116_hegeszteseloada

8/17/2019 116_hegeszteseloada

1/129

Hegesztés alapfogalmaiFémek hegeszthetősége


2/129

A hegesztés története

A hegesztés viszonylag fiatal technológia. A korábban uralkodószegecskötés helyét a múlt század végén kezdte átvenni a hegesztettkötés.

A lágy- és keményforrasztás, mint rokontechnológia azonban már ie.4000- 3000 körül ismert volt, amit az ötvösök által készített ékszer-fegyver- és használati tárgy-leletek bizonyítanak.

A hegesztés fejlődése a villamosság megismerésével és az oxi-acetiléngázégő megalkotásával vált megalapozottá.

A nagy fejlesztési eredményeket a világháborúk kényszere és az 1960-as, 1970-es évek ipari-technikai forradalma hozta magával. Az utolsótíz évben a mikroelektronika és az informatika a hegesztőgépeket a

szerszámgépekkel azonos fejlettségi szintre emelte.


3/129

A hegesztés az

•egyedi gyártástól kezdve a tömeggyártásig,•a civil termékektől a hadiiparig és•a termelőeszközöktől a fogyasztási cikkekig minden területenmegtalálható.

A hegesztett termékek mérete a mikrométeres tartománytól(mikroelektronika) a több százméteresig (repülőgép hordozó,

tankhajó) terjed.

Ma már az acél mellett a nemvasfémeket és a nemfémes anyagokatis hegesztik és ez utóbbi területen további rohamos fejlődés várható.


4/129


5/129

Def.:

Mátrixnak megfelelő kötésElőző háromKompozit

Ionos és/vagy kovalens kötésVegyületKerámia

Atomos vagy molekula kötésMolekulaPolimer

Fémes kötésAtomFém (ötvözet)

KötésElemi részAnyag

Különböző anyagféleségek elemi részei és ezek kapcsolatai

A hegesztés olyan oldhatatlan kötőeljárás, amelynek során a fémesvagy nemfémes anyagok elemi részeinek egyesítése megfelel ő

hő mérsékletre való hevítéssel történik, nyomás alkalmazásával,vagy anélkül , vagy csak nyomás alkalmazásával hevítés nélkül,

hozaganyag felhasználásával, vagy anélkül .


6/129

A hegesztés alkalmazható:új alkatrészek egyesítéséretörött alkatrészek javításárakopott alkatrészek feltöltéséretömítő hegesztésként

felületi réteg felrakására (korrózióálló, kopásálló stb.)

Két csoportjuk:kötőhegesztés

felrakó hegesztés.

Hegesztési eljárások csoportosíthatóak:a felhasznált energiaa fém állapotaa folyamat gépesítettségi fokaegyéb műszaki jellemzők alapján.


7/129

Hegesztés jelentősége az iparban


8/129


9/129

Nyomástartó edényekA nyomástartó edény olyan zárt vagy zárható berendezés, amely nincségéstermékek,vegyi termékek

villamos energia közvetlen f űtőhatásának kitéve, benne 70 kPa (0,7bar) túlnyomásnál nagyobb nyomás van ill. keletkezhet, a közvetlenülkapcsolódó (be- és kilépő) peremes vagy hegesztett csőkötésekigterjed.

A nyomástartó edények esetében sokféle összetett igénybevétellel kellszámolni, így:

szélsőséges üzemi hőmérséklet több száz °C-igüzemi nyomás több száz MPa értékigrendkívül mérgező, maró, forrázó, tűz- és robbanásveszélyestöltetet is tartalmazhat.

Térfogatuk néhány litertől több ezer m3-ig terjedhet.

Acél-kiválasztási rendszerek


10/129


11/129

Nyomástartó edényekA TTKV az acél ütővizsgálattal meghatározott átmeneti hőmérséklete

B: +20°C-ra garantált az átmeneti hőfoka (S 235)C: TTKV 0°C D: -20°C-ra garantált az átmeneti hőfoka E : -50°C-ig legszívósabb

K: szobahőmérséklet0: 0°C2: -20°C4: -40°C6: -60°C

J: 27 JK: 40 JL: 60 J

T*-TTKV = f (∆σ, ∆v)T*- a szerkezetre megengedhető legkisebbhőmérséklet∆σ- a szerkezet és az ütőpróbatestfeszültségállapotának eltérése

∆v- a szerkezetre ható igénybevételi sebesség ésaz ütővizsgálat sebességének eltéréseTTKV- ütővizsgálattal meghatározott átmenetihőmérséklet


12/129

NEM nyomástartó edények (MSZ 6441)Hidak, daruk, keretszerkezetek

1) „K” szerkezeti tényező kiválasztása (segédábrák figyelembevételével)K = 1,0 (kedvező eset)K = 1,4 (közepesen kedvezőtlen eset)K = 2,0 (kedvezőtlen eset)


13/129

2) „S” jelentőségi tényező kiválasztásaS = 0,5 (a hegesztett kötés tönkremenetele nincs közvetlen hatással a szerkezeti

biztonságra)S = 0,7 (a hegesztett kötés tönkremenetele a használhatóság részlegescsökkenését idézi elő, de a szerkezet még üzemben tartható)S = 1,0 (a hegesztett kötés tönkremenetele, az egész szerkezet

használhatatlanná válik – ha törés keletkezik halálos balesetet is okozhat)

3) Képezzük a K·S szorzatot, majd

4) El kell dönteni, hogy milyen az üzemi hőfok, ahol a szerkezet működik+ 20 °C: télen is f űtött a helyiség

0 °C: nagy fedett üzemcsarnok, de f űtetlen- 20 °C: szabadban üzemelő gyártmányok

5) Nomogram segítségével kell kiválasztani az alapanyagot! (Hegesztettszerkezetek: MSZ 15024/1 – anyagminőség kiválasztása – )


14/129


15/129

Hegeszthetőség

Acél hegeszthetősége az acélnak bizonyos fokú alkalmasságaadott alkalmazásrameghatározott hegesztő eljárássalmegfelelő hegesztő anyagokkal és

megfelelő munkarenddelolyan szerkezet készítésére, amelynél a fémes kötések

helyi tulajdonságai

a szerkezetre kifejtett hatásukkal

együtt eleget tesznek a megkívánt követelményeknek.

Az acél hegesztésre való alkalmasságáta gyártási eljárás és módszer (pl.: csillapítás foka)a vegyi összetétela hő- és mechanikai kezelés együttesen határozza meg!


16/129

Az alkalmazásnak a hegeszthetőség szempontjából fontos tényezői:anyagvastagság

bemetszések, hirtelen keresztmetszet változásvarratok alakja és elhelyezéseszerkezeti elemek alakja, méreteszerkezeti elemek alakításának módja

a szerkezetre ható igénybevétel módjaaz üzemi hőmérséklet tartományaa korrózió.

A hegesztési technológia összetevői:a hegesztő eljárása hegesztő anyagoka hegesztési munkarend.

Az acél hegeszthetősége annak hegesztésre való alkalmasságát jelenti,meghatározott feltételek között. A feltételek közül a legfontosabb:

- meghatározott munkarend és

- megfelelő hegesztőanyag.


17/129


18/129

Repedések hegesztésnél

hidegrepedéskristályosodási repedésteraszos repedés

hőkezelési repedés (újrahevítési repedés)

A repedések a hegesztett kötésben nem engedhet ő k meg, mert

ridegtörés kiindulásai lehetnek.

Hidegrepedés

A hőhatásövezetben, a hegesztés után általában 200 °C alattlejátszódó repedésképződés, amely általában a szerkezettönkremenetelét okozza.


