Üldiselt keevitamisest (0)

Üldiselt keevitamisest
Teemad:
MMA-111:
MIG/MAG-131-135
TIG-141
GAAS -311
Kaitsevahendid
Keevitustarvikud
Teraste keevitatavus
DEformatsioon keevitamisel
Liited
Keevitusasendid
Keevisliidete kontrolli meetodid
Keevitusvead-puuduste kõrvaldamine
Elektrikeevitus
Keevitamiseks nimetatakse metalldetailide ühendamist nende kokkupuutekoha kohaliku kuumutamise teel kuni sula olekuni (sulatuskeevitus) või plastilise olekuni koos mehaanilise jõu rakendamisega (survekeevitus).
Elekterkeevituse ajalugu algab aastast 1882.a. mil Nikolai Bernardos leiutas kaarkeevituse süsielektroodiga
1904 .a. võttis Oscar Kjellberg kasutusele kattega metallelektroodi
1928.a. kasutas A. Alexander esimesena keevituspiirkonna kaitseks gaasi. Hiljem on kasutusele võetud täidis- ja metallkeraamilised keevitustraadid.
Tehnika arenedes on lisandunud palju uusi keevituse liike: kontakt-, plasma-, laser -, electron-, induktsioonkeevitus jne.
Keevitamisel toimub sulatatud lisamaterjali ja põhimaterjali segunemine ning nende tardumisel moodustub keevisõmblus e. keevisliide .



Kaitsevahendid

Elektrikeevitusega töötamisel tuleb kasutada sobivat kaitseriietust ning jalanõusid mis kaitsevad keevitajat sulametalli, räbu pritsmete, keevituse soojustoime ja muude mõjutuste eest. Parimaks kaitseriietuseks on spetsiaalne kombinesoon. Selle puudumisel tuleb kasutada pikkade varrukatega kitlit ja tulekindlat põlle (Joon. 1). Keevitaja jalanõud peavad olema kinnised.. Võimaluse korral tuleks kasutada spetsiaalseid tugevdatud ninadega saapaid. Kinnastest tuleks eelistada pikkade kätistega nahkkindaid (Joon. 2)..
Kuulmekäikude kaitseks keevitussädemete eest kasutatakse kõrvatroppe (Joon. 3).
Kaitseb ultraviolett ja infrapunase kiirguse eest
Toide 2kolevoldist liitiumpatareid. Keevitusklaasil on paikesepatarei, mis pikendab patarei eluiga.30Cek. lülitub välja.
Viivituse määramine- mask muutub heledaks DELAY nupuga.(SHORT-lühem LONG-pikem viivitus )
Tundlikkuse määramine: SENSITIVITY nupuga-kõrge(HIGH)mõeldud igapäevaseks tööks........
madal(LOV) ..kasutame kui maskit segab tugev valgus.
Näo ja silmade kaitseks kasutatakse kaitseprille (Joon. 4) ja keevitusmaske (Joon. 5 ja 6). Kaitseprille kasutatakse keevitatavate detailide töötlemisel nurklihvija ja meisliga ning šlaki eemaldamisel . Keevitusmask kaitseb keevitaja nägu sulametallipritsmete ja ultraviolettkiirguse kahjuliku toime eest. Lisaks sellele võimaldab keevitusmaski tume valgusfilter näha keevitustsoonis toimuvat. Valgusfiltri tööpõhimõtte järgi jagunevad keevitusmaskid kaheks: passiivse valgusfiltriga (Joon. 5) ja aktiivse isetumeneva valgusfiltriga (Joon. 6). Passiivse valgusfiltriga maskil on ühe kindla tumedusega valgusfilter (tavaliselt 10-11 DIN). Valgusfiltrid on vajadusel vahetatavad. Aktiivse isetumeneva valgusfiltri algtumedus on 3-4 DIN. Kaarleegi süttides tumeneb valgusfilter silmapilkselt tumeduseni10-11 DIN. Kaarleegi kustudes taastub valgusfiltri algtumedus. Valgusfiltri tumedusastmeid on võimalik muuta Aktiivse valgusfiltri toiteallikaks on päikesepatareid. Valgusfiltri kaitseks keevituspritsmete eest on filtri ees tavalisest klaasist vahetatav plaat.
Tumeduse aste DIN
От 30 до 75 А
9
От 75 до 200 А
10
От 200 до 400 А
11
Свыше 400 А
12



