Uchomeleaji wa chuma: aina na teknolojia

2024 Mwandishi: Aaron Duncan | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 04:00

Mchakato wa kiteknolojia wa kuunda muunganisho wa kudumu wa nyenzo zenye homogeneous kutokana na uundaji wa vifungo vya atomiki huitwa welding. Katika kesi hiyo, katika hatua ya kuwasiliana, fusion mnene wa vifaa viwili katika moja hutokea. Licha ya ukweli kwamba uunganisho huo umetumika kwa muda mrefu, kulehemu kwa chuma cha kisasa, aina na teknolojia ya utekelezaji wake zinaendelea kuboreshwa, ambayo inafanya uwezekano wa kujiunga na bidhaa mbalimbali na kuongezeka kwa kuegemea na ubora.

Vipengele vya uchomeleaji kwenye uso

Mchakato mzima wa kulehemu chuma unaendelea katika hatua mbili. Kwanza, nyuso za vifaa lazima ziletwe karibu na kila mmoja kwa umbali wa nguvu za mshikamano wa interatomic. Kwa joto la kawaida, metali za kawaida haziwezi kuunganishwa hata wakati zimeshinikizwa kwa nguvu kubwa. Sababu ya hii ni ugumu wao wa kimwili, hivyo kuwasiliana wakati unakaribia nyenzo hizo hutokea tu kwa pointi fulani, bila kujali ubora wa matibabu ya uso. Ni uchafuzi wa uso ambao huathiri kwa kiasi kikubwa uwezekano wa kushikana kwa nyenzo, kwa sababu filamu, oksidi na tabaka za atomi za uchafu huwa zipo katika hali asilia.

Kwa hivyo, kuunda mawasiliano kati ya kingo za sehemuinaweza kupatikana ama kutokana na ulemavu wa plastiki unaotokea kutokana na shinikizo la kuwekwa, au katika kesi ya kuyeyuka kwa nyenzo.

Katika hatua inayofuata ya kulehemu chuma, usambaaji wa elektroni hufanywa kati ya atomi za nyuso zilizounganishwa. Kwa hivyo, kiolesura kati ya kingo hupotea na ama bondi ya atomiki ya metali, au bondi za ionic na covalent (katika hali ya semiconductors au dielectrics) hupatikana.

Uainishaji wa aina za uchomeleaji

Teknolojia ya kulehemu inaboreshwa kila mara na kuwa tofauti zaidi. Hadi sasa, kuna takriban aina 20 za uchomeleaji wa chuma, ambazo zimegawanywa katika vikundi vitatu:

1. Ulehemu wa shinikizo hufanywa kwa uwekaji wa nishati ya kiufundi, wakati vifungo kati ya fuwele hupatikana kwa njia ya urekebishaji wa plastiki wa nyenzo. Matokeo yake, chuma huanza kutembea, kusonga kando ya mstari wa sehemu za kuunganisha, kuchukua na safu ya uchafu unaosababishwa. Mchakato wa deformation na uunganisho wa nyuso bila preheating inaitwa kulehemu baridi kwa chuma. Katika hali hii, vifungo vya interatomic huundwa, ambayo husababisha uunganisho mkali wa sehemu.
2. Ulehemu wa kuunganisha hutekelezwa kwa kuunganisha bidhaa bila kuweka shinikizo. Vyanzo vya joto katika kulehemu vile vya chuma ni moto wa gesi, arc ya umeme, nishati ya aina ya boriti. Wakati wa kulehemu, nyuso zina joto na kuyeyuka, na kutengeneza vifungo vya interatomic kati ya metali mbili na electrode, kuunganisha kwenye bwawa la kawaida la weld. Baada ya baridi na uimarishaji wa utungaji, kutupwa kwa kuendeleamshono.



3. Ulehemu wa hali ya joto wa chuma hufanywa kwa kutumia joto na shinikizo. Mahali ya kuunganishwa kwa nyenzo ni ya kwanza ya joto na kisha kushinikizwa. Kupasha joto sehemu huipa plastiki inayohitajika, na kitendo cha kiufundi huchanganya sehemu za bidhaa kwenye unganisho la monolithic.

