Saldimi

Saldimi është një proces i bashkimit të materialeve, zakonisht metale ose thermoplastikë. Ky realizohet shpesh nga shkrirja copave të materialit duke shtuar një material mbushës për të formuar një zonë të materialit të shkrirë, që quhet banjë saldimi, e cila mbas ftohjes krijon një lidhje të fortë duke bashkuar copat në një trup të vetëm. Ky proces ndryshon nga ai i ngjitjes me kallaj që realizohet nga shkrirja e kallajit për të bashkuar dy copa metali pa i shkrirë ato.

Saldim me hark.

Për të realizuar saldimin mund të përdoren burime të ndryshme të energjisë, duke përfshirë një flakë gazi, një hark elektrik, një rreze lazer, një rrymë elektronesh, fërkim, dhe ultratingull. Saldimi është shpesh një proces industrial dhe mund të kryhet në mjedise të ndryshme, si p.sh. në ajër të hapur, nën ujë dhe në hapësirën jashtëtokësore. Saldimi është një proces me rrezikshmëri të mundëshme dhe nevojiten masa të nevojshme për të shmangur djegien, goditjen elektrike, dëmtimin e shikimit, thithjen e gazrave dhe tymrave helmues dhe ekspozimin ndaj rrezatimit të dendur ultraviolet.

Deri në fund të shekullit të 19-të, i vetmi proces saldimi ishte saldimi me farkëtim, që farkëtarët e kishin përdorur në shekuj për të bashkuar hekurin dhe çelikun me ngrohje dhe goditje me çekan. Saldimi me hark dhe saldimi me oksigjen ishin ndër proceset e para që u zhvilluan në shekujt e fundit, dhe saldimi me rezistenca elektrike pasoi më vonë. Teknologjia e saldimit përparoi shpejt gjatë fillimit të shekullit të 20-të, kur Lufta e Parë Botërore dhe Lufta e Dytë Botërore rritën kërkesën për metodat e bashkimit afatgjatë dhe jo të kushtueshëm të materialeve. Pas luftërave, u zhvilluan disa teknika moderne saldimi, si saldimi me hark me gaz mbrojtës, që është një nga metodat më të përdorura të saldimit, si dhe proceset e gjysmë-automatike dhe automatike të tilla si saldim me gaz inert, saldimi me flus etj.. Zhvillimet vazhduan me shpikjen e saldimit me rreze lazer, saldimit me rrymë elektronesh, saldimit me impuls elektromagnetik dhe saldimit me kontakt, në gjysmën e dytë të shekullit të kaluar. Sot shkenca vazhdon të përparojë. Robotët e saldimit janë të zakonshëme në industri, dhe kërkuesit vazhdojnë të zhvillojnë metoda të reja saldimi dhe për të rritur cilësinë e saldimit.

Proceset

Saldimi me hark

Ky proces përdor një furnizim energjie për të krijuar dhe ruajtur një hark elektrik midis një elektrode dhe materialit bazë për të shkrirë metale deri në pikën e saldimit. Në këtë proces mund të përdoret ose rrymë elektrike e vazhduar (DC) ose alternative (AC), dhe elektroda të konsumueshme ose të pakonsumueshme. Banja e saldimit është e mbrojtur ndonjëherë nga disa lloj gazesh inertë apo gjysëm-inertë, që quhen gaz mbrojtës, dhe ndonjëherë përdoret material mbushës.

