Συγκόλληση με τόξο

 

Η συγκόλληση τόξου πραγματοποιείται με την εφαρμογή ενός ηλεκτρικού τόξου χαμηλής τάσης και υψηλής εντάσεως μεταξύ ενός ηλεκτροδίου και του τεμαχίου προς συγκόλληση. Το τόξο δημιουργεί έντονη θερμότητα, σε θερμοκρασίες μεταξύ 5000 και 9000 °C, με αποτέλεσμα η επιφάνεια του μετάλλου να τήκεται σχεδόν ακαριαία.

Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες συγκόλλησης τόξου, οι πιο συνηθισμένες είναι:

Τόξου Προστατευμένου Μετάλλου (Shielded Metal Arc Welding,), SMAW.

Βυθισμένου Τόξου (Submerged-Arc) όπου το τόξο βρίσκεται εντός τετηγμένης μεταλλικής κόνεως.

Αερίου/Μετάλλου (γνωστή και σαν Μετάλλου-Αδρανούς Αερίου) (Gas/Metal Arc Welding) GMAW. Στην κατηγορία αυτή ανήκει και η οξυγονοκόλληση.

Τήξης Πυρήνα (Flux Cored).

Αερίου Tungsten (γνωστή και σαν Αδρανούς Αερίου Tungsten) (Gas Tungsten).

Αερίου Πλάσματος.

Η θερμική απόδοση, που αντιπροσωπεύει την καθαρά εισαγόμενη θερμότητα στο υλικό, προς την συνολική θερμική ενέργεια, κυμαίνεται από 0.7 στην Συγκόλληση Τόξου Αερίου Tungsten μέχρι 1.0 για συγκόλληση Βυθιζόμενου Τόξου. Η πιο συνηθισμένη μέθοδος είναι η Συγκόλληση Τόξου Προστατευμένου Μετάλλου, παρ'όλα αυτά η χρήση Συγκόλλησης Τόξου Πλάσματος αυξάνεται συνεχώς.

Συγκόλληση με Τόξο Αερίου Πλάσματος

Η Συγκόλληση με χρήση Τόξου Αερίου Πλάσματος PAW (Plasma Arc Welding) είναι παραλλαγή της μεθόδου Συγκόλλησης με Τόξο Αερίου Tungsten GTWA (Gas Tungsten Arc Welding). Η κύρια διαφορά συνίσταται στη μορφή του ηλεκτρικού τόξου. Στην διαδικασία GTAW το τόξο σχηματίζεται ελεύθερα μεταξύ του ηλεκτροδίου και του υλικού και έχει κωνικό σχήμα. Στην PAW, το ηλεκτρικό τόξο περνά μέσω στομίου που υπάρχει στο ακροφύσιο του πυρσού. Το αποτέλεσμα είναι μια κυλινδρική στήλη πλάσματος με μεγάλη συγκέντρωση ενέργειας.

Σύγκριση συγκόλλησης τόξου πλάσματος PAW και τόξου αερίου Tungsten GTAW

Συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων

Η συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων EBW (Electron Beam Welding), χαρακτηρίζεται από την δυνατότητα εφαρμογής μεγάλης ποσότητας ενέργειας σε μια μικρή περιοχή. Αυτό επιτυγχάνεται με την συγκέντρωση της δέσμης ηλεκτρονίων υψηλής ταχύτητας που παράγεται μέσω μιας συσκευής παραγωγής ηλεκτρονίων. Εξ' αιτίας της μικρής διαμέτρου της δέσμης (0,5 mm) η μέθοδος EBW μπορεί να πραγματοποιήσει συγκολλήσεις σε δύσκολες περιοχές απρόσιτες με άλλες μεθόδους.

Συγκόλληση με Λέιζερ

Τα κύρια πλεονεκτήματα της συγκόλλησης με λέιζερ είναι οι μεγάλες συγκεντρώσεις ισχύος 1015 W/cm2 και η αντίστοιχη θέρμανση πολύ μικρών περιοχών. Το αποτέλεσμα είναι μικρή παραμόρφωση, απλοποίηση του ελέγχου που πραγματοποιείται με αυτόματες διαδικασίες και βαθιές και λεπτές συγκολλήσεις. Η μικρή ενεργειακή απόδοση και το υψηλό κόστος επένδυσης είναι τα κύρια μειονεκτήματα. Η συγκόλληση με λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιεί προστατευτικό αέριο χαμηλής πίεσης, ήλιο, αργό ή άζωτο, για την προστασία των κατόπτρων και την αποφυγή οξείδωσης των επιφανειών προς συγκόλληση. Εφαρμόζεται συχνά στην αυτοκινητοβιομηχανία για την συγκόλληση τεμαχίων από κράμα χάλυβα, με διαφορετικές επικαλύψεις και πάχη. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται εξοικονόμηση βάρους και μείωση του κόστους.