Postupci zavarivanja

EMBED Visio.Drawing.5

_1021027881.vsd

Zavarivanje pritiskom

Zavarivanje taljenjem

* preporueni postupakOdabir postupka zavarivanja s obzirom na vrstu osnovnog materijala

Orjentacijska primjena postupaka zavarivanja s obzirom na debljinu materijala koji se zavarujeNapomena: vrijednosti u zagradi odnose se na debljinu materijala koja se zavaruje u vie prolaza.

Postupak zavarivanjaDebljina materijala, mmUltrazvunoDo 1Mikroplazma0,25 2Laser, 2kWDo 3Elektrootporno tokasto i avno0,25 5Plazmom0,5 8Plinsko (C2H2 + O2)0,5 4 (4 8)Laserom (do 20 kW)0,15 - 15MIG (kratki luk)0,5 4 (4 15)MIG (normalni luk)2 8 (8 50)Elektronskim mlazom (do 5 kW)Do 30Elektronskim mlazom (do 25 kW)1 do 75Elektronskim mlazom (do 72 kW)5 do 300TIGDo 4 (4 10)MAGDo 3 (3 50)REL2 5 (5 150)EPT25 - 450EP2 25 (25 300)Aluminotermijsko> 10

Zavarivanje ugljenom elektrodom1882.N.N. Bernardos (Rusija) prvi koristi elektrini luk izmeu ugljene elektrode i metala kao izvor energije za zavarivanje uz dodavanje ice u metalnu kupku.

Zavarivanje golom elektrodom

Arc Atom zavarivanjeVisoko kvalitetni postupak zavarivanja koji se i danas koristi za materijale koji se teko zavaruju drugim postupcima zavarivanja.Vodik je u molekularnom stanju koji nije opasan za zavareni spoj.

EMBED MSDraw

Plinsko zavarivanjePrimjena: Plinski plamen se primjenjuje za zavarivanje, navarivanje, lemljenje, nabrizgavanje, ravnanje, rezanje, povrinsko ienje i duge vrste povrinske obrade materijala. Za zavarivanje se koristi acetilen (kao gorivi plin) i kisik (kao plin koji podrava gorenje). 1 Metal zavara2 Dodatni materijal3 Gorionik4 Plinski plamen5 Zatita procesa zavarivanja plinovima koji su produkt izgaranja6 Osnovni materijal1 Acetilen2 Kisik3 Regulator za protok kisika4 Vodeni osigura (acetilen)5,6 Kabeli7 Gorionik8 Radno mjesto

_1035036115.doc

3

4

5

6

1

2

2- 4

Plinski plamen: Plamen acetilena i kisika daje maksimalnu temperaturu od 3100C, dok plamen butana i propana sa kisikom daje maksimalnu temperaturu 2830, odnosno 2850 C. Vanu ulogu kod zavarivanja ima pravilno reguliranje plinskog plamena.Neutralni plamen (C2H2 : O2 = 1:1), kod zavarivanja svih vrsta elika, bakra, aluminija, nikla i njihovih legura.Oksidirajui plamen (viak O2), kod zavarivanja mjedi.Reducirajui plamen (viak C2H2), kod tvrdog navarivanja i zavarivanja sivog lijeva (gdje se trai prirast ugljika u zavaru)

Kisik:

Za zavarivanje i rezanje kisik se isporuuje u plavim bocama pod tlakom od 150 bara. Kisik se dobiva frakcionom destilacijom zraka (rijee elektrolizom vode skuplji postupak).

Orjentacijska koliina kisika volumen (Vkisika , m3) u boci rauna se pomou sljedee formule:Vkisika = volumen boce tlak u boci (Pa) koeficijent stlaenja kisika pri temp. 15CKoeficijent stlaenja kisika pri temperaturi 15C je 1,078 10-5. Volumen boce je 0,04 m3.Tako na primjer u punoj boci ima kisika:

Vkisika =0,04 15 10-6 1,078 10-5 = 6,468 m3.

Kada se prazni boca kisika, mora se ostaviti odreena koliina kisika u boci da se izbjegne prodor zraka i vlage u bocu (minimalno oitanje na regulacijskom ventilu manometru 0,5 bara). Kod rukovanja sa bocama za kisik treba paziti da su uvijek iste (ne smije biti neistoa i masti oko rgulacijskog ventila), a otvaranje i zatvaranje boce mora biti paljivo najvie do pola okreta ventila za otvaranje i zatvaranje boce).

Acetilen:

Acetilen se isporuuje u bijelim bocama pod tlakom od 15 bara. Vrlo je nestabilan i eksplozivan u smjesi sa zrakom ili kisikom. Sa poveavanjem tlaka eksplozivnost acetilena raste, tako da je dovoljno 3% acetilena u smjesi sa zrakom da doe do eksplozije. Isto tako pri zavarivanju ili rezanju bakra (Cu) ili srebra (Ag) dolazi do reakcije acetilena i spomenutih elemenata, te nastaju spojevi koji su eksplozivni pri udarcima ili povienim temperaturama. Iz navedenih razloga potrebno je pridravati se pravila koja vrijede za rukovanje sa bocama acetilena i kisika u proizvodnji, transportu i skladitenju. Suhi osigura:

Acetilen je plin iz grupe nezasienih ugljikovodika, bezbojan je i neotrovan plin karakteristinog mirisa.

