Metaller måste identifieras före svetsning för att man ska kunna välja rätt elektrod och metod.
Till exempel har magnesium och aluminium ett liknande utseende men kräver olika svetsprocesser.
På de följande sidorna får du en genomgång av de olika tester, fysiska och mekaniska egenskaper som används för att bestämma metallers ursprung.
De flesta av de metaller och legeringar som beskrivs i den här delen av webbplatsen kan svetsas med en eller flera större svetsprocesser (Stick, TIG, MIG, Oxyfuel).
Detta avsnitt beskriver egenskaperna hos metaller och deras legeringar, med särskild hänvisning till deras betydelse vid svetsning.
Alla metaller faller inom två kategorier, järnhaltiga eller icke-järnhaltiga.
- Järnhaltiga metaller – är metaller som innehåller järn.
Järnhaltiga metaller förekommer i form av gjutjärn, kolstål och verktygsstål. De olika legeringarna av järn, efter att ha genomgått vissa processer, är tackjärn, grått gjutjärn, vitt järn, vitt gjutjärn, formbart gjutjärn, smidesjärn, legerat stål och kolstål. Alla dessa typer av järn är blandningar av järn och kol, mangan, svavel, kisel och fosfor. Andra grundämnen förekommer också, men i mängder som inte märkbart påverkar metallens egenskaper. - Icke järnhaltiga metaller – är sådana som inte innehåller järn.
Aluminium-, koppar-, magnesium- och titanlegeringar är bland de metaller som tillhör denna grupp.
Fysikaliska egenskaper hos metaller
Många av metallernas fysikaliska egenskaper avgör om och hur de kan svetsas och hur de kommer att prestera i drift.
Fysiska egenskaper som består av flera metoder för identifiering av metaller, visas i tabell 7-1 a&b nedan.
Fysikaliska egenskaper hos metaller – tabell 7-1a och 7-1b
Metallfärg
Färg relaterar till kvalitén på ljuset som reflekteras från metallen.
Massa eller densitet
Massa eller densitet relaterar till massa med avseende på volym.
Som vanligen kallas specifik vikt är denna egenskap förhållandet mellan massan av en given volym av metallen och massan av samma volym vatten vid en viss temperatur, vanligen 39°F (4°C).
Till exempel är förhållandet mellan vikten av en kubikfot vatten och en kubikfot gjutjärn gjutjärnets specifika vikt. Denna egenskap mäts i gram per kubikmillimeter eller centimeter i det metriska systemet.
Smältpunkt
En metalls smältpunkt är viktig när det gäller svetsning.
En metalls smältbarhet är relaterad till dess smältpunkt, dvs. den temperatur vid vilken metallen övergår från fast tillstånd till smält tillstånd.
Rena ämnen har en skarp smältpunkt och övergår från fast tillstånd till vätska utan att temperaturen ändras.
Under denna process sker dock ett upptag av värme vid smältning och frigörelse av värme vid frysning.
Absorptionen eller frigörandet av värmeenergi när ett ämne byter tillstånd kallas dess latenta värme.
Kvicksilver är den enda vanliga metallen som befinner sig i smält tillstånd vid normal rumstemperatur. Metaller med låg smältningstemperatur kan svetsas med värmekällor med lägre temperatur. Vid lödning och hårdlödning används metaller med låg temperatur för att sammanfoga metaller med högre smälttemperaturer.
Kokpunkt
Kokpunkten är också en viktig faktor vid svetsning.
Kokpunkten är den temperatur vid vilken metallen övergår från flytande tillstånd till ångtillstånd. Vissa metaller kommer att förångas när de utsätts för ljusbågens värme.
Ledningsförmåga
Termisk och elektrisk ledningsförmåga avser metallens förmåga att leda eller överföra värme och elektricitet.
- Termisk ledningsförmåga: en metalls förmåga att överföra värme i hela sin massa, är av avgörande betydelse vid svetsning, eftersom en metall kan överföra värme från svetsområdet mycket snabbare än en annan. Metallens värmeledningsförmåga anger behovet av förvärmning och storleken på den värmekälla som krävs. Värmekonduktiviteten är vanligtvis relaterad till koppar. Koppar har den högsta värmeledningsförmågan av de vanliga metallerna, endast överträffad av silver. Aluminium har ungefär hälften av kopparens värmeledningsförmåga och stål har ungefär en tiondel av kopparens värmeledningsförmåga. Värmekonduktiviteten mäts i kalorier per kvadratcentimeter per sekund per grad Celsius.
- Elektrisk konduktivitet: är metallens förmåga att leda en elektrisk ström. Ett mått på elektrisk ledningsförmåga ges av en metalls förmåga att leda passagen av elektrisk ström. Dess motsats är resistivitet, som mäts i mikroohm per kubikcentimeter vid en standardiserad temperatur, vanligen 20 °C. Elektrisk ledningsförmåga betraktas vanligen i procent och relateras till koppar eller silver. Temperaturen spelar en viktig roll för denna egenskap. När temperaturen på en metall ökar minskar dess ledningsförmåga. Denna egenskap är särskilt viktig för motståndssvetsning och för elektriska kretsar.
Linjär termisk utvidgningskoefficient
Med några få undantag expanderar fasta ämnen när de värms upp och drar ihop sig när de kyls ned. Den linjära termiska expansionskoefficienten är ett mått på den linjära ökningen per längdenhet baserat på metallens temperaturförändring.
Expansion är den ökning av en metalls dimension som orsakas av värme. Expansionen av en metall i en längsgående riktning kallas linjär expansion. Den linjära expansionskoefficienten uttrycks som den linjära expansionen per längdenhet för en grads temperaturökning. När metaller ökar i storlek ökar de inte bara i längd utan även i bredd och tjocklek. Detta kallas volumetrisk expansion.
Den linjära och volumetriska expansionskoefficienten varierar över ett stort område för olika metaller. Aluminium har den största expansionskoefficienten och expanderar nästan dubbelt så mycket som stål för samma temperaturförändring. Detta är viktigt vid svetsning med avseende på förskjutning, kontroll av förskjutning och fixering samt vid sammansvetsning av olika metaller.
Korrosionsbeständighet
Korrosionsbeständighet är motståndskraften mot att ätas eller slitas sönder av luft, fukt eller andra agenser. c. Mekaniska egenskaper.
Metallernas mekaniska egenskaper bestämmer metallens användningsområde och fastställer den service som behövs.