Hjem Blogg Hva er sveising?

Hva er sveising?

Les: 381 Kommentarer: 0

Hva er sveising?

Sveising er prosessen der materialer samles der de varmes opp til smeltepunktet ved tilkoblingspunktet, og skaper en sterk, ubrytelig skjøt. En sammenføyningsprosess som sikrer en sømløs struktur av materialene i delene som skal sammenføyes, ved å bruke varme, trykk eller en kombinasjon av begge for å skape en permanent forbindelse. Det er mye brukt i ulike industrier, som bygg, skipsbygging og skipsreparasjon, produksjon i ulike industrier, bilreparasjon og mer.

Under sveising varmes materialene opp til smeltepunkt eller kobles sammen med trykk, og når de kjøles ned, dannes en stabil forbindelse. I noen tilfeller brukes også metallfylling for å fylle tilkoblingsstedet.

De viktigste typene sveising:

MMA / SMAW – Elektrisk lysbuesveising med elektroder:

Elektroden smelter, og metallet danner en skjøte, mens belegggassene beskytter sveiseområdet mot atmosfæriske påvirkninger. Hovedfordelen – god avkastning med små investeringer.
Denne teknologien er mye brukt i tungindustri, samt i ulike reparasjons- og vedlikeholdsarbeider.

MIG / MAG (GMAW) – halvautomatisk sveising med elektrodetråd-beskyttelsesgasser – inerte (argon) eller aktive (karbondioksid) gasser – i miljøet:

Mye brukt til sveising av stål, rustfritt stål og aluminiumskonstruksjoner.
MIG (Metal Inert Gas) – bruker inert gass, som argon.
MAG (Metal Active Gas) – bruker aktivert gass, som CO₂ eller blandinger.

TIG (GTAW) - Wolfram inert gass (TIG) sveising er en metode kjent for presis sammenføyning av metaller:

Brukte wolframelektroder for å lage en varm lysbue for å smelte metall, i motsetning til konvensjonell sveising.
Bruker håndbrenner og beskyttelsesgass, vanligvis argon.
Den brukes til sveise av rustfritt stål, aluminium, kobber og andre ikke-jernholdige metaller med en tykkelse på 0,3 mm til 4 mm.

PAW - Plasmabuesveising:

Plasmalysbuesveising er en kompleks lysbuesveiseteknikk der en konsentrert plasmastråle brukes til å smelte og koble sammen metaller. Den ble utviklet som en prestasjon sammenlignet med TIG-sveising og kan tilby bedre nøyaktighet og kontroll.

Når man bruker en elektrisk lysbue som varmekilde, skaper plasmabuen en høy temperatur, noe som fører til at kledningsmaterialet smelter og legger seg på grunnmaterialet.
Vanligvis brukt i tilfeller der det er økte krav til kvaliteten på den sveisede sømmen, for eksempel ved sveising av høylegerte stål og titan.
Ideell for tynne materialer og mikrosveising.

Gassveising (Oxygas-sveising) med stenger:

De særegne egenskapene til brennbare gasser avgjør deres bruk.
I gassveising brukes oksygen og forbrenningsgass, som gir høy temperatur og kontrollert flamme.
Brukes til sveising av ikke-legerings- og lavlegeringsstål.
I gassveising brukes acetylen og rent oksygen eller luktert oksygen i hovedsak
En tradisjonell metode som fortsatt brukes i rørreparasjoner.

Motstandssveising (kontaktsveising) – en effektiv og rask måte å koble sammen metalldeler på, der materialene varmes opp lokalt med elektrisk strøm og det oppvarmede området komprimeres, slik at det oppnås en plastisk eller smeltet tilstand:

Bilindustri: Den bredeste bruksområdet – punktsveising av karosserier, paneler og rammer i masseproduksjon.
Husholdningsapparater: Produksjon av kjøleskap, vaskemaskiner, mikrobølgeovner og andre metallhus.
Elektronikk og batterier: Tilkobling av batterikontakter (f.eks. i elektriske verktøy) og montering av presise deler.
Hermetiske tanker: Produksjon av drivstofftanker, radiatorer og rør ved bruk av sømsveising.
Metallkonstruksjoner: Produksjon av armeringsnett, gitter og gjerder, samt sveising av muttere/skruer til plater.

