Spawanie - Fusion welding
Spawanie to ogólny termin określający procesy spawania , które polegają na stapianiu w celu łączenia materiałów o podobnym składzie i temperaturze topnienia . Ze względu na wysokie temperatury przemiany fazowe nieodłącznie związane z tymi procesami, w materiale powstaje strefa wpływu ciepła (chociaż niektóre techniki, takie jak spawanie wiązką, często minimalizują ten efekt, wprowadzając stosunkowo mało ciepła do przedmiotu obrabianego ).
W przeciwieństwie do spawania termojądrowego, spawanie półprzewodnikowe nie obejmuje topienia materiałów.
Aplikacje
Spawanie było kluczowym czynnikiem w tworzeniu współczesnej cywilizacji ze względu na jego kluczową rolę w praktyce budowlanej. Oprócz śrub i nitów nie ma innej praktycznej metody bezpiecznego łączenia elementów metalowych. Spawanie jest stosowane w produkcji wielu przedmiotów codziennego użytku, w tym samolotów, samochodów i konstrukcji. Duża społeczność wykorzystuje do tworzenia grafiki zarówno spawanie łukowe, jak i płomieniowe.
Rodzaje
Elektryczny
Łuk
Spawanie łukowe jest jednym z wielu rodzajów spawania. Spawanie łukowe łączy ze sobą dwa kawałki metalu za pomocą spoiwa pośredniego. Sposób, w jaki to działa, polega na wypełnieniu obwodu elektrycznego w celu wytworzenia łuku elektrycznego . Ten łuk elektryczny ma 6500 ° F (3593 ° C) w jego środku. Ten łuk elektryczny powstaje na czubku spoiwa. Gdy łuk topi metal, jest przesuwany przez osobę lub maszynę wzdłuż szczeliny w metalach, tworząc wiązanie. Ta metoda jest bardzo powszechna, ponieważ zwykle odbywa się za pomocą ręcznej maszyny. Spawarki łukowe są przenośne i można je przenosić na miejsca pracy oraz w trudno dostępne miejsca. Jest to również najczęstsza metoda spawania podwodnego. Łuki elektryczne tworzą się między punktami oddzielonymi gazem. W procesie spawania pod wodą wokół spawanego obszaru wydmuchiwany jest pęcherzyk gazu, co powoduje powstanie łuku elektrycznego. Spawanie pod wodą ma wiele zastosowań. Kadłuby statków są naprawiane, a platformy wiertnicze konserwowane za pomocą podwodnego spawania łukowego.
Zgrzewanie oporowe odbywa się za pomocą dwóch elektrod . Każdy styka się z jednym ze spawanych elementów. Dwa kawałki metalu są następnie ściskane między elektrodami i przepływa przez nie prąd elektryczny. Kawałki metalu zaczynają się nagrzewać w miejscu, w którym się zetkną. Prąd przepływa przez metal, aż stanie się wystarczająco gorący, aby te dwa kawałki stopiły się i połączyły. Gdy metal stygnie, wiązanie krzepnie. Ten proces wymaga dużych ilości energii elektrycznej. W większości przypadków potrzebne są transformatory, aby zapewnić wystarczającą ilość amperów. Zgrzewanie oporowe jest bardzo rozpowszechnioną formą zgrzewania. Znajduje zastosowanie w produkcji samochodów i sprzętu budowlanego.
Wiązka laserowa
Spawanie przewodowe, zwane również spawaniem wiązką laserową lub spawaniem radiacyjnym, jest bardzo precyzyjną formą spawania. „ Laser ” to skrót od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Laser emituje światło w seriach zwanych pompami. Te wybuchy są skierowane na szew metali, które mają być połączone. Gdy laser wybucha, jest prowadzony wzdłuż szwu. Te intensywne wybuchy topią metal. Te dwa metale po stopieniu mieszają się ze sobą. Po ostygnięciu utworzony szew tworzy silne wiązanie. Lasery są wydajne, ponieważ można je skonfigurować do wykonywania wielu spoin jednocześnie. Wiązkę lasera można podzielić i wysłać do wielu lokalizacji, co znacznie zmniejsza koszty i ilość wymaganej energii. Spawanie wiązką laserową znajduje zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym.
Wprowadzenie
Zgrzewanie indukcyjne jest formą zgrzewania oporowego. Jednak nie ma punktów styku między spawanym metalem a źródłem elektrycznym lub spawaczem. W spawaniu indukcyjnym cewka jest owijana wokół cylindra. Cewka ta wytwarza pole magnetyczne na powierzchni metalu wewnątrz. To pole magnetyczne płynie w kierunku przeciwnym do pola magnetycznego wewnątrz cylindra. Te przepływy magnetyczne utrudniają sobie nawzajem. Powoduje to podgrzanie metalu i stopienie się krawędzi.
Chemiczny
paliwowo-tlenowe
Kontakt z płomieniem jest bardzo powszechną formą spawania. Najpopularniejszym rodzajem spawania kontaktowego płomieniowego jest spawanie tlenowo-gazowe . Spawanie kontaktowe płomieniem wykorzystuje płomień wystawiony na powierzchnię spawanych metali w celu stopienia, a następnie połączenia ich ze sobą. System paliwowo-tlenowy wykorzystuje tlen jako główne źródło zapłonu w połączeniu z innym gazem, takim jak acetylen, do wytworzenia płomienia o temperaturze 2500 °C na końcu i 2800-3500 °C na końcu wewnętrznego stożka. Do spawania tlenowo-paliwowego można stosować inne gazy, takie jak propan i metanol. Acetylen jest najczęściej używanym gazem w spawaniu tlenowo-paliwowym.
Reagent stały
Spawanie reagentami stałymi wykorzystuje reakcje między pierwiastkami i związkami. Niektóre związki po zmieszaniu powodują egzotermiczną reakcję chemiczną , co oznacza, że wydzielają ciepło. Bardzo powszechna reakcja wykorzystuje termit, połączenie tlenku metalu (rdzy) i aluminium. Ta reakcja wytwarza ciepło ponad 4000 ° F. Stałe związki reagujące są kierowane do dwóch łączonych kawałków metalu. Po umieszczeniu katalizatora stosuje się do rozpoczęcia reakcji. Ten katalizator może być chemicznym lub innym źródłem ciepła. Wytworzone ciepło topi łączone metale. Po ostygnięciu tworzy się więź. Od spawania torów kolejowych po wchodzenie do skarbców bankowych, spawanie za pomocą stałego reagenta ma wiele niszowych zastosowań.