Keevitamine: mis see on, peamised liigid ja ohutusnõuded

Keevitamine on protsess, mille käigus kuumutatakse ja ühendatakse kokku kaks või enam metallitükki, kasutades elektrit, leeki või muid kuumuse allikaid nii, et materjal sulab ja moodustab püsiva ühenduse. Keevitamist kasutatakse laialdaselt ehituses, laevaehituses, torustike paigalduseks, autotööstuses ja metallitööstuses üldiselt. Keevitusprotsessid ja -tehnikad erinevad sõltuvalt materjalist, ühenduse nõuetest ja töökeskkonnast.

Peamised keevitusliigid

Kaarkeevitus (nt käsikaarkeevitus/SMAW, MIG/MAG/GMAW, TIG/GTAW) — kasutatakse elektrilist kaarvälgust, mis sulatab baasmaterjali ja täitematerjali. Kaarkeevitus on üks levinuimaid meetodeid erinevate metallide puhul.
Hapnikugaasikeevitus (OFW, gaasikeevitus) — kasutab leeki, mille tekitavad hapnik ja kütusegaas (nt atsetüleen). Sobib õhemate detailide ja remonttööde jaoks ning ka lõikamiseks.
Vastupanu- või punktkeevitus — elektrivoolu abil teostatav survekeevitus, mida kasutatakse sageli auto- ja elektroonikatööstuses paneelide/plekkide ühendamiseks.
Submerged arc welding (SAW) — kaar on kaetud voolava fluksi kihiga; sobib suurte tööde ja paksu materjali jaoks.
Gaaspõhine lõikamine ja kaaskeevitused ning muud eriprotsessid (brazing, soldering) — need ei pruugi alati olla “keevisliited” samal määral kui sulatuskeevitus, kuid on sageli seotud samade töövõtetega.

Keevituse põhitööriistad ja materjalid

Keevitusmasin (väändelektri- või vooluallikas) — valik sõltub protsessist: inverterid, transformeerijad jms.
Täitematerjalid (traat, elektroodid, pulber, flux) — valitakse materjali ja ühenduse nõuete järgi.
Kaitsevahendid — keevituskaitsekiiver, prillid, kindad, põlled, jalatsid jne.
Gaasiseadmed (kolvid, regulaatorid, voolikud) — oksüdeeriva ja kütusegaasi käitlemisel tuleb järgida täiendavaid ohutusreegleid.
Ventilatsioon ja suitsueraldus — eriti tähtis mürgistest suitsudest hoidumiseks (nt tsingiga kaetud, roostevaba, plii- või kroomisisaldusega materjalid).

Tööpõhimõte ja tehnilised näpunäited

Enne keevitamist puhastage ühendatavad pinnad õlist, roostest ja saastest — puhtus vähendab defekte (nt poorid).
Valige õige voolutugevus, pulss või kaarisäte ning sobiv elektrood või traadi läbimõõt vastavalt materjalile ja paksusele.
Kasutage sobivat polarisatsiooni ja voolutüüpi (DC/AC) protsessi nõuete järgi.
Tack-keevitused ja pingestamine aitavad hoida detailid õigesti joondatuna ja vähendavad deformeerumist.
Ennetage levinud keevitusvigu: poorid, praod, segunevusdefektid, altmine, liimituspuudus, kuumutusest tulenev deformeerumine — seda saab vähendada õige keevitustehnika, soojuse kontrolli, eelkuumutuse ja sobiva keevitusjärjestusega.

Ohutusnõuded ja isikukaitsevahendid

Keevitustöödel on mitmeid ohte: intensiivne valgus (kaar), kuum säde, kõrge temperatuur, mürgised suitsud, elektrilöök ja tuleoht. Järgige alati töökoha ohutusnõudeid.

