Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Kuchomelea

Kusafisha gesi ya chuma cha gesi (kulehemu MIG)

Welding ni upotoshaji au sculptural mchakato kwamba anaungana vifaa, kwa kawaida vyuma au thermoplastics , kwa kusababisha fusion , ambayo ni tofauti na mbinu za chini ya joto chuma kujiunga kama vile brazing na soldering , ambayo wala kuyeyusha chuma msingi. Mbali na kuyeyuka kwa chuma cha msingi, nyenzo za kujaza huongeza kwa pamoja ili kuunda bwawa la nyenzo zilizofanywa ( bwawa la weld ) ambalo linazidi kuunda pamoja ambayo kawaida huwa na nguvu kuliko vifaa vya msingi. Shinikizo pia linaweza kutumika kwa kushirikiana na joto , au kwa yenyewe, kuzalisha weld. Kulehemu pia inahitaji fomu ya ngao ili kulinda metali ya kujaza au metali iliyoyeyuka kutokana na kuwa na uchafu au iliyochafuliwa .

Ingawa si kawaida, pia kuna taratibu za kulehemu za hali kama vile kulehemu msuguano ambayo chuma hayanayeyuka.

Baadhi ya njia bora za kulehemu ni pamoja na:

  • Ole-mafuta ya kulehemu - pia inajulikana kama kulehemu ya oxyacetylene au kulehemu oksi, hutumia gesi za mafuta na oksijeni kusambaza na kupunguza metali.
  • Shielded chuma safu ya kulehemu (SMAW) - pia inajulikana kama "fimbo kulehemu au kulehemu umeme", anatumia electrode ambayo ina flux pembezoni kulinda weld dimbwi. Mmiliki wa electrode anashikilia electrode kama inavyogeuka polepole. Slag hulinda kitambaa cha weld kutokana na uchafuzi wa anga.
  • Ulehemu wa arc tungsten (GTAW) - pia inajulikana kama TIG (tungsten, gesi ya inert), hutumia umeme wa tungsten ambao hauwezi kutumika ili kuzalisha weld. Eneo la weld limehifadhiwa kutokana na uchafuzi wa anga na gesi ya kuzuia inert kama vile argon au heliamu .
  • Ulehemu wa gesi ya chuma (GMAW) - ambayo hujulikana kama MIG (chuma, gesi ya inert), hutumia bunduki ya waya inayofungua waya kwa kasi ya kurekebisha na inapita gesi ya kuzuia argon au mchanganyiko wa argon na dioksidi kaboni (CO 2 ) juu ya pande la weld ili kulinda kutokana na uchafuzi wa anga.
  • Kulehemu kwa arc (FCAW) - karibu sawa na kulehemu MIG isipokuwa inatumia waya maalum tubular kujazwa na flux; inaweza kutumika na au bila gesi ya kuzuia, kulingana na kujaza.
  • Kusafirishwa kwa arc iliyokuwa imetengenezwa (SAW) - hutumia electrode inayoweza kulishwa kwa moja kwa moja na blanketi ya franible fusible flux. Weld ya udongo na eneo la arc ni salama kutokana na uchafuzi wa anga kwa kuwa "umezungukwa" chini ya blanketi ya mtiririko.
  • Ulehemu wa Electroslag (ESW) - mchakato wa kulehemu sana wa kuzalisha, kwa moja kwa moja (25mm) na inchi 12 (300mm) kwa wima au karibu na msimamo wa wima.
  • Ulehemu wa umeme (ERW) - mchakato wa kulehemu ambao huzalisha ushirikiano wa nyuso zilizowekwa ambapo joto kuunda weld huzalishwa na upinzani wa umeme wa vifaa. Kwa ujumla, njia ya ufanisi, lakini imepungua kwa nyenzo nyembamba.

Vyanzo mbalimbali vya nishati vinaweza kutumika kwa kulehemu, ikiwa ni pamoja na moto wa gesi, arc umeme , laser , boriti ya elektroni , msuguano , na ultrasound . Wakati mara nyingi mchakato wa viwanda, kulehemu inaweza kufanywa katika mazingira mbalimbali, ikiwa ni pamoja na hewa ya wazi, chini ya maji , na katika nafasi ya nje . Kulehemu ni kazi ya hatari na tahadhari zinahitajika ili kuepuka kuchomwa moto , mshtuko wa umeme , uharibifu wa maono, kuvuta pumzi za gesi za sumu na mafusho, na kufichua mionzi ya ultraviolet kali .

Mpaka mwishoni mwa karne ya 19, mchakato wa kulehemu tu ulikuwa unalenga kulehemu , ambao wafuasi walikuwa wametumia millenia kujiunga na chuma na chuma kwa kupokanzwa na kusafisha. Ulehemu wa ardhini na kulehemu ya oksifu zilikuwa kati ya michakato ya kwanza ya kuendeleza mwishoni mwa karne, na kulehemu ya umeme ilifuata baada ya hapo. Teknolojia ya kulehemu ilipanda haraka wakati wa mapema karne ya 20 kama vita vya dunia vilitaka mahitaji ya kuaminika na ya gharama nafuu kujiunga. Kufuatia vita, mbinu kadhaa za kulehemu za kisasa zilijumuishwa, ikiwa ni pamoja na mbinu za mwongozo kama SMAW, sasa ni moja ya njia maarufu za kulehemu, pamoja na michakato ya moja kwa moja na moja kwa moja kama vile GMAW, SAW, FCAW na ESW. Maendeleo yaliendelea na uvumbuzi wa kulehemu laser boriti , kulehemu elektroni boriti , magnetic sindano kulehemu (MPW), na kulehemu msuguano kulehemu katika nusu ya mwisho ya karne. Leo, sayansi inaendelea kuendeleza. Kuleta robot ni kawaida katika mazingira ya viwanda, na watafiti wanaendelea kuendeleza mbinu mpya za kulehemu na kupata ufahamu zaidi wa ubora wa weld.

Yaliyomo

Historia

Nguzo ya chuma ya Delhi

Historia ya kujiunga na metali inarudi nyuma kadhaa kadhaa. Mifano ya kwanza ya hii hutoka kwa Bronze na Ages ya Iron huko Ulaya na Mashariki ya Kati . Mhistoria wa kale wa Kigiriki Herodotus anasema katika The Histories ya karne ya 5 BC kwamba Glaucus wa Chios "alikuwa mtu ambaye alikuwa mke-mjane alijenga uchovu wa chuma". [1] Kuchuma hutumiwa katika ujenzi wa nguzo ya chuma ya Delhi , iliyojengwa huko Delhi , India kuhusu 310 AD na uzito wa tani 5,4. [2]

Zama za Kati zilileta maendeleo katika kulehemu kwa ufugaji , ambapo wafuasi walipiga chuma cha joto mara kwa mara hadi bonding ikitokea. Mwaka 1540, Vannoccio Biringuccio alichapisha De la pirotechnia , ambayo inajumuisha maelezo ya operesheni ya kuimarisha. [3] Wasanii wa Renaissance walikuwa wenye ujuzi katika mchakato huo, na sekta hiyo iliendelea kukua katika karne zifuatazo. [3]

Mnamo mwaka wa 1800, Sir Humphry Davy aligundua arc umeme wa "puta mfupi" na akawasilisha matokeo yake mwaka 1801. [4] [5] [6] Mnamo 1802, mwanasayansi wa Kirusi Vasily Petrov aliunda arc umeme kuendelea, [6] [7] [8] na hatimaye ilichapisha "Majaribio ya Habari za Galvanic-Voltaic" mwaka 1803, ambapo alielezea majaribio yaliyofanyika mwaka 1802. Ya umuhimu mkubwa katika kazi hii ilikuwa maelezo ya kutokwa kwa arc imara na dalili ya matumizi yake ya kutosha kwa wengi maombi, moja ya kuyeyuka metali. [9] Katika 1808, Davy, ambaye alikuwa hawajui kazi Petrov wa, rediscovered kuendelea safu ya umeme. [5] [6] Katika wavumbuzi wa 1881-82 Nikolai Benardos (Kirusi) na Stanisław Olszewski (Kipolishi) [10] aliunda njia ya kwanza ya kulehemu ya arc umeme inayojulikana kama kulehemu ya arc kaboni kwa kutumia electrodes kaboni. Maendeleo ya kulehemu ya arc yaliendelea na uvumbuzi wa electrodes ya chuma mwishoni mwa miaka ya 1800 na Urusi, Nikolai Slavyanov (1888), na Marekani, CL Coffin (1890). Karibu 1900, AP Strohmenger alitoa electrode ya chuma iliyopigwa nchini Uingereza , ambayo ilitoa arc imara zaidi. Mwaka 1905, mwanasayansi wa Kirusi Vladimir Mitkevich alipendekeza kutumia arc ya awamu ya umeme kwa ajili ya kulehemu. Mnamo mwaka wa 1919, kulehemu kwa sasa kulipangwa na CJ Holslag lakini haukuwa maarufu kwa muongo mwingine. [11]

