Έχουμε μεγαλώσει πλέον (δηλαδή, έχω) και η ενασχόλησή μου με το φόρουμ είναι αναγκαστικά περιορισμένη. Οπότε σπανίως το επισκέπτομαι, συνήθως όταν θέλω να κάνω μιαν ερώτηση ή να βρω μια πληροφορία.
Το παρόν νήμα ξεκίνησα να το διαβάζω από την αρχή, από τότε που ο φίλος ο
Μπάμπης δοκίμασε να κολλήσει την πριονοκορδέλλα ...με ασημοκόληση, μέχρι και σήμερα, που κάποιοι άλλοι εξακολουθούν να καταθέτουν απορίες και ερωτήσεις σχετικές με τις συγκολλήσεις.
Λόγω επαγγέλματος, θα μου επιτρέψετε μια ολιστική αλλά σχετικά σύντομη προσέγγιση στο θέμα των συγκολλήσεων.
Καταρχήν, όταν μιλάμε για συγκολλήσεις αναφερόμαστε για συγκολλήσεις μετάλλων. Οτιδήποτε άλλο, μολονότι μπορεί να είναι μεγάλου ενδιαφέροντος (όπως η συγκόλληση πλασιτκών υλικών ή ξύλου ή άλλων υλικών) βγαίνει έξω από τα πλαίσια της παρούσας συζήτησης.
Η συγκόλληση μετάλλων είναι από μόνη της ξεχωριστός επιστημονικός κλάδος, που εντάσσεται σε ένα μεγαλύτερο κλάδο, αυτόν της μεταλλουργίας. Ο κλάδος της μεταλλουργίας μελετά τα μέταλλα, τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες και φυσικά την εφαρμογή της τεχνολογίας σε κάθε είδους χρήση:
- Στην ηλεκτροτεχνία-ηλεκτρολογία
- Στις μεταλλικές κατασκευές
- Στην αργυροχρυσοχοΐα
- Στη μείξη τους και στην παραγωγή κραμμάτων
- Στις συγκολλήσεις (που είναι και το θέμα μας)
- και σε ένα σωρό άλλες εφαρμογές, που δεν είναι του παρόντος να τις αναπτύξουμε.
Είναι φυσικά γνωστό ότι τα μέταλλα, ως αυτοτελή χημικά στοιχεία, από τα πιο ελαφριά ως τα πιο βαριά, έχουν κάποιες κοινές ιδιότητες:
- Είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού και της θερμότητας (με τις διαφοροποιήσεις τους από μέταλλο σε μέταλλο).
- Στην καθαρή τους μορφή, παρουσιάζουν σκληρότητα και σχετική ελαστικότητα.
- Είναι ελατά και όλκιμα.
- Στην πλειοψηφία τους, εμφανίζονται με τη γνωστή μας "μεταλλική λάμψη".
- Η δομή τους είναι κατά κανόνα ομοιόμορφη και πυκνή.
κλπ. κλπ. (γνωστά σε όλους, όσους διατηρούν ακόμα τις γνώσεις της φυσικής και της χημείας των γυμνασιακών/λυκιακών χρόνων).
Ωστόσο, υπάρχουν επιμέρους διαφοροποιήσεις, που στην καθημερινή εφαρμογή και χρήση τους, τα κάνουν να διαφέρουν κατά πολύ και να απαιτούν ειδικές τεχνικές και μεταχείριση.
Ανάμεσα σ' αυτές που ενδιαφέρουν τη συζήτησή μας εδώ είναι και η "συγγένεια" που παρουσιάζουν ορισμένες ομάδες, μια συγγένεια που υπαγορεύει κοινές πρακτικές. Και επειδή εδώ μας ενδιαφέρουν οι συγκολλήσεις, θα προσπαθήσω να κάνω μια χοντρική αναφορά, με βάση αυτές τις συγγένειες.
Αλλά, ας ξεκινήσουμε πρώτα από τι εννοούμε με τη λέξη "συγκόλληση μετάλλων". Υπάρχουν 3 μεγάλες κατηγορίες συγκολλήσεων. Στην ελληνική γλώσσα δεν έχουμε αντίστοιχους όρους, αλλά στην αγγλική υπάρχουν και μεταφέρονται στα ελληνικά με περιγραφή.
