Keevitamine ja selle protsessid (0)

Koostas: Reppy 
 
21.11.2012 
Keevitamine  
 
1.  Keevitusprotsesside Liigitus: 
 
  Käsikaarkeevitus 
   Keevitus  kaitsva gaasi keskkonnas (MIG, MAG, MIG/MAG, TIG) 
   Kontaktkeevitus  
   Plasmakeevitus  
 
2.  Metallide  keevitatavus : 
 
Keevitatavuseks nimetatakse ühesuguste või erinevate metallide omadust moodustada 
kvaliteedinõuetele vastav  keevisliide . Keevitatavus sõltub keevitatavast materjalist, 
kasutatavast keevitustehnoloogiast, samuti keevisliite konstruktsioonist. Praktikas on 
juurdunud 4 keevitatavuse hindamise astet: hea, rahuldav, piiratud, halb.  Hea keevitatavuse 
korral on keevisõmblusel ligilähedaselt samad mehaanilised omadused kui keevitataval 
metallilgi. Keevitatavus on  rahuldav, kui piisavalt hea keevisõmbluse saamiseks tuleb valida 
kindel ( ratsionaalne ) keevitusrežiim. Piiratud keevitatavuse korral tuleb kasutada erinevaid 
tehnoloogilisi võtteid (näiteks toorikute ettekuumutamine, järeltermotöötlus jne.) või isegi 
muuta keevitusviisi. Halva keevitatavuse puhul piisavat keevitatavust saavutada ei ole 
võimalik.  
 
Metallide keevitatavust hinnatakse praokindlusega.  Külmpraod tekivad enamasti 
keevisõmbluse kõrval põhimetallis kohe või 10…48 tunni jooksul pärast keevitamist. 
Külmpragusid  seostatakse  suurest jahtumiskiirusest tingitud habraste karastusstruktuuride 
moodustumisega või metalli nn vesinikhaprusega (kõrgenenud vesiniku kontsentratsioonist 
tingituna ). Külmpragude tekkimise oht on karastuvatel terastel, mille süsinikusisaldus on 
suurem kui 0,25%.  Kuumpraod  tekivad keevitamise ajal, tavaliselt õmblusmetallis. Praod  
tekivad kõrgel temperatuuril, kui õmblusmetall on pooltahkes või vasttardunud olekus. 
Kuumpragude tekkele kalduvad enamasti suure süsiniku-, väävli- ja fosforisisaldusega 
terased. Nii külm- kui kuumpragude tekke põhjus on keeviskonstruktsioonis keevitamisel 
tekkivad  keevituspinged.  Keevituspingeid põhjustavad ebaühtlane temperatuuriväli 
(keevisõmbluse ligiduses on temperatuur märgatavalt kõrgem kui eemal), samuti 
keevisõmbluse lähiala takistatud  paisumine  kuumutamisel ja takistatud kahanemine 
jahtumisel.  
 
Keevituspingeid ja  nendest  põhjustatud külm- ja kuumpragusid saab vältida liidetavaid 
toorikuid ette kuumutades (sellega väheneb temperatuuride ebaühtlus), samuti 
keeviskonstruktsiooni termilise järeltöötlemisega – lõõmutamisega keevituspingete 
kõrvaldamiseks. Suurte keeviskonstruktsioonide puhul ei ole võimalik kumbki eelnimetatud 
võtetest, mistõttu sellised konstruktsioonid (laevakered, autokered,  mastid  jms.) 
keevitatakse kokku hea keevitatavusega metallidest ja metallisulamitest, näiteks 
madalsüsinikterastest (süsinikusisaldus  alla 0,25%). 
 
 
 
 
1
 
 
Koostas: Reppy 
 
21.11.2012 
3.  Tähtsamate keevitusprotsesside kirjeldus: 
 
   Kaarkeevitus kattega  elektroodiga: 
 
Elektroodkeevitamine kuulub rahvusvahelise  liigituse  järgi ilma kaitsegaasita 
kaarkeevitusmeetodite rühma. Elektroodkeevitamisel kinnitatakse keevituselektrood 
elektroodihoidikusse. Keevituskaare, mille temperatuur on 5000…6000 °C, toimel 
elektroodivarras ja selle kate ning põhimetall sulavad. Tekib keevisvann, kuhu 
siirduvad elektroodimetalli  tilgad  ja katte sulamisel tekkinud räbu tilgad, mis 
moodustavad keevisvanni pinnal sularäbu kihi. Elektroodivarda ots sulab kattest 
kiiremini, tekitades süvendi, mis suunab sulametalli tilgad ja katte lagunemisel 
tekkiva gaaside joa keevisvanni. Kattest eralduvad gaasilised ained tekitavad 
kaarevahemikus keevisvanni kohale gaasikaitse ümbritseva keskkonna (õhu) hapniku 
ja lämmastiku mõju vastu. Keevisvanni jahtumisel moodustub keevisõmblus ning 
selle pinnale tardunud räbukoorik.  
 
