Η Συγκόλληση Μετάλλων και οι Μέθοδοί της

Συγκόλληση ορίζεται η συνένωση μετάλλων με σκοπό το τελικό κομμάτι μετάλλου να έχει την ίδια αντοχή με αυτά που συνδέθηκαν. Η διαδικασία αυτή περιλαμβάνει τα μέταλλα, μία πηγή θερμότητας, το συνδετικό υλικό και την προστασία από τον αέρα. Αρχικά το μέταλλο θερμαίνεται μέχρι να αποκτήσει θερμοκρασία τήξης και ταυτόχρονα προστατεύεται από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Στη συνέχεια το συνδετικό υλικό-μέταλλο προστίθεται στην περιοχή ένωσης και τελικά δημιουργείται το τελικό ενιαίο κομμάτι μετάλλου.

Η τέχνη-τεχνική της συγκόλλησης κυρίως με χύτευση, υπάρχει από τότε που ο άνθρωπος ξεκίνησε να χρησιμοποιεί τα μέταλλα του χαλκού και του σιδήρου για την κατασκευή εργαλείων, όπλων και σκευών από μπρούντζο και χυτοσίδηρο.

Όταν ξεκίνησε η Βιομηχανική Επανάσταση χρησιμοποιούταν ευρέως η συγκόλληση μέσω σφυρηλάτησης. Ήταν μια πολύ απλή διαδικασία όπου δύο ή περισσότερα κομμάτια μετάλλου θερμαίνονταν στην περιοχή ένωσής τους. Όταν αυτά είχαν θερμανθεί αρκετά τα σφυρηλατούσαν μέχρι να συμπτυχθούν όλα μαζί.

Καθώς η βιομηχανία αναπτύσσεται δημιουργείται η ανάγκη για οικονομικότερες, πιο γρήγορες και πιο ασφαλείς μεθόδους παραγωγής, γεγονός που συντελεί στην εφεύρεση νέων τρόπων συγκόλλησης.  Μετά τα μέσα του 19ου αιώνα αναπτύσσεται μία καινούρια μέθοδος, η συγκόλληση αντίστασης, η οποία μαζί με την ανακάλυψη του ηλεκτρικού τόξου αποτέλεσαν τους προπομπούς όλων των σύγχρονων μεθόδων συγκόλλησης μετάλλων. Τέλος στα τέλη του 19ου με αρχές του 20ου αιώνα εφευρέθηκε η συγκόλληση με αέριο και πιο συγκεκριμένα με το συνδυασμό οξυγόνου-ασετυλίνης, μέθοδος που χρησιμοποιείται σε μεγάλο ποσοστό έως σήμερα.

