Hvordan fungerer sveising?
Skyskrapere, eksotiske biler, rakettoppskytinger – enkelte ting fanger bare oppmerksomheten din. Sveising , er tilsynelatende ikke en av dem. Du kan ha brukt hele livet uten å tenke på emnet. Du vil sikkert bli overrasket over det faktum at ifølge noen estimater påvirker sveising så mye som 50 prosent av bruttonasjonalproduktet i USA. Uten sveising ville ingen av disse fantastiske skyskraperne, bilene eller rakettene eksistert.
Sveising er i kjernen ganske enkelt en metode for å sette sammen to metallstykker. Selv om det finnes andre måter å sammenføye metaller på (nagler, lodding...), har sveising blitt førstevalget på grunn av dens styrke, effektivitet og allsidighet .
Det finnes mange forskjellige sveisemetoder , og nye blir oppdaget. Noen prosesser bruker varme for å smelte de to metallstykkene sammen, og legger ofte til "fyllstoff" til skjøten for å fungere som et bindemiddel. Andre metoder er avhengige av trykk for å binde metallet sammen, og noen bruker en kombinasjon av varme og trykk. I motsetning til lodding, hvor metalldelene som skjøtes forblir uendret, endrer sveiseprosessen alltid materialet som skjøtes.
Dette kan virke noe uviktig, men det er avgjørende for å forstå hvorfor sveising produserer så sterke skjøter. I lodde- og loddeprosesser blir to metallstykker sammenføyd ved å introdusere et tredje materiale (med et lavere smeltepunkt) i blandingen. Å legge til det tredje materialet mellom overflatene til de originale brikkene binder delene sammen. Bindingen er imidlertid bare så sterk som bindingsmaterialet. Sveising, på den annen side, eliminerer mellommannen og føyer de originale delene direkte til hverandre. Resultatet er et sterkt, sammenhengende bånd som ofte er like sterkt som selve materialet.
I denne artikkelen skal vi se nærmere på nøyaktig hvordan sveising fungerer . Vi vil også undersøke noen av de mange situasjonene der sveising brukes,med ekspertisen og utstyret som trengs for å få det hele til. Men før vi gjør det, la oss se på hvor det hele startet.
Med alt maskineriet som er involvert i sveiseprosesser, kan du tenke på sveising som en relativt ny prosess. I virkeligheten har sveising eksistert i tusenvis av år. Tidlige eksempler på sveising har blitt funnet på steder som spenner fra Irland til India, med noen som dateres tilbake til bronsealderen. Disse sivilisasjonene hadde selvfølgelig ikke den enorme mengden verktøy og maskineri som sveisere nå har tilgang til. Hvordan klarte de å sveise?
Prosessen de brukte er kjent som smiing. For å starte prosessen, ville smeder varme metallet til det var knallrødt i fargen (men fortsatt ikke flytende). Smeder ville deretter plassere de to delene, litt overlappet, på ambolten og naglet dem sammen. Nagler har flere begrensninger. Bare relativt myke metaller kan klinkes til hverandre og prosessen er svært arbeidskrevende. På steder uten strøm brukes imidlertid prosedyren fortsatt.
Smiing var den eneste muligheten frem til 1800-tallet. Men med begynnelsen av den industrielle revolusjonen, presset mange funn utviklingen av sveising. Elektrisitetsforskning brakte elektroder og elektriske lysbuer. Rudimentære fakler ble utviklet ved midten av århundret. Begge funnene vil påvirke sveisemetodene i det neste århundret betydelig.
På slutten av 1800-tallet ble sveising den drivende kraften innen produksjon. Metodene i denne epoken var imidlertid ikke perfekte. Oksidasjon (prosessen med metallbinding i oksygenpartikler i atmosfæren) skjedde under sveiseprosessen og de sveisede skjøtene var porøse og sprø. Slike sveiser utgjør en alvorlig risiko for arbeidere. For eksempel, i perioden fra 1895 til 1905 eksploderte dårlig konstruerte kjeler daglig og forårsaket tusenvis av dødsfall. Det var helt klart et presserende behov for bedre sveisemetoder. Nedenfor vil vi lære mer om de nye og forbedrede metodene, og starter med en nærmere titt på håndverkets spesifikasjoner.