19/129

A hidegrepedés okai és elkerülése


20/129

A hidegrepedés okai:hidrogén a varratfémben (pelyhesedést okoz)

nagy feszültségek (a szubmikroszkópos repedések terjednek, amikroszkópikus repedés nem áll meg a hőhatásövezteben,makroszkópikus méretű hidegrepedés jön létre)

kis alakváltozó képességű szövetszerkezet a hő hatásövezetben

(ez nem képes megállítani a repedéseket)

A hidegrepedés elkerülése:kis hidrogéntartalom a varratban

kis hidrogéntartalmú hegeszt ő anyagok tiszta, rozsda és revementes felület

olajtól, zsírtól, szennyező désekt ő l mentes felület

feszültségek csökkentése

kis merevségű szerkezet tervezése feszültségcsökkent ő hő kezelés

a hőhatásövezetben kialakult szövetszerkezet szabályozásaelő melegítés

nagy hő bevitelsorközi hő mérséklet szabályozása


21/129

350 HV10- kézi ívhegesztés, bázikus bevonatú elektródával, széndioxid védőgázas ésfedettívű hegesztésnél300 HV10- kézi ívhegesztés, rutilos bevonatú elektródával375 HV10- fedettívű hegesztés

Ha a szénegyenérték kicsi, akkor a ∆t-hülési időt 5 s-ra választjuk.


22/129

A szükséges hőbevitel meghatározása az MSZ 6280-szerinti nomogram alapján


23/129

Példák hidegrepedésre


24/129

A kristályosodás során a varratfémben kialakuló repedések.A már megszilárdult szemcsék határán kialakuló folyadékhártya sokszorszennyezőkben feldúsul, és olvadáspontja alacsony lehet. A folyadékhártyanem képes a feszültségeket felvenni, repedés keletkezik .

A folyadék létideje ha nő, nő a repedés veszély is, hiszen a szennyezők jobban tudnak dúsulni.Nagy méretű varratok, nagy hőbevitel, növeli a repedés érzékenységet. Ha

nagy a likvidusz – szolidusz hő

köz, nő

a repedés érzékenység (pl. Al –ötvözetek).

A kristályosodási repedés okai:

kémiai összetétela varrat alakja és méretea húzófeszültségek időbeni növekedése (elsősorban a kén az oka).

A C elő

segíti a kristályosodási repedés kialakulását

KRISTÁLYOSODÁSI REPEDÉS


25/129

A kristályosodási repedés okai és elkerülése a varratban


26/129

T dé


27/129

Jelenség:Keresztirányú alakváltozás meghaladja a keresztirányú alakváltozó képességet.Elsősorban vastag lemezek merőleges kötéseiben kialakuló tönkremenetel.

A teraszos repedés oka:Komplex szulfidzárványok kiválása a hőhatásövezetben

Teraszos repedés


28/129

Fe +S => FeS meg kell akadályozni, hogy vas-szulfid eutektikum keletkezzen

A hengerlési szálirányra merőleges a keletkező húzófeszültség,emiatt jön létre a teraszos repedés.(keresztirányú szakítóvizsgálatot kell csinálni)Ha, z > 24 %, akkor nem kell félni a repedéstől.Ha, z < 10 %, igen nagy a repedésképződési veszély.

Kiküszöbölése: át kell tervezni a sarokvarrat leélezését!


29/129

A nem korrózió- és hőálló acélok esetén a hegesztési technológia elkészítése- az alapanyag szénegyenértékének (Ce) meghatározása

- a szénegyenérték alapján eldönteni az előmelegítés szükségességét, utána ahűlési időt határozzuk meg

- nomogram segítségével a fajlagos hőbevitelt határozzuk meg

- meghatározzuk az elektróda átmérőt a fajlagos hőbevitel alapján, majdszabványos elektródát választunk

- fedettívű és CO2-védőgázas ívhegesztésnél meghatározzuk a hegesztési sebességet- a következő lépésben a varrat térfogata, majd tömege kerül meghatározásra

- a szükséges hegesztőanyag mennyiség meghatározása, továbbá a szükségesvédőgáz, illetve fedőpor mennyiségének meghatározása

- szükséges energiamennyiség meghatározása- a hegesztéstechnológiához szükséges technológiai adatokat (U, I, vhuzal,

védőgáz/liter stb.) a gyakorlatban bevált táblázatból lehet megkapni,a feladat befe ező részében ki kell tölteni a he esztési utasításla ot.


30/129

A korrózió és hőálló acélok- az alapanyag és a választandó hegesztőanyag króm- (Cre) és nikkel(Nie)

egyenérték meghatározása

- szabványos hegesztőanyag választása a Schäffler- és De-Long diagrammokalapján

- meghatározzuk az elektróda illetve hegesztőhuzalok átmérőit

- meghatározzuk a megengedett maximális hegesztési sebességet

- a következő lépésben a varrat térfogata, majd tömege kerül meghatározásra

- a szükséges gázmennyiség meghatározása

- szükséges hegesztőanyag mennyiségének meghatározása

- szükséges energiamennyiség meghatározása

- a hegesztéstechnológiához szükséges technológiai adatokat (U, I, vhuzal,védőgáz/liter stb.) a gyakorlatban bevált táblázatból lehet megkapni,

a feladat befejező részében ki kell tölteni a hegesztési utasításlapot.


31/129

A ferrit arány meghatározására korábban az, 1949-ben közzétett Schäffler diagramotalkalmazták. A Schäffler diagram nikkel ekvivalens számítása nem vette figyelembe a

nitrogén hatását, amit a későbbiekben kifejlesztett ausztenites acélok jelentősötvöző jeként alkalmaztak.

S hSchääfflffler di hdiagram hasznáál tlata:


32/129

A varrat kémiai összetétele a biztonsági területbe kell, hogy essen, (úgy kellmegválasztani az alapanyagot és a hegesztő anyagot).

Csak króm- és nikkel egyenértékeket kell nézni. Fordított karszabály használatával kell vizsgálni az un. munkapontot:

Kézi ív és AWI hegesztés esetén: 2/3 hegesztő-anyag, 1/3 alapanyag, AFI hegesztés esetén: 1/3 hegesztő-anyag, 2/3 alapanyag.

SchSchääfflerffler –– diagram haszndiagram hasznáálata:lata:

A szerkesztés menete

A későbbiekben a hegesztett varratok szövetszerkezetének becsléséhez az 1974-ben közzétett


33/129

5-15 ferritszám (FN) közé kell esnie a varratnak, ilyenkor ki van kerülve a melegrepedés

A későbbiekben a hegesztett varratok szövetszerkezetének becsléséhez az 1974 ben közzétettDeLong diagram szolgált. A DeLong diagram hasonlóan a Schäffler diagramhoz hibásan veszifigyelembe a mangán hatását. A mangán a kristályosodáskor nem segíti elő az ausztenit

képződését, mint az a diagram alapján következnék, hanem csupán az ausztenit martenzittéalakulását mérsékli.

Hőhatásövezet szövetszerkezeti változása


34/129

ő atásöve et s övets e e et vá to ása

•Átmeneti zónában – az acélkristályszerkezetében allotrópátalakulás•átalakulási hőmérséklet, GOSvonal 910 °C kristályosodáskezdete•A1 átalakulási hőmérséklet, PSvonal 723 °C kristályosodásvége

•végül kialakul az ún.másodlagos hegesztés utániszövetszerkezet

(1) nem teljes (hegedési) olvadási övezet –részlegesen megolvadt-, folyékony és szilárdfázisokkal egyaránt

(2) túlhevített övezet , a magas hőmérséklet miatt, az alapanyag allotróp átalakulása(3) normalizálás övezete, homogén finomszemcsés ausztenit keletkezik(4) félig átkristályosodott övezet – részben átkristályosodott -, kritikus lehet néhány ötvözött

acélnál

(5) újrakristályosodás övezete káros szemcsedurvulás okozhat a hegesztés előtti hidegalakítás(6) kéktörékenység övezete


35/129

Hegesztési feszültségek változása

Ö l tő é f l kó h té


36/129

Ömlesztő és felrakó hegesztés

Az A és B munkadarab megfelelően előkészített összekötendő felületeit (pl.: egylánghegesztő pisztoly lángjával) közös fémfürdővé olvasztjuk össze, ebbe még a Chegesztőpálca anyagát is beömleszthetjük.