Lasersveising – en metode som bruker en laser som varmekilde. Smelt deler eller hele tverrsnittet av arbeidsstykket. Og under visse forhold herder den for å skape en organisk sveisemetode.

Prinsippet er å bruke en laserstråle for å varme opp arbeidsstykket til smeltet tilstand for å lage fordampningshull eller smeltebassenger.
Brukes hovedsakelig til sveising av tynne materialer og presise deler.
Brukes til høypresisjons- og høyhastighetsarbeid i industrier som bil- og luftfartsindustrien, medisin og elektronikk, hvor visuelt rene, holdbare skjøter uten termisk deformasjon av materialet kreves

Ultrasonisk sveising – en prosess der deler kobles sammen ved hjelp av høyfrekvente (20–40 kHz) mekaniske vibrasjoner. I motsetning til motstandssveising skapes varme her av friksjon mellom molekylene, og ikke av elektrisk strøm.

Sammenkobling av plastdeler: Rask og ren montering av etuier, leker og emballasje uten lim eller skruer.
Elektronikk og batterier: Koble sammen fine ledninger, brikker og batterikontakter uten å forårsake farlig overoppheting.
Medisinske og hygieniske produkter: Hermetisk produksjon av ansiktsmasker, filtre og steril emballasje ved bruk av høyfrekvente vibrasjoner.

Valget av type sveising avhenger av:

Type og tykkelse på materialet:

Motstandssveising er ideelt for stålplater (kropper, hus).
Ultralydsveising egner seg best for termoplaster og svært tynne, ikke-jernholdige metaller (folie, ledninger).

Volum og produksjonshastighet:

Begge metodene er designet for masseproduksjon. Hvis det er nødvendig å produsere tusenvis av deler per time, velges helautomatisk resistivt eller ultrasonisk utstyr.

Tilkoblingskrav:

Hvis mekanisk styrke kreves for store konstruksjoner, velges motstandssveising.
Hvis renhet og nøyaktighet (medisin, elektronikk) eller tetthet uten overoppheting av materialet er nødvendig, velges ultralyd.

Materialenes teknologiske sveisbarhet og skjøtens integritet bestemmes av deres sett med fysisk-kjemiske egenskaper, hvor metallurgisk kompatibilitet mellom faseoverganger, forskjell i termisk ekspansjonskoeffisienter og oksidasjonskinetikk er avgjørende, noe som direkte påvirker risikoen for dannelse av krystalliseringsprekker og konsentrasjonen av restspenninger i sømmen. Variasjoner i termisk ledningsevne og spesifikk motstand bestemmer nødvendig energitetthet for lokal smelting, mens kjemisk heterogenitet i legeringer kan danne lag av sprø intermetalliske forbindelser, noe som i betydelig grad begrenser anvendelsen av tradisjonelle termiske fusjonsprosesser på spesifikke metallkombinasjoner.

Metaller som kan sveises:

For tradisjonelle og industrielle sveiseprosesser egner metaller med god teknologisk sveiseevne seg best, noe som sikrer en stabil skjøtstruktur og minimal risiko for feil.

Lavkarbon- og lavlegeringsstål brukes mest til sveising, da de har lav risiko for sprekker og en forutsigbar termisk reaksjon. Stål med høyere karboninnhold krever forvarming for å forhindre skjørhet i konstruksjonen. Rustfritt stål er godt sveisbart, men krever presis kontroll av varmetilførselen for å opprettholde skjøtens korrosjonsbestandige egenskaper.

Av de ikke-jernholdige metallene er aluminium og dets legeringer oftest sveiset, selv om de krever et spesifikt beskyttende gassmiljø eller vekselstrøm for å ødelegge oksidlaget. Kobber og dets legeringer (for eksempel messing) kan sveises, men deres høye varmeledningsevne krever høy energikonsentrasjon, mens titan kun kan sveises i en inert gassatmosfære for å forhindre skjørhet under påvirkning av luft.