Elektroodkeevitamine  Keevituskiirus ja  tootlikkus  on elektroodkeevitusel väikesed – 
ühe elektroodi sulamise aeg on ühe-kahe minuti piires, millele järgnevad ajakaod. 
elektroodi vahetamiseks ja kaare taassüütamiseks. Tänapäeval elektroodkeevituse 
osatähtsus väheneb, olles 20…25%. Elektroodkeevitamist kasuta takse kõikide 
teraseliikide, malmi, Cu-sulamite, piiratult ka Al-sulamite  keevitamiseks . 
Elektroodkeevitamine sobib materjali paksustele üle 1,0…1,5 mm. Selle meetodi eelis 
on kasutatavus kõikides keskkonnatingimustes, võimalus keevitada õmbluse ruumis 
suvalise asendi puhul (põranda, seina ja laeõmblused), suhteliselt lihtsad ja 
teisaldatavad keevitusseadmed (keevitustrafod, keevitusalaldid). 
 
 
 
 
2
 
 
Koostas: Reppy 
 
21.11.2012 
  MIG/MAG Keevitus: 
 
MIG/MAG keevitamist e. sulava  elektroodiga kaarkeevitamist  kaitsegaasis liigitatakse 
kasutatava  kaitsegaasi järgi kahte gruppi: 
 
• MAG-keevitamine e. kaarkeevitamine aktiivkaitsegaasis (CO2),  
• MIG-keevitamine e. kaarkeevitamine inertgaasis (argoonis). 
 
Kuna mõlemad keevitusprotsessid erinevad vähe ja kasutatakse samu seadmeid, siis 
on sageli rahvusvaheliselt käibel lühend MIG/MAG-keevitamine.  
 
MIG/MAG-keevitamisel tekitatakse traadikujulise elektroodi ja keevitatava detaili 
vahel kaarlahendus, mille soojusenergia toimel elektroodimetall ja põhimetall 
sulavad (sele 2.23). Keevituskaare piirkonda juhitakse gaasisuudmiku kaudu 
kaitsegaasi, mis kaitseb keevisvanni ja metallitilkasid õhuhapniku ja lämmastiku 
toime eest. Keevitustraati antakse kaarevahemikku traadietteandemehhanismi 
rullide abil. Keevitusvool juhitakse keevitustraati keevituspõletisse kinnitatava 
voolukontakti abil. MIG/MAG-keevitus on levinud põhiliselt 
poolautomaatkeevitusena – keevitustraat antakse ette automaatselt, põletit 
nihutatakse käsitsi. 
 
MIG/MAG-keevitamise  eeliseks   elektroodkeevitusega  võrreldes on suur tootlikkus, 
kuna puuduvad ajakaod elektroodi vahetamiseks, keevitamisel ei teki räbu, ei ole 
vaja keevisõmblust räbust  puhastada  ja parem on õmbluse kvaliteet. Meetodi 
puuduseks on sobimatus välistingimustes, väiksem on keevitustraatide valik. 
Kaitsegaas  valitakse keevitamisel sõltuvalt keevitatavast materjalist: näiteks 
enimlevinud madalsüsinikterastest konstruktsioone keevitatakse enamasti 
kaitsegaasina  süsihappegaasi (CO2) kasutades. MIG/MAG-keevitus on tänapäeval 
maailmas enimlevinud keevitusmeetod, näiteks laevaehituses ja - remondis  tehakse 
95% töid MIG/MAG-keevitust kasutades. 
 
 
 
 
3
 
 
Koostas: Reppy 
 
21.11.2012 
  TIG keevitus 
 
TIG-keevitamisel e. sulamatu elektroodiga kaarkeevitamisel kaitsegaasis põleb 
keevituskaar volframelektroodi otsa ja toote vahel (sele 2.24) ning on ümbritsetud 
keevituspõleti suudmikust väljuva, kanalit läbiva gaasijoaga. Kaitsegaas –  argoon  (Ar), 
harvem  heelium  (He) – kaitseb elektroodi ja keevisvanni ümbritseva õhu eest, ühtlasi 
keevituspõletit jahutades. Keevisvanni moodustamiseks kasutatakse lisametalli. 
 
