Keevitamise põhiprintsiibid

Keevisõmblust võib määratleda kui metallide koalestsentsi, mis on toodetud kuumutamisel sobivaks temperatuuriks rõhu kandmise korral või ilma, ning täitematerjali kasutamiseta või ilma.

Fusionis keevitades tekitab soojusallikas piisavalt soojust, et luua ja säilitada vajaliku suurusega metallist kogumi. Soojust võib tarnida elektrienergia või gaasi leegi abil. Elektrilise takistuse keevitamist võib pidada sulandumisvestmiseks, kuna moodustub mõni sulametall.

Tahkefaasilised protsessid tekitavad keevisõmblusi ilma alusmaterjali sulamata ja täiteainemetalli lisamata. Survet kasutatakse alati ja üldiselt pakutakse natuke soojust. Hõõrdeomus on välja töötatud ultraheli ja hõõrdumisega ühendamisel ning ahjude kuumutamist kasutatakse tavaliselt difusiooniühenduses.

Keevituses kasutatav elektriline kaare on suure vooluga madala pingega tühjendus tavaliselt vahemikus 10–2 000 amprit 10–50 volti juures. Kaarekolonn on keeruline, kuid koosneb üldiselt elektrone kiirgavast katoodist, voolu juhtivuse gaasiplasmast ja anoodipiirkonnast, mis muutub elektronide pommitamisest tingitud katoodist suhteliselt kuumemaks. Tavaliselt kasutatakse alalisvoolu (DC) kaari, kuid vahelduvvoolu (AC) kaare saab kasutada.

Koguenergia sisend kõigis keevitusprotsessides ületab liigese tootmiseks vajaliku selle, kuna kõiki genereeritud soojust ei saa tõhusalt kasutada. Efektiivsus varieerub sõltuvalt protsessist 60–90 protsenti; Mõned spetsiaalsed protsessid erinevad sellest joonisest laialdaselt. Kuumus kaob juhtivusega läbi mitteväärimetalli ja kiirguse ümbrusesse.

Kuumutamisel reageerib enamik metalle atmosfääri või muude läheduses asuvate metallidega. Need reaktsioonid võivad keevitatud liigese omadustele äärmiselt kahjulikud olla. Enamik metalle näiteks oksüdeerub sulades kiiresti. Oksiidi kiht võib vältida metalli nõuetekohast sidumist. Oksiidiga kaetud sulametallide tilgad jäävad keevisõmblusesse kinni ja muudavad liigese hapraks. Mõned konkreetsete omaduste jaoks lisatud väärtuslikud materjalid reageerivad õhuga kokkupuutel nii kiiresti, et metalli ladestumisel pole sama kompositsiooni kui algselt. Need probleemid on viinud voogude ja inertsete atmosfääride kasutamiseni.

Termotuumasünteesi keevitamisel on voos kaitsev roll metalli kontrollitud reaktsiooni hõlbustamisel ja seejärel oksüdeerumise vältimisel, moodustades teki sula materjali kohal. Voogud võivad olla aktiivsed ja aidata protsessis või passiivsed ning kaitsta pindu lihtsalt liitumise ajal.

Iinert atmosfäärid mängivad kaitserolli, mis sarnaneb voogudega. Gaasivarjestatud metall-arc ja gaasi varjestatud volfram-kurgis keevitab inertgaas-tavaliselt argoon-pidevas ojas taskulambi ümbritsevast keskpunktist, nihutades õhku kaare ümber. Gaas ei reageeri keemiliselt metalliga, vaid kaitseb seda lihtsalt õhus oleva hapnikuga kokkupuute eest.

Metalli ühendamise metallurgia on liigese funktsionaalsete võimaluste jaoks oluline. ARC -keevisõmblus illustreerib kõiki liigese põhijooni. Kolm tsooni tuleneb keevituskaare läbimisest: (1) keevisõmbluse metall või termotuumasünteesi tsoon, (2) soojust mõjutatud tsoon ja (3) mõjutamata tsoon. Keevismetall on see osa liigesest, mis on keevitamise ajal sulanud. Kuumusega mõjutatud tsoon on keevismetalliga külgnev piirkond, mis pole keevitatud, kuid mille keevitamise kuumuse tõttu muutub mikrostruktuur või mehaanilised omadused. Vajutamata materjal on see, mida selle omaduste muutmiseks ei kuumutatud piisavalt.

Keevismetalli koostis ja tingimused, mille alusel see külmub (tahkub), mõjutavad märkimisväärselt liigese võimet täita teenindusnõudeid. Kaarekeevitamisel koosneb keevismetallist täiteaine ja sulanud mitteväärismetall. Pärast kaare läbimist toimub keevismetalli kiire jahutamine. Ühekäigul keevisõmblusel on valatud struktuur, mille samba terad ulatuvad sula basseini servast keevisõmbluse keskele. Mitmevahemiku keevisõmbluses võib seda valatud struktuuri muuta, sõltuvalt keevitatavast metallist.

Keevisõmblusega või soojuse mõjutatud tsooniga külgnevat mitteväärimetalli on temperatuuritsüklite vahemikus ja selle struktuuri muutus on otseselt seotud tipptemperatuuriga igal hetkel, kokkupuute aja ja jahutuskiirusega. Nelikmetalli tüüpe on siin arutamiseks liiga palju, kuid neid saab rühmitada kolmesse klassi: (1) materjalid, mida ei mõjuta keevitussoojus, (2) materjalid, mis on karastatud konstruktsioonimuutustega, (3) materjalid, mis on karastatud sademeprotsesside abil.

Keevitamine tekitab materjalides stressi. Neid jõude indutseeritakse keevismetalli kokkutõmbumise ning soojuse mõjutatud tsooni laienemise ja seejärel kokkutõmbumisega. Kuukamatu metall seab ülaltoodu vaoshoituse ja nagu ülekaalus on kontraktsioon, ei saa keevismetall vabalt kokku tõmmata ning liiges on üles ehitatud stress. Seda nimetatakse üldiselt jääkpingeks ja mõne kriitilise rakenduse korral tuleb see eemaldada kogu valmistamise kuumtöötlusega. Jääkpinge on kõigis keevitatud struktuurides vältimatu ja kui seda ei kontrollita kummardumist ega keevitamise moonutamist. Kontrolli kasutatakse keevitustehnika, jigide ja inventaride, valmistamisprotseduuride ja lõpliku kuumtöötluse abil.