View
21
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
weling
Citation preview
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
24
2.2 ANALIZA TEHNOLOGINOSTI OBLIKA LIJEBA
Oblik lijeba izravno utjee na njegovu povrinu, a time i na masu dodatnog materijala. Kako
je masa dodatnog materijala jedan od pokazatelja trokova zavarivanja, pri ukupnoj analizi
tehnologinosti potrebno je provoditi i analizu tehnologinosti oblika lijeba.
2.2.1 Osnovni izrazi koji su vezani uz lijeb i zavareni spoj
Zavarenim spojem se naziva mjesto spajanja dva ili vie dijelova postupkom zavarivanja. Na
slici 2.9 prikazani su osnovni elementi lijeba i zavarenog spoja.
Slika 2.9 Osnovni elementi lijeba i zavarenog spoja
1. Osnovni materijal
2. Lice zavara (navara) je povrina zavara
3. Nalije zavara je povrina korijenskog dijela zavara
4. Korijen zavara je dio zavarenog spoja u korijenu lijeba
5. Granica taljenja
6. Zona taljenja (zavar, av, navar)
7. Zona utjecaja topline
1 8 3 4 5 6 7
8
Sueoni V zavar
2 6 9 11
12
10
14
10
Navar 13
1
7
2 6 9
7
9 14 10
12
9
11 2
6
Kutni zavar
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
25
8. Rub zavara je linija zavara (granica taljenja na povrini) izmeu lica (nadvienja) i
osnovnog materijala
9. Dubina uvara (penetracije) je dio pretaljenog osnovnog materijala
10. Nadvienje lica zavara i nadvienje u korijenu zavara
11. irina zavara
12. Debljina zavara (stvarna)
13. Debljina navara
14. Debljina zavara proraunska
2.2.2 Vrste i oblici ljebova
Rubovi materijala prije zavarivanja moraju biti odgovarajue pripremljeni. Potrebno ih je
oblikovati tako da se prilikom montae moe ostvariti potreban oblik spoja. Oblik lijeba ovisi u
najveoj mjeri o duljini materijala, postupku zavarivanja, te o dostupnosti spoja.
Kako bi se omoguilo spajanje materijala po itavoj debljini, u lijebu se ostavlja razmak.
Kada je debljina materijala vea, sam razmak nije dovoljan, ve se rubovi skoavaju kako bi se
omoguio pristup elektrode odnosno elektrinog luka donjem rubu lijeba. Zaravnanje na rubu
skoenja izvodi se radi preciznijeg odravanja zadanog razmaka meu rubovima lijeba. Zbog
razliitih zahtjeva za oblikom spoja, postupkom zavarivanja, i drugih prethodno navedenih
razloga postoje i razliite vrste i oblici ljebova. U nastavku su navedeni ee koriteni ljebovi
za zavarivanje kao i analitiki izrazi za izraunavanje teorijske vrijednosti povrine lijeba za
zavarivanje.
"I" lijeb
Priprema "I" lijeba (slika 2.9) je jednostavna uz male trokove. Volumen zavara je mali, a
prema tome mala je i potronja dodatnog materijala, odnosno trokovi zavarivanja. Ovakav oblik
lijeba omoguava zavarivanje u dva sloja, a u nekim sluajevima i u jednom sloju. To
ograniava primjenu "I" lijeba u odnosu na debljinu lima (najee do 15 mm). Zavar koji
nastaje loeg je izgleda, a poveana je i vjerojatnost stvaranja greaka zbog neprovarenog
korijena zavara.
b
Slika 2.9 Izgled "I" lijeba
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
26
F = b , mm2 (2.18)
gdje je: F - teorijska povrina zavara, mm2
b - irina korijena zavara, mm
- debljina, mm
"V" lijeb
"V" lijeb se primjenjuje kod debljih materijala. Trokovi izrade lijeba su mali, iako su neto
vei nego kod "I" lijeba. Povrina zavara je ljepeg izgleda nego kod "I" lijeba, a vjerojatnost
nastajanja greki je mnogo manja nego kod "I" lijeba, zbog dobrog provarivanja korijena
zavara. Ako se primjenjuje lijebljenje korijena zavara tada su trokovi zavarivanja bitno vei.
Razliite izvedbe "V" lijeba su prikazane na slici 2.10.
b
b
c
a) b)
b
c)
Slika 2.10 Izgled "V" lijeb: a) bez korijena, b) s korijenom, c) s podlogom
a) "V" lijeb bez korijena
F=2 tg (/2) + b , mm2 (2.19)
gdje je: kut otvora lijeba, o
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
27
b) "V" lijeb s korijenom
F = (-c)2 tg (/2) + b , mm2 (2.20)
gdje je: c visina korijena lijeba, mm
c) "V" lijeb s podlogom
F = 2 tg + b , mm2 (2.21)
gdje je: kut zakoenja, o
"X" lijeb
"X" lijeb (slika 2.11) osigurava provarivanje kroz cijelu debljinu materijala i daje lijep izgled
zavara sa obje strane. Kod veine sluajeva nema potrebe za lijebljenjem korijena zavara.
