TS-002-Tehnike spajanja - postupci zavarivanja-VU-Varazdin-IS.ppt

Katedra za zavarivanje i površinsku zaštitu 1/118

Postupci zavarivanjaPRITISKOM TALJENJEM

ZAVARIVANJE METALA

KOVAČKO

DIFUZIONO

PLINSKO

ELEKTROOTP.

EKSPLOZIJOM

ULTRAZVUKOM

TRENJEM

ALUMINOTERMITSKO

(MPL) MAGNETPOKRETNIM LUKOM(VF) VISOKOFREKVENTNOM STRUJOM

PRAŽNJENJEM KONDENZATORA

ELEKTROLUČNO SVORNJAKA

INFRA CRVENIM ZRAČENJEM

KONTAKTNO

INDUKCIONO

SUČEONO

ŠAVNO

BRADAVIČASTO

TOČKASTO

ŽICOM

FOLIJOM

KOLUTNO

ISKRENJM

SVORNJAKA

TUPO

PLINSKO

ALUMINOTERMITSKO

(EPT) ELEKTRO POD TROSKOM

ELEKTRONSKIM MLAZOM

LJEVAČKO

LASEROM

PLAZMOM

ELEKTROLUČNO

KISIK + ACETILEN

KISIK + PROPAN

KISIK + VODIK

(TIG) NETALJIVOM ELEKTRODOMPOD ZAŠTITNIM PLINOM

UGLJENOMELEKTRODOM

TALJIVOMELEKTRODOM

BEZ ZAŠTITNE ATMOSFERE

PRAŠKOM PUNJENIM ŽICAMA

GOLIM ELEKTRODAMA

UGLJENOM ELEKTRODOM

OBLOŽENIM ELEKTRODAMA

POD ZAŠTITNIM PLINOM

GRAVITACIONOKONTAKTNO

POD LETVOM

(REL) RUČNO

AKTIVNI PLINOVI (MAG)

ELEKTRO PLINSKO

ATOMIZIRANI VODIK

INERTNI PLINOVI (MIG)

(EP) POD PRAŠKOM

TRAKOM

ŽICOM

HLADNO

U HORIZONTALNOM POLOŽAJU

U ZIDNOM POLOŽAJU


Vrstametala

Ručno elektrolučno zavarivanje

(REL)

Elektrolučnozavarivanje

taljivom elektrodom uzaštiti plina(MIG/MAG)

Zavarivanje praškom punjenim žicama(FCAW)

Elektrolučno zavarivanje

pod praškom(EP)

Zavarivanje netaljivom

elektrodom pod zaštitom plina

(AC-TIG)

Zavarivanje netaljivom

elektrodom pod zaštitom plina

(DC-TIG)

Aluminij * *Legure magnezija *

Titan *Bakar, mesing * * *

Čelik * * * * *Nehrđajući čelik * * * * *

Lijevano željezo * * * *

Svi metali

* preporučeni postupak

Odabir postupka zavarivanja s obzirom na vrstu osnovnog materijala


Orjentacijska primjena postupaka zavarivanja s obzirom na debljinu materijala koji se zavaruje

Postupak zavarivanja Debljina materijala, mm

Ultrazvučno Do 1

Mikroplazma 0,25 – 2

Laser, 2kW Do 3

Elektrootporno točkasto i šavno 0,25 –5

Plazmom 0,5 – 8

Plinsko (C2H2 + O2) 0,5 – 4 (4 – 8)

Laserom (do 20 kW) 0,15 - 15

MIG (kratki luk) 0,5 – 4 (4 – 15)

MIG (normalni luk) 2 – 8 (8 – 50)

Elektronskim mlazom (do 5 kW) Do 30

Elektronskim mlazom (do 25 kW) 1 do 75

Elektronskim mlazom (do 72 kW) 5 do 300

TIG Do 4 (4 – 10)

MAG Do 3 (3 – 50)

REL 2 – 5 (5 – 150)

EPT 25 - 450

EP 2 – 25 (25 – 300)

Aluminotermijsko > 10

Napomena: vrijednosti u zagradi odnose se na debljinu materijala koja se zavaruje u više prolaza.


Zavarivanje ugljenom elektrodom

OSNOVNI METAL

=~

ELEKTRODA

TOK STRUJE UEL.. LUKU

PLAMEN UEL.. LUKU

DODATNIMATERIJAL

Slika: ZAVARIVANJE UGLJENOM ELEKTRODOM

1882. N.N. Bernardos (Rusija) prvi koristi električni luk između ugljene elektrode i metala kao izvor energije za zavarivanje uz dodavanje žice u metalnu kupku.


Zavarivanje golom elektrodom

struja

metalna( gola )šipka - elektroda

zavarivanje golom elektrodom


Plinsko zavarivanje3

4

5

6

1

2 2- 4

1

2

34

5

6

7

8

Primjena: Plinski plamen se primjenjuje za zavarivanje, navarivanje, lemljenje, nabrizgavanje, ravnanje, rezanje, površinsko čišćenje i duge vrste površinske obrade materijala. Za zavarivanje se koristi acetilen (kao gorivi plin) i kisik (kao plin koji podržava gorenje).

1 – Metal zavara2 – Dodatni materijal3 – Gorionik4 – Plinski plamen5 – Zaštita procesa zavarivanja plinovima

koji su produkt izgaranja6 – Osnovni materijal

1 – Acetilen2 – Kisik3 – Regulator za protok kisika4 – Vodeni osigurač (acetilen)5,6 – Kabeli7 – Gorionik8 – Radno mjesto


Plinski plamen: Plamen acetilena i kisika daje maksimalnu temperaturu od 3100°C, dok plamen butana i propana sa kisikom daje maksimalnu temperaturu 2830, odnosno 2850 °C. Važnu ulogu kod zavarivanja ima pravilno reguliranje plinskog plamena.Neutralni plamen (C2H2 : O2 = 1:1), kod zavarivanja svih vrsta čelika, bakra, aluminija, nikla i njihovih legura.

Oksidirajući plamen (višak O2), kod zavarivanja mjedi.