U bocu za acetilen koja je volumena 40 litara, pri tlaku od 15 bara i temparaturi 20C stane 6 m3 acetilena. Na izlazu iz boce postavlja se regulator tlaka (manometar) koji sniava tlak acetilena na vrijednosti ispod 1,5 bara (ako je na izlazu iz boce tlak acetilena prelazi 1,5 bar moe doi do stvaranja mjehuria plina i spajanja sa zrakom, to moe prouzroiti eksploziju plina). Priblina koliina plina u boci volumen (Vacetilena, m3) moe se odrediti pomou sljedee formule:

Vacetilena = 0,35 volumen boce rastvorljivost acetilena u acetonu pri 15C tlaku u boci (Pa) 10-5Koeficijent rastvorljivost acetilena u acetonu pri 15C je 23. Volumen boce je 0,04 m3.Tako je na primjer sadraj acetilena u punoj boci: Vacetilena = 0,35 0,004 23 15 10 5 10-5 = 4,8 m3

Pri pranjenu boce brzina istjecanja acetilena, odnosno protok acetilena mora biti manjo od 1 m3/h da ne bi dolo do isparavanja acetona iz boce i smrzavanja redukcionog ventila (manometra). Isto tako, boca se ne smije potpuno isprazniti, ve se mora ostaviti odreena koliina acetilena koja odgovara tlaku na manometu 1 1,5 bara, ovisno o vanjskoj temperaturi.

A Tehnika zavarivanja u lijevo (tanki materijali, metali s niim talitem)

B Tehnika zavarivanja u desno (deblji materijali; ve od 3 mm, za zavarivanje cijevi u tlanim sustavima)Kod lemljenja se umjesto acetilena esto koristi propan-butan, ili propan-butan + kisik (tvrdo lemljenje). Ova kombinacija plinova koristi se i kod rezanja.

Zbog velikog postotka vlage, propan-butan se ne koristi kod zavarivanja.

Prednosti zavarivanja plinskim plamenom:

mogue zavarivanje gotovo svih metala prilagodljivost svim uvjetima i poloajima zavarivanja jeftina i jednostavna oprema za zavarivanje ista oprema uz manje prilagodbe moe se koristiti za lemljenje, rezanje i lijebljenje nelegiranih i niskolegiranih elikaNedostaci zavarivanja plinskim plamenom:

najsporiji postupak zavarivanja dovoenje velike koliine topline u okolini mjesta zavarivanja (pojava zaostalih napetosti i grubozrnate strukture ZUT-a) postoji opasnost od poara i eksplozije kod rukovanja plinovima

Plinsko zavarivanje pritiskom

uvren

pokretan

bez raspora

prstenasti plamenik

zavar

pritisak

radni komad

plosnati plamenik

Aluminotermijsko zavarivanje taljenjemPostupak se temelji na koritenju topline egzotermne reakcije redukcije Fe-oksida aluminijem. Aluminij oduzima kisik Fe oksidima, pri emu nastaje eljezo koje slui kao dodatni materijal:Zavarivanje se provodi termitnom masom (prakasti aluminijev oksid (1/4) + Fe oksid (3/4) eventualno + legirajui elementi). Paljenje smjese vri se barijevim super-oksidom ili magnezijevim prakom jer termitna masa reagira tek na temp. iznad 1300C. Prije zavarivanja vri se predgrijavanje plinskim plamenom na temp. 800C. Osloboena koliina topline: Q1= 783 kJ/mol, Q2=758 kJ/mol, Q3=3012 kJ/mol.

Zavarivanje se provodi termitnom masom (prakasti aluminijev oksid (1/4) + Fe oksid (3/4) eventualno + legirajui elementi). Paljenje smjese vri se barijevim super-oksidom ili magnezijevim prakom jer termitna masa reagira tek na temp. iznad 1300C. Prije zavarivanja vri se predgrijavanje plinskim plamenom na temp. 800C. Postupak je slian lijevanju elika. Pregrijana talina elika (oko 2500C) tee u kalup. Lonac na dnu ima ep koji se oslobaa tek nakon stvaranja i zagrijavanja cijele koliine taline. Zbog vrlo visoke temperature taline dolazi do taljenja rubova osnovnog materijala, a talina popunjava zazore i formira se zavareni spoj.Kalup se nakon hlaenja razbija, a uljevci oduci kalupa se odstranjuju

Aluminotermijsko zavarivanje pritiskomVarijante postupka:1. Termitsko zavarivanje taljenjem. 2. Termitsko zavarivanje pritiskom. Egtotermika reakcija se koristi samo za zagrijavanje do temperature kovanja sueljenih dijelova, da bi kasnije zagrijani dijelovi silom pritiska spojili - zavarili.3. Lemljenje. Pasta za ienje i dodatni materijal se postave na mjesto spoja, a termitskom masom samo se vri potrebno zagrijavanje na temperaturu lemljenja.

Elektrootporno zavarivanje pod troskomEPT postupakElektrootporni postupak zavarivanja taljenjem.Toplinska energija dobiva se prolaskom elektrine struje kroz taljevinu od rastaljene troske (nastaje taljenjem praka za zavarivanje), a ima odreeni elektrini otpor.Joulov zakon: Q = I2 R tElektrini otpor rastaljene troske ujedno i titi rastaljeni metal, a proces se odvija izmeu rubova komada koji se zavaruje i papua za hlaenje i dranje taline.

EPT je automatski postupak zavarivanja, a primjenjuje se za zavarivanje komada velikih debljina.

Zavarivanje pod zatitom troske bez i sa taljivom sapnicom:1 elektrodna ica2 taljiva sapnica3 obloga sapnice4 bakrene ploe hlaene vodom (kalupi)5 rastaljena troska6 rastaljeni metal7 zavar8 rashladna voda9 osnovni materijal

EMBED MSDraw

Prednosti zavarivanja pod troskom:

visokouinski postupak zavarivanja (ak do 35 kg/h), u jednom prolazu mogu se zavarivati limovi debljine od 8 do 1000 mm, male deformacije zavarenih spojeva, mogue paralelno zavarivanje sa vie ica, nije potrebna obrada rubova kod pripreme za zavarivanje, automatski postupak zavarivanja (bez ljudskog utjecaja), manja potronja elektrine energije po jedinici deponiranog metala nego kod ostalih postupaka zavarivanja.