A hegesztett kötést itt a közös fémfürdővé (hegfürdővé) összeömlesztett A + B + C

anyag együttes dermedésével keletkező belső (kohéziós) erő biztosítja. (a)

Az A alapanyagra a B hegesztőpálca anyagát a láng melegével átömlesztjük. Akeletkezett varrat kohéziós kapcsolatba kerül az alapanyaggal. Eztfelrakóhegesztésnek nevezzük. (b)

S jt ló (tű i) h s tés


37/129

Sajtoló (tűzi) hegesztés

Legrégibb hegesztési eljárás

Megfelelő hőmérsékletére hevített, revétől megtisztított ferde illesztési síkokmentén a két anyag külső erő, pl.: kalapácsütések hatására egymásba sajtolódik.

Az illesztés szöge α1

-ről α2

-re csökken, az l1

illesztési hosszúság l2

hegedésihosszúságra növekszik kötés tehát szilárd halmazállapotban jön létre

A hegesztési varratok típusai


38/129

Tompavarratok és szabványos jelölésük

Sarokvarratok és szabványos jelölésük

Gázhegesztés


39/129

Gázhegesztés

Ömlesztő hegesztési eljárás koncentrált hőhatás szükséges, ez elérhető valamilyen

éghető gázt (hidrogén, acetilén, propán bután, világítógáz stb.)oxigén keverékégetésével

Az égető berendezés a hegesztőpisztoly. Éghető gázként általában acetiléntalkalmaznak. A hegesztést végezhetjük fejlesztőből nyert, vagy palackban tárolt

acetilénnel (dissous-gáz).

1 gázfejlesztő, 2 nedves tisztító, 3 száraz tisztító, 4 gázgyű jtő,5 vízzár, 6 oxigénpalack, 7 reduktor, 8 hegesztőpisztoly.

A gázfejlesztőből kapottacetilénnel való hegesztés

vázlata


40/129


41/129

Hegesztőláng :Semleges (a)Oxidáló (b)

Redukáló (c)


42/129

az acetilén-oxigén keverék lángjának hőmérséklete kb. 3200 °C

attól függően, hogy az éghető gázhoz mennyi oxigént vezetünk, az égés lehettökéletes (oxidáló láng) vagy tökéletlen (redukáló láng). Mindkettő káros ahegesztésre

Megoldás: Semleges láng beállítása (1 acetilén : 1,1 oxigén arány)fontos, mert a heganyagra semmiféle vegyi hatást nem fejt ki.

A semleges lángot úgy lehet legbiztosabban beszabályozni, ha a lángot előszöracetiléndússá tesszük.

Gázlánghegesztéskor lejátszódó kémiai folyamatok:


43/129

Az acetilén elégetésekor lejátszódó kémiai reakció egyenlete:2 C2H2 + 5 O2 = 4 CO2 + 2 H2O

1m3 2,5 m3A hegesztőpisztolyban az acetilén csak kb. egyenlő mennyiségű oxigénnel keveredik:2 C2H2 + 2 O2 = 4 CO + 2 H2 redukáló láng (folyamat eleje tökéletlen égés)

A tökéletlen égés akkor válik tökéletessé, amikor a levegő oxigéntartalma is részt vesz azégésben (oxidáló láng)4 CO + 2 H2 + 3 O2 = 4 CO2 + 2 H2O

Fémoxid + CO = fém + CO2Fémoxid + H2 = fém + H2O

C2H2 + O24 CO + 2 H2

CO2 + H2O

Semleges lánggal az acél, acélöntvény, rozsda- és hőálló acél, temperöntvény,


44/129

g gg , y, , p y,vörösréz, bronz, nikkel, horgany, ólom, alumínium és alumíniumötvözetekhegeszthetők.

Acetiléndús lánggal az öntöttvas és minden nagy karbontartalmú kemény acél,feltöltőhegesztése (acélpálcával) és összehegesztése is indokolt. (acetiléndús lángdekarbonizál)

Oxigéndús lánggal egyedül a sárgaréz hegeszthető. (a kialakuló horganyoxid hártya

megakadályozza a horgany elgőzölgését)

A balra- és jobbrahegesztés vázlatamártogató (a.ábra) és ívelő (b-c.ábra)


45/129

A dissous-gázpalack szerkezete

Injektoros hegeszt ő pisztoly

Injektor nélküli hegeszt ő pisztoly

(tartósabb keverék-összetételtbiztosítanak, nyomás-csökkentő

kell)

Az oxigén az A vezetékből az F jelű fúvókánkeresztül áramlik a G keverőszárba és nagysebességgel az L térbe, és a G térben keveredika dissous-gázzal. A C2H2 gáz (dissous-gáz) a Bvezetékből az E téren keresztül az F jelűfúvókán áramlik a G keverőszárba. A nagysebességet a H szűkítőnyílás hozza létre.

A nyomáscsökkentő hármas feladatot lát el:


46/129

y•először a palackban uralkodó nagy nyomást lecsökkenti a hegesztéshezszükséges nyomásra (az oxigén üzemi nyomása hegesztéskor 1 - 2,5 bar túlnyomás,lángvágáskor 1,5 - 10 bar túlnyomás, a dissous-gázé 0,1 - 0, 5 bar túlnyomás)•ezután a csökkentett nyomást állandó értéken tartja, végül•a dissous-gázpalackot megvédi az esetleges lángvisszavágástól, illetve amegengedettnél nagyobb nyomásvisszahatástól.

Az egyfokozatú nyomáscsökkent ő vázlata

1 beömlő nyílás, 2 szűrő, 3 beeresztő cső, 4 nagynyomású manométer,5 nagynyomású tér, 6 szeleptányér, 7 rugó, 8 szelepemelő, 9 szelepülés,

10 kisnyomású tér, 11 membrán, 12 membrántányér, 13 szabályozó rúgó,

14 szabályozó csavar, 15 ház, 16 kisnyomású manométer, 17 kieresztő szelep,18 gázvezeték a hegesztőpisztolyhoz, 19 biztosítószelep.

A legmegfelelőbb hegesztőpálca kiválasztásának f őbb szempontjai: az alapanyagösszetétele az alkalmazott égőgáz a lángbeállítás az égő és pálcavezetés a varratok


47/129

összetétele, az alkalmazott égőgáz, a lángbeállítás, az égő- és pálcavezetés, a varratokutólagos kezelése

A hegesztőpálcával szemben támasztott követelmények a következők:- a hegesztés közben nyugodtan olvadjon- gáznemű terméket ne fejlesszen, mert ez a fürdő mozgását

eredményezheti, amely zárványok képző

déséhez vezethet.

Béres-Komócsin szerint


48/129

Lángvágás


49/129

1. Lángvágáskor a vágandó vonal kezdőpontját elő kell melegíteni.

2. Az előmelegített helyre irányított oxigénsugárral a vasat elsalakosítják.3. A képződött hígfolyós salakot az oxigénsugár nyomása a hézagból kiszorítja.

