07_07_2010_Diplomski__%28Zadnji%29

7/24/2019 07_07_2010_Diplomski__%28Zadnji%29

1/114

SVEUILITE U ZAGREBU

FAKULTET STROJARSTVA I BRDOGRADNJE U ZAGREBU

DIPLOMSKI RAD

Goran Gligora

Zagreb, srpanj 2010.


2/114

SVEUILITE U ZAGREBU

FAKULTET STROJARSTVA I BRDOGRADNJE U ZAGREBU

TEHNOLOGIJA ZAVARIVANJA I ZATITE OD KOROZIJEKOPAA NA BRODU ZA JARUANJE

DIPLOMSKI RAD

Mentor : Prof. dr. sc. Ivan Juraga

Student: Goran Gligora

Matini broj: 0035150470

Studij: Brodogradnja

Zagreb, srpanj 2010.


3/114

IZJAVA:

Izjavljujem da sam diplomski rad radio samostalno, na temelju znanja

steenih na Fakultetu strojarstva i brodogradnje Sveuilita u Zagrebu, sluei senavedenom literaturom te uz nadzor mentora prof.dr.sc. Ivana Jurage.

Goran Gligora


4/114

Zahvala:

Najtoplije hvala mojoj obitelji od koje sam imao potporu svih ovih godina i bez koje sve ovo

ne bi bilo moguce.Tati to je bio vodilja da upiem ovaj fakultet, mami koja je pruzalakonstantnu moralnu potporu, teti koja je uvijek bila tu, te noni i didi koji su mi iz dana u dandavali snagu da se borim.

Posebno hvala i svim mojim prijateljima i dragim osobama koje su uljepale svaki dan kadaucenje nije bilo u prvom planu,

te jedna velika zahvala svim kolegama s kojima sam djelio dobre i loe dane na fakultetu krozove najljepse godine mog zivota.

Naravno da bez posebnih ljudi koji su u svakom trenutku pruzili svoje znanje i pomoc, ovajdiplomski sigurno ne bi imao ovakvu kvalitetu. Hvala svim zaposlenicima odjela boje izavarivanja brodogradilista Uljanik, kolegi Ivanu Stojanvicu, te mentoru prof.dr.sc.Ivanu Juragi na iskazanom povjerenju i potpori.

Goran Gligora


5/114

I

1. UVOD ................................................................................................... 1

2. POSTUPCI ZAVARIVANJA KROZ POVIJEST, TE

ZAVARIVANJE

NA BRODU JARUARU ..................................................................... 2

2.1. OPENITO O PROJEKTU JARUARA .......................................................... 4

2.2. NAPRAVE KOJE SE KORISTE U ZAVARIVANJU NA BRODU

JARUARU ....................................................................................................... 6

2.3. TIPOVI ZAVARENIH SPOJEVA ..................................................................... 15

2.3.1. OBLICI LJEBOVA I OZNAAVANJE SPOJEVA NA NACRTIMA

NA BRODU JARUARU ..................................................................................... 18

2.4. POSTUPCI ZAVARIVANJA U BRODOGRADNJI ......................................... 20

2.4.1. ELEKTROLUNO ZAVARIVANJE TALJIVOM ICOM U ZATITI INERTNOG

PLINA (MIG/MAG) .............................................................................................. 202.4.1.1. OSNOVNI DIJELOVI UREAJA ZA MIG/MAG ZAVARIVANJE ............................... 21

2.4.1.2. VANIJI PARAMETRI ZA ZAVARIVANJE MIG/MAG POSTUPKOM ....................... 22

2.4.1.3. SUSTAVI I UREAJI ZA DODAVANJE ICE ........................................................... 22

2.4.1.4. PITOLJI ZA MIG/MAG ZAVARIVANJE................................................................... 25

2.4.1.5. DODATNI MATERIJAL ZA ZAVARIVANJE (ICE) ................................................... 26

2.4.1.6. PRIMJENA MIG/MAG POSTUPKA ZAVARIVANJA ................................................. 27

2.4.2. RUNO ELEKTROLUNO ZAVARIVANJE (REL) ............................................. 29

2.4.2.1. PARAMETRI ZAVARIVANJA I UTJECAJNI ELEMENTI REL POSTUKA ................. 30

2.4.2.2. FUNKCIJA OBLOGE ELEKTRODE .......................................................................... 32

2.4.2.3. RUKOVANJE ELEKTRODAMA ................................................................................ 33

2.4.2.4. PRIMJENA REL POSTUKA ZAVARIVANJA ............................................................ 34

2.4.3. ELEKTROLUNO ZAVARIVANJE POD ZATITNIM PRAKOM(EPP) ........... 37

2.4.3.1. PARAMETRI ZA EPP POSTUPAK ZAVARIVANJE .................................................. 39

2.4.3.2. DODATNI MATERIJAL ZA ZAVARIVANJE EPP-OM ............................................... 39

2.4.2.3. PREDNOSTI I NEDOSTACI EPP-A ......................................................................... 40

2.5. METODE KONTROLE ZAVARA NA BRODU JARUARU .......................... 42

3. PRIKAZ ZAVARIVANJA KRUNOG ZAVARENOG SPOJA

ODLJEVKA KOPAA ....................................................................48

4. ZATITA OD KOROZIJE SPECIFINIH SEKCIJA BRODA

JARUARA ....................................................................................... 57


6/114

II

4.1. VRSTE ZATITNIH PREMAZA PRIMJENJIVIH UBRODOGRADNJI ......... 58

4.2. PRIPREMA METALNE POVRINE ............................................................... 61

4.2.1. PRIMARNA ZATITA POVRINE ...................................................................... 62

4.3. SUSTAVI ZATITE PREMAZIMA NAMJENA POJEDINIH PREVLAKA

KOD BRODA JARUARA .............................................................................. 654.3.1. RADIONIKI TEMELJNI PREMAZI SHOPPRIMERI.................................... 66

4.4. SEKUNDARNA ZATITA POVRINE ........................................................... 70

4.4.1. NANOENJE APLIKACIJA PREMAZA (BOJENJE) ................................................. 71

4.4.2. NAINI NANOENJA PREMAZA ................................................................................ 72

4.5. TEHNOLOGIJA ZATITE OD OBRATANJA (ANTIVEGETATIVNI

PREMAZI) NA BRODU JARUARU .............................................................. 76

4.6. NADZOR I KONTROLA PRI BOJANJU KOPAA BRODAJARUARA . 80

5. ANALIZA ANTIKOROZIVNE ZATITE SPECIFINE

SEKCIJE KOPAA BRODA JARUARA ..................................... 82

6. OCJENA STANJA I PRIJEDLOG POBOLJANJA ......................... 87

7. ZAKLJUAK ..................................................................................... 88

LITERATURA ........................................................................................ 89

PRILOG ................................................................................................. 90


7/114

III

POPIS SLIKA:

Slika 1.Porinjavanje broda jaruara, Brodogradilite Uljanik, Pula, travanj 2010. ..... 4Slika 2.Model broda jaruara [5] ................................................................................. 5Slika 3.Bakrena podloka [2] ...................................................................................... 7

Slika 4.Vrste keramikih podloka [2] ......................................................................... 7Slika 5.Oblici metalnih podloka [2] ............................................................................ 8Slika 6.Podloke od praha [2] ..................................................................................... 8Slika 7.klavirska ica koja se koristi za centriranje odljevaka Brodogradilite

Uljanik, Pula ..................................................................................................... 9Slika 8 i 9.Grijai za elektro otporno predgrijavanje i elektro otporni ureaj za

predgrijavanje,Brodogradilite Uljanik, Pula ................................................ 12Slika 10.Dio opreme za elektrootporno predgrijavanje, Brodogradilite Uljanik, Pula

....................................................................................................................... 12Slika 11.Presijek kabla za elektro induktivno predgrijavanje [6] .............................. 13

Slika 12 i 13.Ureaj za elektro induktivno predgrijavanje, te temperaturapredgrijavanja odljevka [6] ............................................................................. 14Slika 14.Osnovni tipovi spojeva [2] ........................................................................... 15Slika 15.Vrste i oblici sueljenih spojeva [2] ............................................................. 16Slika 16.Vrste i oblici kutnih spojeva [2] ................................................................... 16Slika 17.preklopni spoj [2] ......................................................................................... 16Slika 18.Osnovni elementi zavarenog V i Y spoja [2] .......................................... 17Slika 19 i 20.Princip rada MIG/MAG postupka zavrivanja, zavarivai koji izvode MIG

zavarivanje upogonu predmontae Brodogradilita Uljanik, Pula [6] .......... 20Slika 21.Kompaktni i modularni ureaji [6] ............................................................... 21Slika 22.Dodavanje ice guranjem [6] ...................................................................... 23Slika 23.Dodavanje ice push-pull [6] .................................................................... 24Slika 24.Poveanje udaljenosti zavarivanja odvajanjem dodavaa [6] .................... 25Slika 25.Tipovi gorionika [6] ...................................................................................... 25Slika 26.Standardni oblici pakiranja ice za MAG postupak [6] ............................... 27Slika 27.Osnovni elementi REL potupka [2] ............................................................. 29Slika 28.Elektrode [6] ................................................................................................ 33Slika 29.Zavarivanje REL i MIG postupkom, gdje se zavaruje glava kopaa

prakom punjenom icom 1.2 mm, te elektrodom 5 mm. Debljinamaterijala koji se zavaruje je 30 mm, te se za te debljine koristi ica ielektroda koje sadri vei postotak nikla radi bolje zavarljivosti. Prilikom

zavarivanja, lim se predgrijava elektro induktivnim predgrijavanjem natemperaturu od 160C , Brodogradilite Uljanik, Pula, svibanj 2010. ........... 35

Slika 30.Zavarivanje kutnih spojeva REL postupkom,detalj iz BrodogradiliteUljanik, Pula, svibanj 2010. ........................................................................... 37

Slika 31.Osnovni elementi EPP postupka [2] ........................................................... 38Slika 32.Stroj za kutno EPP zavarivanje, Brodogradilite Uljanik, Pula, svibanj 2010.