Reducirajući plamen (višak C2H2), kod tvrdog navarivanja i zavarivanja sivog lijeva (gdje se traži prirast ugljika u zavaru)


Kisik:

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

Orjentacijska količina kisika – volumen (Vkisika , m3) u boci računa se pomoću sljedeće formule:Vkisika = volumen boce tlak u boci (Pa) koeficijent stlačenja kisika pri temp. 15°CKoeficijent stlačenja kisika pri temperaturi 15°C 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 određena količina kisika u boci da se izbjegne prodor zraka i vlage u bocu (minimalno očitanje na regulacijskom ventilu – manometru 0,5 bara). Kod rukovanja sa bocama za kisik treba paziti da su uvijek čiste (ne smije biti nečistoća i masti oko rgulacijskog ventila), a otvaranje i zatvaranje boce mora biti pažljivo – najviše do pola okreta ventila za otvaranje i zatvaranje boce).


Acetilen:

Acetilen se isporučuje u bijelim bocama pod tlakom od 15 bara. Vrlo je nestabilan i eksplozivan u smjesi sa zrakom ili kisikom. S povećavanjem tlaka eksplozivnost acetilena raste, tako da je dovoljno 3% acetilena u smjesi sa zrakom da dođe 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 povišenim temperaturama. Iz navedenih razloga potrebno je pridržavati se pravila koja vrijede za rukovanje sa bocama acetilena i kisika u proizvodnji, transportu i skladištenju.

Suhi osigurač:


Acetilen je plin iz grupe nezasićenih ugljikovodika, bezbojan je i neotrovan plin karakterističnog mirisa.

U bocu za acetilen koja je volumena 40 litara, pri tlaku od 15 bara i temparaturi 20°C stane 6 m3 acetilena. Na izlazu iz boce postavlja se regulator tlaka (manometar) koji snižava tlak acetilena na vrijednosti ispod 1,5 bara (ako je na izlazu iz boce tlak acetilena prelazi 1,5 bar može doći do stvaranja mjehurića plina i spajanja sa zrakom, što može prouzročiti eksploziju plina). Približna količina plina u boci – volumen (Vacetilena, m3) može se odrediti pomoću sljedeće formule:

Vacetilena = 0,35 volumen boce rastvorljivost acetilena u acetonu pri 15°C tlaku u boci (Pa) 10-5

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

Pri pražnjenu boce brzina istjecanja acetilena, odnosno protok acetilena mora biti manji od 1 m3/h da ne bi došlo do isparavanja acetona iz boce i smrzavanja redukcionog ventila (manometra). Isto tako, boca se ne smije potpuno isprazniti, već se mora ostaviti određena količina acetilena koja odgovara tlaku na manometu 1 – 1,5 bara, ovisno o vanjskoj temperaturi.


A – Tehnika zavarivanja u lijevo (tanki materijali, metali s nižim talištem)

B – Tehnika zavarivanja u desno (deblji materijali; već od 3 mm, za zavarivanje cijevi u tlačnim sustavima)

Kod lemljenja se umjesto acetilena često 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:

• moguće zavarivanje gotovo svih metala• prilagodljivost svim uvjetima i položajima zavarivanja• jeftina i jednostavna oprema za zavarivanje• ista oprema uz manje prilagodbe može se koristiti za lemljenje, rezanje i žlijebljenje nelegiranih i niskolegiranih čelika

Nedostaci zavarivanja plinskim plamenom:

• najsporiji postupak zavarivanja• dovođenje velike količine topline u okolini mjesta zavarivanja (pojava zaostalih napetosti i grubozrnate strukture ZUT-a)• postoji opasnost od požara i eksplozije kod rukovanja plinovima


Plinsko zavarivanje pritiskom


Aluminotermijsko zavarivanje taljenjemPostupak se temelji na korištenju topline egzotermne reakcije redukcije Fe-oksida aluminijem. Aluminij oduzima kisik Fe oksidima, pri čemu nastaje željezo koje služi kao dodatni materijal:

Zavarivanje se provodi termitnom masom (praškasti aluminijev oksid (1/4) + Fe oksid (3/4) eventualno + legirajući elementi). Paljenje smjese vrši se barijevim super-oksidom ili magnezijevim praškom jer termitna masa reagira tek na temp. iznad 1300°C. Prije zavarivanja vrši se predgrijavanje plinskim plamenom na temp. 800°C.

33243

23232

132

9483

22

323

QFeOAlAlOFe

QFeOAlAlOFe

QFeOAlAlFeO

Oslobođena količina topline: Q1= 783 kJ/mol, Q2=758 kJ/mol, Q3=3012 kJ/mol.


termit

lonac

troska

talina

predgrijavanje

kalup

tračnica

zavarenispoj

Zavarivanje se provodi termitnom masom (praškasti aluminijev oksid (1/4) + Fe oksid (3/4) eventualno + legirajući elementi). Paljenje smjese vrši se barijevim super-oksidom ili magnezijevim praškom jer termitna masa reagira tek na temp. iznad 1300°C. Prije zavarivanja vrši se predgrijavanje plinskim plamenom na temp. 800°C. Postupak je sličan lijevanju čelika.

Pregrijana talina čelika (oko 2500°C) teče u kalup. Lonac na dnu ima čep koji se oslobađa tek nakon stvaranja i zagrijavanja cijele količine taline. Zbog vrlo visoke temperature taline dolazi do taljenja rubova osnovnog materijala, a talina popunjava zazore i formira se zavareni spoj.

Kalup se nakon hlađenja razbija, a uljevci odušci kalupa se odstranjuju



Aluminotermijsko zavarivanje pritiskomuže

patrona

stezaljka opruga

Aluminotermitsko zavarivanje pritiskom

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


Elektrootporno zavarivanje pod troskomEPT postupak

Elektrootporni postupak zavarivanja taljenjem.

Toplinska energija dobiva se prolaskom električne struje kroz taljevinu od rastaljene troske (nastaje taljenjem praška za zavarivanje), a ima određeni električni otpor.

Joulov zakon: Q = I2 · R · t

Električni otpor rastaljene troske ujedno i štiti rastaljeni metal, a proces se odvija između rubova komada koji se zavaruje i papuča za hlađenje i držanje taline.