 Η συγκόλληση μετάλλων είναι η πλέον αναγκαία διαδικασία σχεδόν για όλη την βιομηχανία αφού αποτελεί τη ραχοκοκαλιά όλων των μεταλλικών προϊόντων. Δεν είναι τυχαίο το γεγονός ότι στην αρχή του 20ου αιώνα ο αριθμός των μεθόδων συγκόλλησης ήταν 5, ενώ σήμερα υπάρχουν περισσότερες από 40. Γενικότερα, κάθε βιομηχανία από τις επίγειες και υποβρύχιες κατασκευές μέχρι την αεροναυπηγική και την εξερεύνηση του διαστήματος, στηρίζεται στη συγκόλληση μετάλλων.
Αν θέλουμε να ξεχωρίσουμε τις συγκολλήσεις σε δύο μεγάλες κατηγορίες αυτές θα είναι οι αυτογενείς και οι ετερογενείς συγκολλήσεις. Στις αυτογενείς συγκολλήσεις απαιτείται τοπική τήξη των προς συγκόλληση μετάλλων και τοποθέτηση ή όχι ενός συγκολλητικού υλικού. Παραδείγματα αυτής της κατηγορίας συγκολλήσεων είναι η οξυγονοκόλληση, η συγκόλληση με αντίσταση, με Laser κλπ.
Απεναντίας, στις ετερογενείς συγκολλήσεις δε χρειάζεται τοπική τήξη των κομματιών που θα συγκολληθούν, απλά θέρμανση και εναπόθεση λιωμένου συγκολλητικού υλικού. Τέτοιες συγκολλήσεις είναι η κασσιτεροκόλληση, η χαλκοκόλληση κλπ.
Στις μέρες μας η συγκόλληση μετάλλων διαθέτει τέσσερις κύριες μεθόδους οι οποίες ξεχώρισαν από τις άλλες λόγω του κόστους και της πρακτικής τους εφαρμογής και είναι οι εξής:
1) Συγκόλληση τόξου – ηλεκτροδίου (Shielded Metal Arc Welding, Stick Welding, SMAW)
Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί μια μεταλλική ράβδο, το ηλεκτρόδιο, το οποίο επικαλύπτεται με μία σκόνη, το βόρακα, για την προστασία του από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Συναντάται πολύ συχνά και θεωρείται δύσκολη μέθοδος καθώς δεν είναι ευδιάκριτο πόσο πολύ λιωμένο υλικό εναποτίθεται στην περιοχή σύνδεσης λόγω της κρούστας που δημιουργείται και η οποία πρέπει να αφαιρεθεί μετά το τέλος της συγκόλλησης. Από την άλλη μεριά αποτελεί την καλύτερη μέθοδο συγκόλλησης σε εξωτερικό χώρο.
2) Συγκόλληση με σύρμα (Metal Inert Gas Welding, MIG / Gas Metal Arc Welding, GMAW)
Η συγκεκριμένη μέθοδος χρησιμοποιεί κουλούρα μεταλλικού σύρματος για την εναπόθεση του σύρματος στο σημείο σύνδεσης και επίσης μια φιάλη αερίου το οποίο ρέει από το μηχάνημα στην τσιμπίδα συγκόλλησης για να διώχνει τον ατμοσφαιρικό αέρα από το σημείο συγκόλλησης.
Με τη σωστή ρύθμιση των παραμέτρων του μηχανήματος συγκόλλησης, η μέθοδος αυτή θεωρείται πολύ εύχρηστη και γρήγορη. Το πλεονέκτημά της έγκειται στη γρήγορη και ευδιάκριτη εναπόθεση του σύρματος συγκόλλησης. Γενικά δεν ενδείκνυται για εξωτερικούς χώρους καθώς ο αέρας πιθανόν να δημιουργεί προβλήματα στη διάχυση του προστατευτικού αερίου.
3) Συγκόλληση με σύρμα χωρίς αέριο (Flux Core Arc Welding, FCAW)
Η μέθοδος είναι σχεδόν ίδια με τη μέθοδο MIG αλλά τα μειονεκτήματα της εξαλείφονται με τη συγκόλληση σύρματος χωρίς αέριο το οποίο διαθέτει βόρακα στο κέντρο του. Αυτή η διαδικασία συγκόλλησης χρησιμοποιείται πολύ σε εξωτερικούς χώρους όπου απαιτείται πολύ μεγάλη εναπόθεση υλικού ανά ώρα και οι καιρικές συνθήκες είναι αντίξοες όπως στα ναυπηγεία.

4) Συγκόλληση με ακίδα βολφραμίου (Tungsten Arc Welding, TIG)

Κατά τη μέθοδο αυτή, η τσιμπίδα συγκόλλησης διαχέεται από αέριο και η ακίδα βολφραμίου στην άκρη της τσιμπίδας δημιουργεί το τόξο για την τήξη του υλικού το οποίο συνήθως είναι μεταλλικές βέργες διαφόρων διαμέτρων. Αποτελεί μία δύσκολη μέθοδο καθώς ο συγκολλητής χρησιμοποιεί το ένα του χέρι για την τσιμπίδα και τη θέρμανση του σημείου και το άλλο χέρι για να κρατάει το υλικό εναπόθεσης, τη βέργα συγκόλλησης. Σίγουρα θεωρείται ο πιο ακριβής τρόπος συγκόλλησης και εξαιτίας αυτού επιλέγεται για τη συγκόλληση πολύτιμων μετάλλων και σημείων που χρειάζονται εξαιρετική συγκόλληση.

 

 

 

0 likes (You must login to like)

Leave a comment