Metināšanas tehnika: pamatjēdzieni, noteikumi un iespējamās kļūdas

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Karstā metināšana ir viens no visizplatītākajiem montāžas procesiem, ko izmanto būvniecībā un rūpniecībā. To izmanto gan augsto tehnoloģiju operācijās iekārtu montāžai, gan vienkāršākajos tipiskajos darbos, savienojot nesošās konstrukcijas. Katrā gadījumā tiek izmantota sava metināšanas tehnika, kas ir optimāli piemērota ekspluatācijas parametriem, darba apstākļiem un prasībām pret rezultātu.

Kas ir metināšana?

Klasiskā skatījumā metināšana ir pastāvīgu savienojumu veidošanas tehnoloģija, veidojot starpatomiskas strukturālas saites uz termiskās iedarbības fona. Citiem vārdiem sakot, augstā temperatūrā tiek nodrošināta sagatavju plastiskā deformācija un sekojoša daļiņu apmaiņa starp tām, kas noved pie savienojuma veidošanās pēc materiālu atdzišanas. Metināšanas tehnika pati par sevi nodrošina tikai nepieciešamos apstākļus metālu ievešanainepieciešamais stāvoklis. Normālos temperatūras apstākļos metāls ir cietu kristālisku daļiņu struktūra, bet, sasniedzot noteiktu sildīšanas indeksu, materiāls mīkstina. Tajā pašā laikā jāuzsver, ka temperatūras ietekme rada ne tikai pozitīvu efektu no montāžas iespēju viedokļa. Notiek arī metālu oksidēšanās, rodas plaisu veidošanās nepiemērotās vietās iekšējā sprieguma dēļ, vispārēja deformācija un deformācija. Šādas parādības ir iespējams izslēgt un samazināt līdz minimumam, tikai pareizi izvēloties aprīkojumu un organizējot metināšanas procesu.

Metinājumi un savienojumi

Lai izprastu metālplastiskās deformācijas mērķus, ir jānosaka, kādiem konstrukcijas uzdevumiem tiek veikta metināšanas darbība. Vairumā gadījumu ir nepieciešams iegūt divu sagatavju vai konstrukciju savienojumu ar detaļām. Savienojumu konfigurācijas ir dažādas - leņķiskais, sadursmītis, tee utt. No malu veidošanas viedokļa šuvju metināšanas tehnika ļauj veidot savienojumus bez slīpām, ar atlokiem, kā arī ar dažādu formu slīpumiem. Par vienu no grūtākajām slīpajām malām tiek uzskatīta X-veida forma, kurā ir savienotas divas taisnas vai izliektas malas. Lai gan viena no galvenajām prasībām metinātajam savienojumam ir hermētiskums, atsevišķos gadījumos ir diezgan skaidri uzdevumi caurumu veidošanai savienojumā. Piemēram, savienojot elementus, pārklājoties un bez malas slīpuma, var izveidoties iegarens caurums, ko vēlāk izmanto citiem konstrukcijas darbiem.

Metināšanas procesa veidi

Pati pieeja metināšanas tehniskajai organizācijai var atšķirties gan pēc darba vides parametriem, gan pēc ietekmes uz mērķa materiālu mehānikas. Populārākās metināšanas tehnoloģijas ir šādas:

• Lokmetināšana. Starp metināmās konstrukcijas vai daļas virsmu veidojas elektriskā loka, kuras termiskais efekts noved pie materiāla kušanas. Šī metode var būt manuāla, mehanizēta vai automātiska. Piemēram, automātiskā loka metināšanas tehnika ietver elektrodu stieples padevi ar īpašu aprīkojumu, atbrīvojot operatora rokas.
• Gāzes metināšana. Ja iepriekšējā gadījumā siltuma avots ir elektriskā enerģija, tad gāzes metināšanai izmanto skābekļa-degvielas liesmu ar temperatūru 3200 ° C. Tajā pašā laikā kombinētās metodes nevajadzētu jaukt ar šo metodi, kurā tiek izmantoti arī gāzu maisījumi, taču ne kā augstas temperatūras avots, bet lai izolētu metināto baseinu.
• Elektrisko izdedžu metināšana. Ietekmi uz materiālu nodrošina elektriskā strāva, un izkausēti izdedži darbojas kā vadītājs un enerģijas pārveidotājs.
• Plazmas metināšana. Augstas temperatūras metināšanas metode, kurā tiek izmantota plazmas loka strūkla ar siltumenerģiju līdz 10 000 °C.
• Lāzermetināšana. Metodes pamatā ir fotoelektroniskās enerģijas izmantošana. Daļu kušana notiek pastiprinātā lāzera izstarotā gaismas stara ietekmē.

Metināšanas iekārtas

Metināšanas darbību veikšanai parasti tiek izmantoti vairāki tehniskie līdzekļi, tostarp invertors, taisngriezis un transformators. Katrā gadījumā galvenā metināšanas aparāta galvenais uzdevums ir nodrošināt līdzstrāvu. Augstas kvalitātes aprīkojums nodrošina darba zonu ar vienmērīgu un stabilu elektrisko loku. Protams, tas attiecas uz elektriskās metināšanas tehnoloģijām. Metināšanas tehnika gāzveida vidē tiek realizēta ar degļu un pārnesumkārbu palīdzību, kas regulē gāzes maisījuma padevi no balona. Arī plazmas metināšanas gadījumā tiek izmantoti speciāli plazmas degļi, kas var strādāt ar līdz 30 mm biezām sagatavēm. Turklāt jāuzsver, ka gāzes un plazmas iekārtas galvenokārt ir vērstas nevis uz tradicionālajiem metāla detaļu savienošanas uzdevumiem, bet gan uz materiāla griešanu termiskā ietekmē.

Šušanas tehnika

Neskatoties uz iekārtu milzīgo lomu, metināšanas darbā daudz kas ir atkarīgs no operatora prasmēm un spējām, kurš kontrolē visu procesu. Iekārtas lietotāja uzdevums ir kontrolēt elektrodu un palīgmateriālu padevi, kas atrodas metināšanas baseinā, kur veidojas šuve. Galvenais faktors ir operatora pozīcija un šuves virziens. Speciālisti iesaka darbu veikt, ja iespējams, apakšējā pozīcijā, pārliecinoties, ka metinātā šuve ir sametināta ar lodītes ar paplašināšanu. Vēlams panākt dziļu iespiešanos, kas padarīs savienojuma struktūru viendabīgāku un izturīgāku. Inženierzinātnēsmanuāla metināšana, šuves attīrīšanas posms no izdedžiem un traipiem ir īpaši svarīgs. Ja galvenās darba daļas laikā šādus trūkumus nevarēja novērst, tad būs jāveic otrs seguma slānis. Parasti galvenais pirmais slānis sasniedz 3-4 mm biezumu, bet nākamie - līdz 5 mm.

Iegremdētās loka un gāzes metināšanas funkcijas

Lai darba procesā nebūtu jāpielāgo metināšanas tehnika, ieteicams sākotnēji aprēķināt tehnoloģiskās nianses, kas var uzlabot rezultāta kvalitāti. Iegremdētā loka un gāzes metināšana izceļas ar to, ka tā koncentrējas uz šuves aizsardzību no ārējās vides un kausējuma negatīvās ietekmes. Piemēram, veicot gāzes metināšanas tehniku ar argona maisījumu padevi, samazinās skābekļa negatīvā ietekme, kas pasliktina metinājuma struktūras kvalitāti. Kas attiecas uz plūsmu, tās iekļaušana, pirmkārt, samazina kausējuma izšļakstīšanos, un, otrkārt, maina metinājuma sastāvu, iekļaujot īpašas piedevas, kas tiek aktivizētas augstā temperatūrā.