Ulehemu wa upinzani pia ulitengenezwa wakati wa miongo ya mwisho ya karne ya 19, na hati miliki ya kwanza inayoenda kwa Elihu Thomson mwaka 1885, ambaye alizalisha maendeleo zaidi zaidi ya miaka 15 ijayo. Ulehemu wa hemiti uliundwa mnamo mwaka 1893, na karibu na wakati huo mchakato mwingine, kulehemu ya oksifu, ulianzishwa vizuri. Acetylene iligunduliwa mwaka wa 1836 na Edmund Davy , lakini matumizi yake haikuwa ya kawaida katika kulehemu mpaka mwaka wa 1900, wakati mkali uliofaa ulipangwa. [12] Mwanzoni, kulehemu kwa oksifu ilikuwa mojawapo ya mbinu za kulehemu zaidi za kulehemu kwa sababu ya uwezo wake na gharama ndogo. Kama karne ya 20 iliendelea, hata hivyo, haikufahamika kwa matumizi ya viwanda. Ilibadilishwa kwa kiasi kikubwa na kulehemu kwa arc, kama maendeleo katika vifuniko vya chuma (inayojulikana kama upepo ) yalifanywa. [13] Flux kufunika electrode hasa shields nyenzo msingi kutokana na uchafu, lakini pia imethibitisha arc na inaweza kuongeza alloying vipengele kwa chuma weld. [14]

Bridge ya Maurzyce

Vita vya Ulimwengu vya Kwanza vilitokana na kuongezeka kwa nguvu katika matumizi ya mchakato wa kulehemu, na nguvu za kijeshi mbalimbali zinazojaribu kutambua ni nani wa michakato kadhaa ya kulehemu inayofaa. Waingereza hasa walitumia kulehemu ya arc, hata kujenga meli, "Fullagar" yenye kofia yenye kusagwa. [15] [16] Ulehemu wa ardhini ulitumiwa kwanza kwa ndege wakati wa vita pia, kama baadhi ya fuselages ya ndege ya Ujerumani yalijengwa kwa kutumia mchakato. [17] Pia inajulikana ni daraja la kwanza la daraja la barabara duniani, Maurzyce Bridge iliyoundwa na Stefan Bryła wa Chuo Kikuu cha Teknolojia ya Lwów mwaka wa 1927, na kujengwa kando ya mto Słudwia karibu na Łowicz , Poland mwaka 1928. [18]

Sulingili kulehemu kwenye koti ya maji ya silinda, Jeshi la Marekani 1918

Katika miaka ya 1920, maendeleo makubwa yalifanywa katika teknolojia ya kulehemu, ikiwa ni pamoja na kuanzishwa kwa kulehemu moja kwa moja mwaka wa 1920, ambapo waya wa electrode ulilishwa kwa kuendelea. Gesi ya shilling ikawa jambo la kuzingatia sana, kama wanasayansi walijaribu kulinda welds kutokana na athari za oksijeni na nitrojeni katika anga. Uvumilivu na upole walikuwa matatizo ya msingi, na ufumbuzi uliojumuisha ni pamoja na matumizi ya hidrojeni , argon , na heliamu kama anga ya kulehemu. [19] Katika miaka kumi ifuatayo, maendeleo zaidi yaruhusiwa kwa kulehemu ya metali tendaji kama aluminium na magnesiamu . Hii kwa kushirikiana na maendeleo katika kulehemu kwa moja kwa moja, kwa sasa, na kuongezeka kwa kuongezeka kwa ukuaji mkubwa wa kulehemu kwa arc wakati wa miaka ya 1930 na kisha wakati wa Vita Kuu ya II. [20] Mnamo mwaka wa 1930, chombo cha mfanyabiashara wa kwanza, M / S Carolinian , kilianzishwa.

Wakati wa katikati ya karne, mbinu nyingi za kulehemu zilitengenezwa. Mnamo mwaka wa 1930, Kyle Taylor aliwajibika kwa ajili ya kutolewa kwa uvumilivu wa stud , ambayo baadaye ikawa maarufu katika ujenzi na ujenzi. Ulehemu wa arc uliojengwa ulianzishwa mwaka ule huo na unaendelea kuwa maarufu leo. Mwaka 1932 Kirusi, Konstantin Khrenov alifanikiwa kutekeleza kwanza ya maji chini ya maji kulehemu arc. Ulehemu wa arc wa tungsten ya gesi , baada ya miongo kadhaa ya maendeleo, hatimaye ilikamilika mwaka wa 1941, na kulehemu gesi ya chuma ya gesi ilifuatiwa mwaka wa 1948, na kuruhusu kwa haraka kulehemu vifaa vya zisizo na feri lakini inahitaji gesi kubwa za shielding. Ulehemu wa chuma wa chuma ulijengwa wakati wa miaka ya 1950, ukitumia electrode inayoweza kuwaka, na haraka ikawa mchakato wa kulehemu wa chuma wa chuma. Mnamo mwaka wa 1957, mchakato wa kulehemu wa arc-cored ulianza, ambapo electrode ya waya yenyewe yenyewe iliweza kutumika kwa vifaa vya moja kwa moja, na kusababisha kasi ya kulehemu sana, na mwaka ule huo, kulehemu kwa arc plasma ilianzishwa. Ulehemu wa Electroslag ulianzishwa mwaka wa 1958, na ukafuatiwa na binamu yake, kulehemu kwa electrogas , mwaka wa 1961. [21] Mwaka wa 1953, mwanasayansi wa Soviet NF Kazakov alipendekeza njia ya kuunganisha . [22]

Maendeleo mengine ya hivi karibuni katika kulehemu ni pamoja na ufanisi wa 1958 wa kulehemu ya boriti ya elektroni, na kufanya kulehemu kwa kina na nyembamba iwezekanavyo kupitia chanzo cha joto kilichojilimbikizia. Kufuatia uvumbuzi wa laser mwaka 1960, kulehemu laser boriti ilianza miaka kadhaa baadaye, na imeonekana kuwa muhimu hasa katika kasi ya juu, kulehemu automatiska. Ulehemu wa magnetic (MPW) hutumiwa viwandani tangu mwaka wa 1967. Ulehemu wa uchochezi ulipangwa mwaka 1991 na Wayne Thomas katika The Welding Institute (TWI, Uingereza) na kupatikana maombi ya juu ulimwenguni kote. [23] Hizi zote taratibu nne mpya zinaendelea kuwa ghali sana kutokana na gharama kubwa ya vifaa muhimu, na hii imepunguza matumizi yao. [24]

Mchakato

Safu

Man kulehemu muundo wa chuma katika nyumba mpya iliyojengwa katika Bengaluru, India

Utaratibu huu hutumia umeme wa kulehemu ili kuunda na kudumisha arc umeme kati ya electrode na nyenzo za msingi ili kuyeyuka metali kwenye hatua ya kulehemu. Wanaweza kutumia ama moja kwa moja (DC) au alternating (AC) ya sasa, na Consumable au zisizo Consumable electrodes . Kanda la kulehemu wakati mwingine huhifadhiwa na aina fulani ya gesi ya inert au nusu- inert , inayojulikana kama gesi ya shielding, na nyenzo za kujaza wakati mwingine hutumiwa pia.

Vifaa vya Power

Ili kusambaza nguvu za umeme zinazohitajika kwa mchakato wa kulehemu kwa arc, aina mbalimbali za vifaa vya nguvu zinaweza kutumika. Ya kawaida vifaa kulehemu nguvu ni ya mara kwa mara sasa nguvu vifaa na mara kwa mara voltage vifaa vya umeme. Katika kulehemu ya arc, urefu wa arc ni moja kwa moja kuhusiana na voltage, na kiasi cha pembejeo ya joto ni kuhusiana na sasa. Vifaa vya sasa vya umeme hutumiwa mara kwa mara kwa ajili ya mchakato wa kulehemu mwongozo kama vile kulehemu gesi ya tungsten na kulehemu ya chuma ya arc, kwa sababu zinaendelea sasa kama vile voltage inatofautiana. Hii ni muhimu kwa sababu katika kulehemu mwongozo, inaweza kuwa vigumu kushikilia electrode kikamilifu, na kwa sababu hiyo, urefu wa arc na hivyo voltage hubadilika. Vipuri vya nguvu vya nguvu za kila wakati vinashikilia voltage mara kwa mara na hutofautiana na sasa, na matokeo yake, hutumiwa mara kwa mara kwa michakato ya kulehemu ya gesi kama vile kulehemu gesi ya chuma ya arc, kulehemu kwa chuma cha arc, na kulehemu ya arc. Katika taratibu hizi, urefu wa arc huhifadhiwa mara kwa mara, kwani mabadiliko yoyote katika umbali kati ya waya na vifaa vya msingi hurekebishwa haraka na mabadiliko makubwa katika sasa. Kwa mfano, kama waya na nyenzo za msingi zinakaribia sana, sasa itaongezeka kwa kasi, ambayo kwa hiyo husababisha joto kuongezeka na ncha ya waya iliyeyuka, kurejea kwa umbali wake wa awali wa kujitenga. [25]