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


9

1 9

4

8

5

6

79

19

4

8

5

6

7

2

3

Zavarivanje pod zaštitom troske bez i sa taljivom sapnicom:1 – elektrodna žica2 – taljiva sapnica3 – obloga sapnice4 – bakrene ploče hlađene vodom (kalupi)5 – rastaljena troska6 – rastaljeni metal7 – zavar8 – rashladna voda9 – osnovni materijal



Prednosti zavarivanja pod troskom:

• visokoučinski postupak zavarivanja (čak do 35 kg/h),• u jednom prolazu mogu se zavarivati limovi debljine od 8 do 1000 mm,• male deformacije zavarenih spojeva,• moguće paralelno zavarivanje sa više žica,• nije potrebna obrada rubova kod pripreme za zavarivanje,• automatski postupak zavarivanja (bez ljudskog utjecaja),• manja potrošnja električne 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 (veličina zrna slična primarnoj ljevačkoj strukturi),• može se zavarivati samo u okomitom položaju,• slaba mehanička svojstva, posebno žilavost


Ručno elektrolučno zavarivanje (REL)

Princip: Električni luk se uspostavlja kratkim spojem – kresanjem između elektrode i radnog komada, tj. priključaka na polove električne struje (istosmjerne – Direct Current ili izmjenične – Alternating Current). Nakon toga sljedi ravnomjerno dodavanje elektrode u električni luk od strane zavarivača, te taljenje elektrode i formiranje zavarenog spoja.

žica obloga

radnikomad

zaštitni plin izoblogeprelaz materijala u

električnom luku

zavar

troska

troska


Izvor struje (AC ili DC

elektroda

radni komad

držač elektrode

provodnici

Primjena: REL postupak ima široke mogućnosti primjene: kod proizvodnih zavarivanja, navarivanja i reparaturnog zavarivanja većine metalnih materijala. Ipak zbog ekonomičnosti (male brzine zavarivanja i orjentacijski 1,5 do 2 kg/depozita na sat) se primjenjuje za izvođenje kraćih zavara, obično debljine ne iznad 15 mm (20 mm) kod sučeonih zavarenih spojeva, te kraćih kutnih spojeva manje debljine zavara (gdje se obično ne traži pojačana penetracija u korijenu zavara).


Uloga zaštite električnog luka i rastaljenom materijala pri zavarivanju

Pri zavarivanju elektrolučnim postupcima zavarivanja uloga zaštite je dvostruka, odnosno trostruka (ovisno o tome radi li se o zaštiti od obložene elektrode, praškom punjenoj žici, zaštitnom prašku kod EP zavarivanja ili zaštitnom plinu / plinskoj mješavini).

Tako npr., funkcije obložene elektrode su:

1. Fizikalna2. Električna3. Metalurgijska


1. Fizikalna funkcija:

a) Stvaranje zaštitne atmosfere, koja svojim prisustvom onemogućava nepovoljan utjecaj O, N i H na rastaljeni metal.

b) Prisustvo sloja rastaljene viskozne troske oko kapljice i na površini kupke zaštićuje rastaljeni metal. Svojim prisustvom, troska tlači metal i skrutnuti metal dobiva glatku površinu ispod troske.


2. Električna funkcija

Već je Kjelberg 1908. g. otkrio da obloga elektrode daje električki stabilniji luk. Električno luk lakše se pali i lakše održava. Potrebno je u oblogu elektrode dodati stabilizatore električnog 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 površinu 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 električnom luku (Cr, Ni, Mn, Si). Obično 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 skrućivanja.

e) Dodavanje elemenata za dezoksidaciju rastaljenog metala: Al, Si, Mn.f) Dodavanje Fe praha za povećanje proizvodnosti (randmana) - količine

rastaljenog depozita.


Vrste obloge elektrode prema sastavu obloge

• A (Acide) ......................kisela obloga,• B (Basic) ......................bazična obloga • C (Cellulosic) ................celulozna• R (Rutile) ......................rutilna (rutil =TiO2)

• O (Oksidne) ………….. FeO, SiO2


Parametri:

Glavni parametri kod REL zavarivanja su:

• napon zavarivanja (U), koji se tijekom zavarivanja orijentacijski kreće od 18 do 26 V;

• jakost struje zavarivanja (I), koja se pri zavarivanju kreće ovisno o promjeru elektrode (orijentacijske vrijednosti 40 elektrode, A)

• brzina zavarivanja (v), koja se kreće ovisno o primijenjenoj tehnici zavarivanja (povlačenje ili njihanje elektrode), promjeru elektrode i parametrima zavarivanja orijentacijski od 1,5 do 2,5 mm/s.

Napon praznog hoda je najčešće 60 V. Stupanj iskorištenja energije za taljenje 0,75 – 0,85.


Prednosti:

• razvijen širok spektar dodatnih materijala za zavarivanje,• manja cijena opreme za zavarivanje (uređaja za zavarivanje) u

odnosu na MAG i EP postupak zavarivanja,• pogodan za manja proizvodna i reparaturna zavarivanja,• mogućnost zavarivanja u svim položajima zavarivanja,• pogodan za rad na terenu, naročito tamo gdje nema električne

energije (agregati),• vrlo jednostavno rukovanje opremom,• dobra mehanička svojstva zavara.


Nedostaci:

• mala brzina zavarivanja i niska produktivnost u odnosu na MAG i EP,

• kvaliteta zavara značajno ovisi o vještini zavarivača - čovjeka,• vrijeme za izobrazbu dobrog zavarivača je dugo,• neizbježan je otpad elektrode – »čik« (8-10%), te gubitak mat. zbog

prskanja u okolinu,• teže čišćenje troske nakon zavarivanja i gubitak vremena zbog

čišćenja troske,• dolazi do jakog bljeskanja pri zavarivanju, razvijaju se štetni plinovi

(potrebna dobra ventilacija prostora),• dugotrajni rad može ostaviti štetne posljedice na zdravlju

zavarivača (reuma, oštećenja dišnog sustava...)


Mehanizirani postupci zavarivanja obloženom elektrodomGravitacijsko zavarivanjeKontaktno zavarivanjeZavarivanje pod bakrenom letvom

L

L

L

Površine koje treba čistiti na duljini L prije elektrolučnog zavarivanja


REL postupak zavarivanja cjevovoda (silazna tehnika zavarivanja)


Gravitacijsko zavarivanje

IZVOR

STRUJE

ELEKTRODA

OKVIR

ELEKTRODA

OKVIR ELEKTRODA

LINIJA ZAVARA

mijenja se u ovisnosti o duljini zavara

10 do 60 određen kutom držača elektrode

50 do 90

35 do 40

- Električni luk se pomiče radi djelovanja gravitacijske sile. - Postupak se koristi kod zavarivanja kutnih spojeva. - Istodobno može raditi više uređaja. - Za zavarivanje se koriste obložene elektrode promjera 5 – 8 mm, duljine 700 – 900 mm.


