Osnovni principi zavarivanja

Zavarivanje se može definirati kao koalescencija metala proizvedenih grijanjem na odgovarajuću temperaturu sa ili bez primjene tlaka, i sa ili bez upotrebe materijala za punjenje.

U fuzijskom zavarivanju izvor topline stvara dovoljnu toplinu za stvaranje i održavanje rastopljenog bazena od tražene veličine. Toplina se može isporučiti električnom energijom ili plamenom plina. Zavarivanje električnog otpora može se smatrati fuzijskom zavarivanjem jer se formira neki rastopljeni metal.

Solid-fazni procesi proizvode zavarivanje bez taljenja baznog materijala i bez dodavanja metala punila. Pritisak je uvijek zaposlen, a općenito se osigurava neku toplinu. Toplina trenja razvijena je u ultrazvučnom i trenjem pridruživanju, a grijanje peći obično se koristi u difuzijskoj vezivanju.

Električni luk koji se koristi u zavarivanju je visoko strujni, niskonaponski pražnjenje općenito u rasponu 10-2.000 ampera na 10-50 volti. ARC stupac je složen, ali široko gledano, sastoji se od katode koja emituje elektrone, plinsku plazmu za tekuću provodljivost i anodna regija koja postaje relativno toplija od katode zbog elektronskog bombardiranja. Obično se koristi direktan struja (DC) luk, ali mogu se koristiti naizmjenične struje (AC) lukove.

Ukupni ulaz energije u svim procesima zavarivanja prelazi da je potrebno za proizvodnju spoja, jer se ne može sve iskoristiti sva nevažna toplina. Efikasnost variraju od 60 do 90 posto, ovisno o procesu; Neki posebni procesi širom odstupaju od ove figure. Toplina se gubi provodom kroz osnovni metal i zračenjem u okolinu.

Većina metala, kada se zagrijava, reagira sa atmosferom ili drugim obližnjim metalima. Te reakcije mogu biti izuzetno štetne za svojstva zavarenog spoja. Većina metala, na primjer, brzo oksidira kada se rastopi. Sloj oksida može spriječiti pravilno lijepljenje metala. Drobosti od rastane metala obložene oksidom postaju zavezane u zavarivanje i čine zajedničku krhku. Neki vrijedni materijali dodani za određena svojstva tako brzo reagiraju na izloženost zlu koji je deponirao metal nema isti sastav kao i u početku. Ovi problemi su doveli do upotrebe fluksa i inertnih atmosfera.

U fuzijskom zavarivanju fluksa ima zaštitnu ulogu u olakšavanju kontrolirane reakcije metala, a zatim sprečavaju oksidaciju formiranjem pokrivača preko rastopljenog materijala. Fluks mogu biti aktivni i pomažu u procesu ili neaktivno i jednostavno zaštititi površine tijekom pridruživanja.

Inertne atmosfere igraju zaštitnu ulogu sličnu onoj fluksa. U plinsko zaštićenim metalnim lučnim lučnim lučnim lukom i zavarivanje na plin inertni plin - obično argon-teče iz najavnice koji okružuju baklje u neprekidnom toku, premještajući zrak iz luka. Gas ne reagira s metalom, ali jednostavno ga štiti od kontakta sa kisikom u zraku.

Metalurgija pridruživanja metala važna je za funkcionalne mogućnosti spoja. ARC zavar ilustrira sve osnovne karakteristike zgloba. Tri zone rezultat je od prolaska luka za zavarivanje: (1) metal za zavarivanje ili fuzijsku zonu, (2) zonu zahvaćene toplinom i (3) netaknute zonu. Metal zavarivanja je taj dio spoja koji se rastopio za vrijeme zavarivanja. Zona zahvaćena toplinom je regija pored metala zavarivanja koji nije zavaren, ali je pretrpio promjenu mikrostrukture ili mehaničkih svojstava zbog topline zavarivanja. Neopterećeni materijal je ono što se nije dovoljno zagrejalo da promijeni svoja svojstva.

Sastav zavarivanja metala i uslovi pod kojima se smrzava (učvršćivanje) značajno utiču na sposobnost spoja za ispunjavanje službi. U lučnom zavarivanju metal zavarivanje sadrži materijal za punjenje plus osnovni metal koji se rastopio. Nakon lučnih prolaza javlja se brzo hlađenje metala zavarivanja. Zavarivanje jedno-prolaza ima lisnu strukturu sa kolumnanim zrncima koji se proteže od ruba rastopljenog bazena do centra zavarivanja. U višestrukoj zavarivanju se može modificirati ova livena struktura, ovisno o određenom metalu koji se zavari.

Osnovni metal uz zavarivanje ili zona zahvaćena toplinom, podvrgava se niz temperaturnih ciklusa, a njena promjena strukture izravno je povezana sa vršnom temperaturom u bilo kojem trenutku, vrijeme izlaganja, i stope hlađenja. Vrste osnovnog metala su previše brojne za raspravu, ali mogu se grupirati u tri klase: (1) materijali koji nisu utjecali zavarivanje toplinom, (2) materijala očvršćene strukturnim promjenama, (3) materijala očvršćen procesima padavina.

Zavarivanje proizvodi naglašene materijalima. Te su snage inducirane kontrakcijom zavarivanja i ekspanzijom, a zatim kontrakcijom zone pogođene toplinom. Nezdravljeni metal nameće suzdržavanje na gore navedenom, a kao kontrakciju prevladava, metal zavarivanje ne može slobodno ugovarati, a stres je izgrađen u zglobu. To je općenito poznato kao preostali stres, a za neke kritične aplikacije moraju biti uklonjene toplinskim obradom cijele izrade. Preostali stres neizbježan je u svim zavarenim strukturama, a ako se ne kontroliše klanjanje ili izobličenje zavarivanja. Kontrola se vrši tehnikom zavarivanja, džigovima i rasporedima, postupcima izrade i završnom termičkom obradom.