Mga pangunahing prinsipyo ng hinang

Ang weld ay maaaring tukuyin bilang isang coalescence ng mga metal na ginawa sa pamamagitan ng pag-init sa isang angkop na temperatura na mayroon o walang paglalapat ng presyon, at mayroon o walang paggamit ng isang filler material.

Sa fusion welding, ang pinagmumulan ng init ay bumubuo ng sapat na init upang lumikha at mapanatili ang isang tinunaw na pool ng metal ng kinakailangang laki. Ang init ay maaaring ibigay sa pamamagitan ng kuryente o sa pamamagitan ng apoy ng gas. Ang electric resistance welding ay maaaring ituring na fusion welding dahil ang ilang tinunaw na metal ay nabuo.

---

Ang mga solid-phase na proseso ay gumagawa ng mga welds nang hindi natutunaw ang base material at walang pagdaragdag ng isang filler metal. Ang presyon ay palaging ginagamit, at sa pangkalahatan ay may ibinibigay na init. Ang frictional heat ay binuo sa ultrasonic at friction joining, at ang furnace heating ay karaniwang ginagamit sa diffusion bonding.

Ang electric arc na ginagamit sa welding ay isang high-current, low-voltage discharge sa pangkalahatan sa hanay na 10–2,000 amperes sa 10–50 volts. Ang isang haligi ng arko ay kumplikado ngunit, sa pangkalahatan, ay binubuo ng isang cathode na naglalabas ng mga electron, isang gas plasma para sa kasalukuyang pagpapadaloy, at isang rehiyon ng anode na medyo nagiging mas mainit kaysa sa cathode dahil sa pagbomba ng elektron. Ang isang direktang kasalukuyang (DC) arc ay karaniwang ginagamit, ngunit ang alternating current (AC) arc ay maaaring gamitin.

Ang kabuuang input ng enerhiya sa lahat ng proseso ng welding ay lumampas sa kinakailangan para makabuo ng joint, dahil hindi lahat ng init na nabuo ay maaaring magamit nang epektibo. Ang mga kahusayan ay nag-iiba mula 60 hanggang 90 porsiyento, depende sa proseso; ilang mga espesyal na proseso ay malawak na lumihis mula sa figure na ito. Ang init ay nawawala sa pamamagitan ng pagpapadaloy sa pamamagitan ng base metal at sa pamamagitan ng radiation sa paligid.

Karamihan sa mga metal, kapag pinainit, ay tumutugon sa kapaligiran o iba pang malapit na mga metal. Ang mga reaksyong ito ay maaaring maging lubhang nakapipinsala sa mga katangian ng isang welded joint. Karamihan sa mga metal, halimbawa, ay mabilis na nag-oxidize kapag natunaw. Ang isang layer ng oxide ay maaaring maiwasan ang wastong pagbubuklod ng metal. Ang mga molten-metal droplet na nababalutan ng oxide ay nakulong sa weld at ginagawang malutong ang joint. Ang ilang mahahalagang materyales na idinagdag para sa mga partikular na katangian ay mabilis na tumutugon sa pagkakalantad sa hangin na ang metal na idineposito ay walang katulad na komposisyon tulad ng una. Ang mga problemang ito ay humantong sa paggamit ng mga flux at inert atmosphere.

Sa fusion welding ang flux ay may proteksiyon na papel sa pagpapadali ng isang kinokontrol na reaksyon ng metal at pagkatapos ay pumipigil sa oksihenasyon sa pamamagitan ng pagbuo ng isang kumot sa ibabaw ng tinunaw na materyal. Ang mga flux ay maaaring maging aktibo at tumulong sa proseso o hindi aktibo at simpleng protektahan ang mga ibabaw habang sumasali.

Ang mga inert atmosphere ay gumaganap ng isang proteksiyon na papel na katulad ng sa mga flux. Sa gas-shielded metal-arc at gas-shielded tungsten-arc welding isang inert gas—karaniwan ay argon—ay dumadaloy mula sa annulus na nakapalibot sa torch sa isang tuluy-tuloy na stream, na nagpapalipat-lipat ng hangin mula sa paligid ng arko. Ang gas ay hindi kemikal na tumutugon sa metal ngunit pinoprotektahan lamang ito mula sa pakikipag-ugnay sa oxygen sa hangin.

Ang metalurhiya ng pagsali sa metal ay mahalaga sa mga functional na kakayahan ng joint. Ang arc weld ay naglalarawan ng lahat ng mga pangunahing katangian ng isang joint. Tatlong zone ang nagreresulta mula sa pagpasa ng isang welding arc: (1) ang weld metal, o fusion zone, (2) ang heat-affected zone, at (3) ang hindi apektadong zone. Ang weld metal ay ang bahagi ng joint na natunaw habang hinang. Ang heat-affected zone ay isang rehiyon na katabi ng weld metal na hindi pa hinangin ngunit sumailalim sa pagbabago sa microstructure o mechanical properties dahil sa init ng welding. Ang hindi naapektuhang materyal ay yaong hindi sapat na pinainit upang mabago ang mga katangian nito.

Ang komposisyon ng weld-metal at ang mga kondisyon kung saan ito nagyeyelo (nagpapatatag) ay makabuluhang nakakaapekto sa kakayahan ng joint na matugunan ang mga kinakailangan sa serbisyo. Sa arc welding, ang weld metal ay binubuo ng filler material kasama ang base metal na natunaw. Matapos lumipas ang arko, nangyayari ang mabilis na paglamig ng weld metal. Ang one-pass weld ay may cast structure na may columnar grains na umaabot mula sa gilid ng molten pool hanggang sa gitna ng weld. Sa isang multipass weld, ang cast structure na ito ay maaaring mabago, depende sa partikular na metal na hinangin.

Ang base metal na katabi ng weld, o ang heat-affected zone, ay napapailalim sa isang hanay ng mga cycle ng temperatura, at ang pagbabago nito sa istraktura ay direktang nauugnay sa peak temperature sa anumang naibigay na punto, ang oras ng pagkakalantad, at ang mga rate ng paglamig. Ang mga uri ng base metal ay napakarami upang talakayin dito, ngunit maaari silang ipangkat sa tatlong klase: (1) mga materyales na hindi naaapektuhan ng init ng hinang, (2) mga materyales na pinatigas ng pagbabago ng istruktura, (3) mga materyales na pinatigas ng mga proseso ng pag-ulan.

Ang welding ay gumagawa ng mga stress sa mga materyales. Ang mga puwersang ito ay naiimpluwensyahan ng pag-urong ng weld metal at sa pamamagitan ng pagpapalawak at pagkatapos ay pag-urong ng lugar na apektado ng init. Ang hindi pinainit na metal ay nagpapataw ng isang pagpigil sa itaas, at habang nangingibabaw ang pag-urong, ang weld metal ay hindi malayang makontrata, at ang isang stress ay nabubuo sa joint. Ito ay karaniwang kilala bilang natitirang stress, at para sa ilang kritikal na aplikasyon ay dapat alisin sa pamamagitan ng heat treatment ng buong katha. Ang natitirang stress ay hindi maiiwasan sa lahat ng mga welded na istraktura, at kung hindi ito kontrolado ang pagyuko o pagbaluktot ng weldment ay magaganap. Ang kontrol ay isinasagawa sa pamamagitan ng welding technique, jigs at fixtures, mga pamamaraan sa paggawa, at panghuling paggamot sa init.