Kontaktno zavarivanjeELEKTRODA

- Uređaj se sastoji od magnetnih držača i polužnog opružnog mehanizma koji održava potreban nagib elektrode.

- Za zavarivanje se koriste elektrode slične kao i za gravitacijsko zavarivanje, ali prilagođene manjem nagibu elektrode.


Zavarivanje pod bakrenom letvom - EHV (Elin - Hafergut Schweißverfahren)

- Primjenjuje se za preklopne, sučeljene i kutne spojeve duljine do 2 m. - Elektrode se polažu uzduž spoja i pokrivaju bakrenom letvom.- Jedan kraj elektrode se spaja sa izvorom struje, dok se između drugog kraja i

radnog komada uspostavlja električni luk pokriven troskom.


Elektrolučno zavarivanje taljivom elektrodom pod zaštitom plina (MAG/MIG)

Č elič n a bo c ai z aš titn i p lin

Va ljč ić i z a rav n an jei p o g o n ž ice ,

e lek tro m o to r za p o g o n d o v o d a

žice

K ale m i ž ica zaza v ariv an je

R eg u la to ri tla k a i p ro to k a p lin a

Z aš titn i p lin

Iz v ors tru je U p ra v ljač k i o rm arić

Oprema za MIG/MAG zavarivanje sastoji se od gorionika za zavarivanje, izvora struje za zavarivanje, boce sa zaštitnim plinom i pripadajućeg sustava za dovod zaštitnog plina, sustava za dovod žice te upravljačkog sustava koji kontrolira uključivanje struje zavarivanja, dovoda žice i plina. Osim toga, kod zavarivanja pri većim jakostima struje nužan je i sustav hlađenja gorionika i uređaja vodom.


Kod MAG zavarivanja električni luk se uspostavlja kratkim spojem – kresanjem između žice za zavarivanje i radnog komada, tj. priključaka na polove električne struje (istosmjerne – Direct Current) u atmosferi aktivnog plina. Nakon toga slijedi ravnomjerno dodavanje žice za zavarivanje u električni luk, te taljenje žice i formiranje zavarenog spoja.

Princip rada:


Primjena:

• MAG postupak ima široke mogućnosti primjene: kod proizvodnih zavarivanja, navarivanja i reparaturnog zavarivanja većine metalnih materijala.

• Ima prednost pred REL zavarivanjem sa stajališta ekonomičnosti (više kg/depozita na sat, veća intermitencija pogona – nema zastoja za izmjenu elektroda kao kod REL postupka, manje čišćenje zavara).

• Primjenjuje se za zavarivanje limova i cijevi debljine od 1 mm obično do debljine 20 mm (u nekim slučajevima i daleko iznad tih debljina, kada je ekonomski i tehnološki opravdana primjena MAG postupka.

• Kod većih debljina osnovnog materijala i veće duljine zavarenih spojeva ekonomičnije 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 često koristi kao automatski i robotizirani postupak zavarivanja. Značajan je udio robota za MAG zavarivanje u automobilskoj industriji.


Prijenos metala kratkim spojevima Prijenos metala štrcajućim lukom

Prijenos metala impulsnim strujama Rotirajući luk


Parametri:

• napon zavarivanja (U), koji se tijekom zavarivanja orijentacijski kreće od 16 do 26 V;

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

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

Napon praznog hoda je najčešće 60 V. Stupanj iskorištenja energije za taljenje 0,75 – 0,85.


Prednosti:

• širok raspon materijala koji se mogu zavarivati (kvalitetni zavari na gotovo svim komercijalno važnijim metalima),

• razvijen dovoljno širok spektar dodatnih materijala za zavarivanje,• jednostavna obuka zavarivača, • manja cijena opreme za zavarivanje (uređaja za zavarivanje) u odnosu na

EP postupak zavarivanja (ali ipak nešto veća u odnosu na REL),• mogućnost zavarivanja u svim položajima zavarivanja,• pogodan za pojedinačnu i masovnu proizvodna, te reparaturna

zavarivanja,• manji gubici vremena zavarivača (nema izmjene elektrode kao kod REL

zavarivanja, manje čišćenje zavara), te dobra produktivnost,• pogodan za automatizaciju i robotizaciju,• dobra kvaliteta i mehanička svojstva zavarenog spoja.


Nedostaci:

• kod poluautomatskog zavarivanja kvaliteta zavara još uvijek ovisi o vještini zavarivača – čovjeka (ali ipak manje nego kod REL zavarivanja),

• vrijeme za izobrazbu dobrog zavarivača je dulje nego kod REL zavarivanja, jer je praksa da MIG/MAG zavarivači prvo nauče REL postupak zavarivanja,

• pojava jakog bljeskanja pri zavarivanju, • oslobađaju se veće količine plinova pa je potrebna dobra ventilacija

prostora,• u slučaju nedosljednog poštivanja propisa o zaštiti na radu, dugotrajni

rad može ostaviti štetne posljedice na zdravlju zavarivača (reuma, oštećenja dišnog sustava...).


Zaštita taline i kapljica rastaljenog metala za vrijeme prolaska kroz električni luk od štetnog utjecaja atmosfere (oksidacije) kod MIG/MAG postupka zavarivanja provodi se upotrebom odgovarajućih plinova i njihovih mješavina.

Plinovi koji se koriste pri MIG/MAG postupku zavarivanja su argon (Ar), helij (He), ugljični dioksid (CO2), kisik (O2), dušik (N2) i vodik (H2), s napomenom da se kisik, dušik i vodik ne koriste samostalno nego kao dodaci u plinskim mješavinama.

Zaštitni plinovi za MIG/MAG postupak zavarivanja

O k olina zavaraZ aštitn i p lin im a u tjeca j na em is iju p roduka ta izgaran ja .

Ž ica za zavarivan je

R adn i kom ad

Pro tok zaštitnogp lina

Z aštitna u logaR asta ljen i i zagrijani m aterija lzaštićen je od oko lne atm osfe re .