KEEVITUS
Keevitus on teraste ja värvilismetallide enimlevinud ja tähtsaim liitmismeetod:
 tootmiskeevitus ( production welding ) - detailide liitmine toodete valmistamisel;
 remontkeevitus (repair welding) - purunenud ja kulunud osade taastamine, moodustab kuni 20% kogu keevitustööde mahust;
 pealekeevitus .
Keevitusprotsesside hulka loetakse ka jootmist, termopindamist ja termolõikamist.
Keevituse põhimõisted
Keevitus, keevitamine (welding) - kahele või enamale osale kuumutamise või surve abil jätkuva kuju andmine.
Võidakse kasutada keemiliselt koostiselt sarnast lisamaterjali. Keevitatakse metalle , plaste, komposiite, keraamikat, klaasi jm. Terminit “keevitamine” kasutatakse tegevuse tähenduses ja terminit “keevitus” kui protsessi laiemas tähenduses. Kirjanduses kasutatakse põhiliselt terminit “keevitusprotsess”.
Keevitustehnoloogia (welding technology ) - on tehnika ala, mis käsitleb keevitusprotsesse kui toodete valmistamist detailidest ja pooltoodetest.
Keevitustehnoloogia hõlmab:
1. keevistoodete projekteerimist, tugevusarvutusi, kvaliteeditasemete määramist;
2. keevitusprotsesse, seadmeid, mehhaniseerimist;
3. keevitusmetallurgiat, põhi- ja lisamaterjalide sobivust, keevitatavust;
4. kvaliteedi tagamist, järelvalvet, kontrolli, personali pädevust jm.;
5. töökeskkonda, eralduvaid gaase , kiirgust, müra, ergonoomikat jm.
Keevituse põhilised eelised teiste liitmismeetodite ees:
1. odavaim liitmismeetod;
2. väiksem toodete mass materjali parema kasutamise tõttu;
3. sobib enamikule tehnikas kasutatavatele metallidele;
4. võib kasutada erinevates keskkondades;
5. suur paindlikkus toodete konstrueerimisel.
Mõned keevitust piiravad tegurid:
1. paljud protsessid sõltuvad inimfaktorist;
2. sageli vajalik mittepurustav kontroll ja pidev järelvalve.

Keevitamisel tekib keevisliide ( weld joint ). Keevisliited jagunevad 5 põhitüüpi:
- põkkliide (butt joint),
- nurkliide ( corner joint),
- ots- e. servliide (edge joint),
- katteliide (lap joint),
- T-liide e. vastakliide (T-joint).
Keeviskoostu keevisliidet iseloomustab keevitamise tulemus - keevisõmblus e. keevis (weld). Põhiõmblustena eristatakse kolmnurkse ristlõikega nurkõmblust (fillet weld, FW) ja põkkõmblust (butt weld, BW).
Keevisõmbluse asend e. keevitusasend (welding position ) on määratud keevisõmbluse asendiga ruumis ja keevituse vooluallika liikumise suunaga.
Eristatakse järgmisi keevisõmbluse põhiasendeid ja keevitusasendeid:
- allasend e. põrandaasend - tähis PA, (a)
- põranda nurk Pb
- rõhtasend, horisontaalasend - tähis PC, (d)
- lae- seinanurk Pd
- laeasend - tähis PE, (b)
- püstasend, vertikaalasend; keevitamisel alt üles PF, ülalt alla PG, (c)
- kaldasend torudele, tähistust HL-045 kasutatakse torude keevitamisel.
Keevisliidete tüübid
Keevisliidete põhitüübid (ocновные типы сварочных соединений):
1. põkkliited ----------
2. nurkliited ------------
3. otsliited
4. katteliited
5. T-liited
Keevisõmbluste asendid e. keevitusasendid (положения сварочных швов и положения сварки)





KEEVITUSJOONIS..........
Põkkliide

Joonis 5. Põkkliide "I" piluga [2:19]
"I" pilu (vt joonis 5) kasutatakse põkkliidete puhul kuni 3 - 4mm paksusega materjalide keevitamisel, pilu jäetakse ca 2 - 2,5mm
Joonis 6. Põkkliide „V“ piluga
Põkkliide „V“ piluga kumera õmblusepealsega ja joonisel tähistusega (vt Joonis 6). Kumera pealsega õmblust nimetatakse tugevdusega õmbluseks ning selle saavutamiseks peaks keevituskiirus olema väiksem, et materjal kuhjuks õmbluse keskele . Vastavalt standardile EV EN ISO 5817:2000 loetakse teatud piirist õmblusepealne kumerus defektiks
Joonis 7. Põkkliide „V“ piluga [2:23]
Põkkliide „V“ piluga sileda õmbluspealsega ja joonisel tähistusega (vt joonis 7). Sileda õmbluspealsega õmblust võib valmistada kumera õmbluse hilisema ülekäiamisega või niisuguse keevitusprotsessi valikuga, kus voolutugevus ja liikumine on tasakaalus, et õmblusele ei tekiks lohku ega ülespoole kumerust.

