Keevitamise referaat (1)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Materjaliõpetus ( Keevitamine )
Referaat
 
 
 
 
 
 
 

Sisu

Sisu 1
Sissejuhatus 2
Keevitamise ülesanne, otstarve 3
Keevitamise põhimõtte kirjeldus, mis toimub. 3
Kasutatavad moodused ja seadmed 4
Keevitusgaasid 5
Atsetüleen ja teised põlevgaasid 5
Keevitusleek 6
Juhised keevituspõletite käsitsemiseks 7
Vasak- ja paremsuunaline keevitamine 8
Keevisõmblused 9
 Põkk- ja nurkõmblus 10
Kokkuvõte 11

Sissejuhatus

Keevitamiseks nimetatakse tehnoloogilist protsessi, mis seisneb tervikliite saamises ühendatavate detailide vahel aatomsidemete loomise teel kohaliku või üldise kuumutamise , plastse deformeerimise või üheaegselt mõlema mooduse abil.
Kõik olemasolevad keevitusprotsessid võib jaotada kahte põhirühma –  survekeevitus  ja sulakeevitus.

Keevitamise ülesanne, otstarve

Keevitus seisneb tervikliite saamises ühendatavate detailide vahel aatomsidemete loomise teel kohaliku või üldise kuumutamise, plastse deformeerimise või üheaegselt mõlema mooduse abil.

Keevitamise põhimõtte kirjeldus, mis toimub.

Reduktorist tulev hapnik voolab läbi nipli, toru ja ventiili (5) injektori (4) düüsi. Düüsist suure kiirusega väljudes tekitab ta atsetüleenikanalis hõrenduse, mille toimel imetakse atsetüleen läbi nipli (9), toru ja ventiili (6) segukambrisse (3). Selles kambris hapnik ja atsetüleen segunevad, moodustades põlevsegu. Suudmikust väljuv põlevsegu süüdatakse ning tekib keevitusleek. Gaaside voolamist põletisse reguleeritakse hapnikuventiiliga (6) ja atsetüleeniventiiliga (7), mis asuvad põleti käepidemel. Vahetatavad otsikud kinnitatakse põleti käepidemele survemutriga.

Kasutatavad moodused ja seadmed

Gaaskeevitus kuulub sulakeevituse rühma. See on lihtne protsess, mis ei nõua keerukaid seadmeid ega elektrienergiaallikat. Gaaskeevituse puudusteks kaarkeevitusega võrreldes on väiksem keevituskiirus ja suurem kuumenemispiirkond e. termomõju tsoon. Gaaskeevitust rakendatakse soovituslikult kuni 6 mm paksusest lehtmetallist toodete valmistamisel ja parandamisel. Kasutatakse peamiselt väikese ning keskmise läbimõõduga torude montaažil, õhukeseseinalistest torudest liidete ja sõlmede keevitamisel. Keevitada saab vaske, alumiiniumi ning nende  sulameid , messingit, pliid ja malmi. Kuid on olemas ka mõned seadmed, mis on gaaskeevituse puhul vajalikud. Nendeks on: keevituspõleti, surugaasireduktorid ja baloonid.
Keevituspõletiks nimetatakse seadet, mille abil põlevgaas või põlevvedelike aurud segatakse hapnikuga ja saadakse põlevsegu, mille väljumisel keevituspõleti suudmikust ja süütamisel saadakse keevitusleek. Igal põletil on seadis, mis võimaldab reguleerida keevitusleegi võimsust, koostist ja kuju.
Keevituspõletid liigitatakse järgmiselt:

põlevgaasi ja hapniku segukambrisse andmise viisi järgi – injektoriga ja injektorita põletid;

otstarbe järgi – universaalsed (keevitamiseks, lõikamiseks, jootmiseks ja pealesulatamiseks) ning spetsiaalsed (ühe operatsiooni jaoks) põletid;

kasutusviisi järgi – käsi- ja masinpõletid.
Injektorpõleti on selline põleti, milles düüsist suure kiirusega välja voolav hapnikujuga tekitab injektoris hõrenduse, mille tulemusena imetakse põlevgaas segukambrisse.
Injektorpõleti skeem
1. Suudmik
2. Otsik
3. Segukamber
4. Injektor
5. Survemutter
6. Hapnikuventiil
7. Atsetüleeniventiil
8. Hapnikuvooliku kinnitus
9. Atsetüleenivooliku kinnitus
Gaaskeevituse üldine skeem
1. Hapnikuballoon
2. Atsetüleeniballoon
3. Kaitseklapp
4. Hapnikuvoolik
5. Atsetüleenivoolik
6. Keevituspõleti
7. Keevitustraat
8. Gaasidüüs
9. Keevitatav metall
10. Leek