Nedostaci zavarivanja pod troskom:

nevidljiv proces deponiranja metala, struktura zavara i ZUT-a je krupnozrnata (veliina zrna slina primarnoj ljevakoj strukturi), moe se zavarivati samo u okomitom poloaju, slaba mehanika svojstva, posebno ilavost

Runo elektroluno zavarivanje (REL)Princip: Elektrini luk se uspostavlja kratkim spojem kresanjem izmeu elektrode i radnog komada, tj. prikljuaka na polove elektrine struje (istosmjerne Direct Current ili izmjenine Alternating Current). Nakon toga sljedi ravnomjerno dodavanje elektrode u elektrini luk od strane zavarivaa, te taljenje elektrode i formiranje zavarenog spoja.

Primjena: REL postupak ima iroke mogunosti primjene: kod proizvodnih zavarivanja, navarivanja i reparaturnog zavarivanja veine metalnih materijala. Ipak zbog ekonominosti (male brzine zavarivanja i orjentacijski 1,5 do 2 kg/depozita na sat) se primjenjuje za izvoenje kraih zavara, obino debljine ne iznad 15 mm (20 mm) kod sueonih zavarenih spojeva, te kraih kutnih spojeva manje debljine zavara (gdje se obino ne trai pojaana penetracija u korijenu zavara).

EMBED MSDraw

Uloga zatite elektrinog luka i rastaljenom materijala pri zavarivanju

Pri zavarivanju elektrolunim postupcima zavarivanja uloga zatite je dvostruka, odnosno trostruka (ovisno o tome radi li se o zatiti od obloene elektrode, prakom punjenoj ici, zatitnom praku kod EP zavarivanja ili zatitnom plinu / plinskoj mjeavini).

Tako npr., funkcije obloene elektrode su:1. Fizikalna2. Elektrina3. Metalurgijska

Fizikalna funkcija:

a) Stvaranje zatitne atmosfere, koja svojim prisustvom onemoguava nepovoljan utjecaj O, N i H na rastaljeni metal.b) Prisustvo sloja rastaljene viskozne troske oko kapljice i na povrini kupke zatiuje rastaljeni metal. Svojim prisustvom, troska tlai metal i skrutnuti metal dobiva glatku povrinu ispod troske.

2. Elektrina funkcija

Ve je Kjelberg 1908. g. otkrio da obloga elektrode daje elektriki stabilniji luk. Elektrino luk lake se pali i lake odrava. Potrebno je u oblogu elektrode dodati stabilizatore elektrinog luka: Cs, K, Ca ili druge elemente koji imaju nisku energiju ionizacije.

3. Metalurgijska funkcija

a)Rafiniranje rastaljenog metala odstranjivanjem S i P, tvorbom sulfida i fosfida, koji isplivaju na povrinu metalne kupke i odstranjuju se s troskom.b)Vezanje vodika npr. u HF, koji izlazi iz rastaljenog metala, a time se smanjuje opasnost hladnih pukotina.c)Dolegiranje elemenata, koji izgaraju u elektrinom luku (Cr, Ni, Mn, Si). Obino se u oblogu dodaju fero - krom, fero - nikl, fero - mangan i fero - silicij.d)Dodavanje elemenata za stvaranje finog zrna: Ti, Al, jer ovi elementi tvore puno klica kristalizacije u fazi skruivanja.e)Dodavanje elemenata za dezoksidaciju rastaljenog metala: Al, Si, Mn.f) Dodavanje Fe praha za poveanje proizvodnosti (randmana) - koliine rastaljenog depozita.

Vrste obloge elektrode prema sastavu oblogeA (Acide) ......................kisela obloga,B (Basic) ......................bazina obloga C (Cellulosic) ................celuloznaR (Rutile) ......................rutilna (rutil =TiO2)O (Oksidne) .. FeO, SiO2

KISELE ELEKTRODE nije preporuljivo koristiti za zavarivanje elika sa viim sadrajem sumpora radi opasnosti od toplih pukotina. Ove se elektrode mogu koristiti u svim poloajima zavarivanja uz primjenu istosmjernih ili izmjeninih izvora struje za zavarivanje. Ove elektrode u normalnim uvjetima zavarivanja (bez vlanosti okoline, uz dobro skladitenje i rukovanje elektrodama) nije potrebno suiti.

BAZINE ELEKTRODE daju zavareni spoj dobrih mehanikih svojstava (posebno izduenje i ilavost), a zbog manje prisutnosti tetnih plinova i nemetalnih ukljuaka (sastav troske vee O2, H2, S i P), manja je sklonost pukotinama i poroznosti. Nedostaci primjene ovih elektroda su : tee ienje troske, poroznost u korijenu zavara ako je dulji elektrini luk (zavarivanje pod 90!), neto grublji izgled lica zavara, slabija stabilnost elektrinog luka kod zavarivanja, (zbog visokog sadraja CaF2), velika ovisnost svojstava zavara o zavarivau. Ove se elektrode koriste kod zavarivanja zahtjevnih zavarenih konstrukcija.

RUTILNE ELEKTRODE se mnogo koriste zbog dobrih mehanikih svojstava zavara, stabilnosti elektrinog luka, mogunosti koritenja DC i AC struje zavarivanja, lijepog izgleda zavara, lakog ienja troske. Nedostatak primjene ovih elektroda oituje se kod zavarivanja elika sa viim sadrajem sumpora, mogunosti nastajanja toplih pukotina, slabije ilavosti zone taljenja u odnosu na bazine elektrode.

CELULOZNE ELEKTRODE se koriste za zavarivanje u svim poloajima DC i AC strujom. Brzina taljenja im je velika, a nastala se troska lako odvaja. Radi velikog provara koriste se za zavarivanje korijena u cijevi.

OKSIDNE ELEKTRODE se rabe za zavarivanje manje zahtjevnih spojeva kada je izgled zavara vaniji od njegovih mehanikih svojstava.

Zahtjevi za elektrode:

Parametri: Glavni parametri kod REL zavarivanja su:

napon zavarivanja (U), koji se tijekom zavarivanja orijentacijski kree od 18 do 26 V;jakost struje zavarivanja (I), koja se pri zavarivanju kree ovisno o promjeru elektrode (orijentacijske vrijednosti 40 elektrode, A)brzina zavarivanja (v), koja se kree ovisno o primijenjenoj tehnici zavarivanja (povlaenje ili njihanje elektrode), promjeru elektrode i parametrima zavarivanja orijentacijski od 1,5 do 2,5 mm/s.