....................................................................................................................... 38


8/114

IV

Slika 33.Dio opreme za reguliranje parametara i upravljanje strojem za EPPzavarivanje,Brodogradilite Uljanik, Pula ..................................................... 41

Slika 34.Shematski princip kontrole zavara penetrantima [1] .................................. 42Slika 35.Sprejevi za penetrantsku kontrolu, brodogradilite Uljanik, Pula ............... 42Slika 36.Primjeri indikacija kod kontrole penetrantima [1] ........................................ 43

Slika 37 i 38.Nanoenje crvenog penetranta, te potom bijelog razvijaa,Brodogradilite Uljanik, Pula...................................................................... ... 44Slika 39.Shematski prikaz ultrazvune metode kontrole kvalitete [1] ...................... 44Slika 40.Ureaj za ispitivanje zavara ultrazvukom, Brodogradilite Uljanik, Pula,

travanj 2010. .................................................................................................. 45Slika 41.Shematski prikaz radiografske kontrole kvalitete zavarenog spoja [1] ...... 46Slika 42.Ureaj za ispitivanje zavara radiografijom, Brodogradilite Uljanik, Pula,

travanj 2010. .................................................................................................. 47Slika 43.Prikaz kopaa broda jaruara [5] ................................................................ 48Slika 44.Prikaz kopaa broda jaruara prilikom porinua u krmu broda,

Brodogradilite Uljanik, Pula,travanj 2010. .................................................. 49Slika 45.Parametri zavarivanja spoja lima i odljevka [5] .......................................... 50Slika 46.Smjetaj odljevaka u sekciju SU 104 [5] .................................................... 50Slika 47 i 48.Skoenje rubova lijeba, te induktivno predgrijavanje odljevka,

Brodogradilite Uljanik, Pula ......................................................................... 51Slika 49.Priprema spoja glave odljevka i lima sekcije [5] ....................................... 52Slika 50.Redolijed zavarivanja vanjske strane odljevka, zavarivanje izvode 2

zavarivaa [5] ................................................................................................ 52Slika 51 i 52.Zavarivanje korijena sa unutarnje strane odljevka (slika lijevo), te

zatim prikazredoslijeda polaganja zavara nakon obavljenog cijelog procesazavarivanja [5] ............................................................................................... 53

Slika 53.Redoslijed zavarivanja i broj slojeva karakteristinog spoja odljevka ikopaa [5] ...................................................................................................... 54

Slika 54.Detalji unutarnjeg zavarivanja odljevka, Brodogradilite Uljanik, Pula,svibanj 2010. ................................................................................................. 55

Slika 55.Zatieni trup broda jaruara, Brodogradilite Uljanik, Pula, dan prijeisporuke, svibanj 2010. .................................................................................. 57

Slika 56.Trup broda koji detaljno prikazuje sve dijelove broda na koji se nanosepremazi [5] ..................................................................................................... 60

Slika 57.Limovi i profili na skladitu prije same predobrade, Brodogradilite Uljank,Pula ................................................................................................................ 62

Slika 58.Izgled limova A, B, C i D kategorije prema standardu ISO 8501-1,Brodogradilite Uljanik, Pula ......................................................................... 63

Slika 59.Samarilica u eksploataciji, Brodogradilite Uljanik, Pula .......................... 64Slika 60.Lim zatien shopprimerom, Brodogradilite Uljanik, Pula ...................... 64Slika 61.1000 litreni spremnici shopprimera, Brodogradilite Uljanik, Pula ........... 69Slika 62.Obrada i ienje montanog spoja steel work, Brodogradilite Uljanik,

Pula ................................................................................................................ 70Slika 63.Nanoenje boje kistom, Brodogradilite Uljanik, Pula ................................ 72


9/114

V

Slika 64.Nanoenje vezivne boje Hempasil nexus 27302, Brodogradilite Uljanik,Pula ................................................................................................................ 73

Slika 65.Bojenje zavrnim premazom glavne palube broda jaruara, detalj izBrodogradilita Uljanik,Pula, svibanj 2010. .................................................. 75

Slika 66.Uniten premaz na kopau, detalj iz Brodogradilita Uljanik, Pula ............ 75

Slika 67.Kopazatien silikonskim premazom, Brodogradilite Uljanik, Pula,svibanj 2010 .................................................................................................. 76Slika 68.Shematski prikaz redoslijeda nanoenja premaza i mehanizam povezivanja

[10] ................................................................................................................. 77Slika 69.Obojan brod jaruar, Brodogradilite Uljanik, Pula .................................... 78Slika 70.Slojevi boje, te debljina suhog filma boje koji se nanosi na kopabroda .. 79Slika 71.Mikrotest Prositector 6000, Brodogradilite Uljanik, Pula .......................... 80Slika 72.Digitalni vlagomjer i termometar, Brodogradilite Uljanik, Pula ................. 81Slika 73.Svi premazi kojima se titi sekcija kopaa [10] .......................................... 85Slika 74.Segment kopaa premazan slikonskim premazom, Brodogradilite Uljanik,

Pula ................................................................................................................ 86Slika 75.Razlika izmeu Hempadura 15570 i Hempasila 77500 (lijevi dio slike),

Brodogradilite Uljanik, Pula ......................................................................... 86Slika 76.Brod jaruar na dan primopredaje, Brodogradilite Uljanik, Pula, svibanj

2010. ............................................................................................................ 100Slika 77.Novo sagraena hala za izradu kopaa broda, Brodogradilite Uljanik, Pula

..................................................................................................................... 100Slika 78.Priprema predgrijavanja na okretnoj toki kopaa, Brodogradilite Uljanik,

Pula .............................................................................................................. 101Slika 79.Predgrijavanje prije privarivanja HARDOX ploa, Brodogradilite Uljanik,

Pula .............................................................................................................. 101

Slika 80.Glava kopaa prije montiranja bueeg svrdla, Brodogradilite Uljanik, Pula..................................................................................................................... 102

Slika 81.Brod jaruar na opremnoj obali , Brodogradilite Uljanik, Pula ................ 102Slika 82.Glava kopaa u poziciji u kojoj se nalazi kada nije u funkciji, Brodogradilite

Uljanik, Pula ................................................................................................. 103Slika 83.Kopau trenutku popravka silikonskog premaza, Brodogradilite Uljanik,

Pula .............................................................................................................. 103Slika 84.Kopau poziciji u kojoj se nalazi kada nije u funkciji, Brodogradilite

Uljanik, Pula ................................................................................................. 104Slika 85.Buee svrdlo kopaa, Brodogradilite Uljanik, Pula ............................... 104


10/114

VI

POPIS TABLICA:

Tablica 1.Zavarljivost na osnovu poveanja C- ekvivalenta [2] ............................... 10Tablica 2.Temperature predgrijavanja limova [5] ..................................................... 11

Tablica 3.Parametri zavarivanja MIG/MAG postupkom [5] ...................................... 22

Tablica 4.Standardizirani kolutovi ice za MIG/MAG postupak [5] .......................... 26Tablica 5.Standardizirani promjeri ica (u milimetrima) za MIG/MAG zavarivanje [5].................................................................................................................................... 26Tablica 6.Kemijski sastav ica u postocima [5] ........................................................ 27Tablica 7.Kemijski sastav elektroda u postocima [5] ............................................... 34Tablica 8.Parametri zavarivanja elektrodom Conarc 49C [5]................................... 34Tablica 9.Minimalne dimenzije greke na razliitim metodama kontrole zavara [5] 47Tablica 10.Postotak karakteristinih priprema spoja [5] ........................................... 55Tablica 11.Postotak uporabe karakteristinih postupaka zavarivanja [5] ................ 56Tablica 12.Osnovne karakteristike premaza za svaki dio broda .............................. 60Tablica 13.Usporedni prikaz svojstava shopprimera [5] ........................................ 68Tablica 14.Osnovne karakteristike boje HEMPADUR 45751 [10] ........................... 83Tablica 15.Osnovne karakteristike boje HEMPADUR 15570 [10] ........................... 83Tablica 16.Osnovne karakteristike boje HEMPASIL NEXUS 27302 [10] ................ 84Tablica 17.Osnovne karakteristike boje HEMPASIL 77500 [10] .............................. 85


11/114

1

1. UVOD

Brodske konstrukcije su prema strukturi i geometrijskim znaajkama vrlo

sloeni sustavi za izradu. Meu najvanije procese u izradi brodske konstrukcije

danas zasigurno spadaju tehnologija zavarivanja i tehnologija zatite od korozije.

Zavarivanje, kao proces spajanja metala ima znatan utjecaj na uspjenost

proizvodnje konstrukcijiskih elemenata, posebno brodskog trupa, no bez konkretne

analize teko je rei koliko su efikasni pojedini zavarivaki postupci koji se

uobiajeno koriste za zavarivanje.

Zatita od korozije predstavlja vaan segment u gradnji broda, budui da ga

ona titi od svih uvjeta u kojima e se brod nai tijekom svoje plovidbe. Razvoj

tehnologije zatite od korozije kroz zadnjih 20 godina uvelike je napredovao, te

omoguio brodovlasnicima dui i sigurniji vijek broda, a samim time udovoljio ISO,IMO, SOLAS i MARPOL pravilima.

U daljnjem tekstu, analizirat e se odreeni detalji zavarivanja i zatita od

korozije u predmontai i montai trupa za specifine sekcije broda jaruala

GRADNJE 481. Jaruala su tehniki zahtjevni brodovi, te treba naglasiti, da je ovaj

tip broda specifian sam po sebi, i predstavlja sam vrh tehnolokog dostignua, a

sekcije koje e biti analizirane su sekcije kopaa, odnosno rukekoja brodu slui za

drobljenje morskog dna. Za taj dio brodskog trupa upotrebljava se posebna priprema

za zavarivanje, te specifian sloj boje koja onemoguuje obratanje konstrukcije

morskim organizmima.

Za te e se sekcije prikazati postupci zavarivanja, oblici ljebova, tipovi

zavareni spojeva, postupci kontrole zavara, postupci zatite od korozije sekcija, te

trajanje tehnolokog postupka antikorozivne zatite.

Kao sam zakljuak itave cijeline, dati e se prijedlog poboljanja procesa

zavarivanja i zatite od korozije u fazama predmontae i montae trupa.


12/114

2

2. POSTUPCI ZAVARIVANJA KROZ POVIJEST, TEZAVARIVANJE NA BRODU JARUARU

elja da se metali, dobiveni raznim metalurkim procesima, spoje u

nerazdvojnu cijelinu stara je gotovo koliko i proizvodnja metala, pa se moe rei dase zavarivanje kao nain spajanja metala odavno primjenjuje. Prvi eksperimenti s

elektrinim lukom poeli su davne 1890. godine, ali takav zavar nije zadovoljavao

svojom kvalitetom.

Problem je bio u oksidaciji zone zavara, jer se proces topljenja osnovnog i

dodatnog materijala odvijao u prisutnosti okolne atmosfere, dakle u neposrednom

dodiru s kisikom. Problem je rijeio Oscar Kjelberg 1907. godine kada se elektroda

poela umakati u smjesu raznih minerala pripremljenih u pogodnom obliku.

Izgaranjem te obloge u elektrinom luku razvijali su se inertni plinovi, koji su samjesta topljenja istiskivali zrak i tako titili rastopljeni metal od njegova tetnog

utjecaja.

Kako su potrebe za zavarivanjem i kvalitetom zavara kroz godine bile sve

vee, tehnologija zavarivanja je napredovala. Poelo se s eksperimetiranjem raznih

plinova koji bi titili zavar, ubrzanjem proizvodnje putem raznih poluautomatiziranih i

automatiziranih postupaka, te traenjem to kvalitetnijeg zavara. Pred zavretak

drugog svjetskog rata poinje razvoj i primjena zavarivanja u zatitnim plinovima TIG

(arc-atom s vodikom, te argonarc s argonom ili helijem kao zatitnim plinom). MIGzavarivanje se poinje primjenjivati 1948. kao Sigma postupak (shielded Inert Gas

Metal Arc), a 1953. U bivem SSSR-u se prvi puta primjenjuje MAG postupak s CO 2

zatitnim aktivnim plinom. Iza 1950. se razvijaju mnogi novi postupci zavarivanja, pa

tako 1951. poinju pokuaji zavarivanja pod troskom, 1957. pod snopom elektrona,

1960. ultrazvukom, 1960. laserom, te 1961. plazmom. [2]

U brodogradnji zavarivanje daje svoj poetni doprinos prilikom drugog

svjetskog rata, kada amerika brodogradnja poinje sa izradom Liberty i Victory

brodova koji se grade pod nadzorom klasifikacijskog drutva American Bureau of

Shipping. Kako se rat oduio, otvarala su se nova brdogradilita, a znanje u

zavarivanju bilo je sve vee. Problemi koji su se javljali tijekom brze gradnje brodova

u kojoj su neka amerika brodogradlita porinjavala i do 20 brodova mjeseno, dola

su na vidjelo tijekom koritenja brodova na njihovim rutama, gdje je zbog lomova

strukture dolo do potonua 8 Liberty brodova. Svi su mislili da je problem lomova


13/114

3

bilo zavarivanje, ali se kroz vrijeme otkrilo da je problem bio u eliku koji je imao

previe sumpora i fosfora.