Aina ya sasa inayotumika ina jukumu muhimu katika kulehemu kwa arc. Mitambo ya electrode inayosababishwa kama vile kulehemu ya arc ya chuma na gesi ya chuma ya gesi ya chuma hutumikia sasa kwa moja kwa moja, lakini umeme huweza kushtakiwa kwa uzuri au mbaya. Katika kulehemu, anode iliyoandaliwa kwa mazuri itakuwa na mkusanyiko mkubwa wa joto, na matokeo yake, kubadili polarity ya electrode huathiri mali za weld. Ikiwa electrode ni kushtakiwa kwa uzuri, chuma cha msingi kitakuwa cha joto, kuongezeka kwa weld kupenya na kasi ya kulehemu. Vinginevyo, electrode ya kushtakiwa vibaya husababisha welds zaidi duni. [26] Mipango ya umeme isiyoweza kuonekana, kama vile kulehemu ya gesi ya tungsten ya gesi, inaweza kutumia aina yoyote ya sasa ya moja kwa moja, pamoja na sasa ya mbadala. Hata hivyo, kwa sasa kwa moja kwa moja, kwa sababu electrode inajenga tu arc na haitoi nyenzo za kujaza, electrode ya kushtakiwa yenye vyema husababisha welds duni, wakati electrode ya kushtakiwa vibaya inafanya welds zaidi. [27] Mchanganyiko wa sasa unaendelea haraka kati ya hizi mbili, na kusababisha welds kati-kupenya. Upungufu mmoja wa AC, ukweli kwamba arc lazima upya baada ya kila kuvuka sifuri, imekuwa kushughulikiwa na uvumbuzi wa vitengo maalum ya nguvu kwamba kuzalisha wimbi mraba muundo badala ya kawaida sine wimbi , na kufanya crossings haraka iwezekanavyo na kupunguza athari za tatizo. [28]

Mchakato wa

Moja ya aina ya kawaida ya kulehemu ya arc ni shielded chuma kulehemu arc (SMAW); [29] pia inajulikana kama kulehemu chuma arc kulehemu (MMA) au kulehemu fimbo. Umeme wa sasa hutumiwa kupiga arc kati ya vifaa vya msingi na fimbo ya electrode inayoweza kutekelezwa, ambayo hufanywa kwa vifaa vya kujaza (kawaida chuma) na inafunikwa na flux ambayo inalinda eneo la weld kutoka kwa oksijeni na uchafuzi kwa kuzalisha kaboni dioksidi (CO 2 ) gesi wakati wa mchakato wa kulehemu. Msingi wa electrode yenyewe hufanya kama nyenzo za kujaza, na kufanya filler tofauti haifai. [29]

Kulehemu ya chuma ya chuma

Mchakato huo unaofaa na unaweza kufanywa kwa vifaa vya gharama nafuu, na kuifanya vizuri kwa duka kazi na kazi ya shamba. [29] [30] Mtumiaji anaweza kuwa na ujuzi wa kiasi cha kiasi cha mafunzo na anaweza kufikia ujuzi na uzoefu. Nyasi za udongo ni polepole, kwani electrodes zinazotumiwa zinapaswa kubadilishwa mara kwa mara na kwa sababu slag, mabaki kutoka kwenye mtiririko, yanapaswa kuharibiwa baada ya kulehemu. [29] Zaidi ya hayo, mchakato huo ni mdogo kwa vifaa vya kulehemu, ingawa electrodes maalum hufanya uwezekano wa kulehemu chuma , nickel , alumini, shaba , na metali nyingine. [30]

Mchoro wa eneo la arc na weld, katika kulehemu ya arc ya chuma.
1. Mipako ya mipako
2. Rod
3. Shield Gesi
4. Fusion
5. Msingi wa chuma
6. Weld chuma
7. Solidified Slag






Gesi ya chuma ya gesi (GMAW), pia inayojulikana kama gesi ya inert ya chuma au kulehemu ya MIG, ni mchakato wa nusu moja kwa moja au moja kwa moja ambao hutumia mfululizo wa waya kama electrode na mchanganyiko wa gesi ya inert au nusu-inert ili kulinda weld kutoka uchafuzi . Kwa kuwa electrode ni kuendelea, kasi ya kulehemu ni kubwa kwa GMAW kuliko kwa SMAW. [31]

Mchakato unaohusishwa, kulehemu ya arc-cored (FCAW), hutumia vifaa kama hivyo lakini hutumia waya yenye electrode ya chuma inayozunguka nyenzo za kujaza poda. Cored waya hii ni ghali zaidi kuliko waya ya kawaida imara na inaweza kuzalisha mafusho na / au slag, lakini inaruhusu kasi ya kulehemu zaidi na kupenya kwa chuma. [32]

Ulehemu wa gesi ya tungsten (GTAW), au kulehemu ya gesi ya tungsten (TIG), ni mchakato wa kulehemu mwongozo ambao hutumia umeme wa tungsteni isiyoweza kuonekana, mchanganyiko wa gesi ya inert au nusu-inert, na vifaa tofauti vya kujaza. [33] Hasa muhimu kwa vifaa vya kulehemu vyema, njia hii ina sifa ya arc imara na welds bora, lakini inahitaji ujuzi mkubwa wa operesheni na inaweza tu kufanywa kwa kasi ya chini. [33]

GTAW inaweza kutumika karibu na metali zote za weldable, ingawa mara nyingi hutumika kwa chuma cha pua na metali za mwanga. Mara nyingi hutumika wakati welds ubora ni muhimu sana, kama vile baiskeli , ndege na maombi ya majini. [33] Mchakato unaohusiana, kulehemu ya arc plasma, pia hutumia electrode ya tungsten lakini hutumia gesi ya plasma kufanya arc. Arc imejilimbikizia zaidi kuliko arta ya GTAW, na kufanya udhibiti unaofaa zaidi na hivyo kwa ujumla kuzuia mbinu kwa mchakato wa utaratibu. Kwa sababu ya sasa imara, njia hiyo inaweza kutumika kwenye upeo mkubwa wa nyenzo kuliko ilivyo na mchakato wa GTAW na ni kwa kasi zaidi. Inaweza kutumika kwa vifaa vyote sawa na GTAW isipokuwa magnesiamu, na kulehemu moja kwa moja ya chuma cha pua ni programu moja muhimu ya mchakato. Tofauti ya mchakato ni kukata plasma , mchakato wa kukata chuma thabiti. [34]

Kulehemu kwa arc (SAW) iliyokuwa imezunguka ni njia ya kulehemu ya juu ya uzalishaji ambayo arc inakabiliwa chini ya safu ya kifuniko. Hii huongeza ubora wa arc, kwani uchafu katika anga huzuiwa na mzunguko. Slag ambayo hutengenezwa kwenye weld ujumla hutoka kwa yenyewe, na pamoja na matumizi ya fani ya kuendelea ya waya, kiwango cha uhifadhi wa weld ni cha juu. Hali ya kazi imeboreshwa zaidi juu ya michakato mingine ya kulehemu ya arc, kwani uhamisho huficha arc na karibu hakuna moshi hutolewa. Mchakato huo hutumiwa kwa kawaida katika sekta, hasa kwa bidhaa kubwa na katika utengenezaji wa vyombo vya shinikizo la svetsade. [35] Mipango mengine ya kulehemu ya arc ni kulehemu ya atomiki ya hidrojeni , kulehemu electroslag , kulehemu za electrogas , na kulehemu ya arc stud . [36]

Gas kulehemu

Mchakato wa kawaida wa kulehemu gesi ni kulehemu ya oksifu, [13] pia inajulikana kama kulehemu ya oxiaetylene. Ni mojawapo ya mchakato wa kulehemu wa zamani na unaofaa zaidi, lakini katika miaka ya hivi karibuni imepungua sana katika matumizi ya viwanda. Bado hutumika sana kwa mabomba ya kulehemu na zilizopo, pamoja na kazi za ukarabati. [13]

Vifaa ni kiasi cha gharama nafuu na rahisi, kwa ujumla hutumia mwako wa asidi ya oksijeni ili kuzalisha joto la moto la kulehemu la takribani 3100 ° C. [13] Moto huo, kwa kuwa haujumilishwa zaidi kuliko arc umeme, husababisha baridi ya weld baridi, ambayo inaweza kusababisha matatizo makubwa ya upungufu na uharibifu wa weld, ingawa hupunguza kulehemu kwa vyuma vya juu vya alloy. Mchakato sawa, kwa ujumla huitwa kukata oksifu, hutumiwa kukata metali. [13]

Kushindana

Kulehemu upinzani huhusisha kizazi cha joto kwa kupitisha sasa kupitia upinzani unaosababishwa na kuwasiliana kati ya nyuso mbili za chuma au zaidi. Mabwawa madogo ya chuma kilichochombwa huundwa kwenye eneo la weld kama sasa ya juu (1000-100,000 A ) inapita kupitia chuma. [37] Kwa ujumla, mbinu za kulehemu za upinzani ni bora na husababisha uchafuzi mdogo, lakini maombi yao ni mdogo mdogo na gharama za vifaa zinaweza kuwa za juu. [37]

