El procés tecnològic de creació d'una connexió permanent de materials homogenis a causa de la formació d'enllaços atòmics s'anomena soldadura. En aquest cas, al punt de contacte, es produeix una densa fusió de dos materials en un de sol. Malgrat que aquesta connexió s'ha utilitzat durant molt de temps, la soldadura metàl·lica moderna, els tipus i la tecnologia de la seva implementació es milloren constantment, cosa que permet unir diversos productes amb una major fiabilitat i qualitat.
Característiques de la soldadura superficial
Tot el procés de soldadura de metalls es desenvolupa en dues etapes. En primer lloc, les superfícies dels materials s'han d'apropar entre si per la distància de les forces de cohesió interatòmica. A temperatura ambient, els metalls estàndard no es poden unir fins i tot quan es comprimeixen amb una força important. La raó d'això és la seva duresa física, de manera que el contacte en apropar-se a aquests materials només es produeix en alguns punts, independentment de la qualitat del tractament superficial. És la contaminació superficial la que afecta significativament la possibilitat d'adhesió dels materials, perquè les pel·lícules, òxids i capes d'àtoms d'impureses sempre estan presents en condicions naturals.
Per tant, creant contacte entre les vores de les peceses pot aconseguir ja sigui per deformacions plàstiques que es produeixen com a conseqüència de la pressió aplicada, o en el cas de la fusió del material.
A la següent etapa de la soldadura de metalls, la difusió d'electrons es realitza entre els àtoms de les superfícies unides. Per tant, la interfície entre les vores desapareix i s'obté un enllaç atòmic metàl·lic, o bé enllaços iònics i covalents (en el cas dels semiconductors o dielèctrics).
Classificació dels tipus de soldadura
La tecnologia de soldadura millora constantment i es fa més diversa. Fins ara, hi ha uns 20 tipus de soldadura metàl·lica, que es classifiquen en tres grups:
- La soldadura per pressió es realitza mitjançant l'aplicació d'energia mecànica, quan els enllaços entre els cristalls s'obtenen pel mètode de deformació plàstica del material. Com a resultat, el metall comença a fluir, movent-se al llarg de la línia de peces d'unió, portant amb ell una capa d'impureses contaminades. El procés de deformació i connexió de superfícies sense preescalfament s'anomena soldadura en fred per a metall. En aquest cas, es formen enllaços interatòmics, cosa que condueix a un acoblament estret de peces.
- La soldadura per fusió es realitza connectant productes sense aplicar pressió. Les fonts de calor en aquesta soldadura metàl·lica són la flama de gas, l'arc elèctric, l'energia de tipus feix. Durant la soldadura, les superfícies s'escalfen i es fonen, formant enllaços interatòmics entre els dos metalls i l'elèctrode, unint-se en un conjunt de soldadura comú. Després del refredament i la solidificació de la composició, un colat continucostura.
- La soldadura termomecànica del metall es realitza mitjançant calor i pressió. Primer s'escalfa el lloc d'unió del material i després es premsa. L'escalfament de la peça li dóna la plasticitat necessària i l'acció mecànica combina les parts del producte en una connexió monolítica.
Soldadura per fusió
Aquest tipus de soldadura s'utilitza àmpliament tant en condicions industrials com en la vida quotidiana. La unió de metalls per fusió inclou:
- Soldadura per arc. Es produeix creant un arc elèctric d' alta temperatura entre el metall i l'elèctrode.
- A l'enllaç de plasma, la font de calor és un gas ionitzat que passa a gran velocitat a través d'un arc elèctric.
- La soldadura d'escòries es realitza escalfant el flux fos (escòria) amb corrent elèctric.
- La unió làser es produeix processant la superfície metàl·lica amb un raig làser.
- En la soldadura per feix d'electrons, l'articulació s'escalfa per l'energia cinètica dels electrons en moviment en el buit sota la influència d'un camp elèctric.
- La soldadura de metalls per gas es basa en escalfar el punt de connexió amb un corrent de foc, que es forma durant la combustió d'oxigen i gas.
Junta de soldadura d'arc
La soldadura per arc implica l'ús d'una font de corrent amb un gran valor nominal, mentre que la màquina té una petita tensió. El transformador està connectat simultàniament al metallpeça de treball i elèctrode de soldadura.
Com a resultat de la soldadura de metalls amb un elèctrode, es forma un arc elèctric, pel qual es fonen les vores de les peces a unir. A la zona d'acció de l'arc, es crea una temperatura d'uns cinc mil graus. Aquest escalfament és suficient per fondre qualsevol metall.
Durant la fusió del metall de les peces a unir i de l'elèctrode, es forma un pool de soldadura, en el qual tenen lloc tots els processos d'adhesió. L'escòria puja a la superfície de la composició fosa i forma una pel·lícula protectora especial. En el procés de soldadura per arc metàl·lic, s'utilitzen dos tipus d'elèctrodes:
- no es fon;
- font.
Quan s'utilitza un elèctrode no consumible, cal introduir un cable especial a la zona de l'arc elèctric. Els elèctrodes consumibles es solden de manera independent. A la composició d'aquests elèctrodes s'afegeixen additius especials, que no permeten que l'arc s'apaga i n'augmentin l'estabilitat. Aquests poden ser elements amb un alt grau d'ionització (potassi, sodi).