Stål – (karbon og legering):
- Lavkarbonstål: Den mest brukte og letteste typen å sveise med utmerket skjøtestyrke og minimal risiko for sprekker.
- Legert stål: Krever spesiell temperaturkontroll (oppvarming og langsom avkjøling) for å forhindre at metallstrukturen blir sprø.
- Rustfritt stål: Godt sveisbart, men krever presis varmehåndtering for å unngå deformasjon av deler og opprettholde korrosjonsbestandige egenskaper.
Aluminium og dets legeringer:

Oksidlag: Overflaten dekkes med en fast Al₂O₃-film med svært høyt smeltepunkt (~2000°C), som må rengjøres mekanisk eller vaskes med vekselstrøm (AC) før sveising.
Høy termisk ledningsevne: Aluminium fjerner varme fra sveiseområdet svært raskt, så høy energitetthet og ofte forvarming av hele delen er nødvendig.
Risiko for porøsitet og sprekker: Materialet er svært følsomt for hydrogen og urenheter som kan skape porer eller varme sprekker under avkjøling, så et spesielt rent beskyttelsesgassmiljø (Argon) er nødvendig.

Kobber og bronse:

Ekstrem termisk ledningsevne: Kobber leder varme opptil 10 ganger raskere enn stål, så svært høy strømstyrke og ofte forvarming av hele delen (opptil 300-600°C) er nødvendig for å oppnå smelting i det hele tatt.
Høy flyt: I smeltet tilstand er kobber og bronse svært flytende, noe som gjør det vanskelig å danne vertikale eller overliggende sømmer, så de sveises vanligvis kun horisontalt.
Kjemisk aktivitet og porer: Metallet reagerer lett med oksygen og hydrogen, og danner gassbobler (porer) under avkjøling, så en beskyttende gass med høyest mulig renhet (argon eller helium) er nødvendig.

Titan:

Gassabsorpsjon og sprøhet: Titan absorberer oksygen, nitrogen og hydrogen fra luften ved høye temperaturer (over 430°C) som en "svamp", noe som gjør sveisen skjør og ubrukelig.
Absolutt beskyttelse: Perfekt beskyttelse av inert gass (vanligvis argon) kreves, ikke bare for sveisebadet, men også for den varme bunnen av skjøten og den allerede faste, men fortsatt varme skjøten.
Overflatesterilitet: Før prosessen er det obligatorisk å fjerne et kjemisk eller mekanisk oksidlag og eventuelle fettstoffer (selv fingeravtrykk) for å unngå forurensning og porøsitet i sømmen.

Nikkel og dets legeringer:

Sveising av nikkel og dets legeringer (for eksempel Monel, Inconel, Hastelloy) er avgjørende i kjemi- og luftfartsindustrien på grunn av deres varmebestandighet og korrosjonsmotstand.
Lav smeltedybdekontroll: Nikkelsmeltebadet er «visnet» (dårlig flytende), noe som gjør det vanskeligere å oppnå full rotsmelting og krever presis brennerkontroll.
Risiko for varme sprekker: Materialet er følsomt for urenheter som svovel, fosfor og bly, noe som forårsaker sprekker under avkjøling, så steril renhet kreves før sveising.
Varmepåvirkningssone: Nikkellegeringer er utsatt for overoppheting, noe som kan redusere korrosjonsmotstanden, så sveising bør utføres med lav varmetilførsel og rask kjøling.

Støpejern

Termisk sprekking: Under rask oppvarming eller kjøling har støpejern en tendens til å sprekke, så delen må enten varmes opp til 300-600°C ("varmsveising") eller sveises med svært korte skjøter, slik at metallet ikke varmes opp ("kaldsveising").
Strukturelle endringer: For rask avkjøling i sveiseområdet skaper «hvitt støpejern» – et ekstremt hardt og sprøtt lag, som da er umulig å bearbeide med drill eller fres.
Spesielle materialer: Elektroder med høyt nikkelinnhold brukes for en kvalitetsforbindelse, da de er mer plastiske og kan absorbere metallets indre spenninger, uten at sømmen kan sprekke.

Magnesium og dets legeringer:

Antennelsesrisiko: Magnesiumflis og fine partikler kan lett antennes, så prosessen krever streng temperaturkontroll og et sterilt arbeidsmiljø for å unngå brannfare.
Oksidlag og porøsitet: På samme måte som aluminium er magnesium dekket av en oksidfilm som må knuses av vekselstrøm (AC), men magnesium er enda mer følsomt for hydrogen, noe som kan forårsake uttalt porøsitet under avkjøling.
Lav smeltepunkt og deformasjon: Siden magnesium smelter ved relativt lave temperaturer (~650°C) og har høy termisk ekspansjonskoeffisient, deformeres deler svært raskt under sveising eller kan "flyte ut" (smelte gjennom).