Furnizimin me energji elektrike

Për të furnizuar me energji elektrike të nevojshme për proceset e saldimit me hark, përdoren një shumëllojshmëri furnizimesh me energji të ndryshme. Furnizimet më të zakonshme të energjisë për saldim janë furnizimet me rrymë të pandryshueshme dhe ato me tension të pandryshueshëm. Në saldimin me hark, gjatësia e harkut është e lidhur direkt me tensionin, dhe sasia e nxehtësisë është e lidhur me rrymën. Furnizimet me rrymë të pandryshueshme përdoren më shpesh për proceset e saldimit me dorë, sepse ato mbajnë një rrymë relativisht të pandryshueshme, ndërsa tensioni ndryshon. Kjo është e rëndësishme sepse në saldimin me dorë mund të jetë e vështirë për të mbajtur elektrodën në një distancë të caktuar, dhe si rezultat gjatësia e harkut dhe në këtë mënyrë edhe tensioni kanë tendencë të luhaten. Furnizimi me energji elektrike me tension të pandryshueshëm e mban tensionin të pandryshueshëm dhe ndryshon rrymën prandaj, përdoren më shpesh në proceset e saldimit të automatizuar. Në këto procese, gjatësia e harkut mbahet e pandryshuar dhe çdo efekt i luhatjes në distancë midis elektrodës dhe materialit bazë përmirësohet shpejt nga një ndryshim i rrymës. Për shembull, nëqoftëse teli dhe materiali bazë afrohen shumë, rryma do të rritet me shpejtësi, e cila shkakton rritjen e nxehtësisë dhe shkrin më shpejt majën e telit duke e kthyer atë në distancën e tij origjinale.

Lloji i rrymës së përdorur gjithashtu luan një rol të rëndësishëm në saldim me hark. Proceset me elektrodë të konsumueshme të tilla si saldim me hark me gaz mbrojtës dhe saldim me hark me gaz në përgjithësi përdorin rrymë të vazhduar, por elektroda mund të ngarkohet ose pozitivisht ose negativisht. Në saldim, anoda e ngarkuar pozitivisht do të ketë një përqendrim më të madh të nxehtësisë, dhe si rezultat, ndryshimi i polarizimit të elektrodës ka një ndikim në vetitë e saldimit. Nëqoftëse elektroda është e ngarkuar pozitivisht, metali bazë do të nxehet më shumë, duke rritur thellësinë dhe shpejtësinë e saldimit. Në të kundërt, një elektrodë e ngarkuar negativisht rezulton në saldim më të cekët. Proceset me elektrodë të pakonsumueshme, të tilla si saldim me hark me gaz me volfram, mund të përdorin ose rrymë të vazhduar, ose rrymë alternative. Megjithatë, me rrymë të vazhduar, meqënëse elektroda krijon vetëm harkun dhe nuk siguron material mbushë, një elektrodë ngarkuar pozitivisht shkakton saldim të cekët, ndërsa një elektrodë ngarkuar negativisht bën saldime më të thella. Rryma alternative lëviz shpejt midis këtyre elektrodës dhematerialit bazë, duke rezultuar në saldimet me thellësi mesatare. Një disavantazh i rrymës alternative, fakti se harku duhet rindezur pas çdo kalimi zero, është eliminuar me shpikjen e njësive speciale të energjisë që prodhojnë një model me valë katrore në vend të valës normale sinusoidale, duke bërë kalimin e shpejtë të zeros dhe minimizuar efektet e problemit.

Proceset e saldimit me hark

Një nga llojet më të zakonshme të saldimit me hark është sadimi me hark nën flus. Rryma elektrike përdoret për të arritur një hark midis materialit bazë dhe shufrës së elektrodës së konsumueshme, e cila është e përbërë nga materiali mbushës (zakonisht çelik) dhe është e mbuluar me një flus që mbron zonën e saldimit nga oksidimi dhe ndotja. Pjesa qendrore e elektrodës vepron si material mbushës, duke e bërë një tel mbushës të veçantë, të panevojshëm.

Diagrama e saldimit me hark nën flus
1. Veshja me flus
2. Shufra metalike
3. Gazi mbrojtës
4. Banja e saldimit
5. Metali bazë
6. Metali i salduar
7. Skorja e ngurtësuar

Procesi është i gjithanshëm dhe mund të kryhet me pajisje relativisht të lira, duke e bërë të përshtatshëm për punë në repartin e saldimit dhe në terren. Një saldator mund të bëhet në mënyrë të arsyeshme i aftë me një kohë modeste trajnimi. Koha e saldimit është e ngadaltë, sepse elektroda që harxhohet duhet të zëvendësohet shpesh dhe duhet të hiqen skorjet nga tegeli i saldimit.

