Kaip veikia suvirinimas?
Dangoraižiai, egzotiški automobiliai, raketų paleidimai – tam tikri dalykai tiesiog patraukia jūsų dėmesį. Suvirinimas , matyt, nėra vienas iš jų. Gali būti, kad visą gyvenimą praleidote negalvodamas apie šią temą. Jus tikrai nustebins tai, kad kai kuriais skaičiavimais, suvirinimas paveikia net 50 procentų Jungtinių Amerikos Valstijų bendrojo nacionalinio produkto. Be suvirinimo nebūtų nė vieno iš tų nuostabių dangoraižių, automobilių ar raketų.
Suvirinimas yra tiesiog dviejų metalo dalių sujungimo būdas. Nors yra ir kitų metalų sujungimo būdų (kniedijimas, litavimas...), suvirinimas tapo pirmuoju pasirinkimu dėl jo stiprumo, efektyvumo ir universalumo .
Yra daug skirtingų suvirinimo būdų ir atrandama naujų. Kai kurie procesai naudoja šilumą, kad iš esmės išlydytų du metalo gabalus, dažnai į jungtį pridedant „užpildo“, kad veiktų kaip rišamoji medžiaga. Kiti metodai remiasi slėgiu, kad metalas būtų sujungtas, o kai kurie naudoja šilumos ir slėgio derinį. Skirtingai nuo litavimo, kai jungiamos metalinės dalys lieka nepakitusios, suvirinimo procese visada pakeičiama jungiama medžiaga.
n Litavimo ir kietojo litavimo procesuose du metalo gabalai sujungiami į mišinį įdedant trečią medžiagą (su žemesne lydymosi temperatūra). Pridėjus tą trečiąją medžiagą tarp originalių dalių paviršių, dalys sujungiamos. Tačiau ryšys yra toks pat stiprus, kaip ir jungiamoji medžiaga. Kita vertus, suvirinimas pašalina tarpininką ir sujungia originalias dalis tiesiogiai viena su kita. Rezultatas yra stiprus, darnus ryšys, kuris dažnai yra toks pat stiprus kaip ir pati medžiaga.Šiame straipsnyje atidžiau pažvelgsime kaip tiksliai veikia suvirinimas . Taip pat išnagrinėsime kai kurias iš daugelio situacijų, kai naudojamas suvirinimas,su patirtimi ir įranga, kurios reikia, kad visa tai įvyktų. Tačiau prieš tai darydami pažiūrėkime, nuo ko viskas prasidėjo.
Kadangi visi suvirinimo procesuose naudojami įrenginiai, galite manyti, kad suvirinimas yra palyginti naujas procesas. Iš tikrųjų suvirinimas gyvuoja tūkstančius metų. Ankstyvieji suvirinimo pavyzdžiai buvo rasti nuo Airijos iki Indijos, kai kurie iš jų siekia bronzos amžių. Žinoma, šios civilizacijos neturėjo tiek daug įrankių ir mechanizmų, kuriuos dabar turi suvirintojai. Kaip jiems sekėsi suvirinti?
Jų naudojamas procesas vadinamas kalimu. Norėdami pradėti procesą, kalviai kaitindavo metalą, kol jis taps ryškiai raudonos spalvos (bet vis tiek nebuvo skystas). Tada kalviai uždėdavo du gabalus, šiek tiek persidengusius, ant priekalo ir sujungdavo. Kniedijimas turi keletą apribojimų. Tik santykinai minkštus metalus galima kniedyti vienas prie kito, o procesas yra labai sunkus. Tačiau vietose, kuriose nėra elektros, procedūra vis tiek taikoma.
Iki XIX a. buvo vienintelė galimybė kalti. Tačiau prasidėjus pramonės revoliucijai, daugybė atradimų paskatino suvirinimo plėtrą. Elektros tyrimai atnešė elektrodus ir elektros lankus. Rudimentiniai fakelai buvo sukurti iki amžiaus vidurio. Abu atradimai turės didelės įtakos kito šimtmečio suvirinimo būdams.
1800-ųjų pabaigoje suvirinimas tapo varomąja gamybos jėga. Tačiau šios eros metodai nebuvo tobuli. Suvirinimo proceso metu įvyko oksidacija (deguonies dalelių metalo jungimosi procesas atmosferoje), o suvirintos jungtys buvo porėtos ir trapios. Tokios suvirinimo siūlės kelia rimtą pavojų darbuotojams. Pavyzdžiui, nuo 1895 iki 1905 metų prastos konstrukcijos katilai kasdien sprogdavo ir nusinešdavo tūkstančius mirčių. Akivaizdu, kad skubiai reikėjo geresnių suvirinimo metodų. Žemiau sužinosime daugiau apie naujus ir patobulintus metodus, pradedant nuo atidžiau pažvelgus į amato specifiką.
Suvirinimas jūroje ir kosmose
Suvirintojai narai reguliariai taiso laivus ir naftos platformas, dažniausiai suvirindami elektros lanku (neleidžiant naudoti liepsnos). Suvirinimas erdvėje yra kitame spektro gale. Erdvės vakuumas sukuria idealią suvirinimo aplinką, nes nėra dujų, kurios galėtų sąveikauti su suvirinimo tašku.