Sveising til sjøs og i verdensrommet
Dykkersveisere reparerer rutinemessig skip og oljerigger, vanligvis ved hjelp av elektrisk lysbuesveising (som motvirker bruken av flamme). Sveising i rommet er i den andre enden av spekteret. Vakuumet i rommet skaper et ideelt sveisemiljø fordi det ikke er noen gasser som kan samhandle med sveisepunktet.
Sveising utenfor jordens atmosfære gjorde den internasjonale romstasjonen mulig.
Spesifikasjoner innen sveising 
I likhet med sjakk er sveising lett å lære, men vanskelig å mestre. Profesjonelle sveisere har et stort antall forskjellige variabler å vurdere når de utfører jobben. Uansett hvor komplisert jobben er, er det bare tre ting som trengs for å fullføre den: sveiseutstyr , sveisemateriale og sikkerhetsutstyr . Det mest grunnleggende sveiseutstyret, for sporadisk bruk i et hjemmeverksted, kan kjøpes for mindre enn 100 euro. Det er vanlig at disse enhetene er beregnet for elektrisk lysbuesveising (REL) eller elektrodesveising. Mange enheter har kun en på/av-bryter når det gjelder kontroller, noe som gjør dem enkle å betjene. Noen enheter (som de som brukes i lasersveising) er imidlertid så dyre og komplekse at de bare brukes i store industrier. Når det gjelder materialer, er noen lettere å sveise enn andre. Stål kan være et utmerket valg på grunn av dets styrke, tilgjengelighet og sveisbarhet. Som regel, jo sterkere stål, jo vanskeligere er det å sveise. Følgelig har flere stållegeringer blitt utviklet ved sveising. Selvfølgelig kan nesten alle metaller sveises, inkludert støpejern, bronse, aluminium og til og med titan, selv om sistnevnte krever en svært beskyttet atmosfære fordi metallet er svært reaktivt. Uansett hva du sveiser, husk:
sikkerhet først . Hvis du noen gang har sett sveising personlig, kan du være vitne til det blendende lyset som prosessen skaper. Å se direkte på sveisestedet uten beskyttelse kan gi smertefull hornhinnebetennelse med en sandlignende følelse i øyet. Det er ikke rart at en god sveisemaske er en forutsetning for ethvert verneutstyr. Sveisemasker finnes i mange stiler. De enkleste er de som har et mørklagt panel som sveiseren ser gjennom under sveising.Mer avanserte masker blir automatisk mørkere når sveisepunktet blir lysere. I tillegg til blendende lysstyrke, kan sveising generere temperaturer på opptil 5500 grader Celsius og mange gnister, noe som krever hansker og lange ermer.
Til slutt er riktig ventilasjon avgjørende, avhengig av sveisemetoden. Sveisere kan bli utsatt for skadelige stoffer som bly, kvikksølv og karbonmonoksid. Lufteventiler kan forhindre opphopning av røyk i arbeidsområdet.
Slik fungerer sveising
Vi er klare til å begynne å sveise. De fleste sveisede skjøter i dag faller inn i en av to kategorier: buesveising og gassveising.
Buesveising bruker en elektrisk lysbue for å smelte arbeidsmaterialene så vel som fyllmaterialet for de sveisede skjøtene. Buesveising innebærer å feste en jordledning til sveisematerialet eller annen metalloverflate. Den andre ledningen legges på materialet som skal sveises. Etter at ledningen er litt skilt fra materialet, opprettes en elektrisk lysbue. Det ser ut som når du trekker tenningskablene fra batteriet. Buen føyer deretter arbeidsstykkene sammen med et fyllmateriale som hjelper til med å holde stykkene sammen.
Å bringe fyllstoffet inn i skjøten krever en stødig hånd og øye for detaljer. Etter hvert som stangen smelter, må sveiseren kontinuerlig føre ytterligere materiale inn i skjøten med små, sikre bevegelser. Disse bevegelsene er det som gir sveisene deres spesielle utseende. Å bevege seg for fort eller for sakte, eller å holde lysbuen for nær eller for langt fra materialet kan skape dårlige sveiser.
REL-sveising, inertgasssveising (ofte kjent som metallinertgass, eller MIG, sveising) og wolframbuegassveising (ofte kalt wolfram inertgass, eller TIG, sveising) er buesveising.
