Svejsning

Bue svejsning

Enhver svejseproces, der anvender en elektrisk lysbue, er kendt som lysbuesvejsning. De almindelige former for lysbuesvejsning omfatter:

• Beskyttet metalbuesvejsning (SMAW): SMAW er også kendt som "stick"-svejsning.
• Gasmetalbuesvejsning (GMAW): GMAW er også kendt som MIG (metal-/inertgassvejsning).
• Gas wolfram lysbuesvejsning (GTAW): GTAW er også kendt som TIG (tungsten inert gas-svejsning).

Ved lysbuesvejsning opvarmes metaller ved at lave en højstrøms lysbue mellem de metalstykker, der skal forbindes, og en elektrode.

Brugen af elektroden varierer alt efter typen af svejseproces. Ved SMAW- og GMAW-svejsning og beslægtede svejseprocesser forbruges elektroden og bliver en del af svejsningen. Elektroden er normalt fremstillet af den samme slags metal, der skal svejses. Da elektroden forbruges af svejseprocessen, skal elektroden konstant føres ind i svejsningen. Ved SMAW-svejsningsprocessen anvendes en "stick"-elektrode, der er imprægneret med et svejsefremmende middel, kaldet flux, og som er fastspændt i enden.

GMAW-svejseprocessen anvender en tynd tråd på en roterende spole som en kontinuerlig elektrode. Størrelsen af denne elektrode varierer fra ca. 0,635 millimeter til ca. 4 millimeter. Svejsemaskinen har en motordrevet spole indeni, som fører trådelektroden ind i svejsningen.

TIG-svejsningsprocessen (GTAW) har en elektrode, der ikke forbruges af svejseprocessen, da det metal, der udgør svejsningen, ikke har nogen elektricitet, der strømmer gennem det. Elektroden er fremstillet af wolfram, som anvendes, fordi den ikke smelter, mens den er nedsænket i den elektriske lysbue. Et fyldmetal i form af en stang kan bruges til at tilføje metal til svejseområdet.

Ved næsten al svejsning anvendes der fyldmetal til at udfylde det lille mellemrum mellem metalstykkerne. Det ekstra metal er med til at gøre svejsningen stærk. Nogle gange er det nødvendigt at lave svejsninger uden tilsat metal. Svejsning uden tilsat metal kaldes autogen svejsning.

Afskærmning ved lysbuesvejsning

Alle typer svejsning kræver, at det varme metal er beskyttet. Snavs, rust, fedt og selv oxidation af metallet under svejseprocessen kan forhindre en korrekt svejsning. Alle svejseprocesser anvender derfor en af to beskyttelsesmetoder: flus og beskyttelsesgas.

Svejseflus kan anvendes i fast, flydende eller pastaform. Under svejsningen smelter flusmidlet, og noget af det fordamper. Dette skaber en lille lomme af gas omkring svejsningen. Denne gaslomme forhindrer oxidation af metallet under svejsningen. Det smeltede flusmiddel renser gennem en korrosiv reaktion forurenende stoffer, der forhindrer en korrekt svejsning. Efter svejsning størkner flusmidlet. Dette lag af fast flusmiddel kaldes slagge og skal fjernes fra svejsningen. SMAW-svejseprocessen anvender oftest flusmiddel og er den mest almindelige svejseproces til stål.

Beskyttelsesgas beskytter svejsningen ved at danne en gaslomme omkring svejsningen. Formålet med denne gas er at holde normal luft ude, især ilt. Den adskiller sig fra flusmiddel, fordi der ikke er nogen væske på svejsningen. Der er kun en gas omkring svejsningen. Fordi der ikke er nogen væske, vil det ikke rense snavs og andre ting på metallet op. Det betyder, at metallet skal være rent, før det svejses. Hvis det ikke er det, kan snavs og andre ting forårsage problemer. De gasser, der normalt anvendes, er argon, helium og en blanding af 3 dele argon og en del kuldioxid. Andre gasblandinger kan indeholde nitrogen, brint eller endda en lille smule ilt. En form for svejsning, hvor der anvendes beskyttelsesgas, er gasmetalsvejsning med lysbue. Den bruges normalt på fabrikker til at fremstille ting.

