Brücken, Schiffe, Flugzeuge – alles, worauf die Menschheit so stolz ist, wurde ursprünglich durch Schmieden oder Nieten gebaut. Ende des 19. Jahrhunderts wurden die ersten Experimente zum Metallschweißen durchgeführt. Bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts zeigten sich bedeutende Fortschritte beim Schweißen auf dem Gebiet der Schaffung kritischer Strukturen.
Die erste durch Schweißen hergestellte Brücke wurde in der UdSSR in der Stadt Kiew hergestellt. Es verband das linke und das rechte Ufer des Dnjepr. Während des Großen Vaterländischen Krieges begannen Fabriken jenseits des Urals, Panzer durch Schweißen zusammenzubauen. Die Technik benötigte Zeit für eine hochwertige und schnelle Montage und wurde in kürzester Zeit erstellt.
Nach Kriegsende führte die Notwendigkeit einer raschen Erholung des Landes zur Einführung von Schweißtechnologien in verschiedenen Sektoren der Volkswirtschaft. Die Kosmonautik stand dieser fortschrittlichen Technologie nicht fern. Die Sowjetunion war ein Pionier in der Weltraumforschung: Das weltweit erste In-Orbit-Schweißen wurde 1969 am sowjetischen Raumschiff Sojus-6 durchgeführt.
Zu dieser Zeit hielt das Metallschweißen fest in allen Zweigen der Volkswirtschaft Einzug. Seitdem sind sowohl das Nieten als auch das Schmieden nur noch im Arsenal der Produkte der Meister der Kunst geblieben.
Prinzipien der Schweißnahtklassifizierung
Die Anzahl der Methoden und Arten des Schweißens verschiedener Materialien überstieg selbstbewusst eineinhalbhundert. Um hochwertiges Metall zu schweißen, ist es notwendig, das richtige Schweißverfahren zu wählen, für das die Klassifizierung der Schweißarten hilfreich ist. Es gibt viele "hausgemachte" Klassifizierungen, die zum Kauf von Geräten führen, die die Aufgaben nicht erfüllen, und zwangsläufig dazu beitragen. Die Einstufung sollte nach dem Prinzip der physikalischen Belastung, dem Grad der technischen Unterstützung und dem Einsatz verschiedener Technologien erfolgen.
Anzeichen von körperlicher Einwirkung
Zur Bestimmung der Schweißklasse ist die Form der eingebrachten Energie zu berücksichtigen.
Es gibt drei Schweißklassen:
- Thermal;
- thermomechanisch;
- mechanisch.
Die thermische Klasse fasst die Prozesse zusammen, die durch die Nutzung verschiedener Arten von thermischer Energie entstehen. Die meisten Arbeiten in dieser Klasse werden durch Gas- und Lichtbogenschweißen ausgeführt . Diese beiden Arten sind bei jeder Produktion im Zusammenhang mit der Herstellung von Metallstrukturen oder deren Reparatur obligatorisch.
Die thermomechanische Klasse geht von zwei Einflussarten aus: Erwärmung und Druck. Ein markantes Beispiel ist das Widerstandsschweißen , bei dem Elektroden Teile gleichzeitig erhitzen und komprimieren. Andere Vertreter dieser Klasse sind viel seltener - Lichtbogenpressen, Spreizen und Schmieden .
Die Zusammensetzung der mechanischen Klasse ist nicht großartig, aber durchaus interessant. Dies sind einerseits kostengünstige Schweißarten und andererseits erfordern diese so spezifische Bedingungen, dass sie einen sehr geringen Anwendungsbereich haben. Der wirtschaftliche Vorteil ergibt sich aus der fehlenden Heizung. Diese Klasse umfasst Kaltdruckschweißen (Überdruckschweißen) , Reibschweißen, Ultraschallschweißen und Strahlschweißen .
Technische Eigenschaften
Diese Klassifizierung basiert auf den folgenden Prinzipien:
- das Prinzip des Oxidationsschutzes;
- die Kontinuität des Prozesses;
- der Grad der Mechanisierung.
Die Qualität der Naht hängt vom Grad des Oxidationsschutzes ab. Am gebräuchlichsten sind Schweißtechnologien in einer Schutzgasumgebung. Oft gibt es einen Schutz mit Flussmittel, Schaum und verschiedenen kombinierten Methoden.
Die Klassifizierung der Schweißarten nach der Kontinuität des Prozesses bedarf keiner besonderen Erläuterung und hat nur zwei Arten: kontinuierliche oder intermittierende Prozesse. Auch hinsichtlich des Mechanisierungsgrads machten sie wenig Sinn und einigten sich auf folgende Version der Einteilung:
- Handbuch;
- mechanisiert;
- automatisiert;
- automatisch.