Nägu ja silmad: kasutage keevituskaitsekiivrit või tugevat kaitseprilli ning karterit. Kaare vaatamine ilma kaitseta võib põhjustada silma põletusi (fotokeratiit). Arc-keeviste puhul on tavapärane varjuaste ligikaudu 10–14; gaasikeevituse puhul vahel 4–6, kuid täpne varjuaste sõltub protsessist ja töötingimustest.
Kehakaitse: kandke lehtnahast või muust mittesüttivast materjalist kindaid, pika varrukaga keevituspintsakut või apronne, pika säärtega pükse ja sulgega jalatseid. Vältige sünteetilist riietust, mis võib sulades naha kinni jääda.
Hingamisteede kaitse: kasutage sobivat respiraatorit või kohalikku suitsuimejat, eriti roostevaba terase, tsingitud materjalide või värviga kaetud pindade keevitamisel (ohtlikud sulfiidid, oksiidid, tsingi aurud jt).
Töökohahaldus: paigaldage keevituskardinad või varjestus, et kaitsta kõrval olevaid inimesi kaarevalguse eest. Tagage piisav ventilatsioon ja eemaldage süttivad materjalid tööpiirkonnast.
Elektriohutus: kontrollige kaablite, pistikute ja maanduse seisukorda, ärge töötage märgades tingimustes, lülitage masin välja enne elektroodi vahetust ning kasutage sobivaid kaitsemeetmeid (nt pingekaitse, RCD vastavalt nõuetele).
Gaaside käitlemine: hoida silindrid püsti ja kinnitatuna, sulgeda ventiilid, eemaldada regulaatorid transportimisel ning kasutada flashback-arrestoreid lõikuse/keevituse torustikul. Hoidke oksüdeerivad ja põlevad gaasid eraldi ladustatud.

Tuleohutus ja esmaabi

Enne tööd kontrollige tuleohutust: eemaldage või katta põlevad materjalid, hoidke läheduses toimiv tulekustuti ja jälgige pärast tööd kuumade kohtade olemasolu.
Registreerige vajalikud tööd vastavalt “hot work” protseduuridele ja vajadusel hankige luba (hot work permit).
Esmaabi — väiksemate põletushaavade korral jahutage jaheda veega; raskemad põletused, silma vigastused (nt keevituskaarest põhjustatud valulikkus või ärritus) nõuavad kohest arstiabi. Ärge kasutage õlidega seotud ravimeid hapnikugaasiseadmete läheduses.

Koolitus, sertifitseerimine ja standardid

Kvaliteetset ja ohutut keevitustööd teevad sertifitseeritud keevitajad. Paljudes riikides on keevitajate sertifikaadid ja keevitustehnilised protseduurid reguleeritud standarditega (nt EN, ISO, AWS). Töötajatele tuleks tagada piisav väljaõpe, töökoha juhendamine ja personali tervisekontrollid, eriti hingamisteede kokkupuute riski korral.

Keevitamine on väga mitmekülgne ja tõhus meetod metallosade ühendamiseks, kuid nõuab õiget tehnikat, õigeid töövahendeid ja rangeid ohutusmeetmeid. Nõuetekohane ettevalmistus, sobivad kaitsevahendid ja ventilatsioon vähendavad vigastuste ning töövigade riski ning tagavad tugeva ja vastupidava keevise.

Gaasikaarkeevitus

Kaarkeevitus

Iga keevitusprotsess, milles kasutatakse elektrikaar, on tuntud kui kaarkeevitus. Kaarkeevituse levinumad vormid on järgmised:

Kaitsega metallkaarkeevitus (SMAW): SMAW on tuntud ka kui keevituskeevitus.
Gaasikaarkeevitus (GMAW): GMAW on tuntud ka kui MIG (metall/kaasuga keevitus).
Gaasivolframikaarkeevitus (GTAW): GTAW on tuntud ka kui TIG (volframi inertgaasiga keevitamine).

Kaarkeevitus kuumutab metallid, tekitades ühendatavate metallitükkide ja elektroodi vahel suure vooluga elektrikaare.

Elektroodi kasutamine sõltub keevitusprotsessi tüübist. SMAW-, GMAW- ja sellega seotud keevitusprotsesside puhul tarbitakse elektrood ära ja see muutub keevisõmbluse osaks. Elektrood on tavaliselt valmistatud samast keevitatava metalli liigist. Kuna elektrood kulub keevitusprotsessi käigus, tuleb elektroodi pidevalt keevitusse sisestada. SMAW-keevitusprotsessis kasutatakse "pulga" elektroodi, mis on impregneeritud keevitusvahendiga, mida nimetatakse fluxiks, ja mis on kinnitatud keevitusotsiku külge.

GMAW-keevitusprotsessis kasutatakse pideva elektroodina pöörlevale poolile kinnitatud õhukest traati. Selle elektroodi suurus varieerub umbes 0,635 millimeetrist kuni umbes 4 millimeetrini. Keevitusseadme sees on mootoriga juhitav pooli, mis söödab traielektroodi keevitusse.

TIG-keevitusprotsessis (GTAW) kasutatakse elektroodi, mida keevitusprotsessis ei tarbita, kuna keevisõmbluse moodustav metall ei ole elektrienergia, mis seda läbib. Elektrood on valmistatud volframist, mida kasutatakse nii, et see ei sulaks elektrikaaresse kastetuna. Keevitusalale metalli lisamiseks võib kasutada täiteainet varda kujul.