 
TIG-keevitus on levinud peamiselt käsikeevitusena. Kasutataks õhukeste materjalide, 
alates 0,1 mm (võrdlusena: elektroodkeevitamisel alates 1,0 mm) keevitamisel. 
itatakse peamiselt kõrglegeerteraseid ja kergoksüdeeruvaid metalle ja 
metallisulameid (Al, Mg, Ti jt.), aga samuti pronksi. Meetodi eelised ja puudused on 
samad, mis MIG/MAG-keevitamisel. 
 
 
 
 
 
4
 
 
Koostas: Reppy 
 
21.11.2012 
4.  Kontaktkeevitusprotsesside kirjeldus: 
 
  Punktkontaktkeevitusel e. punktkeevitusel ühendatakse ülekattes olevad detailid 
ühe või mitme keevispunkti abil, mis elektrivoolu toimel tekivad elektroodide vahel.  
Joonkontaktkeevitus on punktkeevituse edasiarendus, kus järjestikused 
keevituspunktid tekivad detailide liikumisel kettakujuliste elektroodide vahel.  
Reljeefkontaktkeevitamine  on sarnane punktkeevitusega, kus keevituspunktid 
moodustuvad detaili pinnast välja ulatuvate osade vahel. 
 
 
  Põkk-keevitamist liigitatakse keevitusprotsesside iseloomu järgi sulatuspõkk-
keevitamiseks ning takistuspõkk-keevitamiseks. Esimesel juhul saadakse põkkliide 
keevitusmasina kontaktide abil kokkupuutesse  viidud  detailide otspindade 
kuumutamisega trafo vahendusel vooluahelat pingestades.  Enne otspindade 
kokkusurumist liidetavad pinnad sulavad. Takistuspõkk-keevitamisel ühendatavad 
detailid surutakse otspindu pidi kokku ning kuumutatakse keevitusvooluga plastse  
olekuni, misjärel rakendatakse survejõudu. Hõõgumiseni kuumeneval liitekohal 
täheldatakse kohtjämendust. Sulatuspõkk-keevitamist kasutatakse suure 
ristlõikepinnaga detailide, takistuspõkk-keevitust väikese ristlõikepinnaga detailide 
ühendamiseks. 
 
 
 
 
 
5
 
 
Koostas: Reppy 
 
21.11.2012 
5.  Gaaskeevituse protsess 
 
Gaaskeevitamine on keemilisel reaktsioonil põhinevate sulakeevitusprotsesside üldnimetus, 
kus energiaallikana kasutatakse hapniku ja põlevgaasi segu põlemissoojust. Reeglina on sel 
juhul tegu käsikeevitusega. Enimlevinud on hapnik-atsetüleenkeevitus, kus põlevgaasina 
kasutatakse atsetüleeni ( C2H2 ). Atsetüleenileegi temperatuur ulatub kuni  3100  °C. Veel 
kasutatakse vesinikku ja looduslikku gaasi, nende puhul on gaasileegi temperatuur  
märgatavalt madalam. 
 
Gaaskeevitamisel juhitakse hapnik ja põlevgaas balloonidest läbi gaasireduktorite ja 
keevitusvoolikute põletisse, kus nad segunevad ja tekitavad gaasileegi. Tänapäeval 
kasutatakse universaalseid keevitus-lõikepõleteid, millega on võimalik nii gaaskeevitada kui 
ka gaaslõigata. Keevitamisel kasutatakse lisametalli (traat, vardad ), mille keemiline koostis 
peab olema keevitatavale  metallile  lähedane.   
 
Gaaskeevitamise eeliseks on võimalus keevitada mistahes asendis. Saab keevitada õhukest 
plekki , mis elektroodkeevitusega võimalik ei ole. Puudusteks on gaasileegi väike 
läbisulatusvõime ja sellest tulenev piiratud keevitatava materjali paksus (kuni 4…5 mm). 
Gaaskeevitusele loomulik on väike tootlikkus ja suured kulutused keevitusgaasidele. 
Gaaskeevitamise osatähtsus on tänapäeval väike, seda kasutatakase peamiselt 
remonttöödel. 
 
 
 
 
 
6
 
 
Koostas: Reppy 
 
21.11.2012 
6.  Jootmise protsess 
 
Sageli ei ole võimalik või otstarbekas kasutada liitetehnoloogiana keevitamist, seda näiteks 
halvast keevitatavusest tingituna. Jootmiseks nimetatakse lahtivõetamatu liite saamise sellist 
tehnoloogiat, kus ühendatavate materjalide vaheline pilu täidetakse sulametalliga liidetavaid 
materjale sulatamata. Pilu täitvat metallisulamit, mis on võimeline liidetavaid materjale 
märgama ning pärast tardumist moodustab jooteliite, nimetatakse joodiseks. Keevitamisega 
võrreldes on jootmisel mitmeid iseärasusi: 
 
   joodise  ja jooteõmbluse koostis erinevad  liidetavate  materjalide koostisest,  
  joodise ja moodustunud jooteõmbluse tugevus on liidetavate materjalide tugevusest 
väiksem,  
  joodise  sulamistemperatuur on liidetavate materjalide sulamistemperatuurist 
madalam,  
  jooteõmbluse moodustumine toimub enamasti kapillaarjõudude toimel. 
 