Η πρώτη κατηγορία είναι αυτό που αγγλικά λέγεται Welding. Είναι η συγκόλληση μετάλλων, που συνήθως έχουν υψηλό σημείο τήξης (πάνω από 800 βαθμούς Κελσίου). Κατά την διαδικασία, απαιτείται κάποια πηγή υψηλής θερμοκρασίας, ηλεκτροβολταϊκό τόξο ή φλόγα οξυγόνου-ασετυλίνης, η οποία λιώνει τα κομμάτια στο σημείο της συγκόλλησης και ταυτόχρονα παρέχεται και κάποιο επιπλέον υλικό σε τήξη κι αυτό, με αποτέλεσμα τα λιωμένα σημεία να υγροποιούνται και να συνενώνονται σε μια κοινή υγρή μάζα, η οποία, όταν κρυώσει, παρουσιάζει στοιχεία κοινά με τα κομμάτια που συγκολλήθηκαν. Κλασσικά παραδείγματα welding είναι η ηλεκτροσυγκόλληση (όπου η πηγή θερμότητας είναι το ηλεκτροβολταϊκό τόξο) ή η οξυγονοκόλληση, στην οποία υπάρχει η φλόγα της καύσης της ασετυλίνης με την υψηλής; περιεκτικότητας παροχή οξυγόνου (πάνω από 95%). Και στις δύο αυτές μεθόδους, τα κομμάτια που συγκολλούνται λιώνουν στην περιοχή της συνένωσής τους, ενώ προστίθεται και το υλικό του ηλεκτροδίου (στην ηλεκτροσυγκόλληση) ή της ράβδου σιδήρου (στην οξυγονοκόλληση). Εφαρμόζεται κατά κόρον, σχεδόν κατ' αποκλειστικότητα σε όλα τα σιδηρούχα υλικά (χάλυβας κάθε είδους, χυτοχάλυβας, χυτοσίδηρος), αλλά και στον χαλκό.
Η δεύτερη κατηγορία ονομάζεται Brazing. Σε αυτή την κατηγορία απαιτείται πάλι η ύπαρξη πηγής θερμότητας, όμως τα προς συγκόλληση κομμάτια δεν λιώνουν στην περιοχή της συγκόλλησης, αλλά θερμαίνονται σε θερμοκρασία λίγο πιο κάτω από την κρίσιμη. Η συγκόλληση επιτυγχάνεται με την προσθήκη του επιπλέον υλικού, που λειτουργεί ως υλικό συνένωσης των κομματιών. Συνηθισμένα παραδείγματα είναι η μπρουτζοκόλληση και η χαλκοκόλληση (αν και η τελευταία υπόκειται σε διαφορετικές πρακτικές και δεν συνηθίζεται να γίνεται ως brazing. Στη συνένωση αμιγώς χάλκινων τεμαχίων με συνενωτικό υλικό ράβδο χαλκού, ακολουθείται η μέθοδος του welding, δηλαδή τα κομμάτια θερμαίνονται σε θερμοκρασία πάνω από την κρίσιμη και το συνενωτικό υλικό της χάλκινης ράβδου λειτουργεί όπως στην ηλεκτροσυγκόλληση).
Στην κατηγορία αυτή υπάγεται και η ασημοκόλληση. Με τη διαφορά ότι η θέρμανση των προς συγκόλληση υλικών γίνεται σε ακόμα πιο χαμηλό σημείο, γιατί το συνενωτικό υλικό, που είναι ράβδοι κράμματος αργύρου και άλλων μετάλλων. Η συνηθισμένη σύνθεση είναι: Ag (Ασήμι) 40% - Cu (Χαλκός) 30% - Zn (Ψευδάργυρος) 28% - Sn (Κασσίτερος) 2%. Υπάρχουν κι άλλα κράμματα, με αυξημένη (ή μειωμένη) την εκατοστιαία περιεκτικότητα σε ασήμι, από τα πιο συνηθισμέα αυτά του 60% και 67%, με ανάλογες προσμίξεις των άλλων μετάλλων.
Ο λόγος που το brazing με ασημοκόλληση γίνεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία είναι γιατί οι χρησιμοποιούμενες ράβδοι ασημοκόλλησης λιώνουν σε αρκετά χαμηλότερες θερμοκρασίες. Ωστόσο, λόγω της εξαιρετικής πρόσφυσης του ασημιού και γενικά της συγγένειάς του με τα περισσότερα κράμματα χαλκού (όπου χρησιμοιείται κατά κόρον η ασημοκόλληση), η συγκόλληση είναι αρκετά ισχυρή και προσφέρεται εκεί που η ανάπτυξη μεγάλων θερμοκρασιών δεν επιτρέπεται (π.χ. όταν ενώνονται χαλκοσωλήνες σε περιβάλλον περιορισμένο, όπου η παρατεταμένη χρήση του φλόγιστρου μπορεί να προξενήσει ζημιά ή ατύχημα).