Fusion welding

Aina hii ya kulehemu hutumika sana katika hali ya viwanda na katika maisha ya kila siku. Uunganishaji wa metali ni pamoja na:

1. kuchomelea kwa tao. Inatolewa kwa kuunda safu ya umeme ya halijoto ya juu kati ya chuma na elektrodi.
2. Katika uunganisho wa plasma, chanzo cha joto ni gesi ya ioni ambayo hupita kwa kasi ya juu kupitia safu ya umeme.
3. Uchomeleaji wa slag hufanywa kwa kupasha joto mkondo wa kuyeyuka (slag) kwa mkondo wa umeme.
4. Kuunganisha kwa laser hutokea kwa kuchakata uso wa chuma kwa boriti ya leza.
5. Katika uchomeleaji wa boriti ya elektroni, kiungo huwashwa kwa nishati ya kinetiki ya elektroni zinazosonga katika utupu chini ya ushawishi wa uga wa umeme.
6. Ulehemu wa gesi wa metali unatokana na kupasha joto mahali pa unganisho kwa mkondo wa moto, ambao huundwa wakati wa mwako wa oksijeni na gesi.

Viungo vya kulehemu vya tao

Ulehemu wa tao huhusisha matumizi ya chanzo cha sasa chenye thamani ya kawaida, huku mashine ikiwa na volti ndogo. Transformer imeunganishwa wakati huo huo na chumakifaa cha kufanyia kazi na elektrodi ya kulehemu.

Kama matokeo ya kulehemu kwa chuma na electrode, arc ya umeme huundwa, kwa sababu ambayo kingo za vifaa vya kuunganishwa huyeyuka. Katika ukanda wa hatua ya arc, joto la digrii elfu tano huundwa. Upashaji joto kama huo hutosha kuyeyusha chuma chochote.

Wakati wa kuyeyuka kwa chuma cha sehemu za kuunganishwa na elektrodi, bwawa la weld huundwa, ambamo michakato yote ya kuambatana hufanyika. Slag hupanda juu ya uso wa utungaji wa kuyeyuka na huunda filamu maalum ya kinga. Katika mchakato wa kulehemu arc ya chuma, aina mbili za electrodes hutumiwa:

• isiyoyeyuka;
• kuyeyuka.

Unapotumia elektrodi isiyoweza kutumika, ni muhimu kuanzisha waya maalum kwenye eneo la arc ya umeme. Electrodes zinazotumiwa hutengeneza fomu kwa kujitegemea. Viongezeo maalum huongezwa kwa utungaji wa electrodes vile, ambayo hairuhusu arc kwenda nje na kuongeza utulivu wake. Hizi zinaweza kuwa vipengele vilivyo na kiwango cha juu cha ioni (potasiamu, sodiamu).

Njia za muunganisho wa Arc

Uchomeleaji wa tao unafanywa kwa njia tatu:

1. Njia mwenyewe. Katika hali hii, hatua zote za uunganisho hufanywa kwa mikono, kwa kutumia uchomeleaji rahisi wa arc ya umeme.
2. Utoaji tija zaidi ni uchomeleaji wa chuma nusu otomatiki. Kwa njia hii, weld hutengenezwa kwa mikono, na waya wa kujaza hulishwa kiotomatiki.
3. Welding otomatiki inasimamiwaopereta, na kazi yote inafanywa na mashine ya kulehemu.

Teknolojia ya kulehemu kwa gesi

Aina hii ya kulehemu inakuwezesha kuunganisha miundo mbalimbali ya chuma si tu katika makampuni ya viwanda, bali pia nyumbani. Teknolojia ya kulehemu ya chuma sio ngumu sana, mchanganyiko wa gesi wakati wa mwako huyeyuka kingo za uso, ambazo zimejaa waya wa kujaza. Wakati wa kupoeza, mshono hung'aa na kuunda muunganisho thabiti na wa kutegemewa wa nyenzo.

Uchomeleaji wa gesi una vipengele vingi vyema:

1. Uwezo wa kuunganisha sehemu mbalimbali nje ya mtandao. Zaidi ya hayo, kazi hii haihitaji chanzo chenye nguvu cha nishati.
2. Kifaa rahisi na cha kutegemewa cha kuchomelea gesi ni rahisi kusafirisha.
3. Uwezo wa kutekeleza mchakato wa kulehemu unaoweza kurekebishwa, kwani ni rahisi kubadilisha mwenyewe angle ya moto na kasi ya kuongeza joto kwenye uso.

Lakini pia kuna ubaya wa kutumia vifaa hivyo:

1. Eneo lenye joto lina eneo kubwa, ambalo huathiri vibaya vipengele vya jirani vya sehemu hiyo.
2. Kutokuwa na uwezo wa kufanyia kazi mchakato wa kulehemu kiotomatiki.
3. Haja ya kuzingatia kwa uangalifu hatua za usalama. Kufanya kazi na mchanganyiko wa gesi kuna hatari ya mlipuko wa hali ya juu.
4. Unene wa chuma kwa muunganisho wa ubora haupaswi kuwa zaidi ya milimita 5.

