ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ

Περίληψη Κεφαλαίου

  

 

 

Η με οποιοδήποτε τρόπο ένωση δύο μετάλλων ονομάζεται γενικά συγκόλληση.

Οι συγκολλήσεις επιτυγχάνονται με την βοήθεια της θερμότητας ή της πίεσης ή και των 2 και με η χωρίς την προσθήκη υλικού παρόμοιας σύνθεσης.

Οι συγκολλήσεις είναι μόνιμες συνδέσεις.

Οι συγκολλήσεις επιθέματος γίνονται σε θέσεις που τα μέταλλα έχουν υποστεί φθορά καθώς και σε ενισχύσεις μεταλλικών κατασκευών.

Η φλογοκοπή είναι στενά συνδεδεμένη με την τεχνική της συγκόλλησης και χρησιμοποιείται για την κοπή κομματιών και την διάλυση μεταλλικών όγκων

Οι συγκολλήσεις έχουν εφαρμογή σε μεταλλικά υλικά χάλυβες χυτοχάλυβες αλλά και σε κράματα χαλκού αλουμινίου και τέλος, σε θερμοπλαστικά η συνθετικά υλικά.

Πλεονεκτήματα των συγκολήσεων

Οι συγκολλητές κατασκευές είναι ελαφρότερες έως 20% και συνήθως φτηνότερες από τις ηλώσεις και τις κοχλιωτές συνδέσεις καθώς και 50% ελαφρύτερες από τις χυτές κατασκευές

Στις συγκολλήσεις δεν εξασθενεί το υλικό γιατί δεν υπάρχουν οπές επίσης επειδή δεν υπάρχει επικάλυψη των ελασμάτων προκύπτουν λείες επιφάνειες με μικρότερο κίνδυνο οξείδωσης

Σε μεμονωμένες κατασκευές και επειδή δεν υπάρχει μοντέλο και ο χρόνος παράδοσης είναι μικρότερος είναι πιο οικονομικές κατασκευές από τις χυτές

Σε παραγωγή σειράς οι χυτές κατασκευές είναι συχνά φθηνότερες από τις συγκολλήσεις

            Μειονεκτήματα των Συγκολλήσεων

Το ότι στις συγκολλήσεις συγκολλούνται κατά κανόνα όμοια υλικά, το ότι η ποιότητά τους ελέγχεται δύσκολα ενώ για την κατασκευή τους απαιτείται ιδιαίτερη πείρα είναι μειονέκτημα για αυτές.

Η συναρμολόγηση των δοκών στα δικτυώματα είναι δυσκολότερη στην περίπτωση της συγκόλλησης σε σχέση με τις ηλώσεις

Στις συγκολλήσεις υπάρχει ο κίνδυνος στρέβλωσης και επιβλαβούς μεταβολής του κρυσταλλικού ιστού λόγω της θερμότητας που αναπτύσσεται καθώς και της ψύξης που ακολουθεί.

Οι συγκολλήσεις ανάλογα με την κατάσταση στην οποία θα φτάσουν οι επιφάνειες των προς συγκόλληση κομματιών χωρίζονται σε δύο κατηγορίες

α. Συγκολλήσεις τήξης.

β. Συγκολλήσεις πίεσης.

Σε μία συγκόλληση τήξης όταν τα προς συγκόλληση κομμάτια και το συγκολλητικό υλικό είναι από το ίδιο ή παρόμοιο υλικό η συγκόλληση λέγεται αυτογενής.

Σε μία συγκόλληση τήξης όταν τα προς συγκόλληση κομμάτια και το συγκολλητικό υλικό είναι από διαφορετικό υλικό η συγκόλληση λέγεται  ετερογενής.

Μία συγκόλληση τήξης επιτυγχάνεται με τρεις τρόπους:

Με τοπική θέρμανση μέχρι του σημείου τήξης των άκρων των προς συγκόλληση κομματιών κατά μήκος της ραφής χωρίς την χρήση συγκολλητικού υλικού ( αυτοκόλληση ). Η συγκόλληση δημιουργείται όταν το αυλάκι του ρευστού  μετάλλου στις άκρες των δύο κομματιών στερεοποιηθεί.