Napon praznog hoda je najee 60 V. Stupanj iskoritenja energije za taljenje 0,75 0,85.

Prednosti: razvijen irok spektar dodatnih materijala za zavarivanje,manja cijena opreme za zavarivanje (ureaja za zavarivanje) u odnosu na MAG i EP postupak zavarivanja,pogodan za manja proizvodna i reparaturna zavarivanja,mogunost zavarivanja u svim poloajima zavarivanja,pogodan za rad na terenu, naroito tamo gdje nema elektrine energije (agregati),vrlo jednostavno rukovanje opremom,dobra mehanika svojstva zavara.

Nedostaci: mala brzina zavarivanja i niska produktivnost u odnosu na MAG i EP,kvaliteta zavara znaajno ovisi o vjetini zavarivaa - ovjeka,vrijeme za izobrazbu dobrog zavarivaa je dugo,neizbjean je otpad elektrode ik (8-10%), te gubitak mat. 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 (potrebna dobra ventilacija prostora),dugotrajni rad moe ostaviti tetne posljedice na zdravlju zavarivaa (reuma, oteenja dinog sustava...)

Mehanizirani postupci zavarivanja obloenom elektrodomGravitacijsko zavarivanjeKontaktno zavarivanjeZavarivanje pod bakrenom letvom

REL postupak zavarivanja cjevovoda (silazna tehnika zavarivanja)

Gravitacijsko zavarivanje - Elektrini luk se pomie radi djelovanja gravitacijske sile. - Postupak se koristi kod zavarivanja kutnih spojeva. - Istodobno moe raditi vie ureaja. - Za zavarivanje se koriste obloene elektrode promjera 5 8 mm, duljine 700 900 mm.

Kontaktno zavarivanje - Ureaj se sastoji od magnetnih draa i polunog oprunog mehanizma koji odrava potreban nagib elektrode. - Za zavarivanje se koriste elektrode sline kao i za gravitacijsko zavarivanje, ali prilagoene manjem nagibu elektrode.

Zavarivanje pod bakrenom letvom - EHV (Elin - Hafergut Schweiverfahren) - Primjenjuje se za preklopne, sueljene i kutne spojeve duljine do 2 m. - Elektrode se polau uzdu spoja i pokrivaju bakrenom letvom.- Jedan kraj elektrode se spaja sa izvorom struje, dok se izmeu drugog kraja i radnog komada uspostavlja elektrini luk pokriven troskom.

EMBED Word.Picture.8

_1202114115.doc

2. obloena elektroda

3. zavarivani komadi

1. bakrena letva

2

3

3

1

Kutni spoj

1

3

2

2

1

Kutni "T" spoj

3

2

3

Sueljeni spoj

Elektroluno zavarivanje taljivom elektrodom pod zatitom plina (MAG/MIG) Oprema za MIG/MAG zavarivanje sastoji se od gorionika za zavarivanje, izvora struje za zavarivanje, boce sa zatitnim plinom i pripadajueg sustava za dovod zatitnog plina, sustava za dovod ice te upravljakog sustava koji kontrolira ukljuivanje struje zavarivanja, dovoda ice i plina. Osim toga, kod zavarivanja pri veim jakostima struje nuan je i sustav hlaenja gorionika i ureaja vodom.

Princip rada:Kod MAG zavarivanja elektrini luk se uspostavlja kratkim spojem kresanjem izmeu ice za zavarivanje i radnog komada, tj. prikljuaka na polove elektrine struje (istosmjerne Direct Current) u atmosferi aktivnog plina. Nakon toga slijedi ravnomjerno dodavanje ice za zavarivanje u elektrini luk, te taljenje ice i formiranje zavarenog spoja.

Primjena: 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 kg/depozita na sat, vea intermitencija pogona nema zastoja za izmjenu elektroda kao kod REL postupka, 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 MAG postupka. Kod veih debljina osnovnog materijala i vee duljine zavarenih spojeva ekonominije je koristiti EP postupak (samostalno ili u kombinaciji sa MAG ili REL postupkom, npr. za provarivanje korijena). MAG postupak je izvorno poluautomatski postupak, ali se vrlo esto koristi kao automatski i robotizirani postupak zavarivanja. Znaajan je udio robota za MAG zavarivanje u automobilskoj industriji.

Prijenos metala kratkim spojevimaPrijenos metala trcajuim lukom Prijenos metala impulsnim strujamaRotirajui luk

Parametri: napon zavarivanja (U), koji se tijekom zavarivanja orijentacijski kree od 16 do 26 V;

jakost struje zavarivanja (I), koja se pri zavarivanju kree ovisno o promjeru ice za zavarivanje (orijentacijske vrijednosti 80 do 180, A)

brzina zavarivanja (v), koja se kree ovisno o primijenjenoj tehnici zavarivanja (povlaenje ili njihanje), promjeru ice za zavarivanje i parametrima zavarivanja orijentacijski od 2 do 4 mm/s.

Napon praznog hoda je najee 60 V. Stupanj iskoritenja energije za taljenje 0,75 0,85.

Prednosti: irok raspon materijala koji se mogu zavarivati (kvalitetni zavari na gotovo svim komercijalno vanijim metalima),razvijen dovoljno irok spektar dodatnih materijala za zavarivanje,jednostavna obuka zavarivaa, manja cijena opreme za zavarivanje (ureaja za zavarivanje) u odnosu na EP postupak zavarivanja (ali ipak neto vea u odnosu na REL),mogunost zavarivanja u svim poloajima zavarivanja,pogodan za pojedinanu i masovnu proizvodna, te reparaturna zavarivanja,manji gubici vremena zavarivaa (nema izmjene elektrode kao kod REL zavarivanja, manje ienje zavara), te dobra produktivnost,pogodan za automatizaciju i robotizaciju,dobra kvaliteta i mehanika svojstva zavarenog spoja.