Ponekad se provodi lijebljenje zbog poveanja sigurnosti (uklanjanja nepotpuno provarenog
korijena), a to bitno poskupljuje zavarivanje.
b
b
a) b)
Slika 2.11 Izgled "X" lijeba: a) bez "nosa", b) s " nosom"
a) "X" lijeb bez "nosa"
F=0,52 tg (/2) + b , mm2 (2.22)
b) "X" lijeb s "nosom"
F =0,5 (-c)2 tg (/2) + b , mm2 (2.23)
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
28
"U" lijeb
"U" lijeb (slika 2.12) osigurava sigurno provarivanje cijelog presjeka spoja i primjenu kod
vrlo debelih materijala (do 100 mm). Zavarivanje se obvezatno izvodi u vie slojeva. Za izradu
lijeba su potrebni skupi strojevi za mehaniku obradu, a zbog toga je izrada lijeba vrlo skupa.
b
r
c
r
b
c
a) b)
Slika 2.12 Izgled "U" lijeba: a) jednostruki, b) dvostruki
a) Jednostruki "U" lijeb
( )[ ] [ ] +++++= brrcrrcF2
)2(2tg2
2 , mm2 (2.24)
gdje je: r polumjer zaobljenja, mm
b) Dvostruki "U" lijeb
( )[ ] ++++
= brrcrrcF2
222
tg22
222
, mm2 (2.25)
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
29
"K" lijeb (slika 2.13)
b
b
c
a) b)
Slika 2.13 Izgled "K" lijeba: a) bez "nosa", b) s "nosom"
a) "K" lijeb bez "nosa"
F =0,25 2 tg + b , mm2 (2.26)
b) "K" lijeb s "nosom"
F =0,25 (-c)2 tg + b , mm2 (2.27)
Veliina skoenja kod "V" lijeba ovisi o postupku zavarivanja. to je izvor topline jai
debljina dijelova koji se zavaruju moe biti vea. Kada se zavaruju deblji komadi, a pristup spoju
to omoguava, primjenjuje se "X" lijeb. Zavarivanje se u tom sluaju izvodi s dvije strane to je
nedostatak, ali se postie uteda u koliini utroenog dodatnog materijala u odnosu na "V" lijeb.
Uteda u dodatnom materijalu je jo vea ako se primjeni dvostruki "U" spoj, ali je cijena izrade
ovog lijeba vea te se on primjenjuje samo kod veih debljina.
2.2.3 Naini pripreme lijeba
Postupci za pripremu lijeba se mogu podijeliti u dvije osnovne grupe:
1. Mehaniki postupci
2. Toplinska rezanja i lijebljenja
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
30
Mehanikim postupcima pripreme lijeba pripadaju:
Rezanje karama (samo za "I" spoj i manje odgovorne konstrukcije)
OO (obrada odvajanjem estica)
a) tokarenje (svi oblici ljebova uz postizanje visoke tonosti)
b) blanjanje (svi oblici ljebova, ali je obrada spora)
c) glodanje
Pneumatsko sjeenje
Postupci toplinskih rezanja i lijebljenja su:
Plinsko rezanje i lijebljenje
Plazma rezanje
Rezanje i lijebljenje ugljenom elektrodom i komprimiranim zrakom
(arc-air)
Rezanje upljom obloenom elektrodom i kisikom (oxy-arc)
2.2.4 Utjecaj oblika lijeba na tehnologinost zavarenog spoja
Oblik lijeba ima znaajnu ulogu u ukupnim trokovima zavarivanja. lijeb svojim oblikom
utjee na masu zavara, a vea masa zavara uzrokuje:
veu koliinu dodatnog materijala
vie vremena za zavarivanje
vee trokove stroja (amortizacija, odravanje i dr.)
vie potrebne energije (elektrine)
vee deformacije i napetosti zbog unoenja topline u materijal
Zbog toga se tei ostvarivanju minimalne potrebne povrine zavara uz oblik koji zahtijeva
pojedini postupak, mjesto zavarivanja, debljina materijala i drugi zahtjevi, kako bi masa zavara
bila to manja.
Analizom oblika lijeba su obuhvaeni ee koriteni oblici ljebova. Postupak utvrivanja
tehnologinih oblika lijeba za pojedinu debljinu materijala se sastoji od izraunavanja povrine
i mase zavara za odreenu debljinu materijala i prikazivanja rezultata provedene analize pomou
dijagrama (slika 2.14).
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
31
Slika 2.14 Teorijska masa zavara G u ovisnosti o debljini lima za debljine vee od 20 mm
10
20
30
40
50
10 20 30 40 50 60 70 80 90 10 11 12
60
22
60
2
60
2
2
2
20
6
2
20
6
2
1 ) 2 ) 3 ) 4 )
Debljina , mm
Teor
ijska
mas
a za
vara
G, k
g/m
1
23
4
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
32
Na slici 2.14 vidljivo je kako masa zavara raste sa debljinom lima za sve oblike ljebova.
