Svetsning fungerar som grunden för många metalltillverkningsprocesser. Idag kan skickliga proffs svetsa metall för hand eller med automation för att forma delar och produkter.
Under svetsprocessen sammanfogar en svetsare eller maskin två metallstycken med hjälp av värme eller tryck. Vid lödning förblir de två delarna separata men sammanfogade. Samtidigt förbinder svetsning metallen till ett enda stycke. Svetsning involverar två typer av material:
- Modermaterial: En svets modermaterial inkluderar metalldelarna som sammanfogas under processen.
- Fyllmedel eller förbrukningsvaror: Under svetsprocessen kan tillsatta material som kallas fyllmedel eller förbrukningsvaror hjälpa till att bilda den slutliga delen.
En svets kan räknas som homogen eller heterogen. I en homogen svets har tillsatsmaterialet en liknande sammansättning som modermaterialet. Heterogena svetsar involverar tillsatsmaterial som har en annan sammansättning än modermaterialet.
Hur fungerar svetsning?
Svetsprocessen involverar en mängd olika tillvägagångssätt och fogtyper. Tekniker för svetsning kan delas in i en av två breda kategorier, som vi ska titta närmare på längre fram.
- Fusionssvetsning: Som den mest kända formen av svetsning använder smältsvetsning extrem värme för att sammanfoga metallstycken. Svetsaren kan använda en inert gas eller tillsatsmetall för att stärka bindningen.
- Trycksvetsning: Under trycksvetsningsprocessen applicerar svetsaren externt tryck på de två delarna. Trycksvetsning kan ske vid en temperatur under materialets smältpunkt i en process som kallas solid state-svetsning.
Svetsare använder smältsvetsning i ett brett spektrum av tillämpningar för många industrier. Trycksvetstekniker tenderar att involvera specialiserade metoder som passar mer nischade applikationer.
Svetsfog
En svetsfog ska utformas för att klara de krafter som den förväntas utsättas för under sin livslängd. Detta innebär att utformningen av fogen bestäms av typen och storleken på den belastning som förväntas verka på svetsen. Vissa typer av svetsfogar är konstruerade för att motstå extrema skjuvbelastningar, medan andra är utformade för att motstå extrema vridningsbelastningar.
Svetsprocesser
Typen av fog som ska skapas och vilken typ av material som ska användas, bland annat, kommer att avgöra vilken typ av svetsprocess som kommer att användas för att slutföra projektet. Alla svetsprocesser kan delas upp i följande två kategorier:
Trycksvetsning
Trycksvetsning är en process där externt tryck appliceras för att producera svetsade fogar antingen vid temperaturer under smältpunkten, vilket är solid svetsning, eller vid en temperatur över smältpunkten, vilket är fusion svetsning.
Atomerna flyttas tillsammans till ett avstånd som är lika med eller mindre än jämviktsavståndet mellan atomerna. Denna typ av svetsprocess kräver att de två delarna som sammanfogas är extremt rena och särskilt fria från oxider och icke-metalliska filmer som måste avlägsnas från metallytorna med stålborste för att säkerställa en så stark svetsfog som möjligt. Trycksvetstekniker används främst på metaller som är mycket duktila eller vars duktilitet ökar med ökande temperaturer
Fusionssvetsning
Fusionssvetsning producerar svetsfogar genom lokal uppvärmning av basmetallernas kanter över deras smälttemperatur. En tillsatsmetall kan användas eller inte, och inget externt tryck krävs. Inerta gaser kan användas eller inte för att förbättra kvaliteten på den skapade svetsen. Svetsfogen uppnås efter stelning av den smälta svetspoolen. Metaller som ska sammanfogas måste ha en viss grad av ömsesidig löslighet i fast tillstånd. Metaller som är helt lösliga i fast tillstånd, uppvisar den högsta graden av svetsförmåga, och metaller utan löslighet i fast tillstånd, är inte svetsbara, för vilka en medellöslig metall används.
Både människor och maskiner kan utföra processen tack vare utvecklingen inom svetsteknik. Lär dig mer om varje svetsteknik:
Manuell svetsning: Vid manuell svetsning använder en utbildad svetsare specialutrustning för att sammanfoga metallbitar. Svetsproffs förstår sin branschs bästa praxis för att skapa delar och produkter av hög kvalitet.
Robotsvetsning: Automatiserade svetsprocesser involverar robotsvetsverktyg som kan svetsa metall enligt ett projekts specifikationer. Robotsvetsning kan uppnå exakta resultat av hög kvalitet med hög effektivitet.
Många metalltillverkare använder både robotsvetsautomatiseringstekniker och manuell svetsning av människor för högsta kontrollnivå.
De mest använda svetsteknikerna
De flesta former av trycksvetsning är mycket specialiserade och används inte utanför ett fåtal industrier. Men smältsvetsprocesser, såsom gassvetsning, bågsvetsning och gasmetallbågsvetsning, används i ett stort antal industrier.
Gassvetsning är en process genom vilken de två metalldelarna värms upp lokalt till över sin smältpunkt, då de i praktiken blir en metallbit.
Detta kan göras med eller utan en legeringsstav. Metall inert gas och volfram inert gas svetsning är exempel på gasmetallbågsvetsningsprocesser.
Bågsvetsning använder en metallsvetsstång som smälts för att hjälpa till att bilda den svetsade fogen. Bågtyperna av svetsning kräver alla elektricitet vid relativt hög spänning och ström. Gasmetallbågtyperna använder också en inert eller aktiv gas för att skapa en barriär mellan svetsen och atmosfären, vilket förbättrar fogens kvalitet och styrka.