Suvirinimas už žemės atmosferos ribų leido sukurti Tarptautinę kosminę stotį.
Suvirinimo specifika 
Kaip ir šachmatai, suvirinti lengva išmokti, bet sunku įvaldyti. Profesionalūs suvirintojai turi daugybę skirtingų kintamųjų, į kuriuos reikia atsižvelgti atlikdami darbą. Kad ir koks sudėtingas darbas būtų, jam atlikti reikia tik trijų dalykų: suvirinimo įrangos , suvirinimo medžiagos ir saugos įrangos . Paprasčiausią suvirinimo įrangą, skirtą retkarčiais naudoti namų dirbtuvėse, galima rasti už mažiau nei 100 eurų. Įprasta, kad šie įrenginiai yra skirti elektros lankiniam suvirinimui (REL) arba suvirinimui elektrodu. Daugelis įrenginių turi tik įjungimo / išjungimo jungiklį valdikliuose, todėl juos lengva valdyti. Tačiau kai kurie įrenginiai (pavyzdžiui, naudojami lazeriniam suvirinimui) yra tokie brangūs ir sudėtingi, kad naudojami tik didelėse pramonės šakose. Kalbant apie medžiagas, kai kurias medžiagas suvirinti lengviau nei kitas. Plienas gali būti puikus pasirinkimas dėl savo stiprumo, prieinamumo ir suvirinamumo. Paprastai kuo stipresnis plienas, tuo sunkiau jį suvirinti. Atitinkamai, suvirinant buvo sukurti keli plieno lydiniai. Žinoma, galima suvirinti beveik bet kokį metalą, įskaitant ketų, bronzą, aliuminį ir net titaną, nors pastarajam reikalinga itin apsaugota atmosfera, nes metalas yra labai reaktyvus. Kad ir ką virintumėte, atminkite:
pirmiausia sauga . Jei kada nors matėte suvirinimą, galite pamatyti akinančios šviesos, kurią sukuria procesas. Žvelgiant tiesiai į suvirinimo vietą be apsaugos, gali atsirasti skausmingas ragenos uždegimas, o akyje gali atsirasti į smėlį panašus pojūtis. Nenuostabu, kad gera suvirinimo kaukė yra būtina bet kokios apsauginės įrangos sąlyga. Suvirinimo kaukės yra įvairių stilių. Paprasčiausi yra tie, kurie turi patamsintą skydelį, pro kurį žiūri suvirintojas suvirindamas.Pažangesnės kaukės automatiškai tamsėja, kai suvirinimo vieta tampa šviesesnė. Be akinančio ryškumo, suvirinimas gali sukelti iki 5500 laipsnių Celsijaus temperatūrą ir daugybę kibirkščių, todėl reikia pirštinių ir ilgų rankovių.
Galiausiai, tinkama ventiliacija yra labai svarbi, atsižvelgiant į suvirinimo būdą. Suvirintojai gali būti veikiami kenksmingų medžiagų, tokių kaip švinas, gyvsidabris ir anglies monoksidas. Vėdinimo vožtuvai gali užkirsti kelią dūmų kaupimuisi darbo zonoje.
Kaip veikia suvirinimas
Esame pasirengę pradėti suvirinimą. Dauguma suvirintų jungčių šiandien skirstomos į vieną iš dviejų kategorijų: lankinį suvirinimą ir suvirinimą dujomis.
Lankinio suvirinimo metu naudojamas elektros lankas, kad išlydytų darbo medžiagas ir suvirintų jungčių užpildą. Lankinis suvirinimas apima įžeminimo laido pritvirtinimą prie suvirinimo medžiagos ar kito metalinio paviršiaus. Antrasis laidas dedamas ant suvirinamos medžiagos. Po to, kai viela yra šiek tiek atskirta nuo medžiagos, sukuriamas elektros lankas. Atrodo, kai ištraukiate uždegimo laidus nuo akumuliatoriaus. Tada lankas sujungia darbo dalis su užpildu, kuris padeda išlaikyti gabalus kartu.
Norint įterpti užpildą į siūlę, reikia tvirtos rankos ir dėmesio detalėms. Kai strypas tirpsta, suvirintojas turi nuolat mažais, patikimais judesiais tiekti papildomą medžiagą į jungtį. Šie judesiai suteikia suvirinimo siūlėms ypatingą išvaizdą. Judant per greitai arba per lėtai arba laikant lanką per arti arba per toli nuo medžiagos, gali susidaryti blogos suvirinimo siūlės.
REL suvirinimas, suvirinimas inertinėmis dujomis (paprastai vadinamas metalo inertinėmis dujomis arba MIG, suvirinimas) ir lankinis volframo dujų suvirinimas (dažnai vadinamas volframo inertinėmis dujomis arba TIG, suvirinimas) yra lankinis suvirinimas.