P rijenos m eta laN ačin p rijenosa m etala uve likeov isi o v rs ti zaš titnog p lina .Z aštitn i p lin u tječe na sile ko jed je luju na kap ljicu u električnom luku .

Stab ilnost lu kaPaljen je luka i n jegova s tabilnos tov ise o zaštitnom p linu .

Izg led površin e zavaraK olič ina p rsko tina i šljakeov isi o p linsko j zaštiti.

M eta lurška i m ehanička svojs tvaZ aštitn i p lin u tječe na izgaranje leg irn ih e lem ena ta i reakc ije s k isikom , dušikom i ug ljikom .O vo im a u tjeca j na m ehan ička svojstva.

G eom etrija zavaraZ aštitn i p lin u tječe na oblik završnog p rolazate na pene traciju.


Argon/O2 Argon Helij/Argon Helij

Oblik penetracije zavarenog spoja ovisno o primijenjenoj plinskoj zaštiti

Izbor plinske zaštite ima značajan utjecaj na tehnološke parametre procesa zavarivanja; neke plinske zaštite će dati veću ili manju širinu zavara, omogućit će veće brzine zavarivanja ili će utjecati na potrebu predgrijavanja radnog komada. Osim toga, dobar izbor zaštitnog plina i elektrode može smanjiti troškove izrade zavarene konstrukcije povećavanjem brzine zavarivanja te smanjivanjem troškova čišćenja.


Za zavarivanje praškom punjenim žicama koristi se isti uređaj i oprema kao i kod MAG zavarivanja punom žicom, uz preporuku proizvođača opreme i dodatnih materijala da se pogonski kotačići dodavača žice s glatkim površinama, koji transportiraju punu žicu, zamijene kotačićima s nazubljenom površinom radi veće elastičnosti i manjeg otpora guranju/povlačenju u slučaju punjenih žica

Zavarivanje praškom punjenom žicom

Princip rada MAG zavarivanja punjenom žicom sličan je principu rada MAG zavarivanja punom žicom, a može se podijeliti na zavarivanje "samozaštitnom" praškom punjenom žicom i zavarivanje praškom punjenom žicom uz plinsku zaštitu.

Zavarivanje samozaštitnom praškom punjenom žicom

Zavarivanje praškom punjenom žicom uz plinsku zaštitu


Različiti presjeci praškom punjenih žica

Prema sastavu jezgre praškom punjene žice se dijele na punjene žice s jezgrom sastavljenom pretežito od mineralnih tvari i punjene žice s jezgrom od metalnog praha. Punjene žice s jezgrom sastavljenom pretežito od mineralnih tvari dijele se na žice s rutilnim, bazičnim i mješovitim tipom jezgre.



TIG zavarivanje

Kabel (struja, voda, upravljanje)

=~

Izvor struje

Zaštitni plin (Ar)

VFgenerator

Komandni ormarić

Pištolj za zavarivanje

Dodatni materijal

Rashladna voda

A


Princip Električni luk se uspostavlja pomoću VF generatora koji se uključuje samo u djeliću sekunde, neposredno pred zavarivanje. Nakon uspostavljanja električnog luka između netaljive volframove elektrode i radnog komada, tj. priključaka na polove električne struje (istosmjerne – DC ili izmjenične – AC), VF generator se isključuje, a proces zavarivanja se odvija sa ili bez dodavanja dodatnog materijala (žice) u električni luk.

~

Osnovni materijal

Dodatni materijal

Rastaljeni metal

Metal zavara

Zaštitni plin

Izvor struje

Električni luk

Elektroda (volfram)Nakon toga slijedi taljenje ivica žlijeba za zavarivanje, odnosno ravnomjerno ručno dodavanje žice za zavarivanje u električni luk, te taljenje žice i formiranje zavarenog spoja.


ParametriOrijentacijski podaci za TIG zavarivanje nehrđajućeg čelika. Ručno zavarivanje. Istosmjerna

struja W-elektroda minus pol

Debljinalima u mm

Oblik spojaW-elektroda,

ø mmŽica,ø mm

Jakost struje, A

Argon l/min

1,5 I-spojPreklopni spojKutni spoj

1,6 1,640-6050-7050-70

7

3,0I-spojPreklopni spojKutni spoj

2,4 2,565-85

90-11090-110

7


3,2 3,0100-125125-150125-150

10

6,0I- spojPreklopni spojKutni spoj

3,2 3,0135-160160-180160-180

10


Orijentacijski podaci za TIG zavarivanje aluminija. Ručni postupak. Izmjenična struja

Debljinalima u mm

Oblik spojaW-elektroda,

ø mmŽica,ø mm

Jakost struje, A

Argon l/min


1,6 1,660-8570-9075-100

7


2,4-3,2 2,4125-150130-160130-160

10


3,2-4,0 3,2180-225190-240190-240

10

6,0I- spojPreklopni spojKutni spoj

4,0 3,2240-280250-320250-320

12


Orijentacijski podaci za TIG zavarivanje bakra i legura bakra

MaterijalDebljina lima

u mmOblik spoja

Žica,ø mm

Jakost struje Argon l/min

Čisti bakar1,5 3,0 6,0

IIV

222

120-140180-200120 i 200

7-87-87-8

Aluminijska bronca

1,5 3,06-8

IIV

22

3,2

60-80120-150100 i 160

888

Silicijska bronca

1,5 3,0 6,0

IIV

23,23-4

60- 80100-130100 i 200

888

Mjedi2-66-12

IV

2-3,2 3,480-160

160-1908

8-10

Bakar-nikl legure

1,5-23-45-6

IVV

23,23-4

100-130150-200150-250

88

8-10


Primjena

TIG postupak se također široko primjenjuje: kod proizvodnih zavarivanja, navarivanja i reparaturnog zavarivanja aluminijskih legura i drugih nehrđajućih materijala i legura.

On se uglavnom uspoređuje sa MIG i plazma postupkom zavarivanja.

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

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


Prednosti

• Kvaliteta zavarenog spoja vrlo visoka (kako u pogledu broja grešaka u zavarenom spoju, tako i sa stajališta estetskog izgleda i mehaničkih svojstava zavara),

• pogodan za reparaturna zavarivanja,• mogućnost zavarivanja u svim položajima zavarivanja,• primjenjiv je za sve metale i oblike radnog komada.