Mtaaji wa doa

Kusafisha kwa njia ni njia maarufu ya kulehemu upinzani iliyounganishwa na kujiunga na karatasi za chuma za hadi 3 mm. [37] Electrodes mbili hutumiwa wakati huo huo ili kufungia karatasi za chuma pamoja na kupitisha sasa kupitia karatasi. Faida za njia hii ni pamoja na matumizi ya nishati ya ufanisi , deformation ya kipande cha kazi, viwango vya juu vya uzalishaji, automatisering rahisi, na hakuna vifaa vya kujaza. Nguvu za udongo ni za chini sana kuliko njia nyingine za kulehemu, na kufanya mchakato unafaa kwa ajili ya matumizi fulani tu. Inatumika sana katika sekta ya magari-magari ya kawaida yanaweza kuwa na weld kadhaa za doa kadhaa zilizofanywa na robots za viwanda . Mchakato maalumu, unaoitwa kulehemu risasi , unaweza kutumika kwa kuona chuma cha pua cha weld. [37]

Kama kulehemu doa, kulehemu mshono inategemea electrodes mbili kuomba shinikizo na sasa kujiunga na karatasi za chuma. Hata hivyo, badala ya electrode zilizoelekezwa, electrodes ya umbo la gurudumu huzunguka na mara nyingi hulisha workpiece, na hivyo inawezekana kufanya welds ndefu zinazoendelea. Katika siku za nyuma, mchakato huu ulitumika katika utengenezaji wa makopo ya kinywaji, lakini sasa matumizi yake ni mdogo zaidi. [37] nyingine mbinu ya upinzani kulehemu pamoja kitako kulehemu , [38] flash kulehemu , makadirio kulehemu , na upset kulehemu . [37]

Nishati ya nishati

Njia za kulehemu ya boriti za nishati, yaani kulehemu laser laser na kulehemu ya nyuzi za elektroni , ni michakato mpya ambayo imekuwa maarufu sana katika matumizi ya juu ya uzalishaji. Michakato miwili ni sawa kabisa, tofauti sana hasa katika chanzo cha nguvu zao. Ulehemu wa boriti ya laser hutumia boriti ya laser iliyolenga sana, wakati kulehemu ya nyuzi za elektroni imefanywa kwa utupu na hutumia boriti ya elektroni. Wote wana wiani mkubwa wa nishati, na kufanya kupenya kwa weld kinawezekana na kupunguza ukubwa wa eneo la weld. Mchakato wote wawili ni wa haraka sana, na ni automatiska kwa urahisi, unawafanya wawe na matokeo mazuri. Hasara za msingi ni gharama zao za vifaa vya juu sana (ingawa hizi zinapungua) na uwezekano wa kufuta mafuta. Maendeleo katika eneo hili ni pamoja na kulehemu ya laser-mseto , ambayo hutumia kanuni kutoka kwenye laini ya kulehemu ya laser na kulehemu ya arc kwa mali bora zaidi ya weld, laser cladding , na kulehemu x-ray . [39]

Imara-hali

Mchakato wa kulehemu wa hali ya kudumu ya chati [40]

Kama mchakato wa kwanza wa kulehemu, kulehemu kwa ufugaji, mbinu za kulehemu za kisasa hazihusishi na kiwango cha vifaa vinavyojiunga. Moja ya kulehemu zaidi, ultrasonic kulehemu , hutumiwa kuunganisha karatasi nyembamba au waya zilizofanywa kwa chuma au thermoplastic kwa kuzungumza nao kwa mzunguko wa juu na chini ya shinikizo la juu. [41] Vifaa na mbinu zinazohusika vinafanana na ule wa kulehemu upinzani, lakini badala ya umeme wa sasa, vibration hutoa pembejeo za nishati. Kusafisha madini na mchakato huu hauhusisha kuyeyuka vifaa; badala, weld hutengenezwa kwa kuanzisha vibrations mitambo usawa chini ya shinikizo. Wakati wa kulehemu plastiki, vifaa vinapaswa kuwa na joto sawa la kiwango, na vibrations huletwa kwa wima. Ulehemu wa ultrasonic hutumiwa mara kwa mara kwa kufanya uhusiano wa umeme nje ya alumini au shaba, na pia ni kawaida sana kulehemu mchakato wa kulehemu. [41]

Mchakato mwingine wa kawaida, kulehemu kwa mlipuko , unahusisha kuunganisha vifaa kwa kuwashirikisha pamoja chini ya shinikizo la juu sana. Nishati kutoka kwa athari huzalisha vifaa, na kutengeneza weld, ingawa kiasi kidogo cha joto huzalishwa. Mchakato huo hutumiwa kwa kawaida kwa vifaa vya kulehemu vya kulehemu, kama vile kulehemu ya alumini na chuma katika sanda za meli au sahani za kiwanja. [41] nyingine taratibu kulehemu imara-hali ni pamoja na msuguano kulehemu (ikiwa ni pamoja msuguano koroga kulehemu ), [42] magnetic Pulse kulehemu , [43] ushirikiano extrusion kulehemu, baridi kulehemu , utbredningen bonding , exothermic kulehemu , high frequency kulehemu , moto shinikizo kulehemu , kulehemu induction , na kulehemu roll . [41]

Jiometri

Aina ya kulehemu ya kawaida ya kulehemu - (1) Pamoja ya kitako cha mraba, (2) V kitambaa cha pamoja, (3) Kuunganishwa kwa Lap, (4) Kuunganishwa kwa T

Vipande vinaweza kupangwa kijiometri kwa njia nyingi. Aina tano za msingi za viungo vya weld ni pamoja na kitambaa, kichwa cha pamoja, kona ya pamoja, makali ya pamoja, na ushirikiano wa T (tofauti ya mwisho huu ni pamoja na msalaba ). Tofauti zingine zipo pia-kwa mfano, viungo vya maandalizi mara mbili-V vinatajwa na vipande viwili vya nyenzo kila mmoja kwenye sehemu moja katikati ya nusu ya urefu wao. Viungo vya maandalizi ya Single-U na mbili-U pia ni vya kawaida-badala ya kuwa na mishale ya moja kwa moja kama viungo vya maandalizi ya single-V na mbili-V, ni vyema, vinajenga sura ya viungo vya U. Lap pia huwa zaidi ya mbili vipande vidogo-kutegemea mchakato uliotumiwa na unene wa nyenzo, vipande vingi vinaweza kusongezwa pamoja katika geometry ya pamoja pamoja. [44]

Mchakato mwingi wa kulehemu unahitaji matumizi ya kubuni maalum ya pamoja; kwa mfano, kulehemu doa kulehemu, kulehemu laser boriti, na kulehemu elektroni boriti mara nyingi hufanya juu ya viungo Lap. Njia nyingine za kulehemu, kama kulehemu ya chuma ya arc, zimeelekezwa sana na zinaweza kusonga karibu aina yoyote ya pamoja. Mipangilio mingine inaweza pia kutumiwa kufanya welds ya wingi, ambayo weld moja inaruhusiwa kupendeza, na kisha weld mwingine hufanyika juu yake. Hii inaruhusu kulehemu kwa sehemu nzito zilizopangwa katika pamoja ya maandalizi ya moja-V, kwa mfano. [45]

Sehemu ya msalaba ya pamoja ya kiunga cha mviringo, na kijivu giza kinachowakilisha eneo la weld au fusion, kijivu cha kati eneo lililoathiriwa na joto, na kijivu kikubwa zaidi ya vifaa vya msingi.

Baada ya kulehemu, mikoa kadhaa tofauti inaweza kutambuliwa katika eneo la weld. Weld yenyewe inaitwa eneo la fusion-zaidi hasa, ni mahali ambapo chuma cha filler kiliwekwa wakati wa mchakato wa kulehemu. Mali ya eneo la fusion hutegemea hasa chuma cha chuma kilichotumiwa, na utangamano wake na vifaa vya msingi. Imezungukwa na ukanda unaoathirika na joto , eneo ambalo lilikuwa na microstructure na mali zilizobadilishwa na weld. Mali hizi zinategemea tabia ya vifaa vya msingi wakati inakabiliwa na joto. Ya chuma katika eneo hili mara nyingi ni dhaifu zaidi kuliko vifaa vyote vya msingi na eneo la fusion, na pia ni wapi matatizo ya mabaki hupatikana. [46]

Ubora

Eneo la bluu linatokana na vioksidishaji kwa joto linalofanana na 600 ° F (316 ° C). Hii ni njia sahihi ya kutambua joto, lakini hauwakilisha upana wa HAZ. HAZ ni eneo lenye nyembamba ambalo linazunguka mara moja chuma cha msingi.

Sababu nyingi tofauti zinaathiri nguvu za welds na nyenzo zinazozunguka, ikiwa ni pamoja na njia ya kulehemu, kiasi na mkusanyiko wa pembejeo za nishati, weldability ya nyenzo ya msingi, vifaa vya kujaza, na vifaa vya kuenea, muundo wa pamoja, na ushirikiano kati ya mambo haya yote. [47] Ili kupima ubora wa weld, njia za uharibifu au zenye uharibifu hutumiwa mara nyingi ili kuthibitisha kwamba welds hazina uharibifu, na kuwa na kiwango cha kukubalika cha mkazo na kupotosha, na kuwa na eneo linaloweza kuathiriwa na joto (HAZ). Aina za kasoro za kulehemu ni pamoja na nyufa, kuvuruga, inclusions ya gesi (porosity), inclusions zisizo za chuma, ukosefu wa fusion, kupenya usio kamili, kupungua kwa taa, na kupunguzwa.