Mètodes de connexió d'arc
La soldadura per arc es realitza de tres maneres:
- Mètode manual. En aquest cas, tots els passos d'unió es realitzen manualment, mitjançant una soldadura senzilla per arc elèctric.
- Més productiva és la soldadura semiautomàtica de metalls. Amb aquest mètode, la soldadura es fa manualment i el cable de farciment s'alimenta automàticament.
- La soldadura automàtica està supervisadaoperador, i tot el treball el fa la màquina de soldadura.
Tecnologia de soldadura per gas
Aquest tipus de soldadura us permet connectar diverses estructures metàl·liques no només a les empreses industrials, sinó també a casa. La tecnologia de soldadura metàl·lica no és gaire complicada, la mescla de gas durant la combustió fon les vores de la superfície, que s'omplen amb filferro de farciment. Quan es refreda, la costura cristal·litza i crea una connexió de materials forta i fiable.
La soldadura per gas té molts aspectes positius:
- La capacitat de connectar diverses parts fora de línia. A més, aquest treball no requereix una font d'energia potent.
- Un equip de soldadura de gas senzill i fiable és fàcil de transportar.
- La capacitat de dur a terme un procés de soldadura ajustable, ja que és fàcil canviar manualment l'angle del foc i la velocitat d'escalfament de la superfície.
Però també hi ha desavantatges d'utilitzar aquests equips:
- La zona de calefacció té una gran superfície, que afecta negativament als elements veïns de la peça.
- Incapacitat per automatitzar el procés de soldadura.
- La necessitat d'observar estrictament les mesures de seguretat. Treballar amb una barreja de gasos té un alt grau de perill d'explosió.
- El gruix del metall per a una connexió de qualitat no ha de ser superior a 5 mm.
Escoriasoldadura
Aquest tipus de connexió es considera una manera fonamentalment nova d'obtenir una soldadura. Les superfícies de les peces a soldar es cobreixen amb escòria, que s'escalfa a una temperatura superior a la fusió del filferro i del metall base.
En l'etapa inicial, la soldadura és similar a la soldadura per arc submergit. Aleshores, després de la formació d'una piscina de soldadura d'escòria líquida, l'arc deixa de cremar. La fusió addicional de les vores de la peça es duu a terme a causa de la calor que s'allibera durant el flux de corrent. Una característica d'aquest tipus de soldadura metàl·lica és l' alta productivitat del procés i la qualitat de la soldadura.
Junta de soldadura per pressió
La unió de superfícies metàl·liques per deformació mecànica es fa més sovint en la producció industrial, ja que aquesta tecnologia requereix equips cars.
Per a la soldadura a pressió inclou:
- Acoblament per ultrasons de peces metàl·liques. Realitzat per vibracions de freqüència ultrasònica.
- Soldadura en fred. Es realitza a partir de la connexió interatòmica de dues parts creant una gran pressió.
- Mètode de forja-forja. Coneguda des de l'antiguitat. El material s'escalfa en un forn i després es solda mitjançant forja mecànica o manual.
- Soldadura a pressió de gas. Molt semblant al mètode del ferrer, només s'utilitzen equips de gas per a la calefacció.
- Contacteu la connexió elèctrica. Es considera un dels tipus més populars. Amb aquesta soldadura, l'escalfament del metall es realitza fent passar un corrent elèctric a través d'ell.
- En la soldadura per difusió, la força de pressió sobre el metall és baixa, però es requereix una temperatura d'escalfament elevada de la unió.
Soldadura per punts
Les superfícies a unir en aquesta soldadura es troben entre dos elèctrodes. Sota l'acció de la premsa, els elèctrodes comprimeixen les peces, després de la qual s'aplica tensió. El lloc de soldadura s'escalfa pel pas del corrent. El diàmetre del punt de soldadura depèn completament de la mida del coixinet de contacte de l'elèctrode.
Segons com estiguin situats els elèctrodes en relació a les peces que s'han d'unir, la soldadura per contacte pot ser d'una o dues cares.
Hi ha molts tipus de soldadura per resistència que funcionen amb un principi similar. Aquests inclouen: soldadura a tope, soldadura de costura, soldadura de condensadors.
Seguretat
Treballar amb equips de soldadura està associat a molts factors perillosos per a la salut de l'operador. Les altes temperatures, els ambients explosius i els fums químics nocius requereixen que una persona compleixi estrictament les mesures de seguretat:
- Tots els equips i dispositius elèctrics han d'estar correctament connectats a terra i aïllats.
- Cal treballar amb mono i guants secs. Per protegir la pell de la cara i els ulls, assegureu-vos d'utilitzar una màscara amb vidre fosc.
- Al lloc de treball del soldador ha d'haver una farmaciola i un extintor d'incendis.
- La sala on es realitzen els treballs de soldadura ha d'estar ben ventilada.
- El treball no s'ha de dur a terme a prop d'objectes inflamables.
- No deixeu les ampolles de gas desateses.
Hi ha un gran nombre de tipus de soldadura metàl·lica, que el soldador decideix triar, en funció de la disponibilitat d'equips i de la capacitat d'aconseguir el resultat de treball desitjat. El soldador ha de conèixer el dispositiu i els principis de treball en determinats equips.