Nedostaci • Viša cijena opreme za zavarivanje (uređaja za zavarivanje) u odnosu

na MIG postupak zavarivanja,• kvaliteta zavara uvelike ovisi o vještini zavarivača ,• manje pogodan za automatizaciju i robotizaciju,• vrijeme za izobrazbu dobrog zavarivača je dugo (mada je praksa da

TIG zavarivači prvo nauče REL i MAG/MIG postupak zavarivanja),• daleko manja učinkovitost (kg depozita/h) u odnosu na MIG i

plazma zavarivanje, neekonomičan za zavarivanje materijala veće debljine od 6 mm,

• dolazi do jakog bljeskanja pri zavarivanju, pri zavarivanju se oslobađaju plinovi (potrebna dobra ventilacija prostora),

• dugotrajni rad može ostaviti štetne posljedice na zdravlju zavarivača (reuma, oštećenja dišnog sustava...),

• visoka cijena zaštitnog plina i otežan rad na otvorenome,• visoki zahtjevi s obzirom na kvalitetu obrade i čistoću u pripremi

spoja.




EPP (EP) postupak

=~

Dovod struje

O.M

Motor za pogon žice

Prašak

Smjar zavarivanja


TALINAMETAL ZAVARA

OSNOVNI MATERIJAL

KRUTA TROSKA

PRAŠAK

Gubici

25%25%

5% 45%

TROSKA

Princip: Električni se luk uspostavlja pomoću visokofrekventnog generatora (VF generator) koji se uključuje samo u djeliću sekunde, neposredno pred zavarivanje. Nakon uspostavljanja električnog luka, VF generator se isključuje, žica za zavarivanje kontinuirano dolazi u električni luk, tali se i sudjeluje u formiranju zavarenog spoja. Proces se odvija pod zaštitnim praškom. To je automatski postupak zavarivanja.


EP postupak se koristi za zavarivanje i navarivanje gdje se traži velika količina deponiranog materijala (zavara) ili kod velikoserijske proizvodnje (napr. kružni zavareni spojevi na propan/butan bocama za domaćinstvo). Zavarivanje se izvodi u horizontalnom položaju (iznimka Circomatic postupak – zavarivanje kružnih zavarenih spojeva na cilindričnim posudama pod tlakom u zidnom položaju). Značajna je primjena ovog postupka kod zavarivanja debelostjenih posuda pod tlakom, te debelostjenih limova (napr. postolja lokomotiva, sekcije mostova),

Primjena:

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.esab.de/images/image_archive/high/submerged_arc_welding.jpg&imgrefurl=http://www.esab.de/item.asp?id=26824&h=1137&w=812&sz=269&tbnid=71v0wAfQUkpNAM:&tbnh=150&tbnw=107&hl=hr&start=7&prev=/images?q=%22Submerged+Arc+Welding%22&svnum=10&hl=hr&lr=&rls=GGLD,GGLD:2003-39,GGLD:en&sa=N


Parametri:

Glavni parametri kod EP postupka zavarivanja su: - napon zavarivanja (U), koji se tijekom zavarivanja orjentacijski kreće od 26 do 40

V;- jakost struje zavarivanja (I), koja se pri zavarivanju kreće ovisno o promjeru

elektrode (od 100 A do 1000 A; prema nekim literaturnim podacima i do 5000 A). Zbog manje duljine slobodnog kraja žice moguće je iste promjere žice za zavarivanja opteretiti puno većim strujama nego kod REL postupka (gdje je duljina slobodnog kraja praktično duljina elektrode koja se koristi za zavarivanje).

- brzina zavarivanja (v), je značajno veća u odnosu na REL i MAG postupak (orjentacijske vrijednosti 200 do 600 mm/min).

Napon praznog hoda je 100 V (veći nego kod REL postupka iz razloga što se kod EP postupka teže uspostavlja električni luk).


- velike brzine zavarivanja i daleko veća produktivnost u odnosu na REL i MAG postupak zavarivanja,

- budući da se radi o automtaskom postupku zavarivanja, kvaliteta ne ovisi o čvjeku – operateru (jednom uspostavljeni parametri zavarivanja daju konstantnu kvalitetu zavarenih spojeva),

- visok stupanj iskorištenja energije za taljenje (0,9 - 0,95),- kvalitetan estetski izgled zavara,- nema otpada žice (»čik-a«), te gubitaka zbog prskanja kapljica u okolinu,- lako čišćenje troske i mogućnost recikliranja troske,- vrijeme za izobrazbu operatera je puno kraće od izobrazbe dobrog zavarivača za

REL,

Prednosti:


Nedostaci:

- veća cijena opreme za zavarivanje (uređaja za zavarivanje) u odnosu na MAG i REL postupak zavarivanja,

- slabija mehanička svojstva zavarenog spoja u odnosu na REL i MAG zavarivanje (brže hlađenje veće količine deponiranog materijala – krupnozrnata struktura),

- nema vizualnog nadzora električnog luka tijekom zavarivanja,- postupak nije primjenjiv za sve položaje zavarivanja,- postupak nije pogodan za tanje limove i kraće zavare, - u tehnološkoj liniji koja koristi EP automate obično je potrebna dodatna

mehanizacija (okretaljke, okretno-nagibni stolovi, pozicioneri, konzole, podloške ...),



CIRCOMATIC POSTUPAK

(automatski EP postupak u

zidnom položaju)= DC= DC

EMEM

Cilindrični stojeći spremnik (posuda pod tlakom)

Kružni (cirkulatni) zavareni spojevi

Vertikalni zavareni spojevi


Elektroplinsko zavarivanje (VERTOMATIC)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Plin

Elektroda

1 – Vodilica za žicu2 – Punjena žica3 – Klizne Cu papuče za vođenje4 – Zavar5 – Osnovni materijal6 – Plinska zaštita7 – Električni luk8 – Rastaljeni metal9 – Zaštitni 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 cilindričnim posudama i posudama pod tlakom.

Postupak je sličan EPT postupku zavarivanja.