A vágófejet (1) a gördülő kocsira (2) szerelik. A vágóoxigén a 3 csapon keresztül jut avágóégőhöz. A 4 csap az előmelegítő láng szabályozására szolgál. Az előmelegítő lángvalamilyen éghető gáz és oxigén keveréke (pl. acetilén + oxigén)

Minél nagyobb a vágandó lemez vastagsága, annál nagyobb legyen az oxigén nyomásaés a fúvóka furata. (Az oxigén nyomását csak a gyakorlatban megállapított optimálisértékig célszerű növelni.)Előnyös a vágási teljesítményre az oxigén tisztasága.A lángvágás legelőnyösebben a kis karbontartalmú acélokhoz használható.Gazdasági előnyt (gyorsítás) jelent, ha a vágandó anyagot előmelegítik

Villamos ívhegesztési eljárások


50/129

Villamos ívhegesztési eljárások

A Benardos féle ívhegesztésnél (1885) az áramforrás egyik sarkát a hegesztendőtárgyhoz, a másikat egy szénpálcához kötik, amit a a munkadarabhoz érintvevillamos ív keletkezik. (a. ábra)

A gyakorlatban ma már a Slavianoff-féle eljárás terjedt el, ahol elektródkéntfémpálcát használnak, míg a másik sarok a hegesztendő tárgy. A pálca lecsepegőömledéke szolgál a varrat feltöltésére (b. ábra).

Slavianoff-féle ívhegesztés


51/129

Slavianoff-féle ívhegesztés

Mind egyenáramot, mind váltakozó áramot használnak. Mindkét áramnemnél az ív gyújtása rövidzárlattal történik. Az

érintkezési felületek felmelegednek, a levegő ionizálódik, a semlegesatomok pedig negatív töltésű elektronokra és pozitív töltésű ionokraesnek szét.A negatív elektronok az elektromos erőtér hatására felgyorsulva nagysebességgel haladnak a pozitív sarok felé, közben semleges atomokkalütköznek össze, és lökési ionizáció útján újabb elektronokat, illetveionokat hoznak létre. A lényegesen kisebb sebességű, de anyagi

tömeggel rendelkező ionok a negatív sarok felé haladnak. Egyenáramú hegesztéskor a pozitív sarok hőmérséklete nagyobb lesz

(kb. 4000 °C). (a gyorsan érkező elektronok kinetikai energiája hővéalakul át) A negatív sarok hőmérséklete kb.3500 °C.

Egyenáramú hegesztéskor a munkadarabot a pozitív pólusra, azelektródát pedig a negatív pólusra kapcsolják.

Katódfolt


52/129

A katódon az ív keletkezési helyén katódfolt keletkezik. Ez annak akövetkezménye, hogy az elektronok kilépése leginkább a legmelegebbponton jön létre.

Ha a negatív sarkot az elektródra kötjük, akkor a katódfolt mindig helyben

marad, csupán az ív pozitív pólusának kell haladnia a hegesztéselőrehaladásával együtt.

Ha a negatív sarkot kötjük a tárgyhoz, akkor a hegesztés előrehaladásával akatódfoltnak is el kell mozdulnia. (az ív könnyen megszakadhat)


53/129

Pinch-féle effektus


54/129

Váltakozó áramú hegesztés


55/129

Váltakozó áramú hegesztéskor az ív sarkai az áram frekvenciájának megfelelően

változnak. A váltakozó áramú ív másodpercenként a periódusszámnakmegfelelően elalszik, majd kigyullad. Az ív hőmérséklete mindkét sarkonegyenlő, kb. 3500 °C.

A váltakozó áramú ív tehát kevésbé állandó, mint az egyenáramú ív, gerjesztéseviszont egyszerűbb berendezésekkel történik, ezért a gyakorlatban szívesenalkalmazzák.

Statikus jelleggörbe

A hegesztőív dinamikus karakterisztikája


56/129

Dinamikus szempontból lehet kemény hegesztőgép ill. lágy hegesztőgép

A hegesztőív statikus karakterisztikája


57/129

(mikor milyen eljárással lehet hegeszteni ?)

Kézi ívhegesztés áramforrásaitranszformátorok

Statikus és dinamikus jelleggörbéje meredeken eső

N l ö id á l t é ék


58/129

Dinamók:Ellengerjesztett

Mágneses fluxus útjának befolyásolásaMeghajtó: indukciós motorDinamó - Pólus helyzet változtató kerék

transzformátorokdinamókegyenirányítók.

Ne legyen rövidzárlatra érzékeny

Zárlat után az U gyorsan növekedjen(0,05 s – 50 V)

Hegesztőáram fokozatmentesen szabályozhatólegyen (6:1 arány)

Követelmények az áramforrással szembenNagy üresjárási U


59/129

Nagy üresjárási UKis I változásI rövid zárási (20-30%) > I üzemiCseppleválás 15-25 db/sA váltakozó terhelés elbírálása

EgyenirányítóTrafóGenerátor


60/129

mindenSemmilyen

bázikusMinden

Elektródákalkalmazhatósága

0,5 – 0,80,7 – 0,90,4 – 0,6Hatásfok

ÉrzékenyÉrzéketlenÉrzéketlenTúlterhelésre

KözepesHosszúKözepesÉlettartam

0,3 – 0,80,4 – 11,5 – 3Üresjárati

teljesítményfelvétel (kW)

KözepesKicsiNagyKarbantartási

költség

NagyKicsiKözepesElőállítási költség

EgyenirányítóTrafóGenerátor

Bevont elektródás ívhegesztés áramforrása és tartozékai


61/129

g

burkolat

transzformátor

kábel

elektródafogó

mdb fogó

Bevont elektróda jelentősége

A bevonat jobban ionizálódik mint az alapanyag


62/129

A bevonat jobban ionizálódik, mint az alapanyag.

A bevonat anyagát f őleg az oxidáció megakadályozásának fontossága határozzameg. A bevonat anyaga különböző oxid, szilikát és egyéb vegyület elegye, az ív

hőmérsékletén az alapanyaggal együtt csepegjen le a varratra.

A bevonat sűrűsége kisebb, mint a hegesztőpálcáé, így folyékony salakként amegolvadt varrat felületén úszik, és véd az oxidációtól.

A heganyag és a salak között különböző reakciók folynak le, amelyekfelhasználhatók a varrat minőségének befolyásolására is.

A salaktakaró lassítja a varrat lehűlését, tehát hatással van a szövetszerkezetiváltozásokra is. A bevonat rideg anyagokból készül, így a bevont hegesztőpálca csak egyenes rúd

lehet (kivéve a porbeles huzalokat).

A bevonatos elektróda alkotórészei és jellemző méretei


63/129

Az elektróda-bevonat felvitele a maghuzalra

Bevonat típusokid id t é k t é l kké ő k t ( l k )


64/129

vasoxidos: vasoxidot, vasérceket és savas salakképző anyagokat (pl.: kovasav)

tartalmaznak. Elősegíti a karbon és a mangán kiégését a vasból. A varrat külalakjaszép, de szilárdsága viszonylag gyenge.

vasmangánoxidos: mangánérceket, sok fémes alkotót, ami megköti a felszabadulóoxigént, és gátolja a kísérő elemek kiégését. A varrat nem szép, de jó a szilárdsága

rutilos (ER):TiO2-alapú ásványt tartalmaznak. Tetszetős varrat. Az ív rugalmas ésstabil. Egyen- és váltakozó árammal hegeszthető. Csekélyebb beolvadás, jóáthidaló-képesség minden helyzetben.

cellulóz típusú (EC): sok éghető anyagot tartalmaznak (faliszt, keményítő, cellulózstb.). Ezért sok gáz keletkezik, ami védi a heganyagot. A gázok növelik azívfeszültséget, mélyebb beolvadást eredményezve. Nagy cseppekben olvadó,kevés salak képződik.

bázikus bevonat (EB): a salak hígfolyós lesz. A varrat szabályos alakú, kissédomború és nagyon jó szilárdsági tulajdonságokkal rendelkezik. Ilyenelektródákkal hegesztik a legnagyobb igénybevételű szerkezeteket.