Saldimi me hark me gaz inert, (MIG), është një proces gjysmë-automatik ose automatik që përdor një ushqim teli të vazhdueshëm si elektrodë dhe një përzierje gazi inert ose gjysmë inert për të mbrojtur saldimin nga ndotja.

Saldim me elektrodë volframi dhe gas inert (TIG) është një proces saldimi me dorë që përdor një elektrodë volframi të pakonsumueshme, një përzierje gazesh inertë apo gjysëm inertë dhe një material të veçantë mbushës. Ky proces që përdoret veçanërisht për saldim të materialeve të hollë, karakterizohet nga një hark i qëndrueshëm dhe saldim me cilësi të lartë, por kërkon aftësi profesionale të lartë të saldatorit dhe mund të realizohet vetëm me shpejtësi relativisht të ulët.

Ky proces saldimi mund të përdoret në pothuajse të gjitha metalet e saldueshëm, edhe pse ai aplikohet më shpesh në çelikun inoks dhe metalet e lehta. Ai përdoret shpesh kur cilësia e saldimit është tepër e rëndësishme, si në biçikleta, avionë dhe mjete detare.

Saldimi me gaz

Procesi më i zakonshëm i saldimit me gaz është saldimi me oksigjen, i njohur gjithashtu si saldim me oksiacetilen. Ky është një nga proceset më të vjetra dhe më të gjithanshëm të saldimit, por në vitet e fundit ai është bërë më pak i përdorshëm në aplikime industriale. Ai përdoret ende gjerësisht për tuba.

Pajisja është relativisht e lirë dhe e thjeshtë, që realizom në përgjithësi djegien e acetilenit në oksigjen për të prodhuar një flakë me temperaturë prej rreth 3100°C. Ngaqë flaka është më pak e përqendruar se një hark elektrik, ftohja e saldimit është e ngadalshme, gjë që mund të çojë në strese më të mëdha të mbetura dhe deformim nga saldimi.

Saldimi me rezistencë

Saldimi me rezistencë përfshin prodhimin e nxehtësisë duke kaluar rrymën nëpër rezistencën e shkaktuar nga kontakti ndërmjet dy apo me shumë sipërfaqeve metalike. Banjoja e saldimit formohet si rezultat i rrymës së lartë (1000-100 000 A) të kaluar nëpër metal. Në përgjithësi, metodat e saldimit me rezistencë janë efikase dhe shkaktojnë pak ndotje, por kërkesat e tyre janë disi të kufizuara dhe kostoja e pajisjeve mund të jenë të larta.

Saldimi me kontakt me pika

Saldimi me kontakt me pika është një metodë e përhapur e saldimit me rezistencë që përdoret për saldimin e fletëve metalike me trashësi deri në 3mm të vendosura njëra mbi tjetrën. Fletët metalike të vendosura njera mbi tjetrën kapen midis dy elektrodave dhe nëpër to kalon rryma elektrike e lartë.

Një pjisje për saldimin me kontakt me pika

Përparësitë e kësaj metode janë përdorimi efikas i energjisë, deformim i kufizuar pjesëve që saldohen, norma e lartë e prodhimit, automatizimi lehtë, dhe nuk ka nevojë për material mbushës. Forca e saldimit është dukshëm më e ulët se sa me metodat e tjera të saldimit, duke e bërë procesin të përshtatshme vetëm për aplikime të caktuara. Kjo metodë përdoret gjerësisht në industrinë e ndërtimit të makinave. Makinat e zakonshme mund të ketë disa mijëra pika saldimi bëra nga robotë industrialë. Një proces i specializuar, i quajtur saldim me goditje, përdoret për saldimin me kontakt me pika të çelikut inoks.