Με τήξη και των άκρων των προς συγκόλληση κομματιών και του χρησιμοποιούμενου συγκολλητικού υλικού (κόλληση)

Άλλος τρόπος συγκόλλησης τήξεως είναι με τήξη μόνο της κόλλησης. Στην περίπτωση της συγκόλλησης με τήξη μόνο της κόλλησης, το υλικό της κόλλησης είναι τελείως άλλο από το υλικό των προς συγκόλληση κομματιών και έχει οπωσδήποτε χαμηλότερο σημείο τήξης από αυτά, επίσης και τα κομμάτια μπορούν να είναι από διαφορετικά υλικά.

Κατά τις αυτογενείς συγκολλήσεις τήξης για να πετύχουμε το πύρωμα των κομματιών μέχρι το σημείο τήξης χρειάζεται να προσδώσουμε μεγάλη ποσότητα θερμότητας στα σημεία συγκόλλησης. Σαν πηγή θερμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί φλόγα καυσίμου αερίου και οξυγόνου όποτε η αυτογενής συγκόλληση ονομάζεται οξυγονοσυγκόλληση. Σαν καύσιμο χρησιμοποιείται κυρίως ασετιλίνη (θερμοκρασία ανάφλεξης 3200⁰). Εφαρμόζεται στην κατασκευή σωλήνων αγωγών δοχείων στην συγκόλληση λεπτών φύλλων και στις επιδιορθώσεις.

Αν σαν πηγή θερμότητας για την πραγματοποίηση  της  συγκόλλήσης τήξης  χρησιμοποιηθεί η ηλεκτρική ενέργεια τότε η συγκόλληση ονομάζεται ηλεκτροσυγκόλληση.

Στην ηλεκτροσυγκόλληση η τήξη γίνεται με την βοήθεια φωτεινού ηλεκτρικού τόξου (3500⁰)συνεχούς ή εναλλασσόμενου ρεύματος το οποίο δημιουργείται μεταξύ των προς συγκόλληση αντικειμένων και ενός μεταλλικού κατά κανόνα ηλεκτροδίου Η ένταση του ηλεκτρικού ρέματος στην ηλεκτροσυγκόλληση ρυθμίζεται ανάλογα με το πάχος των προς συγκόλληση αντικειμένων

Τα ηλεκτρόδια που στην ηλεκτροσυγκόλληση αποτελούν και την κόλληση διακρίνονται σε γυμνά και επενδεδυμένα. Η επένδυση των επενδεδυμένων ηλεκτροδίων τήκεται εύκολα με σκοπό τη δημιουργία στρώσης προστασίας από την σκουριά, τη διάλυση των ακαθαρσιών, τη δημιουργία προστατευτικού μανδύα από αέρια τον ιονισμό ανάμεσα στο ηλεκτρόδιο και την ατμόσφαιρα ώστε να διατηρείται το άναμμα και να παραμένει σταθερό το ηλεκτρικό τόξο

Όταν χρησιμοποιούνται ηλεκτρόδια από άνθρακα χρησιμοποιούμε αποκλειστικά συνεχές ρεύμα

Η ηλεκτροσυγκόλληση και η οξυγονοσυγκόλληση είναι μέθοδοι συγκόλλησης με το χέρι.

Κατά της ετερογενείς συγκολλήσεις

Τα κομμάτια θερμαίνονται σε θερμοκρασία χαμηλότερη από το σημείο τήξης τους αλλά οπωσδήποτε υψηλότερη από το σημείο τήξης της κόλλησης.