Uz gore navedena napredovanja kroz povijest, danas razlikujemo neke

osnovne postupke zavarivanja: TIG (Tungsten Inert Gas), MAG (Metal Inert Gas),

MIG (Metal Active Gas), te REL (Runo Elektroluno zavarivanje).Danas se golemi napredak koji je zavarivanje kao proces spajanja metala

kroz godine postigao , moe vidjeti na specifinim i zahtjevnim brodovima kao to je

jarualo. Brod zbog svojih specifinosti (od elika poviene vrstoe, do elika velikih

debljina) ima posebne zahtjeve kad je u pitanju zavarivanje. Tako je zavarivaki odjel

brodogradilita morao prijei na dugu vrstu bazinih elektroda, tzv. Kryo 1elektrode,

te posebne prakom punjene ice promjera 1.2 mm za MIG/MAG zavarivanje

tzv.Outershield 81Ni1-H . Obje navedene imaju u svojem sastavu vei udio nikla

koji slui za bolje vezivanje materijala prilikom zavarivanja, a budui da te elektrode

i ice zahtjevaju posebnu smjesu plina, brodogradilite se moralo prilagoditi i novim

zahtjevima, te umjesto dosadanjeg MAG postupka, uvesti instalaciju plina argona

du cijelog brodogradilita i poeti koristiti MIG postupak. Ono to treba dodatno

napomenuti je potreba za veim brojem slojeva prilikom zavarivanja velikih debljina

limova i proces predgrijavanje, a to za sobom donosi i mogunost loeg zavara, pa

je odjel za zavarivanje u tu svrhu odluio uvesti strogu kontrolu zavarivakih radova

(svaka sekcija kopaa provjerava se u 2000 toaka, tko je vrio kontrolu i tko je

zavarivao), ime se dobiva uvid u kvalitetu konstrukcije i kvalitetu samog radnika koji

je zavarivao.

U 21. stoljeu svijet ima potrebu za sve veom koliinom elinih konstrukcija

(od brodogradnje, mostova, zgrada...itd), te uz svakodnevno natjecanje za sve veim

i sofisticiranijim konstrukcijama, zavarivanje postaje sve vanije i sve kompleksnije,a

to za sobom nosi i stalno unaprijeenje procesa zavarivanja novim tehnologijama i

novim materijalima.


14/114

4

2.1. OPENITO O PROJEKTU JARUARA

Brodovi jaruari ugovoreni su sa lukseburkom kompanijom Dredging and

Maritime Management S.A. Luxemburg koja je inae dio Jan De Nul Grupe, a ugovor

se smatra jedinstvenim budui da u svijetu jo nikad nisu potpisana 4 broda jaruarau seriji ve je to uvijek bilo ogranieno na maksimalno dva broda. Danas u svijetu

postoji svega pet takvih brodova, a uljanikova novogradnja iznimna je i naprednija u

mnotvu elemenata od postojeih slinih brodova-strojeva. Rije je o tehniki

iznimno kompleksnim brodovima koji slue za produbljivanje plovnih putova,

odnosno izgraivanje obala, umjetnih otoka ili produbljivanje obala, a navedeni e

brod moi raditi do 36,6 metara dubine mora. Slui za jaruanje (kopanje i istodobno

usisavanje) nataloenog pijeska, krutog podmorja, stijena i slinih taloga morskog

dna. Iskopani materijal iskrcava preko lijeve ili desne sohe na bare ili putem vrtuljkana plutajui cjevovod do kopna i do desetak km udaljenosti. Slika 1. prikazuje brod

jaruar prilikom porinjavanja.

Slika 1.Porinjavanje broda jaruara, Brodogradilite Uljanik, Pula, travanj 2010.


15/114

5

Brod ima tri motora tipa MAN Diesel A.G. 6L48/60 7.200 kW//500 o/min koji

pogone 3 glavna izmjenina generatora, svaki snage od 7.200 kW na naponu 6,6kV.

Dug je 138,50 metara, irok 26 i visok od 8,80 do 12,20 metara, uz nosivost od

2.200 tona pri gazu od 5,75 metara. Ogromna snaga od 21 MW, koja bi bila dovoljna

za opskrbu elektrinom energijom manjeg grada od 25 tisua stanovnika, troi se narad opreme za jaruanje, od koje su najvei potroai tri ogromne crpke, svaka

snage 5 MW. Brod razvija 13 vorova brzine s dizel-elektrinom propulzijom, pri

emu se brod pogoni sa dva elektromotora svaki snage 3,5 MW.

Klimatizirane nastambe iznad meupalublja na krmi i iznad glavne palube

predviene su za 46 osoba. Na otvorenoj palubi ugraena je jedna hidraulina

dizalica kapaciteta 2 x 350 kN i jedna hidraulina dizalica za rezervne dijelove

kapaciteta 10 kN.

Ugovor za gradnju Ibn Battute potpisan je 16. oujka 2007. godine, kobilica je

poloena koncem 2008. godine, a u more je porinut poetkom kolovoza 2009.

Godine, dok je primopredaja izvrena u 5 mjesecu 2010. godine Sloenost broda,

budui da je ipak rije o jedinstvenom brodu u svojoj klasi, diktirala je dinamiku

gradnje i vese sada prema pokazateljima moe rei da e ostala tri broda iz serije

biti izgraena u znatno kraem roku.

Nakon isporuke svi e brodovi ploviti pod zastavom Luxemburga. Slika 2. prikazuje

model broda jaruara.

Slika 2.Model broda jaruara [5]


16/114

6

2.2. NAPRAVE KOJE SE KORISTE U ZAVARIVANJU NA BRODUJARUARU

Kako bi uope pristupili zavarivanju, treba uz bilo koji postupak (bio to REL,

TIG, MAG, MIG ili EPP) osim osnovnih dijelova opreme za zavarivanje, imati i

pomone naprave za pripajanje, stezne naprave, naprave za osiguranje od

prokapavanja zavara, metalne podloke, te podloke od praha. Ono to treba uzeti u

obzir kad se govori o ovom specifinom brodu, je da ovaj brod ima limove koji

nerijetko prelaze debljine od 30 mm to u prvi plan stavlja predgrijavanje limova, koje

je nuno za zavarivanje limova tako velikih debljina. Kad je u pitanju kopa broda,

valja napomenuti da je tonost prilikom izrade prebaena u strojarske tolerance, a to

zahtjeva i jednu napravu koju zavarivaki odjel u brodogradilitu naziva klavirska

ica.

Naprave za pripajanje su naprave s kojima se predmeti dovode u propisan

meusobni poloaj za samo pripajanje ili pripajanje i kasnije zavarivanje. Rubovi se

postavljaju i odravaju u odreenim razmacima i ravninama, odnosno, vri se

kvalitetna priprema lijeba za zavarivanje ime se osigurava i kvaliteta izvoenja

samog zavara. Napravom se ujedno u velikoj mjeri spreavaju deformacije.

Stezne naprave sprijeavaju deformacije zavarenih proizvoda. Pritiskivaem se

onemoguavaju pomaci, pa su ukupne deformacije nakon vaenja zavarenog

proizvoda iz naprave male. Ovakve naprave slue ponekad ujedno za predsavijanje

ili postavljanje elemenata u suprotan smijer od oekivanih deformacija. Elastino

vraanje nakon vaenja iz naprave dovodi predmet u eljeni poloaj. Svrha naprave

je ukruivanje izratka, to moe uzrokovati pojavu pukotina pri zavarivanju.

Naprave za osiguranje od prokapavanja. Najee se koriste podloge u korijenu

zavara, koje omoguuju kvalitetno provarivanje korijena, visoku proizvodnost, te da

prilikom jednostranog zavarivanja kvaliteta zavara bude jednaka sa strane korijena

zavara i lica zavara. Takoer su mogua zavarivanja s jaim strujama. Za to se

koriste razliite podloge kao to su:


17/114

7

1. Cu podloke

2. Keramike podloke

3. Metalne podloke

4. Podloke od praha

1. Cu podlokese koriste veinom na panel linijama jer zbog svojih dimenzija nisu

primjerene zavarivanju na montai. Mogu se hladiti vodom kao to je prikazano na

slici 3.

Slika 3.Bakrena podloka [2]

2. Keramike podlokemogu se primjenjivati na razne naine. Na ovom se brodu

najee koristi kruna keramika, budui da je najadekvatnija za priprememe

spojeva K i Xoblika. Keramika tijela duine 20 do 100 mm se dre uz izradak

pomou ljepljive trake. Keramike podloke se mogu primjenjivati za REL, EP i

zavarivanje u zatitnim plinovima. Nalije zavara je glatko i ljebljenje nije potrebno.

Slika 4. prikazuje vrste keramikih podloka

Slika 4.Vrste keramikih podloka [2]

3. Metalne podloke letve, trake prikazane su slikom 5. Limene trake se pripajaju

na korijenskoj strani zavara za omoguavanje sigurnog provarivanja. Materijal traka

treba biti to sliniji osnovnom materijalu ili jo bolje zavarljiv. Ne smije se koristiti

materijal nepoznatog porijekla. Ako ne smeta u eksploataciji zavarenog proizvoda,

traka moe ostati zavarena ili se odstranjuje pneumatskim dijetlom, rezanjem,

bruenjem ili lijebljenjem.


18/114

8

Slika 5.Oblici metalnih podloka [2]

4. Podloke od praha. Sloj praha titi i podupire kupku korijenskog zavara. Visina

sloja mora biti dovoljna da se sav prah za zavarivanje ne rastali. Upotrebljavaju se

razliite vrste podloki od praka prikazane na slici 6.

Slika 6.Podloke od praha [2]


19/114

9

Naprava klavirska icaje ica koju prilikom zavarivanja nategnemo kroz odljevke

na kopau (njima je kopa spojen s brodom i oni slue kao osi rotacije prilikom

podizanja i sputanja kopaa u

more). Treba napomenuti da

prilikom zavarivanja, tj. uvoenjatopline u konstrukciju dolazi do

deformacija pa nam tu ica slui da

kod zavarivanja znamo gdje je

centar odljevka, te na taj nain

prilagoavamo uvoenje topline u

konstrukciju kako bi odljevak ostao

centriran. Slika 7 prikazuje rupe kroz

koje se provlai klavirska ica

(imaginarno prikazana svijetlo

plavom bojom)

Slika 7.klavirska ica koja se koristi za centriranje odljevaka Brodogradilite Uljanik, Pula

Oprema i ureaji za predgrijavanje. Budui da je na spomenutom brodu veina

osnovnih materijala debljine vee od 30 mm, potrebno je provoditi predgrijavanje.

Predgrijavanje je zapravo zagrijavanje (prije zavarivanja) do odreene temperature

radnog dijela ili zone gdje e se vriti zavarivanje. U toku zavarivanja, prema

potrebi, vri se dodatno zagrijavanje, odnosno odrava zahtjevana temperatura

predgrijavanja. U ovom sluaju, predgrijavanje se vri zato to su materijali koje

koristimo velikih debljina i jako ukrueni, te je potrebno predgrijavanje mjesta

zavarivanja radi smanjenja naglog odvoenja topline, postepenijeg hlaenja i

stezanja, a s time i djelominog smanjenja naprezanja u zavarenom spoju.

Temperatura predgrijavanja ne smije biti previsoka niti preniska, mora biti

jednaka za cijelo vrijeme zavarivanja. Budui da proizvoai materijala koji bi trebali

dati upute o temperaturi predgrijavanja esto ne daju tone upute, brodogradilita su

sklona sama sebi odrediti temperature na osnovu izraunavanja ekvivalenta ugljika

ili tzv. C ekvivalenta. to je C ekvivalent vei, vea je vrstoa, a manja je

zavarljivost. Formulom je prikazano izraunavanje C- ekvivalenta, dok je tablicom 1

prikazan utjecaj C- ekvivalenta na zavarljivost.