Saldimi me kontakt me tegel

Ashtu si saldimi me kontakt me pika, saldimi me kontakt me tegel realizohet me dy elektroda që udhtrojnë presion dhe rrymë elektrike për të salduar fletët metalike. Megjithatë, në vend të elektrodave në formë shufre me majë përdoren elektroda në formë rrotëze që rrotullohen gjatë ushtrimit të presionit dhe rrymës mbi fletët që saldohen duke krijuar një tegel saldimi të pandërprerë workpiece, duke e bërë të mundur për të bërë saldimet gjata të vazhdueshme. Në të kaluarën, ky proces përdorej në prodhimin e kanaçeve të pijeve të ndryshme, por tani ky lloj sldimi është më i kufizuar. Metoda të tjera përfshijnë saldimin me kontakt kokë më kokë, saldimin flash, saldimin me projektim.

Cilësia e saldimit

Shumë faktorë të veçantë ndikojnë në forcën e saldimit dhe materialeve rreth tij, si metoda saldimit, sasia dhe përqendrimi i energjisë së përdorur, saldueshmeria e materialit bazë, materiali mbushës, materiali flus, forma e vendit të saldimit, dhe bashkëveprimi midis gjithë këtyre faktorëve. Për të testuar cilësinë e një saldimi përdoren metoda shkatërruese ose joshkatërruese të cilat verifikojnë nëse saldimet janë pa defekte, kanë nivele të pranueshme të tensioneve të mbetura dhe deformimeve, kanë veti të pranueshme të zonës së prekur nga nxehtësia. Llojet e defekteve të saldimit përfshijnë çarje, shtrembërim, depërtim të gazrave (porozitet), depërtim të materialeve jometalike, shkrirje jo e duhur, thellësi jo e plotë. Për ti treguar saldstorëve teknikën e duhur saldimit dhe si të vlerësojnë cilësinë e saldimit përdoren kodet dhe specifikimet e saldimit. Metodat tilla si inspektimi me sy, me radiografi, me ultratinguj, me bojë depërtuese, me pluhur magnetik etj. mund të ndihmojnë në zbulimin dhe analizën e disa defekteve.

Çështje të sigurisë

Saldimi mund të jetë i rrezikshëm dhe mund të dëmtojë shëndetin nëqoftëse nuk merren masat e duhura. Megjithatë, me përdorimin e teknologjisë së re dhe mbrojtjen e duhur, rreziqet e lëndimit dhe vdekjes nga saldimi janë reduktuar në masë të madhe. Procedurat e saldimit përfshijnë një hark të hapur elektrik ose flakë dhe kjo bën që rreziku i djegies dhe zjarrit është i madh. Për të parandaluar dëmtimet, saldatorët përdorin pajisje personale mbrojtëse në formën e dorashkave prej lëkure dhe xhaketa mbrojtëse me mëngë të gjata për të shmangur ekspozimin ndaj nxehtësisë ekstreme dhe flakës. Përveç kësaj, drita e fortë e saldimit çon në një gjendje në të cilën rrezet ultravioletë shkaktojnë inflamacion të kornesë dhe mund të djegin retinën e syve. Për të shmangur këtë përdoren syza dhe maska saldimi me xhama të errët që pengojnë depërtimin e rrezeve ultravioletë. Që nga viti 2000, disa maska kanë një pllakë të tillë që në errësohet menjëherë sapo ekspozohet në dritë të fortë. Për të mbrojtur njerëzit rrotull, zona e saldimit është e rrethuar shpesh me perde tejdukshme saldimi.

Saldatorët janë të ekspozuar shpesh ndaj gazrave dhe grimcave të rrezikshme. Proceset si saldimi me hark nën flus prodhojnë tymra që përmbajnë grimca të llojeve të ndryshme të oksideve. Madhësia e grimcave në fjalë ka tendencë për të ndikuar në toksicitetin e tymit, ku grimcat më të vogla paraqitin një rrezik më të madh. Tymi dhe gazrat, të tilla si dioksidi i karbonit, ozonit, dhe tymrat që përmbajnë metale të rënda, mund të jenë të rrezikshme për saldatorët kur mungon ventilimi i duhur dhe trajnimi. P.sh. ekspozimi ndaj tymit të saldimit të manganit, edhe në nivele të ulëta (<0.2 mg/m3), mund të çojë në probleme neurologjike ose në dëmtim të mushkërisë, mëlçisë, veshkave, apo sistemit nervor qendror.

Shiko edhe

• Metalurgjia