Jootmise olulisemad eelised keevitamisega võrreldes on järgmised: 
 
  kõik metallid, sh. halvasti keevituvad, on joodetavad;  
  on võimalik liita erineva  sulamistemperatuuriga  materjale, sh. metalli 
mittemetallidega;  
  liidetavate materjalide vähema  kuumenemise  tõttu on protsess keevitamisest kiirem; 
samal põhjusel on väiksemad keevitamisele iseloomulikud probleemid – toodete 
kõverdumine, metalli struktuurimuutused jms 
Jootmise puuduseks on jooteliite temperatuuritundlikkus, s.o. kuumus võib põhjustada liite 
tugevuse vähenemise või isegi jooteõmbluse sulamise. 
Joodise sulamistemperatuuri järgi eristatakse pehmejoodisjootmist, kus kasutatakse 
pehmejoodiseid sulamistemperatuuriga kuni 450 °C, ning kõvajoodisjootmist, kus 
kasutatakse kõvajoodiseid sulamistemperatuuriga üle 450 °C. Pehmejoodisjootmist 
kasutatakse juhul, kui jooteliidet ei koormata nimetamisväärselt ja ta töötab madalatel 
temperatuuridel, näiteks elektroonikas ja elektrotehnikas. 
Jootmisviise liigitatakse kõige sagedamini liigitamist jootekoha  kuumutamise  viisi järgi. 
Jooteljootmisel  e. tõlvikuga jootmisel kuumutatakse joodist ja jooteliidet jootli e. 
jootetõlviku abil. Gaasjootmisel toimub  kuumutamine  gaasileegi abil nagu 
gaaskeevitamiselgi. Ahijootmisel kuumutatakse tooteid ja joodist ahjus.  Induktsioonjootmine 
toimub kasutades induktsioon- e. kõrgsageduskuumutamist. Sukeldusjootmine on  jootmine  
kuumutamisega sulajoodise vannis. Kontaktjootmisel e. takistusjootmisel kuumutatakse 
ühendatavaid tooteid nagu kontaktkeevitamiselgi liitekohta läbiva elektrivooluga. 
 
 
 
 
 
7
 
 
Koostas: Reppy 
 
21.11.2012 
Jootmismaterjalideks on  joodised  ja räbustid. Sulamistemperatuuri järgi eristatakse  
pehmejoodiseid (sulamistemperatuur  kuni 450 °C) ja kõvajoodiseid sulamistemperatuuriga 
üle 450 °C. Toodetakse pehmejoodiseid sulamistemperatuuriga alates 11 °C (Ga-In-Sn) kuni 
425 °C (Ge-Al). Enimkasutatavad on tina (Sn) ja plii (Pb) baasil pehmejoodised. Kõvajoodiseid 
toodetakse sulamistemperatuuriga 580…1240 °C. Tuntuimad on Cu-, Ag- ja Al-baasil 
kõvajoodised. 
Jooteräbusti on mittemetalne keemiline aine joodetavate metallide ja joodise puhastamiseks  
oksiididest, pindade jootmise ajal puhtana hoidmiseks ja sulajoodise pindpinevuse 
vähendamiseks. Jootmistemperatuuri järgi eristatakse pehmejoodisjootmisräbusteid ja 
kõvajoodisjootmisräbusteid.   
Jootmistehnoloogia koosneb järgmistest etappidest: 
•  liidetavate pindade ettevalmistus – puhastamine mustusest ja 
oksiidikilest;  
•  liite koostamine – liidetavate detailide asendi fikseerimine selleks, et 
tagada ettenähtud jootepilu; selle suurus sõltub joodetavatest 
metallidest ja joodisest ning on 0,05…0,15 mm;  
•  joodise ja räbusti kandmine jootekohta;  
•  jootekoha või joodetavate detailide kuumutamine 
jootmistemperatuurini;  
•  õmbluse puhastamine ja korrosiooni põhjustavate räbustijääkide 
eemaldamine. 
 
 
 
 
 
8
 
 
Koostas: Reppy 
 
21.11.2012 
Kasutatud kirjandus 
 
1.  „Materjalid“ - Priit Kulu, Jakob Kübarsepp, Enn  Hendre , Tiit Metusala, Olev  Tapupere . Tallinn 
2001 
 
 
 
9
 
 

Document Outline

• Keevitamine
• Kasutatud kirjandus