Hanfodion technoleg weldio
Mae weldio yn uno metelau o’r un cyfansoddiad neu gyfansoddiad tebyg dan weithred gwres, gyda neu heb ychwanegu metel o’r un fath neu o fath tebyg. Trwy weldio, caiff y rhannau eu cysylltu’n anadferadwy â’i gilydd fel bod un cyfanwaith yn cael ei ffurfio. Mae weldio da yn rhagdybio bond agos iawn, sy’n cael ei gyflawni dim ond pan fydd y deunydd sylfaenol hefyd yn toddi yn y man weldio (parth yr ymasiad).
Weldio bwa trydan
Ar gyfer strwythurau dur, mae weldio arc trydanol yn y lle cyntaf yn dod i ystyriaeth, lle caiff y gwres angenrheidiol ei sicrhau gan arc fflam drydanol. Mae’r arc fflam yn ffurfio rhwng y darn sylfaenol a’r hyn a elwir yn electrod, sy’n toddi yn y broses honno ac yn darparu deunydd ychwanegol. Mae’r dewis cywir o ddeunydd ychwanegol (electrod) yn cael y dylanwad mwyaf ar briodweddau’r cysylltiad wedi’i weldio. Dewisir yr electrodau yn ôl cryfderau nodweddiadol y deunydd sylfaenol sy’n cael ei weldio. Mae dewis electrodau a phennu amodau weldio yn gofyn am wybodaeth broffesiynol, a dyna pam y crëwyd sefydliad o “beirianwyr arbenigol mewn techneg weldio” a addysgwyd yn arbennig, y mae eu tasg, ymhlith pethau eraill, yw goruchwylio’r gwaith weldio a chynnal ardystiadau weldwyr yn rheolaidd.
Weldio a thorri nwy
Wrth weldio nwy cynhyrchir y gwres angenrheidiol drwy losgi’r nwy, fel bod y deunydd sylfaenol a’r deunydd ychwanegol yn toddi. Yn bwysicach yw torri. Mae gan y llosgydd torri, yn ogystal â’r bibell wres, sy’n gweithredu fel wrth weldio, bibell dorri arall ar gyfer ocsigen. Mae’r dur a gynhesir gan y fflam boeth yn cael ei losgi drwodd a’i chwythu allan gan lif o ocsigen. Mae torri’n rhoi arwynebau llyfn a manwl gywir sy’n ddigonol ar gyfer llawer o ddibenion strwythurau dur heb brosesu pellach.
Hylawder weldio
Wrth asesu cymalau weldio dylid cofio y gall cyfansoddiad y deunydd ychwanegol, yn ogystal â’r deunydd sylfaen, newid yn sylweddol yn ystod y broses weldio. Mae newid yn y strwythur hefyd o bwys mawr – rhwng y weld tawdd a’r deunydd sylfaen heb ei newid ceir, yn dibynnu ar raddau’r effaith wres, barth o strwythur amrywiol ac felly o briodweddau amrywiol. Wrth ymyl y weld mae’r ardal lle toddodd y deunydd sylfaen (parth y gludiad) ac lle mae’r cysylltiad yn digwydd rhwng y parth weldio a’r deunydd sylfaen. Mae parth cyfagos y deunydd hefyd yn dal i gael ei gynhesu’n gryf, er na chyrhaeddwyd y pwynt toddi yno bellach. Yn y parth gorboethi hwn ceir newidiadau mawr i’r strwythur, fel ei fod yn aml yn hanfodol ar gyfer priodweddau’r cymal weldio cyfan.
Mae cracio’r gwythienn yn golygu ymddangosiad craciau yn y gwythienn, sy’n ffurfio naill ai’n union ar ôl weldio, tra bo’r tymheredd yn dal yn uchel, neu efallai dim ond wrth oeri yn ardal y gwynni glas (tua 300oC). I raddau helaeth, nod electrodau yw cracio, ac mae’n ymddangos bron yn unig gyda electrodau wedi’u gorchuddio, sef yr union rai sy’n bwysig ar gyfer strwythurau dur. Er mwyn i graciau ymddangos, rhaid bod dau amod wedi’u bodloni, sef straeniau uchel o ganlyniad i’r broses weldio neu achosion allanol eraill, yn ogystal â chynnydd yn anystwythder y deunydd.
Heblaw am newidiadau metelegol yng nghyfansoddiad a strwythur y deunydd, mae prosesau ffisegol hefyd yn bwysig, sydd yn gysylltiedig â symiau mawr o wres sy’n cael eu cyflwyno i’r deunydd wrth weldio a’r tymereddau uchel a gyrhaeddir wrth hynny. Nid yw’r cynhesu’n digwydd yn unffurf, ond dim ond mewn ardaloedd cyfyngedig iawn. Caiff y diladiad thermol sy’n gysylltiedig â chynhesu ei atal gan straen mewnol y parth wedi’i gynhesu gan y deunydd heb ei gynhesu. Yn ogystal, ceir straen allanol hefyd, gan fod yn rhaid clampio’r rhannau’n dynn wrth weldio, ac felly wrth gynhesu mae cywasgiadau plastig yn codi. Wrth oeri, mae’r sêm a’i hamgylchedd yn crebachu fwyaf (crebachu). Wrth oeri, rhaid i straen gorfodol godi oherwydd yr ymestyniad a ataliwyd (straeniau crebachu). Drwy gynhesu’r rhannau sydd i’w weldio ymlaen llaw i 200 oC i 300 oC gellir arafu’r oeri’n sylweddol. Oherwydd llai o effaith caledu, ceir ffurfio strwythur gwell, ac mae’r caledu’n parhau’n llai.