Metināšanas ražošanas organizēšanas parametri

Ražošanas režīmā, organizējot metināšanas darbus, vienlaikus tiek ņemti vērā vairāki darba aktivitātes faktori, tostarp:

• Darbības sarežģītības un tās izpildes laika normas attiecība.
• Darba apjoms ir darba apjoms, ko darbinieks vai komanda veic 1 stundas laikā. Piemēram, manuālās loka metināšanas tehnikā var ņemt vērā pabeigtās šuves metrus vai salikto detaļu skaitu.
• Vienībaapkalpošana. Šajā gadījumā mēs domājam darba vietu, iekārtu vai metināšanas vietu, kuras ietvaros tiek organizēta arī viena darbinieka vai komandas darbība.

Drošība metināšanas organizēšanā un ražošanā

Metināšanas process ir saistīts ar daudziem riskiem un apdraudējumiem saistībā ar draudiem cilvēku veselībai. Metināšanas drošības standarti ir vērsti uz vairākiem apdraudējumiem vienlaikus:

• Metināšanas starojums. Infrasarkanais starojums ar spilgtu mirdzumu negatīvi ietekmē metinātāja acis, tāpēc viņa iekārtās maskas klātbūtne ar speciāliem aptumšojošiem stikliem un filtriem ir obligāta.
• Termomehānisks efekts. Īpaši, strādājot pēc loka metodes, kausējuma šļakatas ir bīstamas. Faktiski tas ir šķidrs karsts metāls, kas, saskaroties ar ādu, var izraisīt smagus apdegumus. Lai aizsargātu pret dzirkstelēm un karstu metālu, tiek izmantots īpašs termoaizsardzības apģērbs.
• Ugunsgrēka risks. Augsta temperatūra un karsta materiāla šļakatas palielina ugunsbīstamību. Par to ir vērts padomāt pat procesa organizēšanas stadijā, no darba zonas izvācot uzliesmojošus priekšmetus.
• Elpošanas orgānu aizsardzība. Bīstamās ietekmes faktors ir arī toksiskās gāzes un citu bīstamu vielu izdalīšanās metāla konstrukcijas termiskās iznīcināšanas laikā. Šajā gadījumā nepietiek tikai ar masku un respiratoru lietošanu. Aktīva sistēma ir priekšnoteikums ilgstošiem darba procesiemventilācija slēgtās telpās un regulāri 5-10 minūšu darba pārtraukumi.

Metināšanas kļūdas

Metināšanas procesa sarežģītības dēļ tehnoloģisko kļūdu pieņēmums nav nekas ārkārtējs. Visizplatītākie no tiem ir šādi:

• Loka pārtraukums. Elektriskā termiskā darbība nav pabeigta līdz plānotās šuves beigām, kā rezultātā savienojuma līnijas malā var izveidoties ieplaisājums.
• Slikti pastiprināta šuve ar metāla atšķaidījumu savienojuma robežās (griezums). Bieža parādība augstsprieguma metināšanas tehnikās. Ideālā gadījumā griezumi nedrīkst būt dziļāki par 1 mm, pretējā gadījumā būs nepieciešama papildu metināšana.
• Tieša savienojuma trūkums šuves struktūrā starp sagatavēm. Citiem vārdiem sakot, atlikušais iespiešanās trūkums, kas rodas elektroda neprecīzā virziena dēļ loka veidošanās laikā, neņemot vērā termiskā efekta dziļumu.

Secinājums

Ar visu metināšanas tehnoloģisko sarežģītību to ieviešanas metodes kļūst arvien pieejamākas parastam mājas meistaram. Tas lielā mērā ir saistīts ar faktu, ka metināšanas metodes kļūst arvien ergonomiskākas un drošākas. Piemēram, modernie invertori ļauj ērti kontrolēt galvenos procesa darbības parametrus, ņemot vērā metāla īpašības un vides apstākļus. Lietotājam, veidojot šuvi, ir tikai pareizi jāorganizē darba zona un pareizi jākontrolē elektriskā loka.