Keevitusgaasid

Atsetüleen ja teised põlevgaasid

Atsetüleen on metallide gaaskeevitamisel ja –lõikamisel põhiline põlevgaas. Tema leegi temperatuur ulatub tehniliselt puhtas hapnikus põlemisel 3150ºC-ni.
Kasutusala: kõik gaasileektöötlemise liigid.
Atsetüleen ( C2H2 ) on süsiniku ja vesiniku keemiline ühend. Normaaltemperatuuril ja –rõhul on tehniline atsetüleen värvitu, terava küüslaugulõhnaga gaas.
Atsetüleeni kestev sissehingamine põhjustab iiveldust, peapööritust ning isegi mürgistust. Atsetüleeni plahvatamisel tõusevad rõhk ja temperatuur väga järsku, mis võib esile kutsuda suuri purustusi ning raskeid õnnetusi. Atsetüleeni segud vahekordades õhuga 2,3…84% ja hapnikuga 2,3…93% võivad plahvatada nii sädemest kui ka tugevast kuumusest.
Peale atsetüleeni kasutatakse metallide keevitamisel ning lõikamisel ka teisi, odavamaid ja vähem defitsiitseid põlevgaase ning –aure.
Keevitamisel peab leegi temperatuur olema metalli sulamistemperatuurist ligikaudu kaks korda kõrgem, seetõttu tuleb asendavaid gaase , mille leegi temperatuur on madalam kui atsetüleenil, kasutada nende metallide keevitamisel, mille sulamistemperatuur on madalam kui terasel .
Hapniklõikamisel kasutatakse põlevgaase, mis hapnikuga segatult annavad vähemalt 2000ºC-se leegi.
Propaan  (C3H8) on normaaltingimustes värvitu ja lõhnatu põlevgaas. Propaani ja hapniku segu leegi temperatuur on 2600...2700ºC.
Kasutusala: hapniklõikamine, värviliste metallide keevitamine ja jootmine, kuni 6 mm paksuse terase keevitamine, õgvendamine, painutamine, leegiga puhastamine.
Vesinik  (H2) on normaaltingimustes värvitu ja lõhnatu põlevgaas. Ta on üks kergemaid gaase, õhust 14,5 korda kergem. Teatud vahekordades õhu ja hapnikuga moodustab vesinik plahvatusohtlikke segusid. Seetõttu tuleb keevitustöödel rangelt täita ohutusnõudeid. Keevituskohale toimetatakse vesinik terasballoonides, gaasilises olekus rõhu all.
Kasutusala: malmi, alumiiniumi, messini ja kuni 2 mm paksuse terase keevitamine.

Keevitusleek

Keevitusleek moodustub põlevgaasi ja hapniku põlemisel. Leegi ülesanne on kuumutada ja sulatada keevituskohas põhi- ning lisametalli.
Kõik süsivesinikke sisaldavad põlevgaasid annavad keevitusleegi, millel on kolm selgelt eristatavat osa: tuum, töötsoon ja  loit .
Leegi skeem ja temperatuuri jagunemine tsoonide järgi
1. Tuum
2. Töötsoon
3. Loit
Tuumal on teravalt piiritletud, peaaegu silindriline, otsast ümarduv kuju, ta pind helendub tugevalt. Tuuma suurus oleneb küttesegu koostisest, hulgast ja väljavoolukiirusest. Leegi tuuma läbimõõdu määrab kindlaks suudmikukanali läbimõõt, tema pikkuse aga gaasisegu väljavoolukiirus. Hapnikurõhu suurendamisel kasvab põlevsegu väljavoolukiirus ja keevitusleegi tuum pikeneb, väljavoolukiiruse vähendamisel tuum lüheneb. Tuuma temperatuur on ligikaudu 1000ºC.
Töötsoon (keskmine tsoon) järgneb tuumale ja eristub sellest selgesti tumeda värvuse tõttu. Selle pikkus oleneb suudmiku numbrist ja ulatub 20 mm-ni. Kui keevitamisel asub keevitusvannis olev sulametall leegi keskmises tsoonis, saadakse keevisõmblus, mis ei sisalda poore, gaasi ega mittemetalseid lisandeid.
Leegi selle osaga tulebki keevitada. Töötsoonis on temperatuur kõige kõrgem (3150ºC) punktis, mis asub tuuma otsast 3…6 mm kaugusel.
Töötsoonile järgneb loit, mis koosneb süsihappegaasist, veeaurust ja lämmastikust. Selle tsooni temperatuur on tunduvalt madalam töötsooni temperatuurist ja on piirides 1200...2500ºC.