Porbeles elektródhuzalok

A él l ból ké l ő b l jéb l kú l l E h jlí él l


65/129

Acélszalagból készült cső, belsejében por alakú töltettel. Ez a hajlított acélszalag -

a köpeny biztosítja a jó áramvezetést, és képezi a leolvadó cseppek fémanyagánakdöntő hányadát. A porbeles elektródahuzalos hegesztés a bevontelektródás kéziívhegesztés és a védőgázas hegesztés előnyeit egyesíti.

Porbeles huzal

Hegesztő elektróda típusokFelhasználási terület szerint lehet:


66/129

Felhasználási terület szerint lehet:

kötőelektróda felrakó-elektróda.

Az elektróda kivitele szerint lehet: csupasz (már nem nagyon használják) bevont elektróda.

A bevonat vastagsága szerint lehet: vékony, középvastag és vastag bevonatú elektróda (A gyakorlatban ez vált be) a bevonat vastagsága

nagyobb a huzal átmérő jének 40%-ánál (pl. a 4 mm-es alaphuzal átmérő je abevonattal együtt 5,6 mm-nél nagyobb).

Átmérők: 1,6 – 2 – 2,5 – 3,15 (3,24) – 4 – 5 – 6

Hossz: 200 – 250 – 350 – 450 mm

A szabványos elektróda meghatározása


67/129

A hegesztett kötés szilárdsága megegyezzen vagy legyen nagyobb, mint azalapanyag szilárdsága (folyáshatárra kell konkretizálni):

A törésveszély elkerülése: az átmeneti hőmérséklet a varratra alacsonyabblegyen, mint az alapanyagra előírt:

A fedettívű hegesztésnél a mangán beötvözést jól kell tudni előírni. 1.módszer: a varratba a mangán beötvözést a fedőportól biztosítjuk

(MnO tartalom nagyobb 50%-nál), a huzal Mn tartalma 1% alatt van,

2.módszer: olyan huzalt kell használni, amiben a Mn tartalom 2% felettvan (a fedőpor MnO tartalma 8-15%).

alapanyagheganyag eH eH R R ≥

alapanyagheganyag TTKV TTKV ≤


68/129

Hegesztési helyzetKihozatal/áramnem

Bevonat típus

Átmeneti hőmérséklet

Folyáshatár, szilárdság,

szakadási nyúlás

Hegesztési eljárás

Szabvány

21R042EEN 499

Milyen legyen a bevonat:•a TTKV értéke 0 vagy (+), akkor Rutilos,•a TTKV értéke (-), akkor Bázikus.

Fogyóelektródás, védőgázas ívhegesztő huzalok és a heganyag jelölése (EN 440)


69/129

Hegesztőhuzalok összetételére utaló jel

Védőgázra utaló jel

A heganyag átmeneti hőmérsékletre utaló jel

A heganyag folyáshatárára ésnyúlására utaló jel

gázhegesztés

Szabvány

G3Si1M346GEN 440

Fedett ívű hegesztőhuzalok és heganyag jelölése (EN 756)


70/129

Hegesztőhuzalok összetételére utaló jelFedőpor jelölése

A heganyag átmeneti hőmérsékletére utaló jel

A heganyag folyáshatárára ésnyúlására utaló jel

Submerged arc welding

Szabvány

S2AB346SEN 756

Fedettívű automatikus ívhegesztés A hegesztési folyamatok gépesítésének és automatizálásának egyik lehetséges útja.

A ill í f dő é l é l l é d ló j


71/129

A villamos ív fedőporréteg alatt ég, amelyet egy tölcséres adagoló juttat avarrathézagba. Elektródként különleges összetételű csupasz huzalt használnak.

Igen nagy hegesztési teljesítmény Mély beolvadási varrat Lassan hűl le a varrat

Hegesztési sebesség: 10 – 300 m/h, 3 – 60 kg/h

1 portölcsér, 2 fedőpor, 3 huzaldob, 4 hegesztőhuzal, 5 előtoló és egyengető görgők,

6 hegesztő

fej, 7 hegesztési varrat, 8 salak, 9 hegesztő

áramforrás,10 fürdőbiztosítás (rézalátét), 11 munkadarab

Külső vezérlés (lomha vezérlés)


72/129

Ha l —> l2 (megnő) U —> U2 (megnő) huzaladagolássebessége megnő l2 —> l (lecsökken).Ha l —> l1 (lecsökken) U —> U1 (lecsökken)

huzaladagolás sebessége lecsökken l1 —> l (megnő).

A fedettívű hegesztés előnyei

nagy hegesztési teljesítmény (200 - 1800 Aáramerősség, 12 - 120 m/h hegesztési sebesség)


73/129

g, g g)

mély beolvadás (éllemunkálással két rétegben 36 mm,éllemunkálás nélkül két rétegben 18 mm)csekély huzalfelhasználás (2/3 r. alap-, 1/3 r.

hozaganyag)a hegesztés folyamatos és mentes a szubjektív

hatásoktóla varrat jó minőségűcsekély a fajlagos villamosenergia-felhasználásfizikailag könnyű a munkavégzésnincs szükség különleges védőrendszabályokra (pl.:

csekély a gáz- és porképződés).

Fedőporok

A hegesztéshez használt fedőpor feladatai hasonlóak, mint az elektródok


74/129

bevonatainak.A fedőpor fizikailag védi a hegfürdőt a légkörtől, lassítja a varrat dermedését éshűlését.

A fedőporok mesterségesen megömlesztett szilikátok (üveg).

A porok gyártását illetően lehetnek szárazon vagy nedvesen granulált porok,szinterizált vagy agglomerált porok.

Áramforrás

A fedettívű hegesztés áramforrása a nagy áramerősségigény miatt kezdetben atranszformátor volt, később az egyenáramú hegesztés előnyeinek felismerése, afélvezetős egyenirányítás elterjedése, de mindenekelőtt az egyenirányítás felső

áramhatárának növekedése miatt az egyenirányítók alkalmazása vált meghatározóvá.

Hegesztőhuzal – fedőpor kombinációk

a) Huzal Mn < 1%


75/129

a) a %

b) Huzal Mn > 2%

Fedőpora) Mn- mentes: MnO < 25%

b) Nagy Mn tartalom: MnO > 50%

FedőporokMS, CS, AR-aluminát – rutilos

AB-aluminát – bázikus

oxidok savas

oxidok bázikus B =

CaO, MnO, MgO

TiO2, SiO2

5,38,0)(2

−→+= BSiO

MnOhatásszámW

A jellemzően 2,5 mm felettihuzalátmérőkkel végzett alacsonyáramsűrűségű vagy másnéven


76/129

áramsűrűségű, vagy másnévenvastaghuzalos fedettívű hegesztésáramforrása eső (áramtartó) jelleggörbével készül.Itt a belső szabályozás nem eléggé

hatékony, ezért az áramforrásokbaa feszültségváltozással vezéreltkülső szabályozó egységetépítenek, ami a huzalelőtolás

sebességét változtatja.

Áram-sűrűségtartomány a huzalátmérő függvényében

A villamos salakhegesztés elve

A villamos salakhegesztés nagyon hasonlít az öntésre. Lényege, hogy a két


77/129

összehegesztendő anyagot függőleges helyzetben, merőleges élekkel, széles résselillesztik. Az illesztési rés 20…30 mm-es szélességét a vezetőcső mérete határozza meg,mivel annak be kell férnie a két lemez közötti nyílásba.A hegfürdő és a salakfürdő elfolyása ellen a lemezek két oldalán rézlapokathasználnak. Ezek a jó hővezetőképességű, vízzel hűtött lapok fémformaként határoljáka hegfürdőt.

