Metināšana: definīcija, metodes, veidi un drošība

Jebkurš metināšanas process, kurā tiek izmantots elektriskais loks, tiek dēvēts par loka metināšanu. Izplatītākie loka metināšanas veidi ir:

• Metāla loka metināšana ar aizsargmetālu (SMAW): SMAW ir pazīstama arī kā "stick" metināšana.
• Gāzes metālu loka metināšana (GMAW): metināšana ar metālu/ inerta gāzi (GMAW): GMAW ir pazīstama arī kā MIG (metālu metināšana ar inerta gāzi).
• Gāzes volframa loka metināšana (GTAW): GTAW ir pazīstama arī kā TIG (metināšana volframa inertā gāzē).

Lokmetināšana karsē metālus, veidojot augstsprieguma elektrisko loku starp savienojamā metāla gabaliem un elektrodu.

Elektroda izmantošana atšķiras atkarībā no metināšanas procesa veida. SMAW, GMAW un līdzīgos metināšanas procesos elektrods tiek patērēts un kļūst par metinājuma daļu. Elektrodu parasti izgatavo no tāda paša veida metināmā metāla. Tā kā metināšanas procesā elektrods tiek patērēts, elektrods ir pastāvīgi jāievada šuvē. SMAW metināšanas procesā izmanto ar metināšanas veicinātāju, kas pazīstams kā flukss, piesprādzētu elektrodu, kas piestiprināts pie gala.

GMAW metināšanas procesā kā nepārtraukts elektrods tiek izmantota plāna stieple uz rotējošas spoles. Šī elektroda izmērs ir no aptuveni 0,635 milimetriem līdz aptuveni 4 milimetriem. Metināšanas iekārtas iekšpusē ir ar motoru darbināma spole, kas stieples elektrodu ievada šuvē.

TIG metināšanas (GTAW) procesā tiek izmantots elektrods, kas metināšanas procesā netiek patērēts, jo metāls, kas veido šuvi, netiek pakļauts elektrības plūsmai. Elektrods ir izgatavots no volframa, tāpēc to izmanto, lai tas neizkausētos, kamēr tas ir iegremdēts elektriskā lokā. Metāla pievienošanu metālam metinājuma vietā var veikt ar metālu pildvielu stieņa veidā.

Gandrīz visās metināšanas darbos tiek izmantots metālpildmateriāls, lai aizpildītu nelielu spraugu starp metāla gabaliem. Papildu metāls palīdz padarīt šuvi izturīgāku. Dažkārt metinājumus nepieciešams veikt bez piedevas metāla. Metināšanu bez piedevas metāla sauc par autogēnu metināšanu.

Aizsegšana loka metināšanā

Visiem metināšanas veidiem ir nepieciešama karstā metāla aizsardzība. Netīrumi, rūsas, tauki un pat metāla oksidēšanās metināšanas procesā var traucēt pareizu metinājuma savienojumu. Tāpēc visos metināšanas procesos izmanto vienu no divām aizsardzības metodēm: fluksu un aizsarggāzi.

Metināšanas kūni var izmantot cietā, šķidrā vai pastas veidā. Metināšanas laikā kušņi kūst un daļa no tiem iztvaiko. Tādējādi ap šuvi veidojas neliela gāzes kabata. Šī gāzes kabata novērš metālu oksidēšanos zem metinājuma. Izkausētais fukss korozijas reakcijas rezultātā attīra piesārņojumu, kas traucē pareizu metinājumu. Pēc metināšanas kušņi sacietē. Šo cietā kušņa slāni sauc par izdedžiem, un tas ir jānoņem no šuves. SMAW metināšanas procesā visbiežāk izmanto kūni, un to visbiežāk izmanto tērauda metināšanā.

Aizsarggāze aizsargā šuvi, veidojot gāzes kabatu ap šuvi. Šīs gāzes mērķis ir aizturēt normālu gaisu, jo īpaši skābekli. Tā atšķiras no fluksa, jo uz šuves nav šķidruma. Ap metinājumu ir tikai gāze. Tā kā nav šķidruma, tā nenomazgā netīrumus un citas lietas, kas atrodas uz metāla. Tas nozīmē, ka metālam pirms metināšanas ir jābūt tīram. Pretējā gadījumā netīrumi un citas lietas var radīt problēmas. Parasti izmanto argonu, hēliju un maisījumu, kas sastāv no 3 daļām argona un 1 daļas oglekļa dioksīda. Citos gāzu maisījumos var būt slāpeklis, ūdeņradis vai pat nedaudz skābekļa. Viens no metināšanas veidiem, kurā izmanto aizsarggāzi, ir metālmetāla loka metināšana ar gāzi. To parasti izmanto rūpnīcās, lai izgatavotu lietas.

Metināšanu, kurā izmanto fluksu, ir vieglāk veikt ārā, kad ir vējains laiks. Tas ir tāpēc, ka šķidrais flukss aizsargā karsto metālu un tas nenopūš. Turklāt flukss vienmēr veido gāzes kabatu, kas neļauj elektriskam lokam izdzist. Metināšanu, kurā izmanto aizsarggāzi, parasti nevar veikt ārpus telpām, jo vēja ietekmē gāze aizpūstu gaisu.