Zavarivanje plazmom

izvor strujesa komandom

Gorionik

Papučica za uključivanje

Priključak namrežu

H A2 r

O.M.


a) b)

Plazma plin

Plazma

voda hlađenje

Električni luk

VF+

-

RVF

+

-

Za stvaranje plazme električni luk se uspostavlja između elektrode (spojene na “-” pol) i osnovnog materijala (preneseni luk) ili između elektrode i hlađene sapnice (nepreneseni luk). Postupak se provodi bez ili uz dodatni materijal. Za plazma zavarivanje koriste se plazmeni plinovi (argon, vodik, dušik, helij i njihove mješavine ili zrak), i zaštitni plinovi (argon, helij i njihove mješavine).

Plazma postupak se najčešće primjenjuje za zavarivanje visokolegiranih čelika i Ti legura, a za zavarivanje tankih folija i limova koristi se mikroplazna postupak (jakosti struje samo nekoliko A).


- električni luk je stabilan,- velika brzina zavarivanja,- duboko i potpuno protaljivanje u jednom prolazu,- uska zona utjecaja topline.

Prednosti plazma postupka:

- osjetljivost opreme za zavarivanje,- nužno je hlađenje vodom,- nužno je vrlo precizno održavanje razmaka između vrha elektrode i

sapnice

Nedostaci plazma postupka:


Zavarivanje mlazom elektronaNAPAJANJE KATODE

ELEKTRIČNO POLJE

MAGNETNO POLJE 4

5

1 2

3

- +

+

-

+

1 – Užarena elektroda – emitira elektrone2 – Anoda s otvorom (kontrakcija)3 – Magnetska leća (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 području spoja zagrijava do vrlo visokih temperatura koje dovode do gotovo trenutačnog isparavanja dijela na mjestu udara snopom elektrona. Na taj način 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 (rjeđe) u plinom ispunjenoj zatvorenoj komori.

Zavarivanje mlazom elektrona je potpuno automatizirano, a parametri zavarivanja se nadziru računalom. Glavna područja primjene ovog postupka su automobilska, zrakoplovna industrija, gradnja nuklearnih i konvencionalnih energetskih postrojenja, zavarivanje u elektronici itd.


- velika penetracija što dopušta provarivanje čeličnih komada čak do debljine 1 m (u praksi se provodi zavarivanje u jednom prolazu do debljine 200 mm),

- deformacije zbog zavarivanja su neznatne,- velika točnost vođenja elektronskog mlaza,- automatizirani postupak zavarivanja.

Prednosti zavarivanja elektronskim mlazom:

- vrlo visoka cijena opreme za zavarivanje,- potrebna obuka rukovateljem uređajem,

Nedostaci zavarivanja elektronskim mlazom:


Zavarivanje laserom

Električno napajanje

Električno napajanje

10 1

9

2

3

6

7

8

12

13

114

1

1. Optički rezonator formiran od zrcala

2. Voda za hlađenje

3. Omotač za cirkulaciju vode

4. Djelomično propusno ravno zrcalo

5. Izlazna zraka

6. Plin za električno pražnjenje

7. Elektrode

8. Struja plina ( CO2 )

9. Plin ( CO2 )

10. Konkavno zrcalo potpune refleksije

11. Ravno zrcalo potpune reflekcije

12. Optička leća13. Radni komad


Laser je koncentrirana zraka monokromatske svijetlosti koja nastaje tijekom stimuliranog i kontroliranog prijelaza elektrona-atoma i molekula iz višeg (pobuđeno stanje) u niže energetsko stanje (normalna razina). Fokusirana laserska zraka ima nešto manju gustoću snage nego mlaz elektona.

Laserski uređaji proizvode lasersku zraku u određenom 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 mješavine 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 položaju- mogućnost zavaravanja sklopova s otežanim pristupom- velika produktivnost- brzo zavarivanje- jednostavno spajanje raznorodnih materijala



Pitanja1. Navedite 3 postupka zavarivanja prikladna za zavarivanje

nehrđajućeg čelika.2. Navedite funkcije obložene elektrode.3. Koji se plinovi koriste kao zaštita kod MIG/MAG postupka

zavarivanja?4. Kakva svojstva imaju bazične elektrode kod REL postupka

zavarivanja?5. Navedite prednosti i nedostatke EPP postupka zavarivanja.6. Koji se plinovi koriste kod plazma postupka zavarivanja?7. Područja primjene zavarivanja mlazom elektrona.8. Glavna svojstva laserom zavarenih spojeva.9. Koji su mehanizirani postupci zavarivanja obloženom elektrodom?10. Skicirajte proces aluminotermijskog zavarivanja taljenjem.11. Gdje se primjenjuje elektroplinsko zavarivanje?


Postupci zavarivanja pritiskomKovačko zavarivanje

ČEKIĆ

OSNOVNI METAL OSNOVNI METAL

Kod kovačkog zavarivanja se krajevi dva dijela koje želimo zavariti - spojiti zagriju u kovačkoj vatri do bijelog usijanja i ako je potrebno pospu određenim prahom (pijeskom) za “čišćenje". Čekićanjem spoja istiskuju se s dodirnih površina rastaljeni oksidi ili troska, te se sučeljavaju čiste metalne površine kada počinju djelovati međuatomske sile dvaju dijelova i dolazi do čvrstog zavarenog spoja.


Hladno zavarivanje

Hladno zavarivanje pritiskom provodi se u čvrstom stanju pri čemu između čistih površina približenih na udaljenost djelovanja međuatomarnih sila nastaje čvrsti zavareni spoj. Ovaj postupak se provodi pomoću neposrednog pritiska dijelova koji se zavaruju.


Difuzijsko zavarivanje

podloga

tlačnicilindar

T>>

t>>

Vakuum

komora zadifuziono zavarivanje

osnovni materijal

Vakuumpumpa

F

Ovim postupkom mogu se spajati sve vrste čelika, neželjezni materijali, te kombinacije raznorodnih materijala. Postupak se primjenjuje za zavarivanje materijala od 1 do 100 mm debljine.


Zavarivanje eksplozijom

D123

5

4

5

4

123

1. Ploča kojom se zavaruje

2. Ploča koja se zavaruje

3. Podloga

4. Međuspoj

5. Eksploziv

2a

14

5

Ovaj se postupak najčešće primjenjuje za platiniranje većih površina te za izradbu višeslojnih materijala.


(c) (d)

Presjek spoja zavarenog eksplozijom:

a) Titan (gornji) + ugljični čelik (donji)

b) Incoloy 800 (legura na bazi željeza i nikla) + niskougljični čelik

Source: Courtesy of E. I. Du Pont de Nemours & Co.