Šie trys įprasti metodai turi privalumų ir trūkumų. Pavyzdžiui, suvirinimas elektrodu yra pigus ir lengvai išmokstamas. Jis taip pat yra lėtesnis ir mažiau universalus nei kai kurie kiti metodai. Priešingai, TIG suvirinimo sunku išmokti ir jam reikia specialios suvirinimo įrangos. Tačiau suvirinant TIG gaunamos aukštos kokybės suvirinimo siūlės ir galima suvirinti medžiagas, kurių negali kiti metodai.
Dujinis suvirinimas yra dar vienas populiarus suvirinimo būdas. Šiame procese paprastai naudojamas acetileno / deguonies degiklis, kad ištirptų darbo medžiaga ir suvirinimo strypas. Suvirintojas vienu metu valdo degiklį ir strypą, taip sukuriant visišką suvirinimo kontrolę. Nors suvirinimas dujomis pramonėje yra mažiau paplitęs, jis vis dar dažnai naudojamas techninei priežiūrai ir remontui, taip pat skulptūroms (daugiau apie tai vėliau).
„ Ekstremalus suvirinimas“
Įkaitę elektros lankai ir degikliai nėra vaikų žaidimas, tačiau yra ir ekstremalesnių suvirinimo būdų. Sprogimo suvirinimui naudojamas galingo sprogimo sukuriamas slėgis metalams sujungti. Suvirinant lazerio spinduliu, naudojami galingi lazeriai, sulydantys metalus. Ultragarsinis suvirinimas naudoja aukšto dažnio virpesius, dėl kurių metalo molekulės rezonuoja ir taip susijungia.
Sunku rasti gerą suvirinimo siūlę
Galime prisiminti suvirinimo istoriją ir tai, kad trapūs, porėti suvirinimo siūlės sukėlė rimtų saugos problemų pramonėje. Didžioji dalis problemų, susijusių su pirmaisiais suvirinimo siūlais, kyla dėl oksidacijos. Tobulėjant suvirinimo mokslui, tobulėjo ir metodai, kaip apsaugoti suvirinimo vietą nuo deguonies. Pavyzdžiui, suvirinant elektrodu, elektrodas yra padengtas apsaugine danga. Ši apsauga turi keletą skirtingų tikslų, vienas iš kurių yra sukurti suvirinimo taško dujų skydą. MIG ir TIG suvirinimas siekia tiek, kad naudojami dujų bakai, kurie nuolat apgaubia suvirinimo vietą inertinėmis dujomis. Suvirinimo taško apsauga nuo oksidacijos yra būtina norint suformuoti stiprią suvirinimo siūlę.
Pats paruošimo procesas galbūt yra toks pat svarbus norint pagaminti tvirtas suvirinimo siūles. Užtikrinti, kad darbo medžiagos būtų be riebalų, nešvarumų ir dulkių, yra tik pirmas žingsnis tinkamai paruošiant suvirintą jungtį. Norint kokybiškai suvirinti, labai svarbu pasirinkti tinkamą jungties tipą.
Suvirinę siūlės kokybę galite patikrinti keliais būdais. Vizuali apžiūra gali parodyti, kad suvirintojas dirbo netinkamu greičiu ar amperais, todėl atsirado įtrūkimų ir ilgų nelygumų. Suvirintojai taip pat gali kontroliuoti savo darbą magnetinių dalelių bandymu, skysčių įsiskverbimu, ultragarsu, rentgeno patikrinimu, slėgio bandymu ar kitais metodais, kurie sunaikina suvirinimo siūlę, taip pat dažnai naudojamas suvirinimo kokybei nustatyti.Nepriklausomai nuo to, kuris bandymas naudojamas, svarbu užtikrinti, kad suvirinimo siūlė būtų tvirta ir saugi, yra svarbus proceso žingsnis.
Suvirinimas pramonės ir meno srityse
Dauguma suvirinimo darbų yra susiję su gamyba pramonės šakose. Automobilių pramonė, laivų statyba, komercinė statyba, tiltų statyba – suvirinimo darbų sąrašas tęsiasi ir tęsiasi.
Nors dauguma suvirintojų yra vyrai, tūkstančiai moterų pragyvenimui užsidirba suvirindamos. Antrojo pasaulinio karo metais suvirintojos atliko pagrindinį vaidmenį laivų statyboje.
Vienas iš įdomesnių suvirinimo pritaikymų kyla iš meninės bendruomenės. Kai kurie pirmieji suvirinimo pavyzdžiai buvo meno kūriniai, tokie kaip geležinis stulpas Delyje (Indija) ir auksiniai dubenys bei dangteliai, datuojami daugiau nei 1000 metų. Tokios konstrukcijos kaip arkos Šv. Louis Gateway (192 metrų aukščio ir pastatytas taip, kad tarnautų 1000 metų) ir Briuselio Atomium parodo, kaip toli pažengė suvirinimo menas.
Meninio suvirinimo tradicija išlieka stipri, nes suvirinant sukuriamos didžiulės, sveriančios skulptūros. kelias tonas. Nors menininkai sudaro tik nedidelį suvirinimo pramonės segmentą, jie gali parodyti suvirinimo potencialą milijonams kitų.