Joonis 8. Põkkliide „V“ piluga [2:23]
Põkkliide „V“ piluga nõgusa õmbluspealsega ja joonisel tähistusega (vt joonis 8). Nõgusa õmbluspealisega õmbluse saavutamiseks on vaja keevitada tugevama vooluga ning liikumisel pilu keskkoht kiiremini ületada. Vastavalt standardile EV EN ISO 5817:2000 loetakse teatud piirist õmblusepealne nõgusus defektiks.
Nurkliide
Joonis 9. Nurkliide [2:23]
Nurkliide, (vt joonis 9), tekib sellisel juhul, kui omavahel kokkukeevitatavad detailid asuvad teineteise suhtes nurga all ja keevisõmbluse ristlõige kujuneb kolmnurga kujuliseks . Kolmnurga kõrgust tähistatakse "a" tähega ja kaatetite pikkust tähistatakse "z" tähega.
Keevisliidete tähistamine joonistel
Vastavalt standardile EVS EN 22553:2000 koosneb keevisõmbluse tähistus õmbluse asukohta suunatud viitenoolest (1), laudist (2a), identifitseerimisjoonest (2b), õmbluse tähisest (3), sabaosas (4) vajadusel keevitusprotsessi numbertähisest ja kvaliteedinõuetest defektide järgi vastavalt standardile EVS EN ISO 5817:2000. Servade töötlusviisi olemust või nurkõmbluse ristlõiget iseloomustav tingmärk kantakse laudi (2) peale (vt joonis 10) Nurkõmbluse kõrguse „a“ mõõt või tekkiva kolmnurga kaateti pikkus „z“ märgitakse tingmärgist vasakule (vt joonis 11).
Levinum on „a“ mõõdu tähistamine laudil, kusjuures „a“ ei tohi olla väiks
Joonis 11. "a" ja "z" mõõtude märkimine ja nende omavaheline suhe [2:23]
Tingmärgist paremale kantakse õmbluse pikkus, juhul kui õmblus ei ole detailiga ühepikkune. Viitjoone ja laudi lõikepunktis näidatakse mööda kinnist kontuuri keevitatud õmblused ringiga . Vt. joonis 12 ja tabel 1 pos.1.
Joonis 12. Keevisõmbluse andmete tähistamise näide EN 22553:2000 järgi [1:85] (tähistuste selgitused Tabel 1)
Tabel 1. Keevisõmbluste tähistamise tingmärgid ja selgitused joonistel tähistamisel [1:85-86]
Keevitusasendite tüübid ja markeering
Keevisõmblust võib ruumilises mõttes teostada erinevates asendites. Eurostandardi (EN) järgi tähistatakse keevitusasendeid tähekombinatsiooniga, USA standardi järgi (AWS) tähe-numbrikombinatsiooniga (vt tabel 3) Kõige kasutatavam ja kõige parema kvaliteedi tagab nn põrandaasend e asend PA (USA tähistus: 1G põkkliidetel ja 1F nurkliidetel). [1:16]
Väga tihti kasutatakse mitmesuguste konstruktsioonide keevitamisel ka asendit PB, kui on tegemist nurkõmbluste koostamisega. Nurkõmbluse puhul PB asendis hoitakse elektroodi nurga keskel, kui nurk on 90°, siis elektrood liigub 45° nurga all ja liikumise suunas ca 70° nurga all.
Asend PC on nn seinaasend, kus liikumine toimub horisontaalselt , elektrood on liikumise suunas kaldu ca 70°.
Asend PD on ülanurkasend, Kus elektrood liigub nurga keskel.
Asend PE on nn laeasend, mille puhul elektroodi kalle on liikumise suunas ca 70°
Asend PF on nn seinaasend, mille puhul elektroodi liikumine ja õmbluse moodustumine toimub vertikaalselt alt üles. Elektroodi põlev ots on suunatud kergelt ülespoole ning liikumine toimub poolkaartena pilu ühest servast teise.
Asend PG on nn seinaasend, mille puhul elektroodi liikumine ja õmbluse moodustumine toimub vertikaalselt ülevalt alla.
Joonis 13. Skemaatiline keevitusasendite tähistamine
Tabel 3. Keevitusasendite tähistamine [2:27]
> 15. Kaitsegaaside valik ja mõju MIG/MAG keevitusele.