Nedostaci: kod poluautomatskog zavarivanja kvaliteta zavara jo uvijek ovisi o vjetini zavarivaa ovjeka (ali ipak manje nego kod REL zavarivanja),vrijeme za izobrazbu dobrog zavarivaa je dulje nego kod REL zavarivanja, jer je praksa da MIG/MAG zavarivai prvo naue REL postupak zavarivanja,pojava jakog bljeskanja pri zavarivanju, oslobaaju se vee koliine plinova pa je potrebna dobra ventilacija prostora,u sluaju nedosljednog potivanja propisa o zatiti na radu, dugotrajni rad moe ostaviti tetne posljedice na zdravlju zavarivaa (reuma, oteenja dinog sustava...).

Zatitni plinovi za MIG/MAG postupak zavarivanja Zatita taline i kapljica rastaljenog metala za vrijeme prolaska kroz elektrini luk od tetnog utjecaja atmosfere (oksidacije) kod MIG/MAG postupka zavarivanja provodi se upotrebom odgovarajuih plinova i njihovih mjeavina. Plinovi koji se koriste pri MIG/MAG postupku zavarivanja su argon (Ar), helij (He), ugljini dioksid (CO2), kisik (O2), duik (N2) i vodik (H2), s napomenom da se kisik, duik i vodik ne koriste samostalno nego kao dodaci u plinskim mjeavinama.

Oblik penetracije zavarenog spoja ovisno o primijenjenoj plinskoj zatiti Izbor plinske zatite ima znaajan utjecaj na tehnoloke parametre procesa zavarivanja; neke plinske zatite e dati veu ili manju irinu zavara, omoguit e vee brzine zavarivanja ili e utjecati na potrebu predgrijavanja radnog komada. Osim toga, dobar izbor zatitnog plina i elektrode moe smanjiti trokove izrade zavarene konstrukcije poveavanjem brzine zavarivanja te smanjivanjem trokova ienja.

Zavarivanje prakom punjenom icomZa zavarivanje prakom punjenim icama koristi se isti ureaj i oprema kao i kod MAG zavarivanja punom icom, uz preporuku proizvoaa opreme i dodatnih materijala da se pogonski kotaii dodavaa ice s glatkim povrinama, koji transportiraju punu icu, zamijene kotaiima s nazubljenom povrinom radi vee elastinosti i manjeg otpora guranju/povlaenju u sluaju punjenih ica Princip rada MAG zavarivanja punjenom icom slian je principu rada MAG zavarivanja punom icom, a moe se podijeliti na zavarivanje "samozatitnom" prakom punjenom icom i zavarivanje prakom punjenom icom uz plinsku zatitu. Zavarivanje samozatitnom prakom punjenom icom Zavarivanje prakom punjenom icom uz plinsku zatitu

Razliiti presjeci prakom punjenih ica Prema sastavu jezgre prakom punjene ice se dijele na punjene ice s jezgrom sastavljenom preteito od mineralnih tvari i punjene ice s jezgrom od metalnog praha. Punjene ice s jezgrom sastavljenom preteito od mineralnih tvari dijele se na ice s rutilnim, bazinim i mjeovitim tipom jezgre.

Prednosti primjene prakom punjenih icakvaliteta zavarenog spoja jednaka je kao kod REL zavarivanja obloenom elektrodom, a bolja nego kod MAG zavarivanja punom icom,odlina penetracija i lijep izgled povrine zavara (glatkoa i uniformnost),produktivnost pri zavarivanju prakom punjenom icom je vea nego kod zavarivanja punom icom; mogu je rad s visokim vrijednostima jakosti struje to omoguava postizanje visokog uinka taljenja,manja sklonost grekama u zavaru kao to su poroznost i naljepljivanje,manje prskanje kod zavarivanja pri zatiti ugljinim dioksidom, te jo manje kod primjene plinskih mjeavina,manja osjetljivost na neistoe na mjestu zavarivanja,primjenjivost u svim poloajima zavarivanja,iroke mogunosti automatizacije,visoka stabilnost elektrinog luka,lako ienje troske, a kod primjene metalnim prakom punjenih ica troske i nema,dobro provarivanje korijena zavara,dobar oblik kutnih zavara izvedenih u zidnom poloaju,iroko podruje i jednostavno namjetanje parametara zavarivanja,visoka vrijednost ilavosti materijala i sigurnost od pojave pukotina (bazini tip prakom punjene ice),nizak unos vodika difuzijom,primjena za razliite vrste elika i iroko podruje debljina,relativno visoka iskoristivost elektrode.

Neki od nedostataka primjene prakom punjenih ica su vea cijena opreme nego kod REL postupka, vea cijena prakom punjene ice u odnosu na punu icu, ogranienje rada na veim udaljenostima od mogunosti dotura ice, velika koliina plinova (potrebna specijalna usisna oprema), a u nekim je sluajevima potrebno ienje troske izmeu prolaza. Nedostaci:

TIG zavarivanje

Princip Elektrini luk se uspostavlja pomou VF generatora koji se ukljuuje samo u djeliu sekunde, neposredno pred zavarivanje. Nakon uspostavljanja elektrinog luka izmeu netaljive volframove elektrode i radnog komada, tj. prikljuaka na polove elektrine struje (istosmjerne DC ili izmjenine AC), VF generator se iskljuuje, a proces zavarivanja se odvija sa ili bez dodavanja dodatnog materijala (ice) u elektrini luk.Nakon toga slijedi taljenje ivica lijeba za zavarivanje, odnosno ravnomjerno runo dodavanje ice za zavarivanje u elektrini luk, te taljenje ice i formiranje zavarenog spoja.

ParametriOrijentacijski podaci za TIG zavarivanje nehrajueg elika. Runo zavarivanje. Istosmjerna struja W-elektroda minus pol

Orijentacijski podaci za TIG zavarivanje aluminija. Runi postupak. Izmjenina struja

Orijentacijski podaci za TIG zavarivanje bakra i legura bakra

Primjena TIG postupak se takoer iroko primjenjuje: kod proizvodnih zavarivanja, navarivanja i reparaturnog zavarivanja aluminijskih legura i drugih nehrajuih materijala i legura.