Sekta ya ufundi imeanzisha vipimo na kanuni za kuongoza welders , wakaguzi wa weld , wahandisi , mameneja, na wamiliki wa mali katika mbinu bora za kulehemu, kubuni wa welds, jinsi ya kuhukumu ubora wa Utaratibu wa Ulehemu , jinsi ya kuhukumu ujuzi wa mtu anayefanya weld, na jinsi ya kuhakikisha ubora wa kazi ya kulehemu. [47] Mbinu kama vile ukaguzi wa visual , radiography , kupima ultrasonic , ultrasonics ya kupitishwa , ukaguzi wa kupenya rangi , ukaguzi wa chembe magnetic , au tomography za viwanda zinaweza kusaidia kutambua na uchambuzi wa kasoro fulani.

Joto yaliyoathirika zone

Eneo linaloathirika na joto (HAZ) ni pete inayozunguka weld ambayo joto la mchakato wa kulehemu, pamoja na matatizo ya kutosha joto na baridi, kubadilisha tabia ya matibabu ya alloy. Madhara ya kulehemu kwenye nyenzo zinazozunguka weld inaweza kuwa na hatari-kulingana na vifaa vinavyotumika na pembejeo ya joto ya mchakato wa kulehemu kutumika, HAZ inaweza kuwa ya ukubwa tofauti na nguvu. Mchanganyiko wa mafuta ya nyenzo ya msingi ina jukumu kubwa-ikiwa tofauti ni ya juu, kiwango cha baridi cha juu ni cha juu na HAZ ni ndogo. Kinyume chake, diffusivity ya chini husababisha baridi kali na HAZ kubwa. Kiwango cha joto kilicho sindwa na mchakato wa kulehemu kina jukumu muhimu pia, kama michakato kama kulehemu ya oxyacetylene ina pembejeo ya joto isiyoeleweka na kuongeza ukubwa wa HAZ. Mchakato kama kulehemu la boriti laser hutoa kiasi kikubwa cha kujilimbikizia, kiasi kidogo cha joto, na kusababisha HAZ ndogo. Ulehemu wa shimo huanguka kati ya mambo hayo mawili, na taratibu za mtu binafsi hutofautiana kiasi fulani katika pembejeo za joto. [48] [49] Ili kuhesabu pembejeo ya joto kwa taratibu za kulehemu za arc, fomu inayofuata inaweza kutumika:

ambapo Q = pembejeo ya joto ( kJ / mm), V = voltage ( V ), I = sasa (A), na S = kasi ya kulehemu (mm / min). Ufanisi hutegemea mchakato wa kulehemu uliotumika, pamoja na kulehemu ya arc ya chuma iliyo na thamani ya 0.75, kulehemu ya arc chuma gesi na kulehemu ya arc iliyojaa, 0.9, na kulehemu ya gesi ya tungsten, 0.8. Mbinu [50] za kupunguza matatizo na upole unaotengenezwa katika HAZ ni pamoja na kupunguza stress na hali ya kutosha . [51]

Ugani wa maisha na njia za ufuatiliaji

Mfano: Matibabu ya High Frequency Impact kwa ugani wa maisha

Ukamilifu na maisha ya miundo ya chuma iliyojaa mizigo yenye nguvu imewekwa katika kesi nyingi na welds, hususan mabadiliko ya weld. Kwa njia ya kuchagua ya mabadiliko kwa kusaga (kukata abrasive) , kuchomwa risasi , Matibabu ya High Frequency Impact , nk uimarishaji wa miundo mingi huongezeka kwa kiasi kikubwa.

Madini

Solidi nyingi zinazotumiwa ni vifaa vya uhandisi vilivyo na solidi za fuwele ambazo atomi au ions hupangwa katika muundo wa kijiometri ambao hujulikana kama muundo wa bandia . Tofauti peke yake ni vifaa vinavyotengenezwa kutoka kioo ambacho ni mchanganyiko wa kioevu na polima zilizo na supercooled ambazo ni jumla ya molekuli kubwa za kikaboni. [52]

Mshikamano wa nyuzi za fuwele hupatikana kwa dhamana ya metali au kemikali inayotengenezwa kati ya atomi ya jimbo. Kemikali dhamana zinaweza kuwekwa kwenye aina mbili yenye ionic na covalent . Ili kuunda dhamana ya ioni, ama valence au elektroni inayounganisha hutenganisha na atomi moja na inashirikiana na atomi nyingine ili kuunda ions iliyoshtakiwa. Ufungashaji katika nafasi ya tuli ni wakati ions inavyoshikilia msimamo wa usawa ambapo nguvu inayotokea kati yao ni sifuri. Wakati ioni ni exerted katika mvutano nguvu, baina ya ionic nafasi kuongezeka kujenga umeme kuvutia nguvu, wakati nguvu repulsing chini ya compressive nguvu kati ya viini atomia ni kubwa. [52]

Kuunganishwa kwa mshikamano unafanyika wakati moja ya atomi zilizopoteza inapoteza elektroni moja au zaidi, na atomi nyingine inapata elektroni, na kusababisha wingu la electron linaloshirikiwa na molekuli kwa ujumla. Katika kuunganishwa kwa ionic na kwa kawaida, eneo la ions na elektroni huzuia jamaa kwa kila mmoja, na hivyo kusababisha dhamana kuwa tabia ya kuvutia . [52]

Uunganishaji wa metali unaweza kuhesabiwa kuwa aina ya uingiliano mzuri ambao atomi zinazojitokeza za aina hiyo na hazichanganiana na kuunda dhamana ya kemikali. Atomi zitapoteza electron (s) kutengeneza aina nyingi za ions nzuri. Maghala haya yanashirikiwa na bandia ambayo hufanya simu ya elektroni ya mkononi, kama elektroni ni huru kuhamia pamoja na ions. Kwa hili, hutoa metali yao ya juu ya mafuta na conductivity umeme na pia kuwa characteristically ductile . [52]

Miundo mitatu ya miamba ya kawaida ya kioo katika metali ni kichocheo cha mwili , kiberiti yenye uso-uso na hexagonal ya karibu . Chuma cha Ferritic kina muundo wa cubic ya mwili na chuma cha austeniti , metali zisizo na feri kama alumini , shaba na nickel zina muundo wa cubia iliyo na uso. [52]

Ductility ni jambo muhimu katika kuhakikisha uaminifu wa miundo kwa kuwawezesha kuendeleza viwango vya shida za mitaa bila fracture. Aidha, miundo inahitajika kuwa ya nguvu inayokubalika, ambayo inahusiana na nguvu za mavuno ya vifaa. Kwa ujumla, kama nguvu ya mavuno ya ongezeko la vifaa, kuna kupunguza sambamba katika ugumu wa fracture . [52]

Kupunguza ugumu wa fracture pia kunaweza kuhusishwa na athari ya uchafu, au kwa metali za kaboni za msingi, kutokana na kupunguza joto. Vyuma na vyumba vingine vina joto la mpito ambalo juu ya chuma hiki kina chuma cha kukubalika wakati chini ya vitu hivi vyenye vifaa vinakuwa brittle. Katika aina mbalimbali, tabia ya vifaa haitabiriki. Kupungua kwa ugumu wa fracture kunafuatana na mabadiliko katika kuonekana kwa fracture. Wakati juu ya mpito, fracture ni hasa kutokana na coalescence micro-tupu, ambayo husababisha fracture kuonekana fibrous . Wakati joto linaanguka fracture itaonyesha ishara za vipengele vya kukata. Maonekano haya mawili yanaonekana kwa jicho la uchi. Fracture ya bwana katika sahani za chuma inaweza kuonekana kama alama ya chevron chini ya darubini . Vipande hivi vya mshale kwenye mstari wa uso wa ufa kuelekea asili ya fracture. [52]

Ugumu wa kupasuka hupimwa kwa kutumia specimen zisizochapishwa na kabla ya kupasuka, ambavyo vipimo vinasemwa kwa viwango, kwa mfano ASTM E23. Kuna njia nyingine za kukadiria au kupima ugumu wa fracture na yafuatayo: mtihani wa athari za Charpy kwa ASTM A370; Mtihani wa ufunguzi wa ufunguzi (CTOD) kwa BS 7448-1; J mtihani muhimu kwa ASTM E1820; Pellini mtihani wa uzito kwa kila ASTM E208. [52]