Peaaegu kõigis keevitustes kasutatakse lisamaterjali, et täita väike vahe metallitükkide vahel. Täiendav metall aitab keevisõmbluse tugevaks muuta. Mõnikord tuleb keevisõmblused teha ilma lisamaterjalita. Täitemetallita keevitust nimetatakse autogeenseks keevituseks.

Kaarkeevituse varjestus

Kõik keevitustüübid nõuavad, et kuum metall oleks kaitstud. Mustus, rooste, rasv ja isegi metalli oksüdeerumine keevitusprotsessi all võib takistada korraliku keevisliidese tekkimist. Seetõttu kasutatakse kõikides keevitusprotsessides ühte kahest kaitsemeetodist: voolu ja kaitsegaasi.

Keevitusvoolikut võib kasutada tahkes, vedelas või pastataolises vormis. Keevitamise ajal sulab ja osa sellest aurustub. See tekitab keevisõmbluse ümber väikese gaasitasku. See gaasitasku takistab keevitatud metalli oksüdeerumist. Sulanud sulatusvoog puhastab korrosioonireaktsiooni kaudu saasteained, mis takistavad nõuetekohast keevitust. Pärast keevitamist tahkestub sulatusvoog. Seda tahke voolusulami kihti nimetatakse räbu ja see tuleb keevisõmblusest eemaldada. SMAW-keevitusprotsessis kasutatakse kõige sagedamini sulamit ja seda kasutatakse kõige sagedamini terase puhul.

Kaitsegaas kaitseb keevisõmblust, olles gaasitaskus keevisõmbluse ümber. Selle gaasi eesmärk on hoida tavalist õhku, eriti hapnikku, eemal. See erineb kaitsegaasist, sest keevisõmblusel ei ole vedelikku. Keevisõmbluse ümber on ainult gaas. Kuna vedelikku ei ole, ei puhasta see metallile sattunud mustust ja muid asju. See tähendab, et metall peab enne keevitamist olema puhas. Kui see ei ole puhas, võivad mustus ja muud asjad põhjustada probleeme. Tavaliselt kasutatakse argooni, heeliumi ja segu, mis koosneb 3 osast argoonist ja ühest osast süsinikdioksiidist. Teised gaasisegud võivad sisaldada lämmastikku, vesinikku või isegi veidi hapnikku. Üks keevitusviis, mille puhul kasutatakse kaitsegaasi, on gaasikaarkeevitus. Seda kasutatakse tavaliselt tehastes asjade valmistamiseks.

Keevitamist, mille puhul kasutatakse fluxi, on lihtsam teha väljas, kui on tuuline ilm. See on tingitud sellest, et vedelik kaitsevad kuuma metalli ja see ei puhu ära. Samuti teeb fluks alati gaasitaskut, mis takistab elektrikaare kustumist. Kaitsegaasi kasutavat keevitust ei saa tavaliselt kasutada õues, sest tuule korral puhuks gaas minema.

Muud keevitusviisid

Mõned keevitusviisid ei kasuta elektrikaarti. Nad võivad kasutada leeki, elektrit ilma kaareta, energiakiirt või füüsilist jõudu. Kõige tavalisemat keevitusviisi, mis ei kasuta kaarkeevitust, nimetatakse gaasikeevituseks. Gaasikeevituses ühendatakse tuleohtlik(see tähendab, et see põleb) gaas ja hapnik ning need põlevad põletuslambi otsas. Gaasikeevitus ei vaja erilist kaitsekihti, sest õigesti reguleeritud leegis ei ole lisahapnikku. Oluline on siiski veenduda, et metall on puhas. Leek kuumutab metalli nii palju, et see sulab. Kui mõlemad metallitükid on servast sulanud, muutub vedel metall üheks tükiks.

Teine keevitusviis, mille puhul ei kasutata kaarega keevitust, kasutab siiski elektrit. Seda nimetatakse vastupanuskeevituseks. Selle puhul surutakse kaks õhukest metallitükki kokku ja seejärel lastakse elektrienergial neid läbida. See paneb metalli väga kuumaks ja sulatab selle kokku pigistatud koha. Kaks tükki sulavad selles kohas kokku. Mõnikord nimetatakse seda punktkeevituseks, sest keevitamine võib toimuda ainult ühes väikeses kohas (või punktis) korraga.