On se uglavnom usporeuje sa MIG i plazma postupkom zavarivanja.

Primjenjuje se za zavarivanje limova i cijevi debljine do debljine 6 mm.

TIG postupak je izvorno runi postupak. Koristi se i kao automatski i robotizirani postupak zavarivanja, ali je primjena tih ureaja kompleksnija i skuplja.

Prednosti Kvaliteta zavarenog spoja vrlo visoka (kako u pogledu broja greaka u zavarenom spoju, tako i sa stajalita estetskog izgleda i mehanikih svojstava zavara),pogodan za reparaturna zavarivanja,mogunost zavarivanja u svim poloajima zavarivanja,primjenjiv je za sve metale i oblike radnog komada.

Nedostaci Via cijena opreme za zavarivanje (ureaja za zavarivanje) u odnosu na MIG postupak zavarivanja,kvaliteta zavara uvelike ovisi o vjetini zavarivaa ,manje pogodan za automatizaciju i robotizaciju,vrijeme za izobrazbu dobrog zavarivaa je dugo (mada je praksa da TIG zavarivai prvo naue REL i MAG/MIG postupak zavarivanja),daleko manja uinkovitost (kg depozita/h) u odnosu na MIG i plazma zavarivanje, neekonomian za zavarivanje materijala vee debljine od 6 mm,dolazi do jakog bljeskanja pri zavarivanju, pri zavarivanju se oslobaaju plinovi (potrebna dobra ventilacija prostora),dugotrajni rad moe ostaviti tetne posljedice na zdravlju zavarivaa (reuma, oteenja dinog sustava...),visoka cijena zatitnog plina i otean rad na otvorenome,visoki zahtjevi s obzirom na kvalitetu obrade i istou u pripremi spoja.

EPP (EP) postupak

Princip: Elektrini se luk uspostavlja pomou visokofrekventnog generatora (VF generator) koji se ukljuuje samo u djeliu sekunde, neposredno pred zavarivanje. Nakon uspostavljanja elektrinog luka, VF generator se iskljuuje, ica za zavarivanje kontinuirano dolazi u elektrini luk, tali se i sudjeluje u formiranju zavarenog spoja. Proces se odvija pod zatitnim prakom. To je automatski postupak zavarivanja.

EP postupak se koristi za zavarivanje i navarivanje gdje se trai velika koliina deponiranog materijala (zavara) ili kod velikoserijske proizvodnje (napr. kruni zavareni spojevi na propan/butan bocama za domainstvo). Zavarivanje se izvodi u horizontalnom poloaju (iznimka Circomatic postupak zavarivanje krunih zavarenih spojeva na cilindrinim posudama pod tlakom u zidnom poloaju). Znaajna je primjena ovog postupka kod zavarivanja debelostjenih posuda pod tlakom, te debelostjenih limova (napr. postolja lokomotiva, sekcije mostova), Primjena:

Parametri: Glavni parametri kod EP postupka zavarivanja su: - napon zavarivanja (U), koji se tijekom zavarivanja orjentacijski kree od 26 do 40 V;- jakost struje zavarivanja (I), koja se pri zavarivanju kree ovisno o promjeru elektrode (od 100 A do 1000 A; prema nekim literaturnim podacima i do 5000 A). Zbog manje duljine slobodnog kraja ice mogue je iste promjere ice za zavarivanja opteretiti puno veim strujama nego kod REL postupka (gdje je duljina slobodnog kraja praktino duljina elektrode koja se koristi za zavarivanje).brzina zavarivanja (v), je znaajno vea u odnosu na REL i MAG postupak (orjentacijske vrijednosti 200 do 600 mm/min).

Napon praznog hoda je 100 V (vei nego kod REL postupka iz razloga to se kod EP postupka tee uspostavlja elektrini luk).

velike brzine zavarivanja i daleko vea produktivnost u odnosu na REL i MAG postupak zavarivanja, budui da se radi o automtaskom postupku zavarivanja, kvaliteta ne ovisi o vjeku operateru (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 gubitaka 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,Prednosti:

Nedostaci: - vea cijena opreme za zavarivanje (ureaja za zavarivanje) u odnosu na MAG i REL postupak zavarivanja,- slabija mehanika svojstva zavarenog spoja u odnosu na REL i MAG zavarivanje (bre hlaenje vee koliine deponiranog materijala krupnozrnata struktura),nema vizualnog nadzora elektrinog luka tijekom zavarivanja,postupak nije primjenjiv za sve poloaje zavarivanja,postupak nije pogodan za tanje limove i krae zavare, - u tehnolokoj liniji koja koristi EP automate obino je potrebna dodatna mehanizacija (okretaljke, okretno-nagibni stolovi, pozicioneri, konzole, podloke ...),

CIRCOMATIC POSTUPAK (automatski EP postupak u zidnom poloaju)

EMBED MSDraw

Elektroplinsko zavarivanje (VERTOMATIC)1 Vodilica za icu2 Punjena ica3 Klizne Cu papue za voenje4 Zavar5 Osnovni materijal6 Plinska zatita7 Elektrini luk8 Rastaljeni metal9 Zatitni plin CO2

Elektroplinsko zavarivanje se razvilo iz MAG postupka zavarivanja, te se primjenjuje u brodogadnji te kod proizvodnje silosa i spremnika za naftu kod zavarivanja; vertikalni zavareni spojevi na cilindrinim posudama i posudama pod tlakom.

Postupak je slian EPT postupku zavarivanja.