Hali isiyo ya kawaida

Ulehemu wa chini ya maji

Wakati maombi mengi ya kulehemu yanafanywa katika mazingira yaliyosimamiwa kama vile viwanda na maduka ya ukarabati, taratibu za kulehemu hutumiwa kwa kawaida katika hali mbalimbali, kama hewa ya wazi, chini ya maji, na utupu (kama vile nafasi). Katika maombi ya wazi, kama vile ujenzi na nje ya matengenezo, kulehemu chuma sahani ni mchakato wa kawaida. Mchakato ambao hutumia gesi za kuingiza ili kulinda weld hauwezi kutumika kwa urahisi katika hali kama hiyo, kwa sababu harakati zisizotarajiwa za anga zinaweza kusababisha weld mbaya. Ulehemu wa chuma cha chuma hutumiwa pia katika kulehemu chini ya maji katika ujenzi na ukarabati wa meli, majukwaa ya pwani, na mabomba, lakini wengine, kama vile kulehemu kwa arc na kulehemu ya gesi ya tungsten, pia ni kawaida. Ulehemu katika nafasi pia inawezekana-ilianza kwanza mwaka wa 1969 na wataalamu wa Kirusi , wakati walifanya majaribio ya kupima kulehemu ya chuma ya chuma, plastiki ya kulehemu ya arc, na kulehemu ya nyuzi za elektroni katika mazingira yenye shida. Upimaji zaidi wa njia hizi ulifanyika katika miongo iliyofuata, na watafiti wa leo wanaendelea kuendeleza njia za kutumia mchakato mwingine wa kulehemu kwenye nafasi, kama vile kulehemu laser laser, kulehemu upinzani, na kulehemu msuguano. Maendeleo katika maeneo haya yanaweza kuwa na manufaa kwa ajili ya juhudi za baadaye kama ujenzi wa Kituo cha Kimataifa cha Anga , ambacho kinaweza kutegemea kulehemu kwa kujiunga na nafasi sehemu zilizofanywa duniani. [53]

Masuala ya usalama

Ulehemu wa shimo na kofia ya kulehemu, kinga, na nguo nyingine za kinga

Kulehemu huweza kuwa hatari na yasiyo ya afya ikiwa tahadhari sahihi hazichukuliwe. Hata hivyo, kutumia teknolojia mpya na ulinzi sahihi hupunguza sana hatari ya kuumia na kifo inayohusishwa na kulehemu. [54] Tangu taratibu za kawaida za kulehemu zinahusisha arc umeme au moto, hatari ya kuchoma na moto ni muhimu; hii ndio sababu inawekwa kama mchakato wa kazi ya moto . Ili kuzuia kujeruhiwa, welders huvaa vifaa vya kinga binafsi kama mfumo wa kinga kubwa za ngozi na jackets za muda mrefu za ulinzi ili kuepuka kufichua joto kali na moto. Zaidi ya hayo, mwangaza wa weld eneo husababisha hali inayoitwa arc jicho au kuchoma flash ambayo ultraviolet mwanga husababisha kuvimba ya kamba na inaweza kuchoma retinas ya macho. Goggles na helmeti za kulehemu na safu za uso za kuchuja UV za giza huvaliwa ili kuzuia mfiduo huu. Tangu miaka ya 2000, baadhi ya helmeti zimejumuisha sahani ya uso ambayo huwasha giza juu ya mkazo wa mwanga mkali wa UV. Ili kulinda wapiganaji, eneo la kulehemu mara nyingi linazunguka na mapazia ya kulehemu ya translucent. Mapazia haya, yaliyotolewa na filamu ya plastiki ya polyvinyl hidrojeni , huwafunga watu nje ya eneo la kulehemu kutoka kwa mwanga wa UV wa umeme, lakini hawawezi kuchukua nafasi ya kioo cha chujio kilichotumiwa katika helmeti. [55]

Chumba kilichopangwa kuwa na mafusho ya kulehemu kwa ajili ya uchambuzi
Video inayoelezea utafiti juu ya helmeti za kulehemu na uwezo wao wa kupunguza joto la kutosha

Welders mara nyingi hupatikana kwa gesi hatari na suala la chembe . Michakato kama kulehemu ya arc-cored na kulehemu chuma arc kulehemu huzalisha moshi zenye chembe ya aina mbalimbali za oksidi . Ukubwa wa chembe katika suala hilo huathiri sumu ya mafusho, na chembe ndogo zinazoonyesha hatari zaidi. Hii ni kwa sababu chembe ndogo zina uwezo wa kuvuka kizuizi cha damu-ubongo . Maji na gesi, kama dioksidi kaboni, ozoni , na mafusho yaliyo na metali nzito , inaweza kuwa hatari kwa welders kukosa hewa nzuri na mafunzo. [56] Mfiduo wa mafusho ya kulehemu ya manganese , kwa mfano, hata kwa viwango vya chini (<0.2 mg / m 3 ), inaweza kusababisha matatizo ya neva au kuharibu mapafu, ini, mafigo, au mfumo wa neva wa kati. [57] Vipungu vya Nano vinaweza kuingizwa katika macrophages ya alveolar ya mapafu na kushawishi fibrosis ya pulmonary. [58] Matumizi ya gesi na moto katika misuala mengi ya kulehemu husababisha mlipuko na hatari ya moto. Tahadhari nyingine za kawaida ni pamoja na kupunguza kiasi cha oksijeni katika hewa, na kuweka vifaa vya kuwaka mbali na mahali pa kazi. [56]

Gharama na mwenendo

Kama mchakato wa viwanda, gharama ya kulehemu ina jukumu muhimu katika maamuzi ya viwanda. Vigezo mbalimbali huathiri gharama zote, ikiwa ni pamoja na gharama za vifaa, gharama za kazi, gharama za vifaa, na gharama za nishati . [59] Kulingana na mchakato huo, gharama za vifaa zinaweza kutofautiana, kutoka kwa gharama nafuu kwa njia kama kulehemu ya chuma ya chuma na kulehemu ya oksifu , kwa gharama kubwa sana kwa njia kama kulehemu laser laser na kulehemu elektroni. Kwa sababu ya gharama zao za juu, zinatumiwa tu katika shughuli za uzalishaji wa juu. Vile vile, kwa sababu automatisering na robots huongeza gharama za vifaa, zinatekelezwa tu wakati uzalishaji wa juu unahitajika. Gharama ya kazi inategemea kiwango cha uhifadhi (kiwango cha kulehemu), mshahara wa saa, na muda wa operesheni ya jumla, ikiwa ni pamoja na muda uliotumika kufaa, kulehemu, na kutunza sehemu hiyo. Gharama ya vifaa ni pamoja na gharama ya msingi na vifaa vya kujaza, na gharama za gesi za shielding. Hatimaye, gharama ya nishati inategemea muda wa arc na mahitaji ya kulehemu ya nguvu. [59]

Kwa mbinu za kulehemu za kazi, gharama za kazi hufanya jumla ya gharama kubwa. Matokeo yake, hatua nyingi za kuokoa gharama zinazingatia kupunguza muda wa operesheni. Kwa kufanya hivyo, taratibu za kulehemu na viwango vya juu vya uhifadhi zinaweza kuchaguliwa, na vigezo vya weld zinaweza kupangwa vizuri kuongeza kasi ya kulehemu. Ujangilizi na automatisering mara nyingi hutekelezwa ili kupunguza gharama za kazi, lakini mara nyingi huongeza gharama za vifaa na hujenga muda wa kuanzisha ziada. Gharama za nyenzo zinaongezeka wakati mali maalum ni muhimu, na gharama za nishati kawaida hazipatikani zaidi ya asilimia kadhaa ya gharama ya jumla ya kulehemu. [59]

Katika miaka ya hivi karibuni, ili kupunguza gharama za ajira katika uzalishaji wa juu wa viwanda, kulehemu viwanda kunazidi kuwa automatiska zaidi, hususan kwa matumizi ya robots katika kuleta doa za kupinga (hasa katika sekta ya magari) na katika kulehemu ya arc. Katika kulehemu robot, vifaa vya vifaa vyote vinashikilia nyenzo na kufanya weld [60] na kwa mara ya kwanza, kulehemu ya doa kulikuwa ni matumizi yake ya kawaida, lakini kulehemu kwa arcboti huongezeka kwa umaarufu kama maendeleo ya teknolojia. Sehemu zingine muhimu za utafiti na maendeleo ni pamoja na kulehemu kwa vifaa vingi (kama vile chuma na aluminium), na taratibu mpya za kulehemu, kama vile msuguano wa msuguano, magurudumu ya mshtuko, mshtuko wa joto na conducting laser-mseto. Zaidi ya hayo, maendeleo yanahitajika kwa kufanya mbinu zaidi maalumu kama kulehemu laser laini kwa vitendo zaidi, kama vile viwanja vya ndege na magari ya magari. Watafiti pia wanatarajia kuelewa vizuri zaidi tabia zisizotarajiwa za welds, hususan microstructure, shinikizo la mabaki , na tabia ya weld ya ufa au kuharibika. [61]

Mwelekeo wa kuharakisha kasi ambayo welds hufanyika katika sekta ya chuma erection huingia katika hatari kwa uaminifu wa uhusiano. Bila fusion sahihi kwa vifaa vya msingi vinavyotolewa na muda wa kutosha wa arc juu ya weld, mkaguzi wa mradi hawezi kuhakikisha kipenyo cha ufanisi wa weld puddle hivyo yeye hawezi kuthibitisha uwezo mzigo kuchapishwa isipokuwa wao kushuhudia ufungaji halisi. [62] Njia hii ya kulehemu ya chumvi ni ya kawaida nchini Marekani na Kanada kwa kuunganisha karatasi za chuma ili kuzuia wanajiti na wajumbe wa chuma . Mashirika ya mikoa yana jukumu la kuhakikisha ufungaji sahihi wa kulehemu ya bomba kwenye maeneo ya ujenzi wa chuma. Hivi sasa hakuna utaratibu wa kawaida au weld ambayo inaweza kuhakikisha uwezo uliochapishwa wa uwezo wa kuungana yoyote isiyojulikana, lakini hii ni chini ya marekebisho na Marekani Welding Society .