Dažos metināšanas veidos neizmanto elektrisko loku. Tās var izmantot liesmu, elektrību bez loka, enerģijas staru vai fizisku spēku. Visizplatītākais metināšanas veids, kurā neizmanto elektrisko loku, ir metināšana ar gāzi. Metinot ar gāzi, deggāzi (tas nozīmē, ka tā deg) un skābekli apvieno un sadedzina lāpas galā. Gāzmetināšanai nav nepieciešams īpašs aizsarglīdzeklis, jo pareizi noregulētā liesmā nav papildu skābekļa. Tomēr ir svarīgi pārliecināties, ka metāls ir tīrs. Liesma tik ļoti uzkarsē metālu, ka tas kūst. Kad abi metāla gabali pie malas ir izkusuši, šķidrais metāls kļūst par vienu gabalu.

Cits metināšanas veids, kurā neizmanto elektrisko loku, joprojām izmanto elektrību. To sauc par pretestības metināšanu. Šāda veida metināšanā divi plāni metāla gabali tiek saspiesti kopā, un tad caur tiem tiek izvadīta elektrība. Tā rezultātā metāls kļūst ļoti karsts un kūst vietā, kur tas ir saspiests kopā. Abi gabali šajā vietā saplūst kopā. Dažreiz to sauc par punktmetināšanu, jo metināšana vienlaikus var notikt tikai vienā mazā vietā (jeb punktā).

Kaltā metināšana ir pirmais metināšanas veids, kas jebkad tika izmantots. Kalšanas metināšanai ir nepieciešams, lai abi metāla gabali būtu tik karsti, ka tie gandrīz izkausējas. Tad tos sita kopā ar āmuriem, līdz tie kļūst par vienu gabalu.

Citus metināšanas veidus, kuros neizmanto elektrisko loku, ir grūti veikt, un parasti tie ir jauni. Tās ir arī dārgas. Lielākā daļa šo metināšanas veidu tiek veikti tikai īpaši nepieciešamos gadījumos. Tajās var izmantot elektronu staru, lāzeru vai ultraskaņas skaņas viļņus.

Jebkura veida metināšanā ir jāizmanto enerģija. Šī enerģija parasti ir siltums, bet dažkārt metinājuma veikšanai tiek izmantots spēks. Ja tiek izmantots siltums, tas var būt elektrības vai uguns avots.

Barošanas avoti loka metināšanai

Lokmetināšanā tiek izmantots daudz elektrības. Dažos metināšanas veidos tiek izmantota maiņstrāva, piemēram, elektrība, ko izmanto ēkās. Citās izmanto līdzstrāvu, piemēram, elektrību automašīnā vai lielākajā daļā ierīču ar akumulatoru. Gandrīz visos metināšanas veidos tiek izmantots zemāks spriegums nekā elektrībā, kas nāk no elektrostacijas. Lokmetināšanai ir jāizmanto īpašs barošanas avots, kas ļauj no elektrostacijas saņemto elektroenerģiju izmantot metināšanai. Barošanas avots pazemina spriegumu un kontrolē strāvas stiprumu. Barošanas avotam parasti ir vadības ierīces, kas ļauj mainīt šos parametrus. Loka metināšanas veidiem, kuros izmanto maiņstrāvu, dažkārt barošanas avots var veikt īpašas darbības, lai elektrība mainītos citādi. Daži barošanas avoti nav savienojami ar strāvas kontaktdakšu, bet gan paši ražo elektroenerģiju. Šāda veida barošanas blokiem ir dzinējs, kas griež ģeneratora galviņu, lai ražotu elektrību. Dzinējs var darboties ar benzīnu, dīzeļdegvielu vai propānu.

Enerģija citiem metināšanas veidiem

OFW metāla uzkarsēšanai izmanto liesmu, ko rada deggāze un skābeklis. Šī deggāze gandrīz vienmēr ir acetilēns. Acetilēns ir uzliesmojoša gāze, kas deg ļoti karsti, karstāk nekā jebkura cita gāze. Tāpēc to izmanto visbiežāk. Var izmantot arī citas gāzes, piemēram, propānu, dabasgāzi vai citas rūpnieciskās gāzes.

Dažos metināšanas veidos šuves izveidošanai neizmanto karstumu. Šajos metināšanas veidos metāls var sakarst, bet metāls netiek kausēts. Šāds piemērs ir metināšana ar kalšanu. Metināšana ar berzes maisījumu ir īpašs metināšanas veids, kurā neizmanto karstumu. Tā izmanto ļoti jaudīgu motoru un īpašu rotējošu uzgalīti, lai sajauktu metālus kopā pie malas. Tas šķiet dīvaini, jo metāli ir cieta viela. tāpēc ir nepieciešams liels spēks, lai to veiktu, un tas ir ļoti grūti. Šāda veida metināšanas enerģija ir mehāniskā enerģija, ko rada rotējošā uzgaļa.