Zavarivanje plazmom

Za stvaranje plazme elektrini luk se uspostavlja izmeu elektrode (spojene na - pol) i osnovnog materijala (preneseni luk) ili izmeu elektrode i hlaene sapnice (nepreneseni luk). Postupak se provodi bez ili uz dodatni materijal. Za plazma zavarivanje koriste se plazmeni plinovi (argon, vodik, duik, helij i njihove mjeavine ili zrak), i zatitni plinovi (argon, helij i njihove mjeavine).Plazma postupak se najee primjenjuje za zavarivanje visokolegiranih elika i Ti legura, a za zavarivanje tankih folija i limova koristi se mikroplazna postupak (jakosti struje samo nekoliko A).

elektrini luk je stabilan,velika brzina zavarivanja,duboko i potpuno protaljivanje u jednom prolazu,uska zona utjecaja topline.Prednosti plazma postupka:osjetljivost opreme za zavarivanje,nuno je hlaenje vodom,nuno je vrlo precizno odravanje razmaka izmeu vrha elektrode i sapniceNedostaci plazma postupka:

Zavarivanje mlazom elektrona1 Uarena elektroda emitira elektrone2 Anoda s otvorom (kontrakcija)3 Magnetska lea (fokusiranje)4 Dodatni magnetski sustav5 Radni komad

Usporedba oblika zavara kod (a) zavarivanja elektronskim mlazom i (b) konvencionalnog TIG postupka. Source: American Welding Society, Welding Handbook, 8th ed., 1991.Pri zavarivanju se materijal u podruju spoja zagrijava do vrlo visokih temperatura koje dovode do gotovo trenutanog isparavanja dijela na mjestu udara snopom elektrona. Na taj nain se stvara duboki i uski krater ispunjen metalnom parom oko kojeg dolazi do taljenja materijala. Tako se ostvaruje potpuna penetracija zavarenog spoja jednim prolazom.Postupak se provodi u vakuumiranoj ili (rjee) u plinom ispunjenoj zatvorenoj komori.Zavarivanje mlazom elektrona je potpuno automatizirano, a parametri zavarivanja se nadziru raunalom. Glavna podruja primjene ovog postupka su automobilska, zrakoplovna industrija, gradnja nuklearnih i konvencionalnih energetskih postrojenja, zavarivanje u elektronici itd.

velika penetracija to doputa provarivanje elinih komada ak do debljine 1 m (u praksi se provodi zavarivanje u jednom prolazu do debljine 200 mm),deformacije zbog zavarivanja su neznatne,velika tonost voenja elektronskog mlaza,automatizirani postupak zavarivanja.

Prednosti zavarivanja elektronskim mlazom:vrlo visoka cijena opreme za zavarivanje,potrebna obuka rukovateljem ureajem,Nedostaci zavarivanja elektronskim mlazom:

Zavarivanje laserom

Laser je koncentrirana zraka monokromatske svijetlosti koja nastaje tijekom stimuliranog i kontroliranog prijelaza elektrona-atoma i molekula iz vieg (pobueno stanje) u nie energetsko stanje (normalna razina). Fokusirana laserska zraka ima neto manju gustou snage nego mlaz elektona.Laserski ureaji proizvode lasersku zraku u odreenom mediju. Za primjenu u obradi metala primjenjuju se: laseri s krutim medijem (rubinski laser, Nd/staklo i Nd/YAG) i plinski laseri (CO2 laseri) s medijem od mjeavine CO2, He i N2 u staklenoj cijevi. Za zavarivanje se primjenjuju plinski CO2 laser (snage do 25 kW) i kruti Nd-YAG laser (srednje snage snopa do 3 kW). Glavna svojstva laserom zavarenih spojeva su: vrlo uski zavari i uska zona utjecaja topline mali unos toplinske energije male deformacije zavarivanje neovisno o poloaju mogunost zavaravanja sklopova s oteanim pristupom velika produktivnost brzo zavarivanje jednostavno spajanje raznorodnih materijala

PitanjaNavedite 3 postupka zavarivanja prikladna za zavarivanje nehrajueg elika.Navedite funkcije obloene elektrode.Koji se plinovi koriste kao zatita kod MIG/MAG postupka zavarivanja?Kakva svojstva imaju bazine elektrode kod REL postupka zavarivanja?Navedite prednosti i nedostatke EPP postupka zavarivanja.Koji se plinovi koriste kod plazma postupka zavarivanja?Podruja primjene zavarivanja mlazom elektrona.Glavna svojstva laserom zavarenih spojeva.Koji su mehanizirani postupci zavarivanja obloenom elektrodom?Skicirajte proces aluminotermijskog zavarivanja taljenjem.Gdje se primjenjuje elektroplinsko zavarivanje?

Postupci zavarivanja pritiskomKovako zavarivanjeKod kovakog zavarivanja se krajevi dva dijela koje elimo zavariti - spojiti zagriju u kovakoj vatri do bijelog usijanja i ako je potrebno pospu odreenim prahom (pijeskom) za ienje". ekianjem spoja istiskuju se s dodirnih povrina rastaljeni oksidi ili troska, te se sueljavaju iste metalne povrine kada poinju djelovati meuatomske sile dvaju dijelova i dolazi do vrstog zavarenog spoja.

Hladno zavarivanjeHladno zavarivanje pritiskom provodi se u vrstom stanju pri emu izmeu istih povrina priblienih na udaljenost djelovanja meuatomarnih sila nastaje vrsti zavareni spoj. Ovaj postupak se provodi pomou neposrednog pritiska dijelova koji se zavaruju.

Difuzijsko zavarivanjeOvim postupkom mogu se spajati sve vrste elika, neeljezni materijali, te kombinacije raznorodnih materijala. Postupak se primjenjuje za zavarivanje materijala od 1 do 100 mm debljine.

Zavarivanje eksplozijomOvaj se postupak najee primjenjuje za platiniranje veih povrina te za izradbu vieslojnih materijala.

EMBED MSDraw

(c)(d)Presjek spoja zavarenog eksplozijom:Titan (gornji) + ugljini elik (donji)Incoloy 800 (legura na bazi eljeza i nikla) + niskougljini elik Source: Courtesy of E. I. Du Pont de Nemours & Co.