20/114

10

Formula je:

Tablica 1.Zavarljivost na osnovu poveanja C- ekvivalenta [2]

C - EKVIVALENT ZAVARLJIVOST

ISPOD 0.35 IZVRSNA

0.35 - 0.40 VRLO DOBRA

0.42 - 0.45 DOBRA

0.46 - 0.50 DOVOLJNA

PREKO 0.50 SLABA

Nakon to se element zavari, prelazi se na fazu odarivanja, tj. toplinske obrade

zavarenog spoja koja se vri nakon zavarivanja, tako da se cijela konstrukcija ili

odreena zona postepeno zagrijava na odreenu temperaturu (550 - 650C) te tako

postepeno hladi. Kako ne bi dolo do brzog hlaenja na temperaturi okoline,

potrebno je kontrolirano zagrijavati lim da se postigne ravnomjerno odarivanje. Na

taj se nain dolazi do smanjenja zaostalih naprezanja u zavarenom spoju. Odareni

zavareni spoj sa smanjenim zaostalim naprezanima manje je sklon pukotinama ilomovima konstrukcije u eksploataciji. Tablica 2. prikazuje temperature do kojih

predgrijati lim odreene debljine, te kako pristupiti zavarivanju. Iz tablice je vidljivo da

svi limovi debljine vee od 30 mm moraju biti predgrijani, te je oita razlika izmeu

zagrijavanja elika obine i poviene vrstoe.


21/114

11

Tablica 2.Temperature predgrijavanja limova [5]

Predgrijavanje se vri pomou: 1. Elektro otpornih ureaja

2. Elektro induktivnih ureaja

1. Elektro otporni ureaji su stanice koje omoguuju dovod izmjenine struje od 60ili 80V za napajanje razliitih vrsta niskonaponskih ogrijevnih elemenata, a takoer

mogu sluiti kao izvor izmjenine struje od 115V za rasvjetu, grijanje itd.

Sastoje se iz jednog trofaznog transformatora, koji se hladi prirodnim zrakom,

a smjeten je u kuitu s kotaima. Stanice reguliraju sekundarni izlaz za rad s 3 ili 6

kanala. Izlazni kanali reguliraju se s pomou regulatora energije i regulatora


22/114

12

temperature, ali mogua je i vanjska regulacija iz bilo kojeg prikladnog regulatora ili

programatora. Svaki kanal ima svoj vlastiti dvopoloajni prekida za automatsko ili

runo upravljanje, tako da svaka kombinacija kanala moe raditi bilo sa automatskim

ili s runim nainom.

Slika 8 i 9.Grijai za elektro otporno predgrijavanje i elektro otporni ureaj za predgrijavanje,Brodogradilite Uljanik, Pula

Princip rada sa ovim ureajima je kompliciran, i potrebno je usavravanje odreenog

broja radnika za rukovanje tim ureajima. Prije poetka slaganja, potrebno jeodabrati koji e se grijai koristiti, zatim ih postaviti oko zavara, te nakon toga obloiti

izolacijom kako bi sprijeili rasipanje topline eljenog lima, te kako radnik nakon

zagrijavanja ne bi dobio opekline

prilikom zavarivanja. Jo jedan od

razloga za stavljanje izolacije je i

kako bi mu se ublaili uvijeti rada

u tako zagrijanom prostoru. Zbog

kompliciranosti ureaja, teutjecaja temperature na zdravlje

ljudi, u brodogradilitu su skloni u

svim moguim sluajevima

Slika 10.Dio opreme za elektrootporno predgrijavanje, Brodogradilite Uljanik, Pula


23/114

13

koristiti elektro induktivni ureaj umjesto elektro otpornog. Slikom 8, 9 i 10 prikazani

su grijai kojima se vri elektro otporno predgrijavanje, te ureaj za isto. Kao to se

vidi iz priloenog, grijai su razliitih dimenzija, zatieni izolacijom i kontrolirani TC-

parovima. TC parovi nam slue kako bi u svakom trenutku imali kontrolu nad

predgrijavanjem koje vrimo.

2. Elektro induktivni ureaji prikazani slikom 12 i 13su sistemi kojima je mogue

predgijavanje veom brzinom, a frekvencija im varira od 8 12 KHz, dok je nain

predgrijavanja puno laki i bezbolniji za ljude koji nakon toga moraju zavarivati taj dio

konstrukcije.

Prije poetka predgrijavanja, procjenjuje se koju veliinu kabla moemo

iskoristiti od moguih, koji su duljine 20 i 50 metara, te se zatim isti namotavaju na

mjesto predgrijavanja. Ono to treba napomenuti je da se prilikom slaganja trebapripaziti da se kabel slae uvijek u istom smjeru, te da se ne ispreplee jer to ureaj

prepoznaje kao greku, te nije mogue izvriti predgrijavanje. Kablovi prikazani

slikom 11. sastoje se od dva dijela u kojem s unutarnje strane struji elektroinduktivni

napon, dok sa vanjske strane struji tekuina. Slijedei korak je upucavanje TC- para

Slika 11.Presijek kabla za elektro induktivno predgrijavanje [6]

radi kontrole temperature, nakon ega slijedi postavljanje magneta na povrinu koju

grijemo. TC-par je kontrolna naprava koja ureaju alje informaciju o postignutoj

temperaturi lima, te time koordinira daljnje zagrijavanje ili odarivanje. Kada je

procedura postavljanja zavrena, ureaj se starta i provjerava protonost tekuine

koja struji vanjskom oblogom, ako je sve u granicama, u printer se upisuju parametri

predgrijavanja, tj. :


24/114

14

1. Brzina zagrijavanja (100C na sat je maksimum)

2. Zadana temperatura

3. Vrijeme odravanja

4. Brzina hlaenja (oko 30C / satu)

Prednosti ovog ureaja su:

- Velika povrina grijanja

- Velike mase

- Brzine zagrijavanja (od 20-30C / satu)

- Pristup predgrijanom mjestu (kod elektro otpornog ima mnogo kablova, pa je

mogunost prilaza puno tea)

- Brzina montae

- Puno je efikasniji za valjkaste oblike

Nedostaci ovog ureaja su:

- Jedna kontrola temperature

- Nemogunost grijanja malih povrina

- Oteano grijanje limova razliitih debljina

Slika 12 i 13.Ureaj za elektro induktivno predgrijavanje, te temperatura predgrijavanja odljevka [6]


25/114

15

2.3. TIPOVI ZAVARENIH SPOJEVA

U brodogradnji najee razlikujemo tri tipa zavarenih spojeva koji su prikazani

slikom 14. a to su:

1. Sueoni spoj

2. Kutni spoj

3. Preklopni rubni spoj

Slika 14.Osnovni tipovi spojeva [2]

Zavarivanja kopaa broda koji e u daljnjem tekstu biti obraen, po strukturi iosnovnim tipovima zavarenih spojeva ne razlikuje se od drugih brodova, i dalje

najei tipovi spojeva su kutni spojevi kojim se zavaruju HP profli, trake, koljena i

ostali mali elementi dok se sueoni spojevi koriste na panel linijama kada

zavarujemo panele. Ono to je kod ovog broda specifino je to su debljine limova

vee, i to se spajaju esto limovi razliitih debljina. Kod zavarivanja takvih spojeva


26/114

16

najvanije je dobro napraviti korijen, i nakon toga polako i precizno popunjavati

zavar.

Ono to se kod ovog broda da uoiti je da se zbog navedenih debljina limova

ee koriste K i X spojevi kojima lake stvaramo korijen zavara koji je od

krucijalne vanosti kod ovakvih debljina.

Svaki od tih osnovnih tipova spojeva ima svoje podtipove:

1. sueljeni spojevi su spojevi kod kojih se elementi spajaju suelice. Priakzani su

slikom 15. gdje razlikujemo I spoj, V spoj, 1/2V spoj, Y spoj, K spoj, te X spoj.

Slika 15.Vrste i oblici sueljenih spojeva [2]

2. kutni spojevi su spojevi kod kojih se elementi spojeva spajaju pod odreenim

kutom najee pod kutom od 90. Slika 16. Prikazuje razliite kutne spojeve kod

kojih u brodogradnji u najveem postotku spadaju kutni T spojevi bez pripreme.

Slika 16.Vrste i oblici kutnih spojeva [2]

3. preklopni spojevi su spojevi kod kojih se elementi spoja spajaju u preklop i

prikazani su slikom 17.

Slika 17.preklopni spoj [2]


27/114

17

Zavareni spoj predstavlja cjelinu koja nastaje nakon zavarivanja i obuhvaa dijelove

radnih komada koji se zavaruju. Svojstva zavarenog spoja u pravilu su ista ili bolja

od svojstva osnovnog materijala za zavarivanje. Slika 18. prikazuje neke osnovne

elemente zavarenog spoja u koji spadaju: lice zavara, zona taljenja ili metal zavara,

zona utjecaja topline, nalije zavara, nadvienje u korijenu zavara, rub zavara,granica taljenja (linija staljivanja), penetracija, irina zavara, te nadvienje lica

zavara.

Slika 18.Osnovni elementi zavarenog V i Y spoja [2]


28/114

18

2.3.1. OBLICI LJEBOVA I OZNAAVANJE SPOJEVA NA NACRTIMANA BRODU JARUARU

Priprema spojeva za zavarivanje(priprema lijeba) podrazumjeva pripremu

rubova elemenata koji e se spojiti zavarivanjem. Oblik lijeba koji e se primjeniti

ovisi o:

1. debljini osnovnog materijala

2. vrsti osnovnog materijala

3. postupku zavarivanja koji e se primjeniti

4. poloaju zavarivanja

5. vrsti zavarenog spoja

Prilikom izvoenja lijeba, postoje zahtjevi za kvalitetu spoja koje treba zadovoljiti:

1. izvesti ga onako kako je predvieno standardom

2. bez udubljenja i izboina

3. bez oksida i masnoa

4. bez vlage

Oznaavanje zavarenih spojeva propisano je Standardom ili Normom, bilo

da se radi o meunarodnom Standardu ili meunarodnoj Normi. Za oznaavanje

zavarenih spojeva u brodogradilitu se koristi standard SB 70569, ali posebno za

ovaj tip broda napravio se potpuno obnovljen standard SB 71271 koji ukljuuje

dodatne postupke zavarivanja. U standardu su definirane oznake, dimenzije limova

na osnovu kojih se koristi odreeni postupak i lijeb, te shematsko prikazivanje u

brodogradnji. Oznaka zavarenog spoja u pravilu sadri:

1. osnovnu oznaku

2. dopunsku oznaku

3. kombinacija osnovne i dopunske oznake

4. glavne mjere i nain upisivanja na crteima5. mjesto oznaavanja na nacrtima

6. dimenzije zavarenog spoja

7. oznaku postupaka zavarivanja


29/114

19

U tablici (U PRILOGU) biti e prikazan standard SB 71271 (dostupan iz uljanikove

arhive) koji se koristi u dokumentaciji GRADNJE 481 u kojem su definirani tipovi

ljebova sa pripadnim nainom izvedbe, te oznakom na nacrtima. Tipovi ljebova

(AI-1, AI-2, AY-1, AY-2, AX, AF-1, PAY, PAX, PA-1, PA-2, EGi) zavaruju se

automatom ili kombinacijom automata i poluatuomata, ali se razlikuju tipom ljeba iprimjenjuju se za razliite debljine. (PY-1, PY-2, PT-1, PT-2, PT3, PT-4, PT-5, PF-2,

PVK-1, PVK-2, PXK-1, PXK-2,PK-1 I PK-2) zavaruju se poluautomatom, a primjena

im je takoer odreena debljinom lima. Kutni tip zavara a moe se zavarivati runo,

poluatomatski ili automatski i nije ogranien debljinom lima. Runo se zavaruju tipovi

(RV-1, RV-2, RX-1, RX-2).