Zavarivanje trenjem

kočnica

pogonski motor

kvačilo

stezna glava

radni komad

stezna glava

cilindar za pritisak




Zavarivanje ultrazvukom

~

p

6

5

7

43 2

1

1 – Gornja elektroda2 – Radni komad3 – Donja elektroda4 - Prijenosnik

5 – Namotaj visokofrekventne struje6 – Vibrator7 – Mehanički prijenos sile pritiskap - Pritisak


Spojevi zavareni postupkom ultrazvučnog zavarivanja imaju veliku smicajnu i vlačnu čvrstoću (zavareni spoj nastaje uzajamnim djelovanjem mehaničkih vibracija visoke frekvencije i relativno malog pritiska na zavareni komad).

Ovim postupkom se dobro zavaruju uglavnom neželjezni materijali (Cu, Al, Ti, plastične mase, staklo, raznorodni materijali), a loše npr. alatni čelici.

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



Plinsko zavarivanje pritiskom


Alumminotermitsko zavarivanje pritiskom

uže

patrona

stezaljka opruga

Aluminotermitsko zavarivanje pritiskom


Elektrolučno zavarivanje svornjaka

-

+

Parametri procesa:• Jakost struje, A• Napon, V• Trajanje zavarivanja, ms• Napuštanje svornjaka (Hub) - P, mm• Posmak (Űberstand) - L, mm• Brzina uranjanja svornjaka, mm/s


steam boiler productionshipbuilding

http://www.dabotek.dk/skibsprog-pl/shipbuilding.htm

Primjena postupka zavarivanja svornjaka

bridge constructionmotor vehicle industry

http://www.nelsonstud.com/automotive.htm




Zavarivanje magnetski pokretanim lukom (MPL)

x xx xx x

x x xx x xx

xx

xxx

Visokoučinski postupak zavarivanja cijevi

Postupak zavarivanja pokretanim električnim lukom je zavarivanje koje se ostvaruje pritiskom, nakon omekšavanja osnovnog materijala (dviju cijevi) uslijed djelovanja električnog luka koji se rotira u zazoru žlijeba za zavarivanje. Rotacija električnog luka u zazoru žlijeba za zavarivanje je rezultat djelovanja suprotnih magnetskih polja na cijevima koje se zavaruju, nakon uspostavljanja električnog luka pomoću pomoćnog magnetskog polja.


1. Početni položaja) radni komadi su u kontaktub) pokreću se struja zavarivanja i magnetsko polje

2. Početak zavarivanjaa) radni komadi se razdvoje – paljenje luka

3. Zagrijavanjea) luk rotirab) površine spoja se zagrijavaju

4. Završetak zavarivanjaa) komadi se dovode u kontaktb) struja zavarivanja i magnetsko polje se gase

Osnovni su parametri zavarivanja:• jakost struje zavarivanja,• vrijeme gorenja električnog luka (rotacije),• sila i vrijeme sabijanja.


Primjena:MPL postupak zavarivanja služi za zavarivanje cijevi, prirubnica, šupljih profila itd.

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

Obično se ne zavaruju cijevi veće debljine stjenke od 8 mm. Proces se odvija automatski bez dodatnog materijala, sa strujom zavarivanja 200 – 250 A i silom sabijanja sučeljenih cijevi od 60 – 80 N/mm2.

Za svaki oblik i dimenzije kontrure zavarenih dijelova potrebna je nova zavojnica.



Elektrootporno zavarivanje• Pored MAG postupka, elektrootporno zavarivanje je najviše

robotiziran postupak zavarivanja• Zastupljenost postupaka elektrootpornog zavarivanja je oko 30 % (u

odnosu na druge postupke zavarivanja)• Nema pojave električnog luka; metal se zagrijava toplinom koja

nastaje zbog otpora prolazu struje, a za dobivanje zavarenog spoja uz toplinsku potreban je i mehanička energija.

Oslobođena toplinska energija određuje se prema Jouleovom zakonu:

Q = I2 ·R·t • Tijekom zavarivanja nastoji se raditi s jačim strujama u što kraćem

vremenu, a kao izvor struje obično se koristi izmjenična struja (transformatori) ali se mogu koristiti i istosmjerni izvori struje.

Postupci elektrootpornog zavarivanja: točkasto, bradavičasto, šavno ili kolutno, zavarivanje iskrenjem, sučeljeno elektrootporno zavarivanje pritiskom, visokofrekventno zavarivanje itd.


Sučeono elektrootporno zavarivanje pritiskom (tupo)

Sučeljeno - pritiskom

3

2 2

1

1 – Transformator za zavarivanje2 – Čeljusti3 – Radni komadi


Sučeono elektrootporno zavarivanje iskrenjem

Sučeljeno - iskrenjem

El. lukovi

Predgrijavanje i iskrenje

Sabijanje


Elektrootporno točkasto zavarivanje

(a) Shematski prikaz elektrootpornog točkastog zavarivanja. (b) Presjek točkastog zavara.


(a) Shematski prikaz uređaja za elektrootporno zavarivanje

(b) Prikazi konstrukcije elektrode radi lakšeg pristupa zavaru.Source: American Welding Society.

Primjena: - zavarivanje ugljičnih i visokolegiranih čelika- Ni-legura i Al-legura- spajanje tankih limova u automobilskoj,

zrakoplovnoj, proizvodnji bijele tehnike i sl. (svaki automobil ima desetak tisuća zavarenih spojeva točkastim zavarivanjem)



Elektrootporno šavno zavarivanje

1 – izvor struje za zavarivanje2 – elektrode3 – zavarivani komad

Primjena: proizvodnja cijevi od visokougljičnih čelika, spremnika za gorivo, radijatora, izmjenjivača topline i sl.



Elektrootporno bradavičasto zavarivanje

1 – izvor struje za zavarivanje2 – elektrode3 – zavarivani komad

Prednosti u odnosu na točkasto zavarivanje:-manje trošenje elektroda,-manja deformacija površina zavarenih komada,-manja osjetljivost na nečistoće na kontaktnim površinama.

Nedostaci:-potrebna je oprema velike snage,-nešto skuplji postupak (trošak izradbe bradavica).


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

Documents

TS-002-Tehnike spajanja - postupci zavarivanja-VU-Varazdin-IS.ppt