Klassifizierung nach technologischen Prinzipien
Nach den technologischen Grundlagen werden die Schweißarten danach eingeteilt, welche Technologien dem Schweißprozess zugrunde liegen. Es ist eine sehr verzweigte und nicht widerspruchsfreie Einteilung, die ständig verfeinert und aktualisiert wird. Zum Beispiel wird die Lichtbogenschweißtechnik als separater Typ herausgegriffen, hier wird sie in Mig / Mag, Mma, Tig unterteilt, die wiederum nach Art des Schweißstroms, Durchmesser und Art der Elektrode und vielen anderen Eigenschaften unterteilt werden.
Arten des Schweißens
Lichtbogenhandschweißen (mma )
Dies ist die Grundlage aller Stiftungen. Mit dieser Art des Schweißens begann der Siegeszug der Schweißtechnologien in verschiedenen Branchen. Damals reichte ein Schweißtransformator und eine Packung Elektroden, um überall zu kochen: vom Schiffsbau über Ölpipelines bis hin zu Landtoren. Heutzutage sind Schweißgeneratoren um eine Größenordnung leichter, viel billiger und leistungsstärker geworden. Abhängig von der räumlichen Lage der Schweißnaht, der chemischen Zusammensetzung und der Dicke des Metalls wurden viele Schweißtechnologien entwickelt.
Der Hauptvorteil dieser Art des Schweißens ist die Einfachheit und Verfügbarkeit der Ausrüstung sowie die Möglichkeit, sich an jeden Punkt auf dem Boden zu bewegen (wenn ein Stromnetz oder ein mobiler Generator vorhanden ist). Zu den Mängeln gehört eine kleine Liste geschweißter Materialien. Grundsätzlich sind dies Eisenmetalle. Wie jede Art von Handarbeit erfordert sie wichtige Schweißerqualifikationen. Dies gilt insbesondere für das Schweißen von Decken und vertikalen Nähten sowie das Schweißen von dicken Blechen.
WIG-Schweißen (tig)
Diese Art des Schweißens macht nicht mehr als 1% der Gesamtmasse der Schweißarbeiten aus. Aber bei NE-Metallen geht es nicht ohne sie. Mit dieser Methode können Sie fast alles kochen. Zudem ist die Naht selbst beim Schweißen dünner Bleche von höchster Qualität. Daher erstreckt sich der Geltungsbereich dieses Verfahrens auf den Schiffsbau, den Flugzeugbau und die Erstellung von Raumfahrzeugen. Am weitesten verbreitet ist diese Art des Schweißens in der Automobil- und Karosserieindustrie.
Das Schweißen wird mit einer Wolfram- oder Graphitelektrode in einer Umgebung durchgeführt, die durch die Zufuhr von Schutzgas zum Schweißbadbereich geschaffen wird. Je nach Material der zu schweißenden Teile werden Mischungen aus Aktiv- und Inertgasen verwendet. Als Hauptnachteile dieses Verfahrens werden die erheblichen Arbeitskosten angesehen, die aus teurer Ausrüstung, Gasverbrauch und dem Einsatz hochqualifizierter Schweißer bestehen.
Halbautomatisches Schweißen (Mig/Mag)
Diese Art der Verbindung von Teilen ist der vorherigen sehr ähnlich, aber als Elektrode wird ein spezieller Draht verwendet, der automatisch in die Schweißzone eingeführt wird. Dafür haben MIG/MAG-Geräte eine Vorschubeinrichtung. Der Schutz des Schweißbades vor Luftsauerstoff kann entweder durch Schutzgaszufuhr, durch Verwendung von Fülldraht oder durch Flussmittel erfolgen. Das Haupteinsatzgebiet halbautomatischer Maschinen ist das Schweißen von NE-Metallen und legierten Stählen.
Das am häufigsten verwendete Schutzgas ist Kohlendioxid. Die Arbeit an einem halbautomatischen Gerät erfordert keine hohen Qualifikationen eines Schweißers. Ein weiterer Vorteil dieses Typs ist seine hohe Produktivität. Daher ist die Verwendung dieses Verfahrens in der Massenproduktion weit verbreitet, wo lange Nähte an Blechen geschweißt werden.
Gasschweißen
Diese Art des Schweißens hat mehr Nachteile als Vorteile, ist aber seit mehr als 100 Jahren relevant. Ich möchte sofort die Vorteile erwähnen, die es ihm ermöglichen, über Wasser zu bleiben:
- Einfachheit der Ausrüstung;
- hohe Mobilität;
- die größte Liste geschweißter Materialien;
- Schweißen und Schneiden „in einer Flasche“.