Keevisliite tsoonid :
1 - põhimetall (põhimaterjal) - keevitatav metall või materjal;
2 - keevismetall
3 - segunemistsoon e. legeerimistsoon - keevisõmbluse tsoon, mis koosneb segunenud põhi- ja lisametallist;
4 - sulamisjoon
5 - termomõju tsoon (HAZ) - põhimetalli sulamata osa, kus esinesid mikrostruktuuri muutused;
6 - termomõju ala
7 - keevitustsoon - keevisõmblusest ja termomõju tsoonist moodustunud ala.
Keevituse kaasnähtused
Keevitus on paljude üheaegselt toimuvate protsesside kooslus : põhi- ja lisametalli sulatamine ja omavaheline segunemine e. legeerimine, sula lisametalli siirdega ja keevisvanniga seotud keerulised füüsikalis-keemilised protsessid, kristalliseerumine koos sellega kaasnevate mikrostruktuuride moodustumisega ja detailide kujumuutustega e. termodeformatiivsete protsessidega.
Keevitusmetallurgia
Sulakeevituse metallurgiaprotsessid on sarnased metallurgiliste protsessidega, kuid märksa keerukamad järgmistel põhjustel:
a) keevituse soojusallika (elektroodi) ja sulametalli kõrge temperatuur (terastel kuni 1800 ºC),
b) väikesemahuline sula keevisvann , mis ümbritsetud külma metalliga,
c) sula keevisvanni lühike kestus, terastel 4…40 s,
d) sulanud elektroodivarda metalli siirdega keevisvanni kaasnevad nähtused.
- Sulametalli vanni kõrge temperatuuri tõttu aktiveeruvad paljud füüsikalis-keemilised protsessid tavametallurgiaga võrreldes, nagu gaaside ja metalli vahelised reaktsioonid, mis reeglina halvendavad keevismetalli omadusi.
- Keevisvanni ümbritsev külm põhimetall põhjustab sula metalli kiiret jahtumist, mistõttu paljud keemilised reaktsioonid ei kulge lõpuni.
- Sulakeevisvanni lühikese kestuse tõttu ei jõua alati lahustunud gaasid ja räbu tõusta õmbluse pinnale enne metalli tardumist, põhjustades nõnda poorsust ja räbupesasid.
Keevituse termotsükkel ja seos termomõju tsooniga
Keevituse termotsükkel (термический цикл сварки)

Keevitusprotsessi termotsüklit iseloomustab:
a) temperatuuri tõusu kiirus e. kuumutuskiirus;
b) maksimaalne kuumutustemperatuur;
c) seisutusaeg maksimaalsel temperatuuril;
d) jahtumisaeg või jahtumiskiirus.

Keevitamisel ühe läbimiga liigub soojusallikas piki keevisõmblust ja koos temaga teda ümbritsev temperatuuriväli. Temperatuur keevistoote erinevates punktides muutub pidevalt. Algul temperatuur kasvab ja saavutab maksimaalse väärtuse ja seejärel langeb.
Keevituse termotsükliks nimetatakse keevistoote mingi keevisõmbluse lähiala punkti temperatuuri sõltuvust ajast.
Keevisliidete omadused sõltuvad põhiliselt keevituse termotsükli maksimaalsest temperatuurist ning jahtumiskiirusest.
Keevisliite omadused ja lähiala struktuur sõltuvad suurel määral jahtumiskiirusest vahemikus 800 ˚C kuni 500 ˚C, mida hinnatakse jahtumisajaga selles vahemikus ja tähistatakse kirjanduses t8/5 või τ8/5. Väikese jahtumisaja korral iseloomustab keevisliidet ja kõrvalala suur kõvadus ja madal külmhapruse piir löögisitkusele. Aeglasel jahtumisel väheneb kõvadus.
Keevituse termotsükkel on raskesti määratletav, kuna teda mõjutavad suured keevisvanni, jahtunud keevismetalli ja põhimetalli temperatuuride erinevused, füüsikaliste ja keemiliste protsesside lühike kestus elektroodimetalli siirdeprotsessis, keevitusvanni väikesed mõõtmed jne.
Keevitusega kaasnevad soojusnähtused põhjustavad:
a) kahanemispingeid ja toodete kõverdumist, tingituna metalli kohtkuumutusest ja temperatuuri erinevustest;
b) plastsuse ja löögisitkuse vähenemist keevisõmbluse termomõju tsoonis, pragude tekkimist;
c) tugevuse vähenemist termomõju tsoonis.
Kristallisatsioon keevisvannis ja keevisliite struktuur
Keevisliite mehaanilistele omadustele avaldab keemilise koostise kõrval suurt mõju keevisõmbluse ja tema lähiala, nn. termomõju tsooni mikrostruktuur .
Keevisõmbluse metalli struktuur sõltub samuti elektroodikatte paksusest. Õhukese kattega elektroodiga keevitades tekib peeneteraline struktuur. Paksukattelise elektroodiga käsikaarkeevitusel, aga ka keevitades räbustis, kus soojussisestus on suur ja jahtumiskiirus väike,