Οι ετερογενείς συγκολλήσεις χωρίζονται σε δύο κατηγορίες ανάλογα με την θερμοκρασία στην οποία γίνονται τις μαλακές και τις σκληρές

Μαλακές λέγονται οι ετερογενείς συγκολλήσεις που τα προς συγκόλληση αντικείμενα είναι από διαφορετικό υλικό από το υλικό της κόλλησης και η θερμοκρασία στην οποία λιώνει η κόλληση είναι μικρότερη από 500 βαθμούς Κελσίου

Σκληρές λέγονται οι ετερογενείς συγκολλήσεις που  τα προς συγκόλληση αντικείμενα είναι από διαφορετικό υλικό από το υλικό της κόλλησης και η θερμοκρασία στην οποία λιώνει η κόλληση είναι μεγαλύτερη από 500 βαθμούς Κελσίου

Οι ετερογενείς συγκολλήσεις χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις συγκόλλησης ανομοιογενών μετάλλων ή όταν δεν επιτρέπονται οι υψηλές θερμοκρασίες

Οι αυτοματοποιημένες μέθοδοι συγκόλλησης είναι:

α) μετάλλου αδρανούς αερίου ή μετάλλου ενεργού αερίου (MIG/MAG) χρησιμοποιούνται κυρίως για χαλύβδινα υλικά

β) Βολφραμίου αδρανούς αερίου (WIG)

χρησιμοποιείται για πάχη ελασμάτων ως 0,6 mm, και για όλα τα μη σιδηρούχα μέταλλα.

γ) πλάσματος με μηχανικά περιοριστικό τόξο

χρησιμοποιείται για λεπτά φύλα ως 1 mm, για χάλυβες  ή κράματά τους, χαλκό, ορείχαλκο και ειδικά μέταλλα

δ) συγκόλληση με πλήρες σύρμα και υπόβαθρο σκόνης UP

χρησιμοποιείται για πάχη ελασμάτων μεγαλύτερα από 10 στη ναυπηγική στις επιμεταλλώσεις και θεωρείται τελείως αυτόματη μέθοδος

ε) Η συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων

χρησιμοποιείται για σύνθετες συγκολλήσεις και δύσκολα συγκολλητικά υλικά

Στις συγκολλήσεις με πίεση τα κομμάτια θερμαίνονται σε θερμοκρασία μικρότερη από το σημείο τήξης του μετάλλου και πιέζονται δυνατά οι επιφάνειες της συγκόλλησης χωρίς  την προσθήκη κόλλησης.

Με πίεση μπορούν να συγκολληθούν κομμάτια εν ψυχρώ

Στην συγκόλληση με ηλεκτροπόντα τα κομμάτια στην θέση επαφής θερμαίνονται με τη βοήθεια ηλ. αντίστασης και στην συνέχεια συγκολλούνται με πίεση.

Στην συγκόλληση με τριβή η θερμοκρασία παράγεται με την τριβή των κομματιών που θα συγκολληθούν και στη συνέχεια πιέζονται. Χρησιμοποιείται κυρίως για μικρά κομμάτια μαζικής παραγωγής.

Οι μορφές των ραφών είναι:

Η Μετωπική ή εσωραφή

και η Γωνιακή ή εξωραφή

Η μετωπική ραφή χρησιμοποιείται για ελάσματα και φορείς, μπορεί να δεχτεί περισσότερα φορτία στατικά και δυναμικά από την εξωραφή

Η γωνιακή ραφή χρησιμοποιείται ένωση κομματιών που σχηματίζουν Ταυ, γωνία, ή επικαλύπτονται, και είναι περισσότερο ευαίσθητη από την μετωπική. Οι γωνιακές ραφές διακρίνονται σε επίπεδες, κοίλες, και κυρτές

Η γωνιακή ραφή δέχεται μικρότερα φορτία από την Τ ενώ η σύνδεση με επικάλυψη δέχεται τα μικρότερα φορτία από όλες τις μορφές σύνδεσης.

Κάθε στρώση συγκολλητικού υλικού κατά την διάρκεια μιας συγκόλλησης ονομάζεται κορδόνι