Metaller som er vanskelige eller umulige å sveise:

Metaller er vanligvis vanskelige å sveise på grunn av deres kjemiske egenskaper, høye varmeledningsevne eller oksidasjon. Sveisevansker bestemmes av en kombinasjon av faktorer, inkludert materialegenskaper, felles design, sveisemiljø og prosesskrav.

Galvanisert stål:

Sink fordamper under sveising (fordampet sink lager bobler i sveisebadet)
Sveisbart, men sinkbelegget avgir giftige damper, noe som gjør arbeidet farlig, derfor kreves ventilasjon og beskyttelse.

Lead:

Bly smelter allerede ved ~327 °C, så under sveising overopphetes det raskt og blir vanskelig å kontrollere: smelter lett gjennom, vanskelig å holde form, ustabil sveiseprosess
Bly er et veldig mykt metall, så sveisestedet er ikke sterkt nok: lett deformert, lav styrke, og skjøten er ikke holdbar. Brukes vanligvis til lodding, ikke til sveising.
Når man kaster bly, frigjøres skadelige damper, noe som kan føre til blyforgiftning: ved farlig innånding kreves ventilasjon, og verneutstyr må brukes

Volframs:

Wolfram smelter ved ~3422 °C, som er en av de høyeste temperaturene blant metaller: en svært høy temperatur kreves, det er vanskelig å sikre jevn smelting, og krever spesialutstyr.
Wolfram er et hardt, men også skjørt metall: sprekker lett under sveising, tåler dårlig termiske påkjenninger og krever oppvarming.
Ved høye temperaturer oksiderer wolfram lett: oksider dannes som skader sømmen, og beskyttelsesgass (for eksempel argon) er nødvendig.

Sink og dets legeringer:

Sink smelter ved ~419 °C og begynner allerede å koke ved ~907 °C. Den fordamper raskt under sveising, noe som gjør det vanskelig å kontrollere prosessen, og som følge av at gasser og defekter dannes.
Fordampet sink skaper bobler i sveisebadet, noe som fører til at porer dannes, styrken reduseres, og sprekker er mer sannsynlige.
Når sink eller dets legeringer sveises, frigjøres skadelige gasser, som kan forårsake metallrøykfeber og farlig innånding.

Plastiserte og porøse metaller (f.eks. en kombinasjon av legeringer):

Plastifiserte og porøse metaller (for eksempel ulike legeringer) er ofte ikke ensartet i sammensetning. I ett materiale er smeltepunktene forskjellige, og smeltingen er ujevn, noe som fører til vanskeligheter med å oppnå en kvalitetssøm.
På grunn av strukturens porøsitet samler det seg gass under sveising, og det dannes hulrom og hull, noe som reduserer den mekaniske styrken.
Plastifiserte materialer kan endre sine egenskaper under påvirkning av temperatur. De deformeres under sveising, spenning dannes, og det er høy risiko for sprekker etter avkjøling.

Krom i sin rene form:

Krom smelter ved ~1907 °C, så sveising krever svært høy temperatur, noe som gjør det vanskelig å smelte materialet jevnt og gjør prosessen vanskelig.
Rent krom er et hardt, men skjørt metall, så under sveising sprekker det lett og tåler dårlig de termiske påkjenningene som oppstår under oppvarming og kjøling.
Under sveising reagerer krom med oksygen og danner oksider, noe som svekker kvaliteten på sømmen, så en beskyttende gass er nødvendig for å redusere dannelsen av defekter.

Metaller med høyt karboninnhold:

Metaller med høyt karboninnhold (for eksempel høykarbonstål) er svært følsomme for sprekker under sveising, siden en kraftig temperaturendring skaper interne spenninger.
Høyt karboninnhold bidrar til dannelsen av en fast og sprø struktur etter avkjøling, noe som reduserer materialets motstand mot belastninger.
Sveising av slike metaller krever spesiell behandling, som forvarming og kontrollert kjøling for å redusere risikoen for feil.