Die Nachteile, die einem Einsatz in der Produktion entgegenstehen, werden hauptsächlich durch die zwangsläufig große Heizfläche bestimmt. Aus diesem Grund laufen die Prozesse langsam mit hohem Gasverbrauch ab, was sich auf die Arbeitskosten auswirkt. Ein weiterer Nachteil ist die Unmöglichkeit der Automatisierung solcher Prozesse und dementsprechend die Notwendigkeit eines hochqualifizierten Schweißers.
Punktschweißen (Kontaktschweißen).
Im weiteren Sinne wird dieses Schweißen als Kontaktschweißen bezeichnet, aber eine seiner Varianten, das Punktschweißen, hat sich weiter verbreitet, daher wird diese Art der Verbindung von Teilen im Alltag als Punktschweißen bezeichnet . Meistens wird Stahlblech auf diese Weise geschweißt. Die Blätter werden übereinander gelegt, stark von Elektroden zusammengedrückt, durch die ein elektrischer Strom von Tausenden von Ampere geleitet wird.
Dieser Typ erfordert keine besonderen Arbeitsfähigkeiten, ist jedoch ohne teure Ausrüstung unmöglich und ist in der Dicke und Form der zu verbindenden Teile begrenzt. Das Punktschweißen ist jedoch gut automatisiert und weist eine hohe Produktivität auf. Es erhielt die größte Verbreitung auf Massenproduktions- und Transportlinien. Das markanteste und gewichtigste Beispiel sind Schweißroboter in der Automobilindustrie.
Mechanisches Schweißen
Häufiger wird es als Strahlschweißen bezeichnet. Mit seiner Hilfe wird ein Metall mit einem anderen beschichtet. Es wird durch Erwärmung durchgeführt, die während der Reibung eines Metalls gegen ein anderes entsteht.
Elektroschlackeschweißen
Sehr seltene Art, die zur Herstellung von geschmiedeten und geschweißten Produkten verwendet wird. Der Schweißstrom wird mit Drähten, Stäben usw. durch die Schlacke geleitet. als Elektroden. Das Ergebnis des Stromdurchgangs ist das Schmelzen der Kanten und Füllmaterialien, die beim Abkühlen eine Naht bilden.
Plasmaschweißen
Eine der thermischen Arten des Metallschweißens und -schneidens. Eine sehr produktive Vision, die sich für eine vollständige Automatisierung anbietet. Mit der Plasmabrennerfunktion können Sie einen starken Strom konzentrierten Plasmas erzeugen, der zum Schweißen (meistens Schneiden) von Metall verwendet wird.
Elektronenstrahlschweißen
Bei dieser Art des Schweißens wird Wärme durch einen Elektronenstrahl erzeugt. Es ist klar, dass die Arbeit in einer Vakuumkammer oder am Ausgang davon durchgeführt werden sollte. Die Art ist sehr selten, erfordert eine spezielle teure Ausrüstung und wird in seltenen Fällen verwendet.
Laserschweißen
Im Gegensatz zum vorherigen Typ hat das Laserschweißen eine breite Anwendung in verschiedenen Branchen gefunden. Es wurden verschiedene Arten von Lasern entwickelt (Festkörper, Gas, Flüssigkeit, Halbleiter), die der allgemeinen Bevölkerung zugänglich sind. Neben Industrieanlagen gibt es eine große Anzahl selbstgebauter CNC-Maschinen auf Basis von Laser- und Mikrocontrollersteuerung.
Diffusionsschweißen
Eine der Varianten des thermomechanischen Schweißens. Die Teile werden gleichzeitig erhitzt und verdichtet. Das Vakuum ist für den hochwertigen Ablauf von Prozessen notwendig. Infolgedessen müssen teure Installationen erstellt werden, daher wird es nur in sehr wichtigen Knotenpunkten der Raumfahrt-, Luftfahrt- und Elektronikindustrie eingesetzt.
Schweißen mit Hochfrequenzströmen
Eine spezielle Art der dauerhaften Verbindung, die traditionell auf automatisierten Linien für die Herstellung von Rohrleitungen befestigt wird. Sehr performantes und maximal automatisiertes Verfahren. Ein spezieller Hochfrequenzinduktor wird an die Schweißstelle der Rohre gebracht und nach wenigen Sekunden werden die durch Hochfrequenzströme erhitzten Rohre verbunden. Kein Feuer, kein Ruß.