Odreene tipovi ljebova definirani su dodatnim oznakama:

- Si znai da je stanjenje ruba lima potrebno izvesti na strani gdje nema

ukrepnih elemenata odnosno na strani suprotnoj strani trasiranja

- Su znai da je stanjenje ruba lima potrebno izvesti na strani gdje ima

ukrepnih elemenata odnosno na strani trasiranja

- i znai da se lice ljeba mora izvesti na strani gdje nema ukrepnih

elemenata odnono na strani suprotnoj strani trasiranja

- U - znai da se lice ljeba mora izvesti na strani gdje ima ukrepnih

elemenata odnosno na strani trasiranja


30/114

20

2.4. POSTUPCI ZAVARIVANJA U BRODOGRADNJI

2.4.1. ELEKTROLUNO ZAVARIVANJE TALJIVOM ICOM U ZATITIINERTNOG PLINA (MIG/MAG)

Elektroluno zavarivanje taljivom elektrodom u zatitnoj atmosferi plina jepostupak zavarivanja taljenjem (prikzan slikom 19 i 20), gdje se elektriki luk

uspostavlja i odrava izmeu taljive ice i radnog komada koji se zavaruje.

Slika 19 i 20.Princip rada MIG/MAG postupka zavrivanja, zavarivai koji izvode MIG zavarivanje upogonu predmontae Brodogradilita Uljanik, Pula [6]

Zbog utjecaja topline elektrikog luka tali se ica (koja se dovodi konstantnom

brzinom) i osnovni materijal na mjestu zavarivanja, ime se ostvaruje zavareni spoj.

Proces se odvija u zatitnoj atmosferi koju omoguuje plin ugljini dioksid (CO2),

argon (Ar) ili mjeavine plinova. Ovim postupkom se mogu zavarivati svi

komercijalno znaajni materijali, kao npr. konstrukcijski elici, nehrajui elici,

vatrootporni elici, aluminij i njegove legure, bakar i njegove legure, raznorodni

metali itd.

Prilikom zavarivanja, moe se koristiti puna ili prakom punjena ica. Ubrodogradilitu se ustanovilo da je prakom punjena ica bolji odabir budui da je

koliina nataljenog metala u jedinici vremena vea, smanjuje se mogunost greaka,

manje je prskanja, te prilikom mjenjanja poloaja nije potrebno mjenjati parametre

zavarivanja. Prakom punjenoj ici je nedostatak to ima veu koncentraciju koliine

topline, te je koliina plinova razvijenih iz praka vea.


31/114

21

2.4.1.1. OSNOVNI DIJELOVI UREAJA ZA MIG/MAG ZAVARIVANJE

Ureaji za MIG/MAG zavarivanje u principu se sastoje od izvora struje,

sustava za dodavanje ice, sustava za upravljanje protokom zatitnog plina,

upravljakog sustava, gorionika (pitolja za zavarivanje), sustava za hlaenje

gorionika tekuinom. Po svojoj sloenosti mogu biti vrlo jednostavni pa sve do

programabilnih ureaja s ugraenim raunalom i velikom bazom podataka

parametara zavarivanja. Odabir ureaja zavisi o primjeni, zahtjevima korisnika te

naroito o financijskim mogunostima .

Prema konstrukciji prikazanoj na slici 21. ureaji se dijele na:

- kompaktne ureaje, kod kojih su svi dijelovi smjeteni u jednom kuitu

- modularne ureaje, kod kojih su izvor struje i ureaj za dodavanje ice s

pripadajuim upravljanjima u odvojenim kuitima

Slika 21.Kompaktni i modularni ureaji [6]


32/114

22

2.4.1.2. VANIJI PARAMETRI ZA ZAVARIVANJE MIG/MAG POSTUPKOM

Glavni parametri kod MIG/MAG zavarivanja su:

- napon zavarivanja (U), koji se tijekom zavarivanja orijentacijski kree od 16 do

28V;

- jakost struje zavarivanja (I), koja se pri zavarivanju kree ovisno o promjeru i

brzini ice za zavarivanje (orijentacijske vrijednosti 80 do ak 250A)

- brzina zavarivanja (v), koja se kree ovisno o primjenjenoj tehnici zavarivanja

(povlaenje ili njihanje), promijeru ice za zavarivanje i parametrima

zavarivanja orijentacijski od 2 do 4 mm/s

Napon praznog hoda je najee 60V. Stupanj iskoritenja energije za taljenje 0.75

0.85. Literatura navodi da postoji moderna varijanta MIG/MAG postupka, tzv. TIME

postupak gdje su vrijednosti napona, struje i brzine zavarivanja (ali i promjera ice za

zavarivanje) znaajno vee u odnosu na klasini MIG/MAG. Tako su npr. za icu

promjera 2,5 mm registrirane srednje vrijednosti parametara zavarivanja: U= 40V, I=

420A. Ako MIG/MAG zavarivanje primjenimo na kopau GRADNJE 481, te uz

karakteristine ice (outershield 81Ni1-H, te outershield 71M-H) imamo okvirno

parametre prikazane tablicom 3.:

Tablica 3.Parametri zavarivanja MIG/MAG postupkom [5]

ICA NAPONzavarivanja

STRUJAzavarivanja

Vice Vzavarivanja

PP 1.2 mm Outershield 81Ni1-H 23-26 V 170-240 A 7-10 m/min 19-25 cm/min

PP 1.2 mm Outershield 71M-H 26-28 V 170-240 A 7-9 m/min 19-25 cm/min

2.4.1.3. SUSTAVI I UREAJI ZA DODAVANJE ICE

Za dodavanje ice se najee koriste dva naina:

- ica se kontroliranom brzinom gura pomou pogonskih kotaia kroz vodilicu

ice u gorioniku do samog mjesta zavarivanja. Ovaj sustav je poznat pod

imenom push, a komercijalno je kod nas poznat jo i kao A10. Kontrolirana

brzina osigurava se elektroniki reguliranim istosmjernim motorom, siguran

pogon osigurava sa 2 ili 4 pogonska kotaia (valjka), koji icu vode i guraju


33/114

23

kroz kalibrirane utore (oblika V, U ili nazubljeni) ije dimenzije i oblik ovise o

materijalu i promjeru ice. Pogonski sustav se kod kompaktnih ureaja

ugrauje u zajedniko kuite, a kod modularnih ureaja u posebno kuite

ureaja za dodavanje ice.

Ovaj nain omoguava efikasan rad s icama promjera 0,6 2,4mm zaelike, 1,2-2,4mm za aluminij i njegove legure, te 1,0-2,4mm za prakom

punjene ice. Za eline ice je vodilica u gorioniku elina (spiralna), za

nehrajui elik i aluminij su vodilice najee teflonske.

Dodavanje ice guranjem koja je prikazana slikom 22. omoguava sigurno

dodavanje na udaljenostima 3-4m od izvora i danas se najee koristi u

praksi.

Slika 22.Dodavanje ice guranjem [6]

- Slikom 23. prikazana je ica koja se kontroliranom brzinom gura (push)

pomou pogonskih kotaia kroz vodilicu ice do pogonskih kotaia u

gorioniku, koji ih vue (pull) do mjesta zavara. U ovom sluaju drugi

pogonski motor se nalazi u ruki gorionika, a po svojoj izvedbi moe biti

elektriki ili zrani. Sustav je poznat pod imenom Push-pull, a komercijalno

kod nas kao A9. Prednost ovog sustava je stalna zategnutost ice u vodilici,

to omoguava sigurno dodavanje i kod ica manjih promjera (0,8mm) i na

udaljenostima do 15m od izvora. Mana postupka je njegova cijena i teina

sustava gorionik/kabel, naroito kod veih struja i udaljenosti, stoga se on

danas koristi uglavnom kod zavarivanja aluminija i njegovih legura na

konstrukcijama gdje druga rjeenja nisu mogua.


34/114

24

Slika 23.Dodavanje ice push-pull [6]

Obzirom da je zavarivanje na veoj udaljenost i od izvora jedan od standardnih

tehnolokih problema u zavarivanju koji su vezani za sustav dodavanja ice, navode

se samo neka od najee koritenih rjeenja koja su prikazana slikom 24.:

- Odvajanjem ureaja za dodavanje ice od izvora, ime se bez problema

postiu udaljenosti i do 30m. Problem predstavlja teak paket kablova koji je

nezgodan za pomicanje i osjetljiv na mehanika oteenja. Ovaj nain je

standardno u primjeni u brodogradnji i strojogradnji.

- Ugradnja tzv. meustanice izmeu izvora i gorionika. Meustanica je

ustvari jo jedan dodavakoji povlai icu iz dodavaa na izvoru i gura je kroz

gorionik. U ovom sluaju brzine iz dodavaa izvora i meustanice moraju biti

sinhronizirane, sustav omoguava udaljenosti i do 50m. Problem i ovdjepredstavlja teak paket kablova koji je nezgodan za pomicanje i osjetljiv na

mehanika oteenja, te ureaj meustanice koji je i skup i zahtijeva poseban

matini ureaj za dodavanje ice. Ovaj nain je u primjeni uglavnom u

brodogradnji.

- Koritenjem posebne izvedbe gorionika tzv. spool gun, kod kojeg se pogon

nalazi u ruki gorionika kao kod push-pull sustava, ali je i ica na manjem

kolutu takoer smjetena na ruki gorionika. Kolut sa icom je promjera

100mm i moe sadravati najvie 1kg ice. Iz ovog je vidljivo da se ovaj nain

koristi samo za male promjere ice i to preteno za aluminij (0,6-1,0mm).

Ovim nainom postiu se udaljenosti od izvora do 15m bez veih problema, a

i paket kablova nije teak.


35/114

25

Slika 24.Poveanje udaljenosti zavarivanja odvajanjem dodavaa [6]

2.4.1.4. PITOLJI ZA MIG/MAG ZAVARIVANJE

Uobiajeni nazivi dolaze iz njemakog i engleskog govornog podruja:

Gorionik za zavarivanje: Schweissbrenner, Welding torch

Pitolj za zavarivanje: Schweisspistole, Welding gun

Gorionik je zavarivaev osnovni alat kod MIG/MAG zavarivanja, vrh gorionika sepraktino nalazi skoro u elektrinom luku, to znai da je on izloen vrlo velikim

toplinskim naprezanjima. Sastoji se od ruke gorionika, paketa kablova i centralnog

prikljuka na ureaj.Kroz gorionik prolazi ica za zavarivanje, struja, zatitni plin,

upravljaki signali, a ponekad i rashladna tekuina, ukoliko je takva izvedba

gorionika.

Gorionik kao element ureaja prikazan slikom 25. spada u opremni materijal, a kod

njega samoga postoje potroni dijelovi (kontaktna vodilica, plinski razdjelnik, plinska

sapnica, vodilica ice) koji se mijenjaju po potrebi, ovisno o reimu rada i zavarivau.

Slika 25.Tipovi gorionika [6]


36/114

26

2.4.1.5. DODATNI MATERIJAL ZA ZAVARIVANJE (ICE)

Dodatni materijali se u procesu zavarivanja rastaljuju , te zajedno s talinom

osnovnog materijala ine zavareni spoj. Svojim kemijskim sastavom utjeu na

zavarivake i metalurke procese, te osiguravaju odgovarajuu kvalitetu zavarenog

spoja (ili navara).