Profi deunyddiau a gwaith weldio
Cyffredinol: Gan fod ansawdd gwaith weldio yn dibynnu ar nifer o amgylchiadau, ac nid yn olaf ar sgil a dibynadwyedd y gweithiwr arbenigol, mae angen goruchwylio ac archwilio pob gwaith weldio yn fanwl gywir. Ymhlith yr archwiliadau ceir y rhai ar gyfer penderfynu gallu weldio deunyddiau ac electrodau, cymharu amodau weldio a gweithdrefnau weldio ar gyfer achos penodol, archwiliadau samplau, ac ati.
Ffig. 1 - Prawf plygu’r wythïen weldio
Prawf plygu weldiad : Dyma brawf plygu trawst syml un o drawsdoriad hirsgwar (f. 1), lle mae’r rhigol hydredol wedi’i phrosesu’n hanner crwn yn y ffibr tynnol yn cael ei hail-weldio â haen sengl, a hynny ar dymheredd ystafell. Mae’r weldiad yn achosi gostyngiad mawr yn y gallu i anffurfio, felly mae’r samplau yn aml yn torri’n gwbl frau ac yn sydyn. Mae’r ongl blygu yn fwy ar gyfer platiau tenau, ac mae’n lleihau wrth i drwch y plât gynyddu.
Caledwch rhicyn: Wrth y prawf plygu gwythienn, mae craciau fel arfer yn ymddangos yn gyntaf yn y gwythienn, fel bod toriad brau yn digwydd. Rhaid i’r deunydd sylfaenol allu derbyn y llwyth sy’n codi’n sydyn wrth i’r gwythienn graciau’n frau. Dylid mynnu nad yw’r crac yn y parth weldio yn lledaenu’n gyflym trwy’r deunydd sylfaenol, ond bod y crac yn cael symud ymlaen yn araf yn unig. Rhaid i’r deunydd sylfaenol fod yn ddigon caled i wrthsefyll y llwyth sydyn hwn, a rhaid i’r gallu hwn aros yn ddigonol hefyd ar dymheredd isel. Mae caledwch rhicyn, yn ogystal â phriodweddau mecanyddol eraill, yn dibynnu’n fawr ar y tymheredd y cynhelir y prawf arno. Ar dymheredd isel, e.e. islaw 0 oC, gall ostwng i ran o’r gwerth ar 20 oC. Mae lleoliad y gostyngiad sydyn hwn yn bwysig ar gyfer gwerthuso deunydd penodol. Ar gyfer strwythurau dur wedi’u weldio, heddiw mae angen deunydd ag ymwrthedd heneiddio da, h.y. cryfder rhicyn uchel mewn prawf effaith ar dymheredd isel ar samplau wedi’u hymestyn yn oer.
Ffig. 2 - Dadffurfiad mewn cyflyrau straen rhicyn
Caledwch: Mae ffenomenau caledwch yn y parth weldio o bwys mawr. Mae gwybod am y cynnydd mewn caledwch yn bwysig, gan fod yr estyniad wrth dorri’n gostwng yn gyflym wrth i’r caledwch gynyddu (ffig. 3), tra bod y cryfder tynnol σB yn codi bron yn gymesur â chaledwch Brinell HB. Ar gyfer duriau adeiladu, mae tua σB = 0,36*HB. Dangosir un enghraifft o galedwch prif wythiad onglog trawst I ar ffig. 4. Yn y parth trosiannol ceir gwahaniaethau mawr mewn caledwch dros bellteroedd bach iawn. Mae’r patrwm caledwch yn dibynnu ar y strwythur a ffurfiwyd. Mae’r llinell σ-ε-l yn newid yn debyg gyda chaledwch yn ogystal â chyflwr straen y rhicyn (ffig. 2).
Ffig. 3 - Caledwch Brinell ac estyniad
Ffig. 4 - Caledwch yn ardal y weldiad yng ngwddf un trawst I wedi’i weldio
Profi di-ddinistr o gymalau weldio gorffenedig
Tryloywio – Wrth dryloywio trwchau bach, gellir gwneud y ddelwedd pelydrau-X yn weladwy ar un sgrin. Yn lle pelydrau-X gellir defnyddio pelydrau gama o ddeunyddiau ymbelydrol. Mae’r ddelwedd pelydrau-X yn caniatáu casglu casgliadau am ansawdd y sêm. Gellir felly canfod cynwysiadau slag neu mandyllau, yn ogystal â diffygion yn y bond a chraciau, ac, os oes angen, eu dileu.
Llifoedd magnetig – Cynhyrchir maes magnetig yn y rhan honno o’r dur sy’n cael ei archwilio, ac yna mae’r ffeilio a roddir yn cael eu trefnu yn ôl y maes. O unrhyw afreoleidd-dra yn y maes magnetig gellir canfod craciau. Mae’r dull yn effeithiol yn arbennig ar gyfer dod o hyd i graciau arwyneb, ond mae’n gymharol ansensitif i gynhwysiadau slag a mandyllau, yn ogystal ag i graciau sydd y tu mewn i blatiau mwy trwchus.
Prawf uwchsain – Mae tonnau sain hynod fyr yn cael eu hadlewyrchu nid yn unig ar arwynebau ffin, ond hefyd ar arwynebau rhannu yn y tu mewn, megis ar graciau neu wahaniadau.