Η τρίτη μέθοδος είναι γνωστή σε όλους μας. Λέγεται Soldering και εμείς έχουμε μαθει να την λέμε "κασσιτεροκόλληση", χωρίς να σημαίνει ότι αυτό εκφράζει 100% τη μέθοδο. Και εδώ απαιτείται πηγή θερμότητας, αλλά σε θερμοκρασίες πολύ χαμηλότερες, ίσα-ίσα ικανές να λιώνουν το συνενωτικό υλικό, το οποίο προσφύεται στα προς συγκόλληση κομμάτια λόγω της συγγένειάς του προς αυτά. Το υλικό είναι συνήθως κράμμα κασσίτερου και ψευδαργύρου, ενώ σε κάποια κράμματα προστίθεται και ασήμι σε μικρή εκατοστιαία αναλογία (συνήθως κάτω από 10%), προκειμένου να κάνει τη συγκόλληση πιο ανθεκτική (και για κάποιους και πιο "εξωτική"!!).
Αυτή η "συγγένεια" διαφέρει από μέταλλο σε μέταλλο, με τον χαλκό και τα κράμματά του στην κορυφή της λίστας. Στην ίδια κορυφή μπαίνουν και τα λεγόμενα ευγενή μέταλλα - χρυσός, πλατίνα (λευκόχρυσος) και φυσικά το ίδιο το ασήμι. Τα σιδηρούχα κράμματα συγκολλούνται πιο δύσκολα, ενώ κράμματα άλλων μετάλλων, όπως το αλουμίνιο, συγκολλούνται πολύ δύσκολα ή δεν συγκολλούνται καθόλου με τη μέθοδο του soldering και με τα κοινά υλικά της κασσιτεροκόλλησης.
Τελιώνοντας, πρέπει να προσθέσουμε ότι στη μέθοδο του welding εντάσσεται και η συγκόλληση στο καμίνι. Ναι, εκείνο το καμίνι του παλιού σιδερά, με το φυσερό, που έχωνε τα κομμάτια από σίδερο μέσα στη φωτιά και φύσαγε μέχρι αυτά να ασπρίσουν από τη θερμοκρασία. Μετά, τα έβαζε δίπλα-διπλα, στο αμόνι, Ο βοηθός του με την τσιμπίδα, τα κράταγε και τα δύο πάνω στο αμόνι κι ο μάστορας, γκάπα-γκούπα με το σφυρί ή με τη βαριοπούλα, τα κοπάναγε μέχρι η ασπρίλα να κιτρινίσει και μετά να κοκκινήσει και μετά να γίνει μπλε-μωβ. Στο τέλος τα δυο κομμάτια είχαν γίνει ένα, χωρίς να χρειάζεται κάποιο προσθετικό υλικό.
Συμπερασματικά:
Αν θέλουμε να κολλήσουμε σιδηρούχα ή αμιγώς χάλκινα υλικά, η καλύτερη και ισχυρότερη μέθοδος είναι το welding.
Με το brazing επιτυγχάνεται επίσης καλή συγκόλληση, αλλά χαμηλότερης συγκολλητικής ισχύος.
Με το soldering, συγκολλούμε συνήθως υλικά, όπου η μηχανική αντοχή δεν είναι το ζητούμενο.
Καλή συνέχεια.
(Το θέμα είναι τεράστιο για να αναπτυχθεί στα πλαίσια ενός νήματος. Υπάρχει τεράστια βιβλιογραφία, στις τεχνικές σχολές διδάσκονται τα μαθήματα της μεταλλουργίας και των συγκολλήσεων. Αλλά το ζουμί είναι αυτή-καθαυτή η πράξη. Εκεί όπου ο συγκολλητής μαθαίνει να ξεχωρίζει υλικά, να διαλέγει τρόπο συγκόλλησης και, πάνω απ' όλα, να κάνει πράξη την καλή συγκόλληση. Μια διαδικασία που χρειάζεται χρόνια και άσκηση πολλή).
xrisimopolio.gr