Disse tre vanlige metodene har sine fordeler og ulemper. Elektrodesveising er for eksempel billig og lett å lære. Det er også tregere og mindre allsidig enn noen andre metoder. TIG-sveising er derimot vanskelig å lære og krever spesielt sveiseutstyr. TIG-sveising produserer imidlertid sveiser av høy kvalitet og kan sveise materialer som andre metoder ikke kan.
Gassveising er en annen populær metode for sveising. Denne prosessen bruker vanligvis en acetylen/oksygenbrenner for å smelte arbeidsmaterialet og sveisestangen. Sveiseren kontrollerer brenneren og stangen samtidig, og skaper dermed full kontroll over sveisen. Mens gassveising er mindre vanlig i industrien, brukes den fortsatt ofte til vedlikehold og reparasjoner, så vel som på skulpturer (mer om det senere).
„ Ekstremsveising“
Glødende lysbuer og fakler er ingen barnelek, men det finnes mer ekstreme måter å sveise på. Eksplosjonssveising bruker trykket som skapes av en kraftig eksplosjon for å slå sammen metaller. Laserstrålesveising er avhengig av kraftige lasere for å smelte sammen metaller. Ultralydsveising bruker høyfrekvente vibrasjoner som får metallmolekyler til å resonere og dermed gå sammen.
En god sveis er vanskelig å finne
Vi kan huske historien til sveising og at sprø, porøse sveiser har forårsaket alvorlige sikkerhetsproblemer i industrielle applikasjoner. Mye av problemet med de første sveisene stammer fra oksidasjon. Ettersom vitenskapen om sveising har utviklet seg, har metodene for å beskytte sveisestedet mot oksygen også gjort det. Ved elektrodesveising, for eksempel, er elektroden belagt med et beskyttende belegg. Denne beskyttelsen har flere forskjellige formål, hvorav ett er å lage et gassskjold for sveisepunktet. MIG- og TIG-sveising går så langt som å bruke gasstanker som kontinuerlig omslutter sveisepunktet i inerte gasser. Beskyttelse av sveisepunktet mot oksidasjon er avgjørende for dannelsen av en sterk sveis.
Selve forberedelsesprosessen er kanskje like viktig for å produsere sterke sveiser. Å sikre at arbeidsmaterialene er frie for fett, smuss og støv er bare det første trinnet i riktig forberedelse av sveiseskjøten. Å velge riktig type fuge er avgjørende for en kvalitetssveis.
Etter sveising kan du sjekke kvaliteten på sveisen på flere måter. En visuell inspeksjon kan vise at sveiseren jobbet med feil hastighet eller strømstyrke, noe som skaper sprekker og lange uregelmessigheter. Sveisere kan også kontrollere arbeidet sitt ved magnetisk partikkeltesting, væskepenetrering, ultralydtesting, røntgeninspeksjon, trykktesting eller andre metoder Destruktiv testing, som ødelegger sveisen i kontrollprosessen, brukes også ofte for å bestemme sveisekvaliteten.Uansett hvilken test som brukes, er det et viktig skritt i prosessen å sikre at sveisen er sterk og sikker.
Sveising i industri og kunst
De fleste sveisejobber er knyttet til produksjon i industri. Bilindustri, skipsbygging, kommersiell konstruksjon, brobygging - listen over sveisejobber fortsetter og fortsetter.
Selv om de fleste sveisere er menn, lever tusenvis av kvinner av sveising. Kvinnelige sveisere spilte nøkkelroller i skipsbygging under andre verdenskrig.
En av de mer interessante bruksområdene for sveising kommer fra det kunstneriske miljøet. Noen av de første eksemplene på sveising noensinne var kunstverk, som jernsøylen i Delhi, India, og gullskåler og -hetter som dateres tilbake mer enn 1000 år. Strukturer som buene til St. Louis Gateway (192 meter høy og bygget for å vare 1000 år) og Brussels Atomium illustrerer hvor langt sveisekunsten har kommet.
Tradisjonen med kunstnerisk sveising er fortsatt sterk, ettersom sveising skaper massive skulpturer som veier flere tonn. Selv om kunstnere bare utgjør et lite segment av sveiseindustrien, kan de vise potensialet ved sveising til millioner av andre.