Linija 2, koja predstavlja masu zavara "X" lijeba, se sijee sa linijom 4, koja predstavlja masu
zavara dvostrukog "U" lijeba, na debljini od priblino 55 mm. Prema tome "X" lijeb daje
minimalnu vrijednost mase zavara do debljine lima od 55 mm, a dvostruki "U" lijeb daje
minimalnu vrijednost mase zavara za debljine vee od 55 m. Zbog toga, pri biranju oblika lijeba
do te debljine treba izabrati "X" lijeb, a za vee debljine dvostruki "U" lijeb, ako to uvjeti
dozvoljavaju. U nekim sluajevima zavarivanje nije mogue izvesti sa dvije strane, a zbog toga
priprema dvostrukog "U" i "X" lijeba nema smisla. U tim sluajevima treba izabrati drugi
najpovoljniji oblik lijeba ("V" lijeb do debljine od 30 mm, a "U" lijeb za vee debljine
limova).
Na slici 2.15 prikazana je ovisnost teorijske mase zavara o obliku lijeba za manje debljine
lima (do 30 mm).
Najmanju masu zavara daje "I" lijeb, ali se priprema "I" lijeba izvodi samo za najtanje
limove. Razlog tome je vea vjerojatnost stvaranja pogreki kod veih debljina lima. Ovisno o
kvaliteti i pouzdanost koja se eli postii za odreeni zavareni spoj "I" lijeb se primjenjuje na
debljinama lima do 4 mm (za visoku kvalitetu i pouzdanost), kao u ovom sluaju, pa do 15 mm
(za nisku kvalitetu i pouzdanost). Tehnologino rjeenje za debljinu lima do 4 mm je priprema
"I" lijeba. Za debljinu lima od 4 mm do 15 mm najbolje rjeenje je priprema "V" lijeba sa
korijenom, a za limove debljine do 30 mm najbolje rjeenje je primjena "X" lijeba.
Utjecaj oblika lijeba i tehnologije izrade na masu zavara, a time i na trokove, prikazan je na
slici 2.16.
Na slici se lako uoava najbolji izbor oblika lijeba i tehnologije izrade za odreenu debljinu
lima. Najbolji izbor je onaj koji e rezultirati najmanjom masom zavara po metru duine. Za
debljinu lima od 20 do 30 mm to je "X" lijeb, a za debljinu 10 mm najbolje rjeenje je "V"
lijeb s korijenom.
Svi prethodno navedeni sluajevi prikazani slikama (2.14, 2.15 i 2.16) pokazuju ovisnost
teorijske mase zavara po metru duine. Stvarna masa zavara se dobije mnoenjem teorijske mase
sa korekcijskim faktorom koji se utvruje eksperimentalnim nainom. Stvarna masa je vea od
teorijske od 2 % pa do 30 % ovisno o obliku lijeba, primijenjenom postupku i o drugim
imbenicima. Tako i korekcijski faktor poprima vrijednosti od 1,02 do 1,3.
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
33
Debljina , mm4 10 15 20 30
0,1
0,5
1
1,5
2
2,5
0 +1
60
60
2
2
1
60
0 +2
1 )
2 )
3 )
4 )
Teor
ijska
mas
a za
vara
G ,
kg/
m
1 ) 2 )
4 )
3 )
Slika 2.15 Teorijska masa zavara G u ovisnosti o debljini lima (za debljine lima do 30 mm)
25
Diplomski rad: Analize tehnologinosti zavarenih konstrukcija
34
Ivice zavara obraene plinskim rezanjem
Strojno obraene ivice lijeba
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
kg m
0,61
0,808 0,636
0,531 0,447
2,13 2,32
1,62 1,5
1,22 1,32
2,30
3,17
2,74 2,51
3,13
3,86
4,99
4,55
2
60
2
60
r = 6
636,2
1
r = 8
436
60
7
8
10
339
2
60
334 2
60
349
2 r = 4
10
448
2
60
2
60
r = 4
1
r = 6
60
7
6
10
2
2
60
2 r = 4
10
2
60
2
60
r = 4 1
r = 6
60
7
5
10
60
1
60
2 2
Teor
ijska
mas
a za
vara
G, k
g/m
Slika 2.16 Utjecaj izbora oblika lijeba i tehnologije izrade na teorijsku masu zavara
2.2 ANALIZA TEHNOLOGINOSTI OBLIKA LIJEBA2.2.1 Osnovni izrazi koji su vezani uz lijeb i zavareni spoj2.2.2 Vrste i oblici ljebova2.2.3 Naini pripreme lijeba2.2.4 Utjecaj oblika lijeba na tehnologinost zavarenog spoja
Recommended