Zavarivanje trenjem

Zavarivanje ultrazvukom1 Gornja elektroda2 Radni komad3 Donja elektroda4 - Prijenosnik5 Namotaj visokofrekventne struje6 Vibrator7 Mehaniki prijenos sile pritiskap - Pritisak

Spojevi zavareni postupkom ultrazvunog zavarivanja imaju veliku smicajnu i vlanu vrstou (zavareni spoj nastaje uzajamnim djelovanjem mehanikih vibracija visoke frekvencije i relativno malog pritiska na zavareni komad).

Ovim postupkom se dobro zavaruju uglavnom neeljezni materijali (Cu, Al, Ti, plastine mase, staklo, raznorodni materijali), a loe npr. alatni elici.

Primjena: zavarivanje tankih ica i metalnih folija meusobno ili na deblje dijelove (izrada instrumenata, elektronska industrija, zrakoplovna i automobilska industrija, kod materijala osjetljivih na pregrijavanje).

Plinsko zavarivanje pritiskom

uvren

pokretan

bez raspora

prstenasti plamenik

zavar

pritisak

radni komad

plosnati plamenik

Alumminotermitsko zavarivanje pritiskom

Elektroluno zavarivanje svornjakaParametri procesa:Jakost struje, ANapon, VTrajanje zavarivanja, msNaputanje svornjaka (Hub) - P, mmPosmak (berstand) - L, mmBrzina uranjanja svornjaka, mm/s

Primjena postupka zavarivanja svornjaka

Zavarivanje magnetski pokretanim lukom (MPL)Visokouinski postupak zavarivanja cijeviPostupak zavarivanja pokretanim elektrinim lukom je zavarivanje koje se ostvaruje pritiskom, nakon omekavanja osnovnog materijala (dviju cijevi) uslijed djelovanja elektrinog luka koji se rotira u zazoru lijeba za zavarivanje. Rotacija elektrinog luka u zazoru lijeba za zavarivanje je rezultat djelovanja suprotnih magnetskih polja na cijevima koje se zavaruju, nakon uspostavljanja elektrinog luka pomou pomonog magnetskog polja.

Poetni poloajradni komadi su u kontaktupokreu se struja zavarivanja i magnetsko polje

2. Poetak zavarivanjaradni komadi se razdvoje paljenje luka

3. Zagrijavanjeluk rotirapovrine spoja se zagrijavaju

4. Zavretak zavarivanjakomadi se dovode u kontaktstruja zavarivanja i magnetsko polje se gaseOsnovni su parametri zavarivanja: jakost struje zavarivanja, vrijeme gorenja elektrinog luka (rotacije), sila i vrijeme sabijanja.

Primjena:MPL postupak zavarivanja slui za zavarivanje cijevi, prirubnica, upljih profila itd.

Openito nema ograniena za promjer cijevi, odnosno radnog komada, jer on ovisi o snazi i karakteristikama izvora zavarivanja (istosmjerna struja), te sili sabijanja.

Obino se ne zavaruju cijevi vee debljine stjenke od 8 mm. Proces se odvija automatski bez dodatnog materijala, sa strujom zavarivanja 200 250 A i silom sabijanja sueljenih cijevi od 60 80 N/mm2. Za svaki oblik i dimenzije kontrure zavarenih dijelova potrebna je nova zavojnica.

Elektrootporno zavarivanjePored MAG postupka, elektrootporno zavarivanje je najvie robotiziran postupak zavarivanjaZastupljenost postupaka elektrootpornog zavarivanja je oko 30 % (u odnosu na druge postupke zavarivanja)Nema pojave elektrinog luka; metal se zagrijava toplinom koja nastaje zbog otpora prolazu struje, a za dobivanje zavarenog spoja uz toplinsku potreban je i mehanika energija.

Osloboena toplinska energija odreuje se prema Jouleovom zakonu: Q = I2 Rt

Tijekom zavarivanja nastoji se raditi s jaim strujama u to kraem vremenu, a kao izvor struje obino se koristi izmjenina struja (transformatori) ali se mogu koristiti i istosmjerni izvori struje.

Postupci elektrootpornog zavarivanja: tokasto, bradaviasto, avno ili kolutno, zavarivanje iskrenjem, sueljeno elektrootporno zavarivanje pritiskom, visokofrekventno zavarivanje itd.

Sueono elektrootporno zavarivanje pritiskom (tupo)1 Transformator za zavarivanje2 eljusti3 Radni komadi

Sueono elektrootporno zavarivanje iskrenjemPredgrijavanje i iskrenjeSabijanje

Elektrootporno tokasto zavarivanje(a) Shematski prikaz elektrootpornog tokastog zavarivanja. (b) Presjek tokastog zavara.

(a) Shematski prikaz ureaja za elektrootporno zavarivanje(b) Prikazi konstrukcije elektrode radi lakeg pristupa zavaru.Source: American Welding Society. Primjena: - zavarivanje ugljinih i visokolegiranih elikaNi-legura i Al-leguraspajanje tankih limova u automobilskoj, zrakoplovnoj, proizvodnji bijele tehnike i sl. (svaki automobil ima desetak tisua zavarenih spojeva tokastim zavarivanjem)

Elektrootporno avno zavarivanje1 izvor struje za zavarivanje2 elektrode3 zavarivani komadPrimjena: proizvodnja cijevi od visokougljinih elika, spremnika za gorivo, radijatora, izmjenjivaa topline i sl.

EMBED MSDraw

Elektrootporno bradaviasto zavarivanje1 izvor struje za zavarivanje2 elektrode3 zavarivani komadPrednosti u odnosu na tokasto zavarivanje:manje troenje elektroda,manja deformacija povrina zavarenih komada,manja osjetljivost na neistoe na kontaktnim povrinama.

Nedostaci:potrebna je oprema velike snage,neto skuplji postupak (troak izradbe bradavica).

EMBED MSDraw

Zavarivanje visoko frekventnom strujom (VF) - (a kontaktno i b indukcijsko )Primjena : za zavarivanje tankostjenih zatvorenih profila (debljine ispod 5 mm); cijevi, profila i ostalih poluproizvoda