Salakhegesztésnél a speciális

salak jó vezetőképességű,ezért I sal >> I ív .

A salakáram megnövekedésemiatt az íváram a villamos ívfenntartásához szükségesminimális érték alá csökken,az ív önmagától kialszik, éscsak a salakhőforrás

működik tovább.

Védőgázas ívhegesztés

Ívhegesztéskor a védőgáz feladata az oxigén és a nitrogén kiszorítása az


78/129

olvasztótérből. A védőgázas hegesztést: a kötések jó minősége

a fedőpor- és a salak-eltávolítás elmaradása

semleges védőgáz alkalmazásakor a varrat kémiai összetételének

állandósága a koncentrált hőhatás következtében a keskeny hőhatásövezet

és ennek megfelelően a minimális elhúzódás jellemzi.

A védőgáz kiválasztása a munkadarab anyagának összetételétől függ. A CO2 gáz,illetve keveréke csak acélok hegesztésére alkalmas.

A semleges védőgázokhoz nemolvadó elektródként tiszta, illetve tóriumoxiddal vagy

lantánnal ötvözött wolframot használnak. Az ötvözés hatására (jobb lesz azívstabilitás, és az áramterhelhetőség)

Fogyóelektródás, semleges védőgázos ívhegesztésA hegesztés elrendezése


79/129

Argon-védőgázas wolfram-elektródos ívhegesztés (AWI)

Az AWI-hegesztéskor a wolfram-elektród és az alapanyag között húzott ívet argonű ű ő


80/129

gázburok veszi körül. A gázburok hatásossága függ a gáz sű

rű

ségétő

l és a hegesztéssebességétől.A hegesztési sebesség növelésekor előfordulhat, hogy az ív kilép avédőgázburokból. Az ív nagy olvadáspontú wolfram-elektród és kis olvadáspontúfém között ég.

A leolvadási folyamat az AWI hegesztés során eltérő polaritásnál


81/129

Egyenes polaritásnál azelektródon levő katódfoltbólnagy sebességű elektronokindulnak ki, amelyek az

anódként kapcsolt alapanyagbaütköznek, amely keskenyterületen, erősen felmelegszik.Az így képződő varrat keskeny,

mély lesz. Az argongáznak ittcsak védőgáz szerepe van.

Fordított polaritásnál az alapanyag a negatív pólus, az elektronok a wolfram-elektródba ütközve fejlesztenek hőt. A wolfram-elektród jobban fogy (vastagabbelektród és vízhűtés). Előnye az, hogy a nagy sűrűségű, nagy tömegű argon ionok atárgy felületére ütköznek, és az ott lévő esetleges oxid- és nitridhártyát

elgőzölögtetik. Itt az argongáznak védőhatása és tisztító hatása is van.

AWI hegesztő-berendezés elvi vázlata


82/129

hegesztőpisztoly (A), áramforrás (egyenáramú dinamóval vagy váltakozó áramútranszformátorral) (B), nagyfrekvenciás áramot gerjesztő berendezés (C);

gázvezeték (D), gázsebességmérő (E), gázpalack (F), és nagy teljesítményűhegesztőpisztolyok esetében a hűtést biztosító vízvezeték (G)


83/129

Argon-védőgázas fogyóelektródás ívhegesztés (AFI)


84/129

Az AFI hegesztés félautomatikus eljárás.A pisztoly automatikusan adagolja az elektródát, de a pisztolyt általában kézzelmozgatjuk.

A hegesztőhuzalt a huzalbevezető tömlőn keresztül vezetik a hegesztés helyére.

Az áramot réz érintkezőcső vezeti a huzalhoz.A huzalelőtolás sebességét az előtoló fordulatszámának változtatásával, vagy aközbeiktatott hajtóművel fokozatmentesen szabályozhatjuk.

Az AFI (CO2) hegesztő berendezés elve


85/129

Az AFI hegesztés jellemzői

AFI-hegesztéskor egyenárammal dolgoznak, fordított polaritással (az ívő


86/129

stabilitása nem csökken). A fém átvitele a munkadarabra a hegeszt huzal nagyáramterhelése miatt permetszerűen megy végbe. (az ív stabilitása, a varratképzésés a varrat minősége javul)

Gazdaságosabb (gyorsabb), mint az AWI - eljárás. A hegfürdőt argongáz védi

a levegő

oxidáló hatásától. Hegesztő

áramforrásként az áramátalakítók és azegyenirányítók is alkalmasak. Az egyenirányítók megegyeznek a CO2-védőgázasés az AFI-hegesztésnél használtakkal.

Elektródként zsírtalanított, száraz, tiszta, hántolt felületű, dobra tekercselt huzal

használható. Huzalátmérők: 0,8 - 5,6 mm.

Az áramerősség a folyékony fém felületi feszültségével arányosan növekszik,ezzel a csepp mérete növekszik. A felületi feszültség az ívatmoszféraösszetételével változtatható, pl. az argonhoz nitrogént, illetve hidrogént keverve a

hegesztőáram kritikus értéke és a felületi feszültség egyaránt növekszik. Azargonhoz oxigént vagy CO2 gázt keverve mindkettő csökken.

Fogyóelektródos hegesztéskor a legfontosabb az ívhossz állandó értéken tartása.(a vízszinteshez közelálló statikus jelleggörbéjű áramforrások alkalmazása)

CO2-védőgázas fogyóelektródás ívhegesztés

Berendezései megegyeznek az AFI hegesztésével. Főleg ötvözetlen és gyengén


87/129

ötvözött szerkezeti acélokhoz használják. A CO2 védőgáz erősen oxidál (szénmonoxidra és oxigénre bomlik), Az

elektródhuzalba ezért dezoxidáló elemeket (mangánt és szilíciumot) kell ötvözni. Általában fordított polaritással dolgozunk. (stabilabb az ív csökken a a fröcskölés)

Megfelelő

elektródahuzallal CO2 védő

gázban gyakorlatilag valamennyi acélhegeszthető különösen akkor, ha a hegesztés porbeles huzallal végezhető. Az eljárás egyre szélesebb körben terjed, mert a kézi ívhegesztéshez viszonyítva

termelékenysége három-, ötszörös és technológiája viszonylag olcsó.

Belső vezérlés (AFI, CO2)

U csak kicsit


88/129

U [V]

i [A/mm2]

áramsűrűség

M2

M1

M

változik, de Inagyobb mértékbennő, mert a pisztolytközelebb nyomtuk amunkadarabhoz

(M1-pont)

pisztoly elrántásánálM2 pont keletkezik,

szintén nem változiknagymértékben az U,de I megint ∆I-velcsökken

Fogyóelektródás, aktív védőgázos ívhegesztésA hegesztés kémiai folyamatai


89/129

A CO2 hő

hatására CO-ra és O2-re bomlik az ívben

2 CO2 -> 2 CO + O2, Fefoly + CO2 = FeO + CO2 Fefoly + O2 = 2 FeO, FeO + Mn = Fe + MnO

2 FeO + Si = 2 Fe + SiO2, FeO + C = Fe + CO

AFI és CO2 hegesztésnél a „b” és „h” változása különböző paraméterek függvényében


90/129

CO2ArSzempont

Védőgázak összehasonlítása


91/129

kicsiigen nagyköltség

-kitűnőAl. és Al. ötvözetei

esetleg jóCr-Ni acél

jónemSzerkezeti acél

hegesztésére

erőscsekélyFröcskölés

mélycsekélymélység

nagylaposmagasság

keskenyszélesszélesség

Varrat jellemzői


92/129

Fogyóelektródás-védőgázas hegesztés

Fogyóelektródás-bevont elektródás hegesztés

Béres-Komócsin szerint

b th té


93/129

robothegesztésaktív védőgáz: Ar+CO2+O2

Az ívhegesztési eljárások leolvadási teljesítményének összehasonlítása


94/129

Gépi szemcseszóró revétlenítő - berendezés

A hegesztés elő

feltétele hogy akötés helyén és annak kb 20 20 mm es


95/129

A mechanikai felülettisztítás soránszemcséket (korundot, drótvagdalékot,sörétet, üveggyöngyöt) röpítünk nagysebességgel a tisztítandó tárgy felületére.

