhet fick mig att lära mig att processen, känd som svetsning, används för att sammanfoga två eller flera metallbitar för strukturella ändamål.
Fogning krävs när det antingen är opraktiskt eller omöjligt att bilda sammanhängande strukturer. Det är dock viktigt att använda effektiva tekniker för att sammanfoga material, annars försämrar det strukturens övergripande integritet.
Vad är svetsning och hur görs det?
Svetsning är en sammanfogningsteknik som involverar sammansmältning av substrat.
Svetsning är processen att sammanfoga två material, även kallade substrat, genom att smälta dem med värmeenergi koncentrerad längs sömmarna. Källorna för värmeenergi som används varierar enormt, baserat på de typer av substrat som svetsas samman.
Eftersom svetsning innebär smältning genom smältning är det önskvärt att sammanfoga liknande metaller, eftersom de kommer att ha jämförbara smältpunkter. Men speciella tekniker tillåter svetsare att foga olika metaller också!
Ibland, för att förstärka en svetsfog, tillsatsmetall används. Det smälter helt, tillsammans med de delar av underlaget som värme appliceras på, vilket resulterar i en stark fog. Tillsatsmetaller levereras externt till skarven vid svetstillfället.
Olika svetstekniker och deras tillämpningar
Helhetsmässigt kan svetstekniker vara klassificeras baserat på den värmekälla som ger fusion.
1. Bågsvetsning
Bågsvetsning (den vår föräldrar rådde oss att se bort från) är den vanligaste formen av svetsning. Den levererar höga spänningar och strömmar i olika kombinationer till basmetallen genom en elektrod, vilket orsakar smältningen.
Beroende på beroende på svetsens beskaffenhet kan tillsatsmaterial användas. Dessa tillförs av själva elektroderna och förbrukas i processen.
Svetsar som genereras under denna process är mycket känsliga för defekter och måste därför skyddas av ett ‘avskärmande’ medium som täcker svetsen tills den svalnar och stelnar.
Vanligt använda tekniker för bågsvetsning inkluderar:
Skärmad metallbågsvetsning (SMAW)
Sticksvetsning är den vanligaste formen av svetsning och använder en förbrukningsbar elektrod.
Allmänt känd som sticksvetsning, denna svetsning använder en förbrukningsbar elektrod för att lägga svetsarna. Elektroden fungerar som tillsatsmetall och är belagd med ett flussmedel, som sönderfaller till en gas som skyddar svetsen.
Nedsänkt bågsvetsning (SAW)
SAW är bågen nedsänkt under ett lager av flussmedel för att skydda den från element.
Elektroden är en förbrukningsbar kopparbelagd tråd som matas kontinuerligt till arbetsstyckets söm. Bågen skyddas genom att “sänka” den under ett lager av pulveriserat flussmedel.
Gaswolframbågsvetsning (GTAW)
TIG-svetsning använder en volframelektrod med ett fyllmedel som levereras externt (Fotokredit : Lapis2380/Shutterstock)
Även känd som volfram inert gas (TIG) ) svetsning, använder denna process en icke förbrukningsbar volframelektrod som tillförs tillsammans med en inert gas, såsom helium eller argon, för att skydda svetsen. Tillsatsmetall levereras externt.
Gasmetallbågsvetsning (GMAW)
MIG-svetsning använder en förbrukningsbar tillsatselektrod som levereras tillsammans med skyddsgaser.
Även känd som metall inert gas (MIG) svetsning, den här tekniken liknar GTAW förutom att själva elektroden är tillsatsmaterialet och inte behöver tillföras externt.
På grund av dess farliga natur är bågsvetsning till stor del robotiserad. Det är den mest mångsidiga och kostnadseffektiva formen av svetsning. Den finner användning i strukturella komponenter och kan användas på både järnhaltiga och icke-järnhaltiga material.
Gassvetsning
Gassvetsning använder en brännare som tillför en blandning av syre och bränslegaser. (Fotokredit: Matee Nuserm/Shutterstock)
Använda syre och en bränslegas i ett lämpligt brännbart förhållande används ofta för att värma metaller till deras smältpunkter. Alla tekniker som använder detta för att sammanfoga metaller faller under paraplyet “gassvetsning”.
En tryckkontrollerad brännare matar ut syre-bränsleblandning i lämpligt förhållande, som sedan antänds av en gnista för att starta lågan.
I de flesta fall använder gassvetsning inte tillsatsmetaller. Några vanliga gassvetstekniker är oxyacetylen och oxyväteflamsvetsning, som kan nå temperaturer på upp till 3000°C, tillräckligt för att smälta nästan alla metaller.
Oxy-fuel-brännare används också för att skära metaller när det inte är möjligt att göra det med mekaniska medel. Oxy-fuel-svetsning är främst avsedd för reparationsarbeten, samt sammanfogning av tunna och medeltjocka metallplåtar.
Strålande energisvetsning
Denna form av svetsning koncentrerar en stråle av exciterade elektroner (elektronstråle) eller elektromagnetisk strålning (laserstråle) för att smälta substrat längs sömmarna. Detta system använder inte tillsatsmetaller.
Arbetsstyckena hålls vanligtvis i en vakuumkammare, vilket eliminerar behovet av skärmande media. Den största fördelen med att använda strålningsenergisvetsning är att den kan användas för att svetsa olika metaller och metaller av varierande tjocklek. Även om det är dyrare jämfört med andra tekniker, är svetsarna den genererar bland de starkaste.