Kod MAG zavarivanja, dodatni materijali su u obliku ica namotanih na kolutove

standardiziranih oblika i dimenzija prikazano tablicom 4.:

Tablica 4.Standardizirani kolutovi ice za MIG/MAG postupak [5]

Oznakakoluta

Vanjski promjer(mm)

irina koluta(mm)

Promjer rupe(mm)

Teinakoluta ice

(kg)

D100 100 45 16,5 1,0

D200 200 55 50,5 5

D300 300 103 51,5 15

ice za MIG/MAG zavarivanje se izrauju kao pune i prakom punjene,

standardiziranih promjera (mm) kao to je definirano tablicom 5.:

Tablica 5.Standardizirani promjeri ica (u milimetrima) za MIG/MAG zavarivanje [5]

Pune ice 0,6 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,4

Punjeneice

0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2

ica mora biti posebnog kemijskog sastava. Tipino joj se dodaju 0,7-1,0% silicija

(Si) i 1,3-1,6% mangana (Mn), koji sudjeluju kao dezoksidanti u kemijskoj reakciji s

CO2i argonom koja se dogaa u elektrikom luku. ice su kao i veina ostalih stvariu zavarivanju standardizirane meunarodnim i nacionalnim standardima, prema tim

standardima su ice obino i prikazane u katalozima proizvoaa dodatnih

materijala. Nain standardnog pakiranja ica za MIG/MAG zavarivanje prikazan je

slikom 26, dok je kemijski sastav ica koje se koriste za brod jaruar prikazane

tablicom 6.


37/114

27

Slika 26.Standardni oblici pakiranja ice za MAG postupak [6]

Tablica 6.Kemijski sastav ica u postocima [5]

ICA C Mn Si P S Ni

PP 1.2 mm Outershield 81Ni1-H1 0,05 1,4 0,2 0,013 0,01 0,95

PP 1.2 mm Outershield 71M-H2 0,05 1,3 0,4 0,015 0,01 -

2.4.1.6. PRIMJENA MIG/MAG POSTUPKA ZAVARIVANJA

MIG/MAG postupak ima iroke mogunosti primjene: kod proizvodnih

zavarivanja, navarivanja i reparaturnog zavarivanja veine metalnih materijala. Ima

prednost pred REL zavarivanjem sa stajalita ekonominosti (vie kilograma/

depozita na sat budui da nema zastoja za izmjenu elektroda kao kod REL

postupka, te manje ienje zavara). Primjenjuje se za zavarivanje limova i cijevi

debljine od 1 mm obino do debljine 20 mm (u nekim sluajevima i daleko iznad tih

debljina, kada je ekonomski i tehnoloki opravdana primjena MIG/MAG postupka).

Kod veih debljina osnovnog materijala i vee duljine zavarenih spojeva

ekonominije je koristiti EP postupak (samostalno ili u kombinaciji sa MIG/MAG ili

REL postupkom, npr. za provarivanje korijena). MIG/MAG postupak je izvorno

poluatomatski postupak, ali se vrlo esto koristi kao automatski i robotizirani

postupak zavarivanja.

1,2Outershield je ica punjena rutilnim prakom, oznake 81N1-H ili 71M-H, a naziv proizvoaa jeLincoln Smithweld B.V.


38/114

28

Prednosti MIG/MAG zavarivanja:

- Razvijen dovoljno irok spektar dodatnih materijala za zavarivanje

- Manja cijena opreme za zavarivanje (ureaja za zavarivanje) u odnosu na EP

postupak zavarivanja (ali ipak neto vea u odnosu na REL postupak)

- Pogodan za pojedinanu i masovnu proizvodnju, te reparaturna zavarivanja- Mogunost zavarivanja u svim poloajima zavarivanja

- Manji gubici vremena zavarivaa (nema izmjene elektrode kao kod REL

zavarivanja, manje ienje zavara)

- Pogodan za automatizaciju i robotizaciju

- Kvalitetan zavar i dobra mehanika svojstva zavara

Nedostaci su:

- Kvaliteta zavara jo uvijek ovisi o vjetini zavarivaa ovjeka kod

poluautomatskog zavarivanja (ali ipak ne toliko kao kod REL zavarivanja)

- Dolazi do jakog bljeskanja pri zavarivanju, pri zavarivanju se oslobaaju

plinovi pa je potrebna dobra ventilacija prostora

- Dugotrajni rad moe ostaviti tetne posljedice na zdravlje zavarivaa (reuma,

oteenja dinog sustava....)

Prednosti prakom punjene ice u odnosu na punu icu:

- Velika koliina nataljenog metala u jedinici vremena- Mogunost zavarivanja u svim poloajima bez promjene parametara

- Manje prskanje za vrijeme zavarivanja i bolji vizuelni izgled zavara

- Bolja stabilnost procesa zavarivanja

- Bolja mehanika svojsta zavarenog spoja, posebno svojstvo ilavosti

Nedostaci prakom punjene ice u odnosu na punu icu:

- Preveliko zraenje topline prilikom zavarivanja

- Posebno jak elektrini luk- Velika koliina plinova razvijenih iz praka


39/114

29

2.4.2. RUNO ELEKTROLUNO ZAVARIVANJE (REL)

Runo elektroluno zavarivanje, ili skraeno REL je postupak runog

zavarivanja, gdje se izmeu obloene elektrode i metala koji zavarujemo stvara

elektrini luk. Elektrini luk daje energiju koja topi metal koji zavarujemo (osnovni

materijal) i obloenu elektrodu (dodatni materijal), stvarajui zavareni spoj.

Princip postupka runog elektrolunog zavarivnaja sastoji se u tome da

elektrini luk gori izmeu metalne obloene elekrode, koja se tali i osnovnog

materijala. Elekrina energija za ovaj postupak dolazi iz izvora koji moe biti

transformator, ispravlja (diodni, tiristorski ili invertorski) ili pretvara. U el. luku

elektrina energija se pretvara u toplinsku koja je potrebna za taljenje. Taljenjem

jezgre i obloge elektrode stvara se odgovarajua koliina rastaljenog materijala,

troske i plina. Tekua troska pokriva metalnu kupku za vrijeme prolaza kapi krozelektrini luk, a dodatnu zatitu metalne kapi stvaraju dimni plinovi koji nastaju iz

komponenata obloge. Zbog ovakvog dvostrukog naina zatite ovaj postupak je vrlo

siguran za zavarivanje, ak i na otvorenom. Slikom 27. prikazani su osnovni elementi

REL zavarivanja.

1. Jezgra elektrode 5. Rastaljeni metal

2. Obloga elektrode 6. Skrutnuta troska

3. Zatitni plinovi 7. Osnovni metal

4. Elektrini luk

Slika 27.Osnovni elementi REL potupka [2]


40/114

30

2.4.2.1. PARAMETRI ZAVARIVANJA I UTJECAJNI ELEMENTI REL POSTUKA

Za razliku od nekih automatskih i poluautomatskih postupaka utjecaj

zavarivaa na kvalitetu zavarenog spoja je vrlo velik. Razlog tomu lei u tome da

vei broj utjecajnih elemenata i parametara ovisi o uvjebanosti zavarivaa, te kod

ovog postupka valja posebnu panju posvetiti stjecanju znanja i vjetine zavarivaa.

Utjecajni parametri su:

- Jakost i vrsta struje

- duina el. luka

- brzina zavarivanja

- nagib elekktrode

- poprena kretanja elektrode

- uspostavljanje i prekidanje el. luka

- poloaj zavarivanja

- temperatura predgrijavanja

Jakost struje zavarivanjaovisi o tipu i promjeru elektrode, vrsti spoja, debljini

osnovnog materijala i poloaju zavarivanja. Poveanjem dimenzije (promjera)

elektrode poveava se i jakost struje zavarivanja, jer je potrebna vea koliina

topline za taljenje elektrode. Ako je toka taljenja obloge elektrode via, potrebna

je vea jakost struje za zavarivanje. Obino se za elektrode normalnog stupnja

iskoritenja uzima jakost struje oko 40 A/mm promjera elektrode. Visokouinske

elektrode trebaju veu jakost struje nego elektrode normalnog stupnja

iskoritenja. Jakost struje koja e biti potrebna za neku visokouinsku elektrodu

ovisi o koliini eljeznog praha u oblozi elektrode. Pri zavarivanju u prisilnim

poloajima uzima se 10 do 20 % manja jakost struje nego pri zavarivanju u

horizontalnom poloaju. Razlog tome je neprirodan poloaj vertikalnog

zavarivanja pri kojem bi zbog jednake struje kao u horizontalnom dolo do

otjecanja dodatnog materijala. Pri zavarivanju visokolegiranih elika takoer je

potrebna manja jakost struje zbog visokog omskog otpora visokolegiranih elika.

Zbog toga se visokolegirane elektrode lake pregrijavaju nego elektrode za

zavarivanje nelegiranih i niskolegiranih elika.


41/114

31

Vrsta struje ovisi o tipu obloge elektrode. Bazine elektrode najee se

upotrebljavaju na istosmjernu struju, plus (+) pol. Ostali tipovi elektroda mogu se

upotrebljavati na izmjeninu i istosmjernu struju. Pogreno odabrana vrsta struje

ili polaritet dovode do pojave poroznosti u zavaru, poveanog prskanja materijala

i manje stabilnosti elektrinog luka.

Duina elektinog lukaje udaljenost jezgre elektrode od osnovnog materijala, a

ovisi o vrsti elektrode. Kod kiselih i rutilnih elektroda duina elektrinog luka je

priblino jednaka promjeru elektrode. Kod bazinih elektroda, visokolegiranih

elektroda i elektroda za zavarivanje obojenih metala duina elektrinog luka je

neto manja. Pri prekomjernom poveanju duine elektrinog luka zagrijavanje

materijala je slabije, slabija je i zatita rastaljenog metala, a poveava se gubitak

materijala zbog prskanja. Kratak elektrini luk dobro zagrijava osnovni materijal i

daje dubok uvar.

Brzina zavarivanjaovisi o tehnici rada, vrsti i dimenzijama spoja, vrsti osnovnog

materijala i tipu obloge. Ako se za vrijeme zavarivanja izvode poprena kretanja

elektrode, brzina zavarivanja je manja. Pri zavarivanju rutilnim i mineralno kiselim

elektrodama postiu se vee brzine zavarivanja nego pri radu bazinim

elektrodama. Zavarivanje visokolegiranih Cr-Ni elika izvodi se u veim brzinama

zavarivanja, jer se tako manje topline unosi u osnovni materijal.

Nagib elektodeutjee na duinu elektrinog luka i penetraciju. Ako je elektroda

vie nagnuta, duina elektrinog luka je vea, to naroito tetno utjee pri radu

bazinim elektrodama. Ako je elekroda okomitija luk je krai, snaga luka je vea,

pa je vea i penetracija. Pri zavarivanju u prisilnim poloajima, npr. u vertikalnom

poloaju , nagibom elektrode pridrava se talina i time utjee na oblik zavara.

Poprena kretanja elektrode su ona okomito na smjer zavarivanja. Veliina

poprenih kretanja utjee na irinu zavara i koliinu unesene topline u osnovni

materijal. Ako su poprena kretanja vea, vea je irina zavara i vie se toplineunosi u osnovni materijal.