A hegesztés el feltétele, hogy akötés helyén és annak kb. 20-20 mm-eskörnyezetében a felületen ne legyenszennyeződés (pl.: reve, rozsda, festékstb.).

Vegyi felülettisztítást általábankisebb méretű anyagokhoz használunk.A vegyszer környezetszennyező, ezértcsak olyan üzemben ajánlatos végezni a

műveletet, ahol a megfelelő passziválórendszer (ülepítő, hatástalanító stb.)rendelkezésre áll.


96/129

ELLENÁLLÁSHEGESZTÉS

Az ellenállás-hegesztéshez a villamos áram Joule-hő jét használják fel. A Joule-törvény értelmében az áramkörben az áramkört alkotó elemek ellenállásával

arányos hő fejlődik


97/129

arányos hő fejlődik.Munkadarabok homlokfelülete ( Ra) átmeneti ellenállást jelent, ehhez képest a többiellenállás értéke elhanyagolható, csaknem a teljes hőmennyiség itt fejlődik.

Főbb módszerek:- a tompahegesztés- a ponthegesztés- a vonalhegesztés és

- a dudorhegesztés

Közvetlen hevítés Közvetett hevítés

(Zömítő-) Tompahegesztés

Közel azonos keresztmetszetű, hegesztésre kerülő felületeken átfolyó áram a nagy

átmeneti ellenállás miatt nagy hőt fejleszt a darabok végei felmelegszenek A


98/129

átmeneti ellenállás miatt nagy h t fejleszt, a darabok végei felmelegszenek. Afelmelegedett felületekre merőleges erő hatására létrejön a kohéziós kötés.

Ha egyenletes keresztmetszetre van szükség, akkor a hegesztés helyét utólag le kellmunkálni.

Leolvasztó tompahegesztés (c- ábra)

Tompahegesztésnél jobb eredményt biztosít. Tetszőleges alakú és tetszőleges méretű

tárgyak is összeköthetők.


99/129

tárgyak is összeköthet k.1. A felületeket először összeérintik, majd a hegesztőáram bekapcsolása után egy

bizonyos határig széthúzzák a munkadarabokat.2. A laza érintkezés miatt nagy lesz az áramsűrűség, ív keletkezik, a fém felületi

rétegei elgőzölögnek, egy vékony sáv megolvad, amely minden szennyezőtől

mentes, így fémtiszta felületet kapunk.3. Az eljárás harmadik szakaszában a két munkadarabot dinamikus lökéssel egyesítik.

(vasúti sínek kötőhegesztése, eltérő összetételű acélok, a könnyűfémek ésszínesfémek - egymással is - hegeszthetők)


100/129

Ponthegesztés

Vékony lemezek, egymást keresztezőacélhálók, kötésére alkalmazzák. Aszegecseléshez hasonló kötést kapunk,


101/129

g p ,(csak egyes helyeken fogja össze azelemeket).A hőhatás a tompahegesztéshez hasonlóan

a lemezek közötti átmeneti ellenállás miatta két lemez érintkezési felületén lesz alegnagyobb.

A munkamenet három szakaszra osztható:

• a nyomás megindításával és annak növelésével a hegesztendő részeket abelső érintkezés kialakulásáig összesajtolják• konstans nyomáson bekapcsolják az áramot, amelynek hatására az

elektródok közötti anyagrész felmelegszik, majd megolvad, így kialakul akötés

• az áram kikapcsolásával megkezdődik a hegesztési hely lehűlése, majd anyomás fokozatos csökkentése közben a folyékony fémmag megszilárdul(ezzel megszűnik a lunker-képződés lehetősége is).

A ponthegesztés teljesen automatizálható, ipari robotokkal is elvégezhető. Elterjedten

alkalmazzák a karosszéria-gyártásban.

Ellenállás-ponthegesztésA hegesztés folyamata


102/129

Tes: elősajtolás; tö: ömlesztés; tus: utánsajtolás;th: hegesztés ideje; F: erő; I: áramerősség


103/129

Dudorhegesztés

Egymással párhuzamos, nagy felületű elektródok vezetik az áramot, és viszik át azerőt a közéjük helyezett munkadarabokra. Az elektródok közül legalább az egyikensajtolással készített dudorok vannak a szükséges hegesztési keresztmetszet


104/129

j g gkialakításához.

A dudorhegesztés melegen hengerelt lemezeken is

megbízható kötést biztosít, mivel a dudorkészítésekor a rideg reveréteg lepattogzik a dudorfelületéről.

Vonalhegesztés

Vonalhegesztéskor egymással szemben elhelyezett görgő alakú elektródok veszik át

az áramvezetés, az erő

átvitel és a görgő

k között elhelyezett munkadarabokmozgatásának szerepét. Ezek a görgők az áram és a nyomás helyes beállításakor


105/129

g p g g y yhegesztett pontsort hoznak létre egyenletes ponttávolsággal (osztótávolság).


106/129

Fóliás vonalhegesztésA vonalhegesztő-gépek drágák,energiaigényük is jelentős.(Fóliahegesztés, csőhegesztés).


107/129


108/129

Plazmaívhegesztés

Olyan hegesztő eljárás, amelyben az egyesítendő fémeket egy nem olvadó W

elektród és az alapanyagok között létesített és egy gyű

rű

alakú fúvókával szű

kítettplazmaívvel hevítjük.


109/129

A hegesztéshez pálca vagy huzal hozaganyagot használnak, de a hegesztés hozaganyagnélkül is végezhető (autogén hegesztés).

A közvetlen íves eljárásnál a W elektród és egy segédelektród között nagyfrekvenciásárammal a belső fúvókán áramoltatott plazmagázt ionizálják. A részlegesen ionizáltgáztérben a W elektród és az alapanyag között az ív meggyullad, áthalad a szűkítőfúvókán, és koncentráltsága, ionizációs mértéke és hőáramsűrűsége megnövekszik. A

plazmaívet a külső fúvókán áramoltatott, nem aktív véd ő gázzal védik a levegőtől.

A közvetett íves változatnál az íveta W elektród és a szűkítő fúvóka

között a pisztolyon belül hozzáklétre és hőforrásként a pisztolybólkilépő ionizált gázsugár szerepel.

A közvetlen íves plazmaívhegesztés varratképzésére két változat a jellemző.A nem átmenő íves varratképzéskor a munkadarab megolvadása csészealakban aplazmaív alatt következik be, a beolvadási mélység kisebb, mint a lemezvastagság.A nem áthatoló ívet vékony lemezek (s≤3 mm), gyökvarratok és sarokvarratok

hegesztéséhez lehet alkalmazni.


110/129

Az átmenő íves (keyhole) varratképzésnél a plazmaív áthatol a hegesztendő darabokon,mintegy átszúrja azokat. A plazmasugár áthatolási helye a kulcslyuk, amely a hőforráselhaladtával a folyadék felületi feszültsége miatt megszűnik és normális varrat alakul ki.

Az átmenő

ívet vastagabb darabok hegesztéséhez alkalmazzák.

Azt az ionizált gázt, amely afényívet a munkadarabra

átviszi, plazmának nevezik.


111/129

Plazmavágás

Vágható anyagok: acélt, nemesacélt,alumíniumot, vörösrezet, öntvényt,

sárgarezet, stb.