Sepistamiskeevitus on esimene keevitusviis, mida kunagi kasutati. Sepistamiskeevitus peab kaks metallitükki nii kuumaks tegema, et need peaaegu sulavad. Seejärel lüüakse neid vasaraga kokku, kuni nad on üks tükk.

Teised keevitusviisid, mis ei kasuta kaarega, on raskesti teostatavad ja tavaliselt uued. Need on ka kallid. Enamasti tehakse neid keevitusviise ainult seal, kus seda on spetsiaalselt vaja. Nad võivad kasutada elektronkiirt, laserit või ultraheli helilainet.

Energia keevitamiseks

Igasugune keevitamine vajab energiat. See energia on tavaliselt soojus, kuid mõnikord kasutatakse keevituse tegemiseks ka jõudu. Kui kasutatakse soojust, siis võib see pärineda elektrist või tulest.

Kaarkeevituse toiteallikad

Kaarkeevituses kasutatakse palju elektrit. Mõned keevitusviisid kasutavad vahelduvvoolu, nagu hoonetes kasutatav elekter. Teised liigid kasutavad alalisvoolu, nagu autos või enamikus akuga varustatud asjades kasutatav elekter. Peaaegu kõik keevitusviisid kasutavad madalamat pinget kui elektrijaamast tulev elekter. Kaarkeevitus nõuab spetsiaalse toiteallika kasutamist, mis muudab elektrijaamast saadava elektri keevitamiseks kasutatavaks. Toiteallikas alandab pinget ja kontrollib voolu hulka. Toiteallikal on tavaliselt kontrollseadmed, mis võimaldavad neid asju muuta. Kaarkeevituse liikide puhul, mis kasutavad vahelduvvoolu, võib toiteallikas mõnikord teha spetsiaalseid asju, et muuta elektrienergia vahelduvvooluks. Mõned toiteallikad ei ühendata pistikupessa, vaid toodavad ise elektrit. Sellistel toiteallikatel on mootor, mis keerab generaatori pead, et toota elektrit. Mootor võib töötada bensiini, diislikütuse või propaaniga.

Energia muud liiki keevitamiseks

OFW kasutab metalli kuumutamiseks põlevast küttegaasist ja hapnikust tulenevat leeki. See küttegaas on peaaegu alati atsetüleen. Atsetüleen on tuleohtlik gaas, mis põleb väga kuumalt, kuumemalt kui mis tahes muu gaas. Seepärast kasutatakse seda enamasti. Võib kasutada ka muid gaase, näiteks propaani, maagaasi või muid tööstusgaase.

Mõned keevitusviisid ei kasuta keevituse tegemiseks kuumust. Need keevitusviisid võivad küll kuumaks minna, kuid metalli ei sulata. Näiteks võib tuua sepiskeevituse. Hõõrdkeevitus on eriline keevitusviis, mis ei kasuta kuumust. See kasutab väga võimsat mootorit ja spetsiaalset pöörlevat otsikut, et metallid servas omavahel segada. See tundub kummaline, sest metallid on tahked. sellepärast kulub selleks palju jõudu ja see on väga raske. Sellise keevituse energia on mehaaniline energia, mis saadakse pöörlevast otsast.

Küsimused ja vastused

K: Mis on keevitamine?

V: Keevitamine on protsess, mille käigus kuumutatakse metallitükke elektri või leegi abil, et neid sulatada ja ühendada.

K: Kui palju on erinevaid keevitusviise?

V: Keevitustüüpe on mitmeid, sealhulgas kaarkeevitus, vastupanuskeevitus, gaasikeevitus ja hapnikkeevitus.

K: Milline keevitusviis on kõige levinum?

V: Kõige levinum keevitusviis on kaarkeevitus.

K: Miks on oluline kanda kaarkeevituse läheduses spetsiaalset silmakaitset?

V: Keevitamisel tekkiv kaar on väga ere ja selle vaatamine ilma nägemiskaitseta võib põhjustada püsivaid silmakahjustusi.

K: Kas keevitamine võib põhjustada põletusi?

V: Jah, keevitamisel tekkivad kuumad sädemed võivad põhjustada põletusi mis tahes avatud nahale.

K: Mis on hapnikuga keevitamine?

V: Hapnikuga keevitamine on keevitusviis, mille puhul kasutatakse metalli kuumutamiseks elektrikaare asemel leeki.

K: Kas on ka teisi keevitusviise, mis ei kasuta kaarega keevitust?

V: Jah, lisaks oksüokütuskeevitusele on ka muid keevitusviise, mis ei kasuta kaarega keevitust.