Temperatura predgrijavanja je faktor koji u prvom redu ovisi o zavarljivosti

osnovnog materijala i njegove debljine. U pravilu, poveanjem sadraja ugljika u

eliku , odnosno poveanjem postotka drugih legirnih elemenata smanjuje se

zavarljivost elika to zahtjeva viu temperatutu predgrijavanja. Pri zavarivanju


42/114

32

debljih radnih komada, tj. kada je debljina osnovnog materijala 30 mm i vie

takoer treba predvidjeti predgrijavanje osnovnog materijala, a ponekad ak i

dogrijavanje.

Najee greke kod zavarivanja , naroito bazinim elektrodama pojavljuju se

kod nepropisnog uspostavljanja i prekidanja el. luka. Kod uspostavljanja el. luka u

zavrnom krateru prve kapljice jo nedovoljno zatienog metala elektrode

padaju na hladni metal inae problematinog zavrnog kratera. Zato je osnovno

pravilo u izvoenju nastavaka da se el. luk nikad ne uspostavlja u zavrnom

krateru.

2.4.2.2. FUNKCIJA OBLOGE ELEKTRODE

Obloga elektrode u procesu zavarivanja vri tri sloene funkcije: elektrinu,

fizikalnu i metalurku.

Elektrina funkcijasastoji se u tome da osigura dobro uspostavljanje i stabilan

elektrini luk. U tu svrhu dodaju se tvari (spojevi natrija i kalija) u oblogu elektrode

koje kod taljenja stvaraju plinove s velikom sposobnou ionizacije i na taj nain ine

dobru provodljivost .

Fizikalna funkcija sastoji se u tomu da olaka i omogui zavarivanje u prisilnom

poloaju, te da izvri zatitu taline i kapljica u prelazu te da zatiti zavar od prenaglog

hlaenja. Sastav obloge utjee na napetost povrine i viskozitet (prionjivost), to

utjee na oblik svakog pojedinog sloja zavara i mogue je zavarivati u prisilnim

poloajima. Druga fizikalna funkcija je zatita rastaljenog metala od tetnih plinova iz

zraka.

Metalurka funkcija je u njenom metalurkom djelovanju na zavareni spoj u

procesu zavarivanja. Razlikuju se tri naina toga djelovanja: legiranje, otplinjavanje i

rafinacija. Legiranje iz obloge je nadoknaivanje legirajuih elemenata koji izgaraju u

toku procesa zavarivanja. Otplinjavanje je uklanjanje kisika i vodika iz taline zavara,

preko dezoksidanata, odnosno kalcijeva fluorida koji uklanja vodik, dok rafinacija

podrazumijeva uklanjanje sumpora i fosfora, putam kalcijeva i manganova oksida.

Svi ovi tetni elementi se veu i izlaze u trosku.


43/114

33

2.4.2.3. RUKOVANJE ELEKTRODAMA

U rukovanju elektodama vana su slijedea pravila:

Elektrode na slici 28. se moraju uskladititi u suhoj prostoriji koja se zimi treba

zagrijavati. Zahrale, masne, oteene ili nepoznate elektrode ne smiju se

upotrebljavati u zavarivanju.

Slika 28.Elektrode [6]

Elektrode dobro zatvorene od pristupa zraka, u nepoderanoj najlonskoj vreici ili ulimenoj zalemljenoj kutiji ne treba prije upotrebe suiti, naroito pri zavarivanju

konstrukcija koje zahtjevaju visoke kvalitete zavarenog spoja. Ako se zavarivanje

obavlja u vlanom prostoru, elektrode treba drati na suhom mjestu. Bazine

elektrode koje su u otvorenoj kutiji vie od 4 sata smatraju se vlanima i treba ih

suiti. Suenje elektroda vri se u posebnim peima za suenje s mogunosti

regulacije temperature suenja. Osim tih pei, zavariva bi, pri zavarivanju s

bazinim elktrodama, trebao imati na radnom mjestu posebnu prenosnu pe

(tobolac). U toj pei odrava se jednaka temperatura (60-100o

C), tako da za vrijemerada ne doe do vlaenja elektrode. Elektroda se ne smije uzimati masnim

rukavicama. Masnoa na elektrodi uzrokuje poroznost u zavarenu spoju.

Temperaturu suenja elektroda preporuuje proizvoa elektroda. Kisele i rutilne

elektrode suimo na temperaturi 100-120 o C a bazine 200-300 o C. Obloene

elektrode s vremenom ostare. Ako su elektrode (svih tipova) jako stare mogu se


44/114

34

primijetiti na povrini obloge bijeli mali kristali, kao rezultat kemijskih reakcija

sastavnih dijelova obloge. S takvim se elektrodama ne smiju zavarivati vani spojevi.

Vlane elektrode prepoznajemo po zvuku udara jedne o drugu: suhe elektrode daju

otar i visok zvuk, vlane dubok. Kada ponemo zavarivati, promatramo taljenje

elektrode. Kod vlanih elektroda uju se male ekspolozije i pucketanja. Katkad seprimjeti na povrini obloge vlaga koja se isparava u vidu bijele pare.

Bazine elektode koje se koriste na GRADNJI 481 pod nazivom kryo 1 i

conarc 49C drugaijeg su kemijskog sastava od uobiajeno koritenih conarc 49

zbog potrebe za to boljim i kvalitetnijim zavarom. U tablici 7. prikazan je kemijski

sastav u postocima odreenih elemenata izmeu uobiajenih elektroda i gore

navedenih, dok su u tablici 8. prikazani parametri zavarivanja elektrodom conarc

49C ovisno o debljini.

Tablica 7.Kemijski sastav elektroda u postocima [5]

ELEKTRODA UGLJIK MANGAN SILICIJ FOSFOR SUMPOR NIKAL

Bazina elektroda(Conarc 49)3 0,09 1,1 0,6 0,015 0,01 -

Bazina elektroda (Conarc 49C)4 0,06 1,4 0,3 0,015 0,01 -

Bazina elektroda (Kryo 1)5 0,05 1,5 0,4 0,9

Tablica 8.Parametri zavarivanja elektrodom Conarc 49C [5]

ELEKTRODANAPON

zavarivanjaSTRUJA

zavarivanjaVzavarivanja

5 mm 23-26 V 180-240 A 15-20 cm/min

4mm 22-24 V 140-150 A 8-13 cm/min

3.2mm 20-22 V 115-120 A 10-15 cm/min

2.4.2.4. PRIMJENA REL POSTUKA ZAVARIVANJA

Pravi poetak runog elektrolunog zavarivanja, moemo smatrati 1907. godinu kad

je Oscar Kjellberg izradio prvu elektrodu s oblogom. Od tada pa do danas REL

postupak postaje jedan od najrasprostranjenijih, a obloene elektrode poinju se

3, 4, 5Bazine elektrode za REL zavarivanje, a naziv proizvoaa je Lincoln Smitweld B.V.


45/114

35

primjenjivati za zavarivanje gotovo svih vrsta metala i njihovih legura koje se mogu

zavariti taljenjem. Gotovo sve prve zavarene eline konstrukcije zavarene su u

potpunosti ili preteno REL postupkom prikazan slikom 29 i 30 . Reparaturna

zavarivanja su i danas teko zamisliva bez ovog postupka. Zbog jednostavne i jeftine

opreme svaka vea radionica, pa i ona hobi, koristi ovaj postupak. U posljednjihtridesetak godina runo elektroluno zavarivanje postaje potiskivano od strane

poluautomatskog postupka zavarivanja u zatiti plina (MIG/MAG), no zbog svoje

prilagodljivosti svim uvjetima rada i obliku osnovnog materijala, te mobilnou jo e

dugo odolijevati, ak i u iskljuivo zavarivakim granama industrije, kao to je npr.

brodogradnja.

Slika 29.Zavarivanje REL i MIG postupkom, gdje se zavaruje glava kopaa prakom punjenomicom 1.2 mm, te elektrodom 5 mm. Debljina materijala koji se zavaruje je 30 mm, te se za tedebljine koristi ica i elektroda koje sadri vei postotak nikla radi bolje zavarljivosti. Prilikom

zavarivanja, lim se predgrijava elektro induktivnim predgrijavanjem na temperaturu od 160C ,Brodogradilite Uljanik, Pula, svibanj 2010.


46/114

36

Prednosti su:

- razvijen irok spektar dodatnih materijala za zavarivanje

- manja cijena opreme za zavarivanje (ureaj za zavarivanje) u odnosu na

MIG/MAG I EP postupka zavarivanja

- pogodan za manja proizvodna I reparaturna zavarivanja

- mogunost zavarivanja u svim poloajima zavarivanja

- pogodan za rad na terenu, naroito tamo gdje nema elektrine energija,

mogua primjena agregata

- vrlo jednostavno rukovanja opremom

- dobra mehanika svojstva zavara

Nedostaci su:

- mala brzina zavarivanja i niska produktivnost u odnosu na MIG/MAG i EP

postupak

- kvaliteta zavara znaajno ovisi o vjetini zavarivaa ovjeka

- vrijeme za izobrazbu dobrog zavarivaa je dugo

- naizbjean je otpad elektrode ik (8 10%), te gubitak materijala zbog

prskanja u okolinu

- tee ienje troske nakon zavarivanja I gubitak vremena zbog ienja

troske

-

dolazi do jakog bljeskanja pri zavarivanju, razvijaju se tetni plinovi (potrebnadobra ventilacija prostora)

- dugotrajni rad moe ostaviti tetne posljedice na zdravlje zavarivaa (reuma,

oteenja dinog sustava....)


47/114

37

Slika 30.Zavarivanje kutnih spojeva REL postupkom,detalj iz Brodogradilite Uljanik, Pula, svibanj

2010.

2.4.3. ELEKTROLUNO ZAVARIVANJE POD ZATITNIM PRAKOM

(EPP)

Princip postupka sastoji se u tome da se metalna elektroda, koja slui i kao

dodatni materijal, tali ispod sloja praka zbog topline koja se oslobaa u elektrinom

luku. Elektrini luk gori izmeu osnovnog materijala i metalne elektrode, koja je u

obliku ice namotana na kolut i koja se pomou pogonskog mehanizma dovodi na

mjesto zavarivanja. Za vrijeme zavarivanja elektrini luk je pokriven zatitnim slojem

praka za zavarivanje, koji se tali. Taljenjem praka nastaje troska koja obavlja niz

funkcija isto kao i troska koja nastaje taljenjem obloge elektrode. Nakon zavarivanja,praak se uklanja, a troska se odvaja. Slika 31. prikazuje osnovne elemente principa

EPP postupka zavarivanja.


48/114

38

Slika 31.Osnovni elementi EPP postupka [2]

Za zavarivanje se najvie upotrebljava kombinacija jedne ice i praka, ali mogu se

upotrijebiti dvije ili vie ica, te kombinacija izmjenine i istosmjerne struje. Takvim

varijantama postupka postie se mogunost veih strujnih optereenjai rad veim

brzinama zavarivanja. Slikom 32 i 33. Prikazan je ureaj za EPP zavarivanje kutnih

zavara.

Slika 32.Stroj za kutno EPP zavarivanje, Brodogradilite Uljanik, Pula, svibanj 2010.


49/114

39

2.4.3.1. PARAMETRI ZA EPP POSTUPAK ZAVARIVANJE

Glavni parametri kod EPP postupka zavarivanja su:

- napon zavarivanja (U), koji se tijekom zavarivanja orijentacijski kree

od 26 do 40 V- Jakost struje zavarivanja (I), koja se pri zavarivanju kree ovisno o promijeru

ice od 100 A do 1200 A. Zbog manje duljine slobodnog kraja ice mogue je

iste promjere ice za zavarivanje opteretiti puno veim strujama nego kod

REL postupka

- Brzina zavarivanja (v), je znaajno vea u odnosu na REL i MIG/MAG

postupak (od 600 do 2000 cm/min)

- Napon praznog hoda je 42 V I vei je od REL postupka budui da se tee

uspostavlja elektrini luk

2.4.3.2. DODATNI MATERIJAL ZA ZAVARIVANJE EPP-OM

Kao dodatni materijal za zavarivanje EPP-om upotrebljava se puna ili punjena

ica i traka. Povrina elektrodne ice je pobakrena zbog zatite od korozije i boljeg

provoenja elektrine struje.