Slagkulehemu

Aina hii ya muunganisho inachukuliwa kuwa njia mpya kabisa ya kupata weld. Nyuso za sehemu za kuchomeshwa zimefunikwa na slag, ambayo huwashwa hadi joto linalozidi kuyeyuka kwa waya na chuma cha msingi.

Katika hatua ya awali, kulehemu ni sawa na kulehemu kwa safu iliyo chini ya maji. Kisha, baada ya kuundwa kwa bwawa la weld ya slag kioevu, arc huacha kuwaka. Kuyeyuka zaidi kwa kando ya sehemu hiyo hufanyika kwa sababu ya joto ambalo hutolewa wakati wa mtiririko wa sasa. Kipengele cha aina hii ya uchomeleaji chuma ni tija ya juu ya mchakato na ubora wa weld.

Viungo vya kulehemu kwa shinikizo

Kuunganishwa kwa nyuso za chuma kwa deformation ya mitambo mara nyingi hufanywa katika uzalishaji wa viwandani, kwani teknolojia hii inahitaji vifaa vya gharama kubwa.

Kwa kulehemu kwa shinikizo ni pamoja na:

1. Uwekaji wa sehemu za chuma kwa kutumia ultrasonic. Hutekelezwa na mitetemo ya masafa ya ultrasonic.
2. Welding baridi. Inafanywa kwa misingi ya uunganisho wa interatomic wa sehemu mbili kwa kuunda shinikizo kubwa.
3. Mbinu ya kughushi. Inajulikana tangu nyakati za zamani. Nyenzo hutiwa moto kwenye tanuru na kisha kuchomezwa kwa utengezaji wa kiufundi au wa mikono.
4. Ulehemu wa shinikizo la gesi. Sawa sana na mbinu ya uhunzi, vifaa vya gesi pekee hutumika kupasha joto.
5. Wasiliana na muunganisho wa umeme. Inachukuliwa kuwa moja ya aina maarufu zaidi. Kwa kulehemu vile, inapokanzwa kwa chuma hufanywa kwa kupitisha mkondo wa umeme kupitia hiyo.
6. Katika kulehemu kwa kueneza, nguvu ya shinikizo kwenye chuma ni ya chini, lakini joto la juu la kupasha joto la kiungo linahitajika.

Welding doa

Nyuso zitakazounganishwa katika uchomeleaji kama huo ziko kati ya elektrodi mbili. Chini ya hatua ya vyombo vya habari, electrodes compress sehemu, baada ya ambayo voltage ni kutumika. Tovuti ya kulehemu inapokanzwa na kifungu cha sasa. Kipenyo cha sehemu ya kulehemu inategemea kabisa saizi ya pedi ya mguso ya elektrodi.

Kulingana na jinsi elektrodi zinavyopatikana kuhusiana na sehemu za kuunganishwa, kulehemu kwa mguso kunaweza kuwa upande mmoja au pande mbili.

Kuna aina nyingi za uchomaji upinzani ambazo hufanya kazi kwa kanuni sawa. Hizi ni pamoja na: kulehemu kitako, kulehemu mshono, uchomeleaji wa capacitor.

Usalama

Kufanya kazi na vifaa vya kulehemu kunahusishwa na mambo mengi hatari kwa afya ya opereta. Halijoto ya juu, mazingira ya mlipuko na mafusho hatari ya kemikali huhitaji mtu kuzingatia kwa makini hatua za usalama:

1. Vifaa na vifaa vyote vya umeme lazima viwekwe chini na kuwekwa maboksi.
2. Ni muhimu kufanya kazi katika ovaroli kavu na glavu. Ili kulinda ngozi ya uso na macho, hakikisha unatumia barakoa yenye glasi nyeusi.



3. Seti ya huduma ya kwanza na kifaa cha kuzimia moto lazima ziwe mahali pa kazi pa mchomaji.
4. Chumba ambamo kazi ya kulehemu inafanywa lazima kiwe na hewa ya kutosha.
5. Kazi lazima isifanywe kwa ukaribu na vitu vinavyoweza kuwaka.
6. Usiache chupa za gesi bila kutunzwa.

Kuna idadi kubwa ya aina za kulehemu za chuma, ambayo welder anaamua kuchagua, kulingana na upatikanaji wa vifaa na uwezo wa kufikia matokeo yaliyohitajika ya kazi. Mchomaji vyuma lazima ajue kifaa na kanuni za kazi kwenye kifaa fulani.