Juhised keevituspõletite käsitsemiseks

Ei ole lubatud töötada mittekorras põletiga, sest see võib põhjustada plahvatusi ja tulekahjusid, samuti põletushaavu.
Korras põleti annab normaalse ja püsiva keevitusleegi. Kui leek põleb ebaühtlaselt, s.t kustub või rebeneb suudmiku küljest lahti ning tekivad tagasilöögid, on vaja kontrollida ja reguleerida põleti kõiki sõlmi. Kui põleti on korras, suletakse ventiilid ja ühendatakse atsetüleenivoolik, kinnitades ta niplile klambriga. Hapniku- ja atsetüleenireduktorid seatakse vajalikule töörõhule. Põleti süütamisel avatakse esmalt veidi hapnikuventiil, millega atsetüleenikanaleis tekitatakse vajalik hõrendus, seejärel avatakse atsetüleeniventiil ja süüdatakse põlevsegu.
Pea meeles
Sagedasel traadiga (eriti terastraadiga) puhastamisel ning keevitamisel kulub suudmik ärapõlemise tõttu. Ülemäära kulunud suudmik tuleb asendada uuega.

Vasak- ja paremsuunaline keevitamine

Praktikas eristatakse kahte keevitamissuunda – vasak- ja parempoolset.
Vasaksuunaline keevitamine
Vasaksuunalise gaaskeevitamise puhul keevitatakse paremalt vasakule, keevitusleek suunatakse veel keevitamata metalliservadele, keevitustraat aga liigub leegi ees. See keevitusviis on laialt levinud ning kasutatakse õhukeste ja kergsulavate metallide keevitamisel. Vasaksuunalisel keevitamisel kuumeneb põhimetall hästi, soodustades sellega keevitusvanni edasiliikumist. Selle keevitusviisi korral näeb keevitaja hästi õmblust, seetõttu on keevisõmbluse välimus parem kui paremsuunalisel keevitamisel.
3.10. Vasaksuunaline keevitamine
1. Keevituspõleti
2. Keevitustraat
Paremsuunaline keevitamine
Paremsuunalise keevitamise puhul keevitatakse vasakult paremale, keevitusleek suunatakse õmbluse keevitatud osale, keevitustraat aga liigub põleti taga. Põleti suudmikuga tehakse ristsihilisi liigutusi. Kuna leek on suunatud juba keevitatud õmblusele, on keevitusvann hästi kaitstud õhuhapniku ja –lämmastiku eest ning õmblusemetall jahtub kristalliseerumisel aeglasemalt. Õmbluse kvaliteet on kõrgem kui vasaksuunalisel keevitamisel, ka leegi soojus hajub vähem. Seetõttu tehakse paremsuunalisel keevitamisel servade lahkmenurk 60...70º , millega vähendatakse pealesulatatava metalli kogust ja toote kaardumist.
3.11. Paremsuunaline keevitamine
1. Keevituspõleti
2. Keevitustraat
Pea meeles
Paremsuunaline keevitamine on otstarbekohane üle 3 mm paksuste materjalide ja suure soojusjuhtivusega metallide keevitamisel. Kuni 3 mm paksuste detailide keevitamisel on vasaksuunaline meetod tootlikum.
Keevitustraadi läbimõõt
Keevitustraadi läbimõõt valitakse vastavalt keevitatava metalli paksusele ja keevitamissuunale.
Vasaksuunalisel keevitamisel võetakse traadi läbimõõduks
d=s/2+1
Paramsuunalisel keevitamisel aga
d=s/2
s – keevitatava metalli paksus mm. Traadi läbimõõt saadakse millimeetrites (mm).

Keevisõmblused

Keevisõmbluseks nimetatakse keevisliite osa, mis moodustub keevitusvannis oleva sulametalli kristalliseerumisel.
Põleti leek või elektrikaar sulatavad ühes põhimetalliga ka lisametalli, mis omavahel segunedes moodustavad õmblusmetalli.
Valmistamisviisilt jagunevad keevisõmblused ühe- ja kahepoolseteks.
Väliskuju järgi eristatakse normaal-, tugev- ja nõrkõmblusi. 
Keevisõmblused liigituvad põkk- ja nurkõmblusteks. 

 Põkk- ja nurkõmblus

Põkkõmblus
 
l – keevisõmbluse laius
q – tugevduse kõrgus (normaalõmblustel maksimaalselt 5 mm)
c – kalduservamata osa kõrgus
b – pilu laius
h – keevitatava metalli paksus
a – servade lahknemisnurk
Põkkõmbluse ristlõige
 
Nurkõmblus
 
b - keevitatava metalli paksus
q – tugevduse kõrgus
z - kaatet
a – keevisõmbluse paksus
Nurkõmbluse ristlõige
  Kaateti mõõde  ehk Z=a×1,41

Kokkuvõte

Keevitus (protsess) on kahele või enamale osale kuumutamise või surve abil jätkuva kuju andmine. Võidakse kasutada keemiliselt koostiselt sarnast lisamaterjali. Keevitatakse metalle, plaste, klaasi, komposiite jm. keevitamist kasutatakse ka pealesulatuseks.
12