Kioo na kulehemu ya plastiki

Kulehemu pamoja pamoja na mizigo miwili iliyotengenezwa kutoka kioo
Bakuli iliyotolewa kutoka kioo cha kutupwa. Nusu mbili zimeunganishwa pamoja na mshono wa weld, unaoendesha katikati.

Vioo na aina fulani za plastiki ni vifaa vidogo vidogo vidogo. Tofauti na metali, ambayo ina kiwango fulani cha kuyeyuka , glasi na plastiki zina aina ya kiwango, inayoitwa mpito wa kioo . Wakati inapokanzwa nyenzo imara katika aina hii, kwa kawaida itakuwa nyepesi na zaidi inaweza kupendekezwa. Wakati unapita kupitia mpito wa kioo, utakuwa kioevu sana, kivivu, kizivu. Kwa kawaida, kioevu hiki kinachosababishwa kitakuwa na mvutano mzuri sana wa uso , na kuwa thabiti, ushirikiano wa asali, hivyo kulehemu huweza kutokea kwa kufanana tu kwa nyuso mbili zilizochomwa pamoja. Vipo viwili vinachanganya na kujiunga na wasiliana wa kwanza. Baada ya kupumua kwa njia ya mpito wa kioo, kipande kilicho sunguka kitaimarisha kama sehemu moja imara ya vifaa vya amorphous .

Ulehemu wa kioo

Ulehemu wa kioo ni kawaida wakati wa kioo. Inatumika mara nyingi sana katika ujenzi wa taa, ishara za neon , flashtubes , vifaa vya kisayansi, na utengenezaji wa sahani na glasi nyingine. Pia hutumiwa wakati wa kutengeneza glasi kwa kujiunga na nusu ya molds za kioo, na kufanya vitu kama vile chupa na mitungi. Kusafisha kioo ni kukamilika kwa kupokanzwa kioo kwa njia ya mpito kioo, na kugeuza kuwa nene, inayoweza, kioevu molekuli. Inapokanzwa joto hutolewa na tochi ya gesi au oksi ya gesi, au tanuru, kwa sababu joto la kioo hutengana mara nyingi huwa juu sana. Joto hili linaweza kutofautiana, kulingana na aina ya kioo. Kwa mfano, glasi ya kuongoza inakuwa kioevu cha weldable karibu 1,600 ° F (870 ° C), na inaweza kusubiriwa na taa rahisi ya propane. Kwa upande mwingine, glasi ya quartz ( fused silika ) inapaswa kuwa joto kwa zaidi ya 3,000 ° F (1,650 ° C), lakini kwa haraka hupoteza viscosity yake na ufanisi ikiwa imeathiriwa , hivyo torchi ya oksijenijeni itatumiwe. Wakati mwingine tube huweza kushikamana na kioo, na kuruhusu kupigwa kwa maumbo mbalimbali, kama vile balbu, chupa, au zilizopo. Wakati vipande viwili vya kioo kioevu vimejaa pamoja, mara nyingi hutengeneza kwa urahisi sana. Kusambaza kushughulikia kwenye mtungi kunaweza kufanyika kwa urahisi. Hata hivyo, wakati wa kulehemu tube na bomba lingine, mchanganyiko wa kupiga na kuponda, na kuimarisha na kuunganisha hutumiwa kuhakikisha muhuri mzuri, kuunda kioo, na kuweka mvutano wa uso wa kufungwa kwa tube. Wakati mwingine fimbo ya kujaza inaweza kutumika, lakini si kawaida.

Kwa sababu kioo ni brittle sana katika hali yake imara, mara nyingi hutokea kupotea juu ya joto na baridi, hasa ikiwa inapokanzwa na baridi ni sawa. Hii ni kwa sababu upole wa kioo hauruhusu upanuzi wa kutosha wa mafuta . Kioo ambacho kimeharibiwa kwa kawaida kinahitajika kilichopozwa pole polepole na sawasawa kupitia mpito wa kioo, katika mchakato unaoitwa annealing , ili kupunguza matatizo yoyote ya ndani yaliyotokana na kiwango cha joto .

Kuna aina nyingi za kioo, na ni kawaida kuunganisha kwa kutumia aina hiyo. Vilabu tofauti huwa na viwango tofauti vya upanuzi wa mafuta, ambayo inaweza kuwafanya kupoteza juu ya baridi wakati wa mkataba tofauti. Kwa mfano, quartz ina upanuzi wa chini sana wa mafuta, wakati kioo cha soda-lime kina upanuzi mkubwa wa mafuta. Wakati wa kuleta glasi tofauti kwa kila mmoja, kwa kawaida ni muhimu kufanana kwa karibu na coefficients zao za upanuzi wa mafuta, ili kuhakikisha kwamba kupoteza haitoke. Pia, baadhi ya glasi haitachanganywa na wengine, hivyo kulehemu kati ya aina fulani haiwezekani.

Kioo kinaweza pia kuunganishwa kwa metali na keramik, ingawa kwa metali mchakato huo ni kawaida kuzingatia zaidi ya uso wa chuma badala ya kutengeneza vifaa viwili. Hata hivyo, glasi fulani itakuwa dhamana tu kwa metali fulani. Kwa mfano, vifungo vilivyoongoza kioo kwa shaba au molybdenum , lakini si kwa alumini. Maji ya tungsteni mara nyingi hutumiwa katika taa lakini haifai kioo cha quartz, hivyo tungsten mara nyingi hutolewa na kioo cha borosilicate kilichochombwa , ambazo ni vifungo kwa tungsten na quartz. Hata hivyo, utunzaji unapaswa kuchukuliwa ili kuhakikisha kuwa vifaa vyote vina coefficients sawa ya upanuzi wa mafuta ili kuzuia kufuta wote wakati kitu cools na wakati ni joto tena. Mara nyingi alloys maalum hutumiwa kwa lengo hili, kuhakikisha kuwa coefficients ya mchanga mechi, na wakati mwingine nyembamba, mipako ya chuma inaweza kutumika kwa chuma ili kujenga dhamana nzuri na kioo. [63] [64]

Plastiki kulehemu

Plastiki kwa ujumla imegawanywa katika makundi mawili, ambayo ni "thermosets" na "thermoplastiki." Thermoset ni plastiki ambayo mmenyuko wa kemikali huweka vifungo vya Masi baada ya kutengeneza plastiki, na kisha vifungo haviwezi kuvunjwa tena bila kuharibu plastiki. Thermosets haiwezi kuyeyuka, kwa hiyo, mara moja thermoset imefanya haiwezekani kuiunganisha. Mifano ya thermosets ni pamoja na epoxy , silicone , mpira vulcanized , polyester , na polyurethane .

Thermoplastics , kwa kulinganisha, huunda minyororo ya molekuli ndefu, ambayo mara nyingi huunganishwa au kuingiliana, kutengeneza muundo wa amorphous bila utaratibu wowote wa muda mrefu, wa fuwele. Baadhi ya thermoplastiki inaweza kuwa amorphous kikamilifu, wakati wengine wana sehemu ya fuwele / sehemu ya amorphous. Wote thermoplastiki ya amorphous na semicrystalline ina mpito wa kioo, juu ya kulehemu ambayo inaweza kutokea, lakini semicrystallines pia ina kiwango maalum ya kiwango ambayo ni juu ya mpito kioo. Zaidi ya kiwango hicho cha kuyeyuka, kioevu chenye kivuli kitakuwa kioevu kilichopanda bure (angalia weldability rheological kwa thermoplastiki ). Mifano ya thermoplastiki ni pamoja na polyethilini , polypropylene , polystyrene , polyvinylchloride (PVC), na fluoroplastiki kama Teflon na Spectralon .

Kulehemu thermoplastic ni sawa na kioo kulehemu. Ya kwanza ya plastiki inapaswa kusafishwa na kisha kuchomwa moto kupitia mpito wa kioo, na kugeuza weld-interface katika kioevu nene, kizito. Interfaces mbili za joto zinaweza kushinikizwa pamoja, kuruhusu molekuli kuchanganya kupitia usambazaji intermolecular, kujiunga nao kama moja. Kisha plastiki imefunuliwa kwa njia ya mpito wa kioo, kuruhusu weld kuimarisha. Mara nyingi fimbo ya kujaza hutumiwa kwa aina fulani za viungo. Tofauti kuu kati ya kioo na vifaa vya plastiki ni aina za mbinu za kupokanzwa, joto la kiwango cha chini sana, na ukweli kwamba plastiki itaka kuchoma ikiwa itaathiriwa. Njia nyingi tofauti zimetengenezwa kwa kupokanzwa plastiki kwa joto la weldable bila kuwaka. Sehemu zote au vifaa vya kupokanzwa vya umeme vinaweza kutumika kutengeneza plastiki. Ultrasonic, laser, au msuguano wa joto ni njia zingine. Vyuma vya uhifadhi vinaweza kuingizwa katika plastiki, ambayo inachukua joto la induction. Baadhi ya plastiki itaanza kuchoma kwenye joto la chini kuliko mpito wao wa kioo, hivyo kulehemu kunaweza kufanywa kwa kupiga gesi kali, inert kwenye plastiki, kuinyunyiza wakati, wakati huo huo, iliizuia kutoka kwa oksijeni. [65]