Robbantásos hegesztés

Robbantásos hegesztéskor az összekötendő, legtöbbször nagy felületű darabokat

egymással párhuzamosan vagy szög alatt helyezik el, majd hirtelen keltettlökéshullámokkal a munkadarabokat egymáshoz csapják. Ennek hatására a


112/129

munkadarabok összehegednek. A lökéshullámokat úgy keltik, hogy az egyik lemezkülső felületére robbanóanyagot helyeznek el, amelyet az egyik végén begyújtanak,vagy mind a két lemezt robbanóanyaggal vonják be, és egyszerre gyújtják be.

Robbanóanyagoknak azokat az anyagokatnevezik, amelyeknek az égési sebessége3000...9000 m/s között van. A

robbanóhüvely geometriai alakjameghatározza a lökéshullám terjedését. Ezsíkban, gömb alakban, hengeresen vagynyalábosított sugárként terjedhet tovább. Alökéshullám-frontokon 6•106 N/cm2

nyomásmaximumok mérhetők. Arobbantásos eljárásokban kb. 2•106 N/cm2

nyomással dolgoznak.

Robbantásos hegesztés(lemez-alkatrészek)

Hegesztési paraméterek:

Ütközési sebesség, Ütközési nyomás, Nyomáshullám terjedési sebesség, Plattírlemez

vastagsága, Plattírlemez minimális alakváltozó képessége, Plattírozandó lemez mérete(vastagsága), Beállítási szög (α)


113/129

Az ultrahangos hegesztés (Ultra-Sonic Welding)

Az ultrahangos fémhegesztő technológiát széles körben alkalmazzák a hanghullámok és amagas frekvenciájú mechanikus energia kiváló jellemzői miatt.

A rövidhullámú rezgések jól irányíthatók és igen jó jelismétlési képességet mutatnak. Azultrahangos hegesztés olyan metallurgiai eljárás, amely a legkülönbözőbb olvadáspontú fémekk éb i lk l h ó


114/129

körében is alkalmazható.Sok területen bizonyult hatásos technikának, de legf őképpen az elektromos-, elektronikai-

valamint az autóiparban terjedt el, mint olcsó és jó minőségű kötéstechnika.

Az ultrahangos hegesztés egyedülálló technikai megoldás, hogy alkalmazása során ahő fejlő dés kicsi, így az anyagot nem olvasztja meg.

Az egymáshoz szorított darabok az összedörzsölés során másodpercenként mintegy20000-szer mozdulnak el egymáshoz képest.

Ez a nagyfrekvenciás rezgés, amelyet a két felületet összeszorító erő mellett

alkalmazunk, felbontja és szétoszlatja a felületet borító szennyező filmréteget, oxidokatés tiszta diffúziós kötést hoz létre jól koncentrálható módon.


115/129

j

Ultrahangosan hegeszthető anyagok


116/129


117/129

K1 (műanyaghegesztés)

LézerhegesztésLASER:

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiationvagyis: „fényerősítés a sugárzás indukált emissziójával”

Az ömlesztéshez szükséges hőt a lézersugár abszorpciója adjaLé á k lté ált láb t lj ít é ű ilá dt t (N di i Ytt i Nd


118/129

Lézersugár keltésre általában nagy teljesítményű szilárdtest (Neodimium-Yttrium-> Nd-Yag) vagy CO2 lézereket használnakA lézersugarat fókuszálva juttatják a felületre, 1-2 mm átmérő jű foltot képezveA sugarat speciális tükrökkel vetítve robot karokon át is lehet vezetniLézersugárral lehet hegeszteni vagy vágni is

Lézer elvi felépítése

a) lézeraktív anyag, b) optikai rezonátor, c) pumpáló forrás1) teljesen visszaverő tükör, 2) részben áteresztő tükör, 3) energiabetáplálás, 4)

lézernyaláb

A lA léézerrel vzerrel véégzett hegesztgzett hegesztéési eljsi eljáárráás folyamatas folyamata


119/129

A (2) lézerkristály a (6)villanólámpával van gerjesztve, a (4)vízzel hűtött megvilágító kamrában(5), a (7) sugár meg az (1), (3) és (8)tükrök segítségével a (9) lencsénkeresztül van fókuszálva a (12)munkadarab felületére. A (10) egyfényelzáró és a (11) meg egy

megfigyelő

optika.

szilárdtest lézer hegesztési vázlata

Elektronsugaras hegesztés az elektronsugárban repülő elektronok mozgási energiája a felületre becsapódva

hővé alakul, ez olvasztja meg a munkadarabot

a munkadarabot vákuum kamrában helyezik el illesztési hézag nélküli, mély varratok készíthetők a munkadarab deformációja

élk l


120/129

nélkül

Elektronsugaras hegesztés: példák a varratok formáira


121/129

DörzshegesztésA hegesztés elve


122/129

Folyamat:az egyik munkadarab forgatása az álló munkadarabhoz képest -

összeszorított állapotban a forgatás leállítása - sajtolás

A kötéshez szükséges hőt az összekötendő felületek relatív elmozdulásakorkeletkező súrlódás létesíti

Az érintkező felületek felmelegedése után a relatív mozgás megszűnik, és a

munkadarabokat nagy nyomással összesajtolják Hozaganyag nélküli kötés keletkezik


123/129


124/129

DIFFÚZIÓS HEGESZTÉS

A hegesztés elve


125/129

A hegesztés berendezése

pl.: Hegesztés biztonságtechnikája


126/129

Repedés a heganyagban a hőhatásövezetben vagy az alapanyagban keletkezik

Hegesztési hibák

Fémek ömlesztőhegesztéssel készített kötéseiben folytonossági hiányok, hibákkeletkezhetnek. A hibakereső anyagvizsgálati eljárások feladata ezek feltárása éskimutatása.


127/129

Repedés a heganyagban, a hőhatásövezetben vagy az alapanyagban keletkezik. Az üreg lehet gázzárvány és a fogyási üreg. A gázzárványok előfordulása annak a

jele, hogy a hegesztési technológia nem megfelelően ellenőrzött, ill. a hegesztési élés/vagy a hozaganyag szennyezett.

Szilárd zárvány a hegesztési varratba bezárt szilárd, idegen anyag (salak,folyasztószer, oxidok, fémek). A hegesztési varratba bezáródott fémek közül avolfrám az AWI-eljárás során elektródáról levált fém.

A kötéshiba nem megfelelő összeolvadásból, ill. hiányos beolvadásból ered.Lehetnek összeolvadási vagy átolvadási hibák.

Az alakhiba az előírt alaktól és mérettől való geometriai jellegű eltérés. A legtöbbalakhiba már szemrevételezéssel is kimutatható.

Egyéb hiba a többi hiba közé be nem sorolható, a hegesztéssel összefüggő,általában a felületen tapasztalható fröcskölés, ívgyújtási nyom, köszörülési, vésésinyom stb..

Az alapanyaghiba (pl. rétegesség, rálapolódás, lépcsős szakadás, korróziós hibák)kódjelzés nélküli, nem közvetlenül a hegesztéssel összefüggő hibafajta.

A hegesztés biztonságtechnikája

A hegesztésnél alkalmazott speciális munkavédelmi intézkedések az egyéni

védőeszközökre korlátozódnak, amelyek közül a szemvédelmét speciális szemüveg,a test védelmét pajzs, bőrkesztyű, kötény, lábszárvédő, illetve az uv fényt át nemeresztő védőruha szolgálja.


128/129

A gázpalackok színjelzései (régi)

Nitrogén ZöldHidrogén VörösDisszugáz (acetilén) SárgaSzén-dioxid Szürke

Oxigén Világoskék

eresztő védőruha szolgálja.

(új)


129/129

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!

Documents

116_hegeszteseloada