Svetsning förknippar vi främst med metoder för att sammanfoga material vid höga temperaturer med hjälp av gaser eller elektricitet, t.ex. gassvetsning eller ljusbågssvetsning. Det finns dock andra svetsmetoder som ingår i ämnet svetsning. Dessa inkluderar tekniker som t.ex:
- elektrisk motståndssvetsning
- Friktionssvetsning
- Lödning
- bindning
ELEKTRISK SVETSNING
Vid denna metod sammanfogas materialen lokalt genom tryck, vilket åtföljs av uppvärmning eller smältning av materialen, genom värmen från en elektrisk motståndsström som strömmar genom dem, med användning av Joule-Lenz-relationen. Inga material från tredje part behövs som bindemedel. Denna metod används oftast vid sammanfogning av plåt, sektioner eller delar i konstruktioner med en specifik konstruktion. Kvaliteten på svetsfogen påverkas i hög grad av värmemängden och kontakttrycket, med hänsyn till resistansen hos de delar som ska svetsas, kontaktresistansen mellan delarna och svetsmaskinens material och elektrod. Dessa faktorer avgör hur mycket värme som krävs, vilken strömstyrka som används och hur lång svetsning som utförs i en specifik process. Vid elektrisk svetsning är de mest använda metoderna:
- punkt
- linjär
- nedifrån och upp
- puckelrygg
Valet av lämplig metod beror på vilka konstruktionslösningar som används. Motståndssvetsning används ofta inom industrin på grund av det stora utbudet av material som kan sammanfogas med denna metod. Hit hör järnhaltiga och icke-järnhaltiga metaller, kolstål, legerat stål och höglegerat stål, aluminium, nickel, koppar, titan och deras legeringar. Även stålplåt med zink-, aluminium- eller kadmiumbeläggning kan sammanfogas.
FRIKTIONSSVETSNING
I denna metod sammanfogas komponenterna genom den temperatur som genereras av friktionen mellan deras ytor mot varandra. I denna process är en av komponenterna immobiliserad och den andra får en roterande rörelse i förhållande till sin gemensamma axel samtidigt som tryck appliceras. Denna teknik utnyttjar fenomenet krypning och diffusion av partiklar vid den punkt där fasta material sammanfogas. I den operation som utförs erhåller vi energi, som omvandlas till den värme som behövs för att värma upp ytorna på de metaller som sammanfogas till en temperatur nära smältpunkten för materialet i fråga. Temperaturen styrs av den energi som erhålls från klämkraften, enligt följande formel: högre klämkraft = högre energivinst = högre temperatur. När tillräcklig duktilitet har uppnåtts genom friktion immobiliseras de objekt som ska sammanfogas och utsätts sedan för en kontaktkraft, i de flesta fall större än den kontaktkraft som används för att värma upp kontaktytorna. Friktionssvetsning är en relativt ny utveckling, som uppstod under andra hälften av förra seklet, men idag används den i mycket stor skala inom metallindustrin, särskilt vid tillverkning av stora volymer som verktyg, bildelar och aluminiumfälgar. Tekniken undersöks och förbättras ständigt, med nya och alltmer utbredda tillämpningar.
BUTTING
Det är en annan process än svetsning och innebär att komponenter sammanfogas utan att smälta dem. Endast tillsatsmaterialet smälts. Det material som används för sammanfogning måste ha en lägre smältpunkt än de komponenter som ska lödas. Det vanligaste sammanfogningsmaterialet vid lödning är flussmedel och lödtenn. En viktig och karakteristisk egenskap hos denna teknik är mellanrummet mellan de komponenter som ska lödas, kallat lödspalten, tillsammans med dess kapillära egenskaper. Det vill säga förmågan hos det flytande lodet att fylla gapet, nära relaterat till det inre trycket i gapet och det omgivande trycket. Svetsgapets bredd har störst inverkan på kapillariteten, förutom lodets densitet och viskositet samt ytspänningen. Om sammanfogningsprocessen innefattar en icke-kapillär spalt eller avfasning av de delar som ska svetsas, kallas operationen lödning. Lödning kan delas in i två metoder beroende på de temperaturer som används i processen. Mjuklödning, där sammanfogningen sker vid temperaturer upp till 450 °C, och hårdlödning, där processen sker vid temperaturer över 450 °C. Lödning är en av de mest populära och äldsta teknikerna för sammanfogning av material och är känd så långt tillbaka som 5 000 år före Kristus. Inom arkeologin har vi många exempel på artefakter i form av ornament eller smycken som tillverkats av ädelmetaller med hjälp av denna teknik. Idag är lödning vid sidan av svetsning den vanligaste sammanfogningsmetoden. Vi använder den för såväl metaller som icke-metaller, som keramik, glas, grafit och många andra, och inte bara i homogena fogar, utan även för att sammanfoga strukturellt olika material.
GLUING
Det är en process för att sammanfoga olika material med hjälp av en icke-metallisk substans som bindemedel i form av ett lim. Valet av rätt lim är en särskilt viktig teknisk faktor, eftersom det avgör fogens funktionalitet, på grund av dess betydande inflytande på fogens mekaniska hållfasthet, motståndskraft mot höga temperaturer, fogens elasticitet och dess hållbarhet under ogynnsamma miljöförhållanden. För att uppnå rätt fog måste vi ta hänsyn till vilken typ av material som ska sammanfogas i en viss teknisk process, med hänsyn till typen av konstruktion och dess syfte, samt driftförhållandenas inverkan på fogens funktion. Det första steget i sammanfogningen är en korrekt förberedelse av de element som ska sammanfogas, vilket påverkar fogningens kvalitet och egenskaper. Ett viktigt element i limningsprocessen är metoden för applicering av limmet, oavsett om detta görs manuellt eller mekaniskt. Det är viktigt att tjockleken på det applicerade limskiktet är korrekt och att det är jämnt fördelat över de ytor som ska sammanfogas. Metoden för att applicera limmet väljs baserat på dess egenskaper, såsom viskositet, konsistens och användningstid. Beroende på typen av lim och dess applicering appliceras det på en eller båda ytorna som ska sammanfogas med punkt, linje, stygn eller yta. Det sista momentet i limningsprocessen är härdning. Det beror på vilken typ av lim som används och kan ske genom en fysisk process eller en kemisk reaktion med hjälp av värme eller ultraviolett strålning. Tid, temperatur, tryck och immobilisering av de delar som ska sammanfogas är viktiga faktorer vid härdningen.