Prema nainu proizvodnje praci se dijele na:- Taljene

- Aglomerirane (keramike)

- Mijeane

Taljeni praci proizvode se tako da se sirovine za njihovu proizvodnju

zagrijavaju do temperature taljenja u elektrolunim ili kupolnim peima. Nakon

zavrenog procesa taljenja praak se granulira, najee u vodi i, ako je potrebno,

prisilno sui.

Proizvodnja aglomeriranih praaka je slina proizvodnji elektroda. Priprema

sirovina za proizvodnju aglomeriranih praaka u potpunosti odgovara pripremi

sirovina za proizvodnju obloge elektroda. Zbog homogeniziranja materijala vri se

suho mijeanje. Mokro mijeanje vri se uz dodatak vodenog stakla u koliini od oko


50/114

40

15%. Nakon granulacije praka, koja je obino automatska, praak se sui na

temperature od oko 150C. Zatim se praak pee na temperaturi od 500 - 900C,

ovisno o vrsti praka. Pri tome se ne tale komponente koje ulaze u sastav praka.

Algomerirani praak je heterogen produkt u kojem su pojedine komponente jedna

prema drugoj ostale nepromijenjene. Zrno jednog algomemriranog praka jehomogeno. Znaajna prednost tih praaka je u tome da pojedine komponente za

vrijeme zavarivanja reagiraju. Zbog nie temperature prizvodnje mogu sadravati

dezoksidirajue i legirajue elemente, to omoguuje da se za vrijeme zavarivanja

izmeu rastaljenog metala i troske odvijaju vrlo intenzivne kemijske rekacije

oksidacije, redukcije i legiranja. Prisutnost dezoksidirajuih elemenata u praku

omoguuje postizanje istijeg metala zavara i manjih segregacija pri zavarivanju

debljih limova. Glavni nedostatak ovog praka je osijetljivost na vlagu.

Mijeani praci proizvode se mijeanjem dviju ili vie vrsta praka pri emu

moraju nasipna teina i granulacija pojedinih praka biti priblino jednake.

2.4.2.3. PREDNOSTI I NEDOSTACI EPP-A

Prednosti EPP postupka su:

- Velike brzine zavaravanja i daleko vea produktivnost u odnosu na MIG/MAG

i REL postupak zavarivanja- Budui da se radi o automatskom postupku zavarivanja, kvaliteta ne ovisi o

ovjeku (jednom uspostavljeni parametri zavarivanja daju konstantnu kvalitetu

zavarenih spojeva)

- Visok stupanj iskoritenja energije za taljenje (0,9 0,95)

- Kvalitetan estetski izgled zavara

- Nema otpada ice (ik-a), te gubitka zbog prskanja kapljica u okolinu

- Lako ienje troske i mogunost recikliranja troske

- Vrijeme za izobrazbu operatera je puno krae od izobrazbe dobrog

zavarivaa za REL postupak


51/114

41

Nedostaci postupka su:

- Vea cijena opreme za zavarivanje (ureaja za zavarivanje) u odnosu na

MAG i REL postupak zavarivanja

- Slabija mehanika svojstva zavarenog spoja u ondosu na MIG/MAG i RELzavarivanje, bre je hlaenje vee koliine deponiranog materijala

- Nema vizualnog nadzora elektrinog luka tijekom zavarivanja (velike jakosti

struje daju svjetlost velike intenzivnosti pa u obzir dolazi nadzor X- zrakama i

video kamerama)

- U tehnolokoj liniji koja koristi EP automate obino je potrebna dodatna

mehanizacija ( okretaljke, okretno nagibni stolovi, pozicioneri, konzole)

Slika 33.Dio opreme za reguliranje parametara i upravljanje strojem za EPP zavarivanje,Brodogradilite Uljanik, Pula


52/114

42

2.5. METODE KONTROLE ZAVARA NA BRODU JARUARU

Kontrola kvalitete zavara na jaruaru se dijeli na kontrolu metodama bez

razaranja (KBR) i kontrolu metodama sa razaranjem (KSR). Prije bilo koje druge

metode kontrole zavara provodi se vizualna kontrola.

Ta metoda kontrole relativno je jeftina, ne oduzima puno vremena, a moe

dati vrlo korisne informacije kako o kvaliteti zavarenih spojeva, tako i o potrebi

kontrole nekom drugom metodom. Za pomo kod vizualne kontrole u skuenim i

nepristupanim dijelovima konstrukcije koriste se razliita poveala - lupe uz

osvjetljenje. Sljedea po redu je dimenzionalna kontrola kod koje se koriste ureaji

naprave za mjerenje debljine zavara.

Kontrola penetrantima esto se koristi kod kontrole zavarenih spojeva na

konstrukcijama. Na slici 34. prikazan je shematski princip kontrole penetrantima.

Slika 34.Shematski princip kontrole zavara penetrantima [1]

Na prethodno oienu i odmaenu povrinu

nanosi se penetrant (obino crvene boje). Nakon

penetriranja u eventualnu pukotinu, vrijeme

penetriranja, tj. prodiranja u pukotine ovisi o vrsti

penetranta i o dimenzijama pukotine, ali se

priblino uzima 10 do 15 minuta, odstranjuje se

penetrant na odgovarajui nain (vodom, suhom

krpom). Kod penetranata koji se odstranjuju

Slika 35.Sprejevi za penetrantsku kontrolu, brodogradilite Uljanik, Pula


53/114

43

vodom treba biti paljiv i mlaz vode usmjeriti paralelno sa povrinom lima, kako mlaz

vode ne bi istisnuo penetrant iz pukotine. Nakon suenja povrine lima (suha krpa)

nanosi se razvija (obino je bijele boje), koji izvlai penetrant iz pukotine, pa je na

bijeloj povrini lima lako uoljiva crvena linija od penetranta iz pukotine. Kod tanjih

limova na jednu se stranu nanosi penetrant, a na drugu razvija. Ukoliko postojipukotina kroz cijelu debljinu lima, tada e razvija izvui penetrant na svoju stranu,

to e se detektirati kao lako uoljiva crvena linija od penetranta iz pukotine na bijeloj

(od razvijaa) povrini lima. Slikom 35. Prikazani su sprejevi za ispitivanje

penetrantima. Dok je slikama 37 i 38 prikazano nanoenje penetranta i razvijaa.

Ovom je metodom mogua detekcija pukotine, ali ne i dimenzije i ostale

karakteristike pukotine. Kontrola tekuim penetrantima ne primjenjuje se kod

zavarenih spojeva gdje postoji sklonost prema koroziji (posebno koroziji uznaprezanje). Na slici 36. Prikazano je nekoliko karakteristinih indikacija za kontrolu

penetrantima.

a) Koncentracija crvenih toaka - poroznost i

piting

b) naglo crvenjenje, kontinuirano ravno -velike pukotine i otvaranja

c) slomljene linije od toaka koje se

pojavljuju nakon nekoliko minuta - sitne

pukotine

d) niz crvenih toaka formiran u nepravilnu

liniju - pukotine od umaranja

Slika 36.Primjeri indikacija kod kontrole penetrantima [1]


54/114

44

Slika 37 i 38.Nanoenje crvenog penetranta, te potom bijelog razvijaa, Brodogradilite Uljanik,Pula

Ultrazvuna metoda kontrolekvalitete zasniva se na svojstvu ultrazvuka da se iri

kroz homogene materijale i da se odbija na granici materijala razliitih akustikih

osobina (otpornosti), odnosno od nehomogenosti (greaka) u materijalu. Od izvora

ultrazvuka ire se ultrazvuni valovi kroz materijal koji se kontrolira. Ako u materijalu

postoji greka, iza nje e, ovisno o vrsti greke, ultrazvuni valovi oslabiti ili se nee

pojaviti (odbiju se od greke).

Ultrazvuk je vrsta mehanikih valova frekvencije 20 KHz do 10 GHz, a kod ispitivanja

materijala najee se koriste frekvencije od 0,5 MHz do 10 MHz. Iako postoje

razliite tehnike ultrazvunog

ispitivanja, obino se u praksi

koristi metoda impuls - odjek i

metoda prozvuavanja, pri emu

se koriste ravne i/ili kutne

ultrazvune glave. Na slici 39.

prikazan je shematski princip

ultrazvunog ispitivanja.

Slika 39.Shematski prikaz ultrazvune metode kontrole kvalitete [1]

Iako je ultrazvuna metoda posebno prikladna za otkrivanje greaka tipa pukotina,

ovom je metodom mogue detektirati i druge greke (ukljuke troske, plinske

mjehurie, mjehurie u nizu). Slikom 40. Prikazan je ureaj za ispitivanje zavara

ultrazvukom


55/114

45

Pri kontroli kvalitete metodama

zraenjau praksi se koriste X -

zrake (Rendgenske) i - zrake.

Rendgenske ili X - zrake nastaju pri

naglom koenju ubrzanog snopaelektrona na metalnoj ploi

(antikatodi u rendgenskoj cijevi),

dok (gama) - zrake nastaju

prilikom spontanog raspada

nestabilnih

Slika 40.Ureaj za ispitivanje zavara ultrazvukom, Brodogradilite Uljanik, Pula, travanj 2010.

atomskih jezgri (prirodnih radioaktivnih materijala i radioaktivnih izotopa). Oba su

zraenja u biti elektromagnetska zraenja.

Atomi nekog elementa koji se razlikuju po broju neutrona u jezgri nazivaju se izotopi,

razlikuju se po atomskoj teini ali su im kemijska svojstva jednaka. Danas se

stvaraju na umjetni nain "bombardiranjem" neutronima, protonima, X-zrakama ili

nekim drugim subatomskim esticama. Neke jezgre od tako dobivenih izotopa nisu

stabilne vese raspadaju, pri emu takav izotop koji se jo naziva i radioizitop zrai

energiju (radioaktivan je). Jedan dio osloboene energije zrai se u obliku gamazraka koje se koriste u defektoskopiji. Najei radioizotopi su Co-60 (vrijeme

poluraspada 5,3 godine), Ir-192 (vrijeme poluraspada 74,4 dana) i Cs-137 (vrijeme

poluraspada 30 3 godine).

Intenzitet zraenja opada po dubini prozraavanog materijala po sljedeoj formuli:

, gdje je:

Io...

ulazni intenzitet zraenja

I... intenzitet zraenja na izlazu iz materijala

d ... debljina prozraavanog materijala

... linearni koeficijent apsorbcije zraenja (slabljenja zraenja)


56/114

46

Ovisno o nainu registracije promjene intenziteta zraenja govori se o ionizacijskoj

(informacije o greci u obliku elektronikih signala), radioskopskoj (informacije o

prisutnosti greke na monitorima zatvorenih televizijskih sistema) i o radiografskoj

kontroli (informacije o kontroli biljee se na rendgenskom filmu). Na slici 41. Prikazan

je shematski prikaz radiografske kontrole kvalitete.

Slika 41.Shematski prikaz radiografske kontrole kvalitete zavarenog spoja [1]

Interpretacija rezultata kontrole zraenjem u prvom redu ovisi o kv

Documents

07_07_2010_Diplomski__%28Zadnji%29