Wengi thermoplastiki pia inaweza svetsade kwa kutumia solvents kemikali. Wakati wa kuwasiliana na plastiki, kutengenezea itaanza kuifuta, na kuleta uso kuwa suluhisho la nene, kioevu. Wakati nyuso mbili zilizopunguka zinakabiliwa pamoja, molekuli katika mchanganyiko wa suluhisho, kujiunga nao kama moja. Kwa sababu kutengenezea kunaweza kuenea kwa plastiki, kutengenezea hupuka kupitia kwa uso wa plastiki, na kusababisha weld kuacha nje ya suluhisho na kuimarisha. Matumizi ya kawaida kwa kulehemu kutengenezea ni kujiunga na mabomba ya PVC au ABS ( mabrylonitrile butadiene styrene ) wakati wa mabomba , au kwa ajili ya kulehemu styrene na plastiki polystyrene katika ujenzi wa mifano . Kuleta kutengenezea hutengenezea hasa kwenye plastiki kama vile PVC ambayo huchoma au chini ya mpito wao wa kioo, lakini inaweza kuwa haifai kwa plastiki kama vile Teflon au polyethilini ambazo hupinga kuharibika kwa kemikali . [66]

Angalia pia

  • Orodha ya nambari za kulehemu
  • Orodha ya mchakato wa kulehemu
  • Udhibiti wa Metal uliowekwa
  • Utaratibu wa Kusafisha
  • Vyeti vyema
  • Uchoraji wa kuchonga

Vidokezo

  1. ^ Herodotus. The Histories . Trans. R. Waterfield. Oxford: Oxford University Press. Book One, 25.
  2. ^ Cary & Helzer 2005 , p. 4
  3. ^ a b Lincoln Electric, p. 1.1-1
  4. ^ Lincoln Electric, The Procedure Handbook Of Arc Welding 14th ed., page 1.1-1
  5. ^ a b Hertha Ayrton. The Electric Arc , pp. 20 , 24 and 94 . D. Van Nostrand Co., New York, 1902.
  6. ^ a b c A. Anders (2003). "Tracking down the origin of arc plasma science-II. early continuous discharges". IEEE Transactions on Plasma Science . 31 (5): 1060–9. doi : 10.1109/TPS.2003.815477 .
  7. ^ Great Soviet Encyclopedia , Article "Дуговой разряд" (eng. electric arc )
  8. ^ Lazarev, P.P. (December 1999), "Historical essay on the 200 years of the development of natural sciences in Russia" (PDF) , Physics-Uspekhi , 42 (1247): 1351–1361, doi : 10.1070/PU1999v042n12ABEH000750 , archived from the original (Russian) on 2009-12-04
  9. ^ "Encyclopedia.com. Complete Dictionary of Scientific Biography" . Charles Scribner's Sons. 2008 . Retrieved 9 October 2014 .
  10. ^ Nikołaj Benardos, Stanisław Olszewski, "Process of and apparatus for working metals by the direct application of the electric current" patent nr 363 320, Washington, United States Patent Office, 17 may 1887.
  11. ^ Cary & Helzer 2005 , pp. 5–6
  12. ^ Cary & Helzer 2005 , p. 6
  13. ^ a b c d e Weman, p. 26
  14. ^ "Lesson 3: Covered Electrodes for Welding Mild Steels" . Retrieved 18 May 2017 .
  15. ^ A History of Welding . weldinghistory.org
  16. ^ The Engineer (6 February 1920) p. 142
  17. ^ Lincoln Electric, p. 1.1–5
  18. ^ Sapp, Mark E. (February 22, 2008). "Welding Timeline 1900–1950" . WeldingHistory.org. Archived from the original on August 3, 2008 . Retrieved 2008-04-29 .
  19. ^ Cary & Helzer 2005 , p. 7
  20. ^ Lincoln Electric, p. 1.1–6
  21. ^ Cary & Helzer 2005 , p. 9
  22. ^ Kazakov, N.F (1985). "Diffusion Bonding of Materials" . University of Cambridge. Archived from the original on 2010-02-12 . Retrieved 2011-01-13 .
  23. ^ Mel Schwartz (2011). Innovations in Materials Manufacturing, Fabrication, and Environmental Safety . CRC Press. pp. 300–. ISBN 978-1-4200-8215-9 . Retrieved 10 July 2012 .
  24. ^ Lincoln Electric, pp. 1.1–10
  25. ^ Cary & Helzer 2005 , pp. 246–249
  26. ^ Kalpakjian and Schmid, p. 780
  27. ^ Lincoln Electric, p. 5.4–5
  28. ^ Weman, p. 16
  29. ^ a b c d Weman, p. 63
  30. ^ a b Cary & Helzer 2005 , p. 103
  31. ^ Lincoln Electric, p. 5.4-3
  32. ^ Weman, p. 53
  33. ^ a b c Weman, p. 31
  34. ^ Weman, pp. 37–38
  35. ^ Weman, p. 68
  36. ^ Weman, pp. 93–94
  37. ^ a b c d e f Weman, pp. 80–84
  38. ^ John Jernberg (1919). Forging . American Technical society. p. 26.
  39. ^ Weman, pp. 95–101
  40. ^ AWS A3.0:2001, Standard Welding Terms and Definitions Including Terms for Adhesive Bonding, Brazing, Soldering, Thermal Cutting, and Thermal Spraying, American Welding Society (2001), p. 117. ISBN 0-87171-624-0
  41. ^ a b c d Weman, pp. 89–90
  42. ^ Stephan Kallee (August 2006) "NZ Fabricators begin to use Friction Stir Welding to produce aluminium components and panels" Archived March 16, 2010, at the Wayback Machine .. New Zealand Engineering News .
  43. ^ Stephan Kallee et al. (2010) Industrialisation of Electromagnetic Pulse Technology (EMPT) in India 38th Anniversary Issue of PURCHASE India.
  44. ^ Hicks, John (1999). Welded Joint Design . New York : Industrial Press. pp. 52–55. ISBN 0-8311-3130-6 .
  45. ^ Cary & Helzer 2005 , pp. 19, 103, 206
  46. ^ Cary & Helzer 2005 , pp. 401–404
  47. ^ a b Weman, pp. 60–62
  48. ^ Lincoln Electric, pp. 6.1-5–6.1–6
  49. ^ Kalpakjian and Schmid, pp. 821–22
  50. ^ Weman, p. 5
  51. ^ How To Weld By Todd Bridigum - Motorbook 2008 Page 37
  52. ^ a b c d e f g h Lancaster, J.F. (1999). Metallurgy of welding (6th ed.). Abington, Cambridge: Abington Pub. ISBN 1-85573-428-1 .
  53. ^ Cary & Helzer 2005 , pp. 677–683
  54. ^ ANSI/AWS Z49.1: "Safety in Welding, Cutting, and Allied Processes" (2005)
  55. ^ Cary & Helzer 2005 , pp. 42, 49–51
  56. ^ a b Cary & Helzer 2005 , pp. 52–62
  57. ^ Welding and Manganese: Potential Neurologic Effects . The inhalation of nano particles National Institute for Occupational Safety and Health. March 30, 2009.
  58. ^ James D Byrne; John A Baugh (2008). "The significance of nano particles in particle-induced pulmonary fibrosis" . McGill Journal of Medicine . 11 (1): 43–50. PMC 2322933 Freely accessible . PMID 18523535 .
  59. ^ a b c Weman, pp. 184–89
  60. ^ Lincoln Electric, p. 4.5-1
  61. ^ ASM International (2003). Trends in Welding Research . Materials Park, Ohio: ASM International. pp. 995–1005. ISBN 0-87170-780-2 .
  62. ^ Gregory L. Snow and W. Samuel Easterling (October 2008) Strength of Arc Spot Welds Made in Single and Multiple Steel Sheets Archived 2012-04-08 at WebCite , Proceedings of the 19th International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures, Missouri University of Science and Technology.
  63. ^ Freek Bos, Christian Louter, Fred Veer (2008) Challenging Glass: Conference on Architectural and Structural Applications . JOS Press. p. 194. ISBN 1586038664
  64. ^ Bernard D. Bolas (1921) A handbook of laboratory glassblowing . London, G. Routledge and sons
  65. ^ Plastics and Composites: Welding Handbook By David A. Grewell, A. Benatar, Joon Bu Park – Hanser Gardener 2003
  66. ^ Handbook of Plastics Joining: A Practical Guide By Plastics Design Library – PDL 1997 Page 137, 146

Marejeleo

  • Cary, Howard B; Helzer, Scott C. (2005). Modern Welding Technology . Upper Saddle River, New Jersey : Pearson Education. ISBN 0-13-113029-3 .
  • Kalpakjian, Serope; Steven R. Schmid (2001). Manufacturing Engineering and Technology . Prentice Hall. ISBN 0-201-36131-0 .
  • Lincoln Electric (1994). The Procedure Handbook of Arc Welding . Cleveland : Lincoln Electric. ISBN 99949-25-82-2 .
  • Weman, Klas (2003). Welding processes handbook . New York, NY: CRC Press LLC. ISBN 0-8493-1773-8 .

Viungo vya nje