Det er lettere at svejse med flux udenfor, når det blæser. Det skyldes, at det flydende flusmiddel beskytter det varme metal, og det blæser ikke væk. Desuden laver fluxen altid en lomme af gas, som forhindrer lysbuen i at gå ud. Svejsning med beskyttelsesgas kan normalt ikke anvendes udendørs, fordi gassen ville blæse væk, hvis der var vind.

Andre former for svejsning

Ved nogle former for svejsning anvendes der ikke en lysbue. De kan bruge en flamme, elektricitet uden lysbue, en energibjælke eller fysisk kraft. Den mest almindelige type svejsning, der ikke anvender en lysbue, kaldes gassvejsning. Ved gassvejsning kombineres en brændbar (dvs. den brænder) gas og ilt og brænder i enden af en fakkel. Ved gassvejsning er der ikke brug for nogen særlig afskærmning, fordi en flamme, der er indstillet rigtigt, ikke har ekstra ilt i den. Det er stadig vigtigt at sørge for, at metallet er rent. Flammen varmer metallet så meget op, at det smelter. Når begge metalstykker er smeltet i kanten, bliver det flydende metal ét stykke.

Den anden form for svejsning, som ikke anvender en lysbue, bruger stadig elektricitet. Den kaldes modstandssvejsning. Ved denne type svejsning klemmes to stykker tyndt metal sammen, hvorefter der sendes elektricitet igennem dem. Det får metallet til at blive rigtig varmt og smelte der, hvor det er klemt sammen. De to stykker smelter sammen på det pågældende sted. Nogle gange kaldes det punktsvejsning, fordi svejsningen kun kan ske på et lille sted (eller punkt) ad gangen.

Smedesvejsning er den første form for svejsning, der nogensinde blev anvendt. Ved smedesvejsning skal de to metalstykker være så varme, at de næsten smelter. Derefter slås de sammen med hamre, indtil de er ét stykke.

De andre former for svejsning, der ikke anvender en lysbue, er svære at udføre og er normalt nye. De er også dyre. De fleste af disse former for svejsning udføres kun, når der er særligt behov for det. De kan bruge en elektronstråle, laser eller ultralydslyde.

Energi til svejsning

Enhver form for svejsning skal bruge energi. Denne energi er normalt varme, men nogle gange bruges der også kraft til at lave en svejsning. Når der bruges varme, kan den være fra elektricitet eller fra ild.

Strømforsyninger til lysbuesvejsning

Der bruges meget elektricitet ved lysbuesvejsning. Nogle former for svejsning bruger vekselstrøm, ligesom den elektricitet, som bygninger bruger. Andre typer bruger jævnstrøm, som f.eks. strømmen i en bil eller de fleste ting med et batteri. Næsten alle former for svejsning bruger en lavere spænding end den elektricitet, der kommer fra et kraftværk. Ved lysbuesvejsning skal man bruge en særlig strømforsyning, som gør elektriciteten fra kraftværket anvendelig til svejsning. En strømforsyning sænker spændingen og styrer strømstyrken. Strømforsyningen har normalt kontrolelementer, der gør det muligt at ændre disse ting. For de former for lysbuesvejsning, der anvender vekselstrøm, kan strømforsyningen nogle gange gøre særlige ting for at få elektriciteten til at veksle på forskellig vis. Nogle strømforsyninger kan ikke tilsluttes en stikkontakt, men genererer i stedet deres egen elektricitet. Disse strømforsyninger har en motor, der drejer et generatorhoved for at producere strømmen. Motoren kan køre på benzin, dieselolie eller propan.

Energi til andre former for svejsning

OFW bruger en flamme fra brændende brændgas og ilt til at opvarme metallet. Denne brændselsgas er næsten altid acetylen. Acetylen er en brændbar gas, der brænder meget varmt, varmere end nogen anden gas. Det er derfor, at den bruges det meste af tiden. Der kan også anvendes andre gasser som propan, naturgas eller andre industrigasser.

Ved nogle former for svejsning bruges der ikke varme til at lave svejsningen. Disse former for svejsning kan blive varme, men de får ikke metallet til at smelte. Smedesvejsning er et eksempel herpå. Friction stir welding er en særlig form for svejsning, hvor der ikke anvendes varme. Den bruger en meget kraftig motor og en speciel snurrende bit til at blande metallerne sammen ved kanten. Det virker mærkeligt, fordi metaller er faste stoffer, og det er derfor, at det kræver meget kraft og er meget hårdt. Energien til denne form for svejsning er mekanisk energi fra den snurrende bit.