ZAVARIVANJE je spajanje dvaju ili više, istorodnih ili raznorodnih materijala, taljenjem ili pritiskom, sa ili bez dodavanja dodatnog materijala, na način da se dobije homogen zavareni spoj. VRSTE ŽLJEBOVA ZA ZAVARIVANJE Sučeoni I-spoj Sučeoni V-spoj Sučeoni X-spoj Sučeoni U – spoj Sučeoni dvostruki U – spoj Vrste zavarenih spojeva Sučeoni ili sučeljeni spoj Naliježući Prirubni

Kutni:

ELEMENTI SPOJA ZAVARENOG TALJENJEM

IZVORI STRUJE ZA ZAVARIVANJE. VRSTE, PREDNOSTI, NEDOSTACI. Izvori struje za zavarivanje su takovi električni uređaji koji daju na mjestu zavarivanja električnu struju sa karakteristikama pogodnim za zavarivanje.

1.Transformatori 2.Ispravljači 3.Rotacijski pretvarači 4.Agregati 5.Inverteri Transformatori za zavarivanje su najrašireniji, najviše upotrebljavani izvori struje za zavarivanje koji izmjeničnu električnu struju transformiraju u također izmjeničnu strujusa karakteristikama pogodnim za zavarivanje. Ispravljači su takovi izvori struje za zavarivanje koji daju istosmjernu strujuza zavarivanje sa karakteristikama pogodnim za zavarivanje Izvedba ispravljača za zavarivanje: Transformator + ispravljački dio Prednost ispravljača nad transformatorima: Daju stabilniji električni luk (nema promjena kretanja električnog luka 50 puta u sekundi)

Nedostaci u odnosu na transformatore: •skuplji su od običnog transformatora,•osjetljivi su na pad napona,•imaju manji stupanj iskorištenja, Rotacioni pretvarači su takvi izvori struje za zavarivanje koji struju iz električne mreže posredstvom elektromotora i generatora pretvaraju u struju vrlo dobrih karakteristika pogodnih za zavarivanje. Iako je rijetko u praksi-ako sadrži i ipspravljački dio može davati izmjenićnu pa i istosmjernu struju. Prednost pretvarača pred ispravljačima: •lako transformiraju električnu struju napona 380 V na 50 V. Nedostatak pretvarača pred ispravljačima: •bučni su u radu, •imaju niži stupanj korisnog djelovanja, •cijena im je viša u odnosu na transformatore i ispravljače. Agregati za zavarivanje neovisni su o električnoj mreži, tj. pogodni su za montažu. Pogone se od strane diselili benzinskog motora, a on pokreće generator koji daje struju karakteristika pogodnih za zavarivanje. Invertori daju istosmjernu ili visokofrekventnu pulsirajuću struju Inverter se sastoji od ispravljača koji daje istosmjernu struju napona gradske mreže, zatim tiristorskog dijela koji “sjecka”istosmjernu struju i daje impulse fekvenciječak do 50 kHz. Ovi visokofekventni impulsni napona gradske mreže se zatim transformiraju na napon potreban u zavarivanju. Zbog visoke frekvencije ne dolazi do zagrijavanja transformatora (“skin‐efekt”). U sljedećem je koraku moguće te impulse stopiti da daju istosmjernu struju.   Električni luk je trajno i snažno pražnjenje u ionizirajućem plinu na prostoru između vrha elektrode i radnog komada u strujnom krugu tijekom elektrolučnog zavarivanja.  Karakteristike električnog luka su: •ima visoku temperaturu, •u njemu se pri zavarivanju nalaze plinovi u stanju plazme i metalne pare, •dobro provodi električnu struju, •ima određenu duljinu, napon i električni otpor, •oko električnog luka stvara se magnetsko polje (kao oko vodiča), •toplinski je provodljiv, •zrači elektromagnetske zrake: vidljivog dijela spektra, ultravioletno i infracrveno zračenje, •dolazi do prijelaza materijala kroz električni luk, te do reakcije rastaljenog metala s okolnom atmosferom ukoliko luk nije odgovarajuće zaštićen. 

prostor između elektrode i radnog komada može se s obzirom na raspodjelu potencijala podijeliti na tri područja: stup električnog luka, katodno i anodno područje  Sile koje imaju utjecaj na prijenos metala kod elektrolučnog zavarivanja taljivom elektrodom su:  Sila gravitacije , sila površinske napetosti, elektromagnetska sila, sila reaktivnog djelovanja, sila strujanja plazme luka  

Način prijenosa metala određuje mnogo faktora, a važan utjecaj imaju jakost struje zavarivanja, promjer elektrode, duljina i napon električnog luka, karakteristike izvora struje za zavarivanje te korišteni zaštitni plin.   Magnetsko puhanje električnog luka izraženo je kod zavarivanja istosmjernom (DC) strujom, a uzrokuje skretanje električnog luka  Mjere za sprečavanje magnetskog puhanja električnog luka: 1.Naginjanje elektrode u smjeru magnetskog puhanja električnog lukapri REL zavarivanju (izvodi      zavarivač).    2.Pravilnimpostavljanjem priključaka električne struje 3. Postavljanjem više “masa” 4. Upotrebom pomičnog kontakta (“mase”) na osnovnom materijalu  5. Dodatno magnetsko polje za upravljanje električnim lukom   

Predgrijavanje podrazumijeva zagrijavanje područja zavarivanja iznad temperature okoline, na propisanu temperaturu To, prije početka zavarivanja, te održavanje te temperature za vrijeme zavarivanja  Ciljevi predgrijavanja Najčešće (za nelegirane, niskolegiranei visokočvrstečelike) se predgrijavanjevrši u cilju izbjegavanja hladnih pukotina, jer se predgrijavanjempostižu efekti suprotni onima, koji uzrokuju hladne pukotine.  Efekti koji se postižu predgrijavanjem: a)Smanjenje brzine hlađenja ZUT i ZT b) Omogućavanje izlaska (efuzije) difuzijskog vodika c)Manja su zaostala naprezanja.  

Tipični slučajevi predgrijavanja 

Pri zavarivanju martenzitnihčelika: o U ovom slučaju nije cilj predgrijavanja izbjegavanje krhke martenzitnestrukture nakon 

zavarivanja, nego tijekom zavarivanja. I kod ovih čelika predgrijavanjeima za cilj olakšanje izlaska difuzijskog vodika i smanjenje zaostalih naprezanja. 

Pri zavarivanju niskolegiranih čelika 

Pri zavarivanju visokočvrstihmikrolegiranihi niskolegiranih čelika 

Pri zavarivanju austenitnihčelika, npr. 18/8 tipa, zabranjuje se predgrijavanje, jer je štetno.  

Određivanje temperature predgrijavanja  1.Preporukaizliterature i/iliiskustva. 2.Probama sklonosti hladnim pukotinama 3.Kvalifikacijom (atestom) postupka 4.Proračunima temperature predgrijavanja  5.Preporuke za predgrijavanjeza slučajeve kada proračun ili probe ne traži predgrijavanje 6.Pri zavarivanju pripoja(heftova) i kratkih zavara   

Temperatura između prolaza Tmse kontrolira neposredno prije zavarivanja slijedećeg prolaza. Tmje 

ustvari maksimalno dopuštena temperatura predgrijavanja Tomax, Tmi Tosu temperature metala i nije 

dobro ako se jače razlikuju. Tako se za visokočvrstečelike preporuča Tm= Tomax= 220°C. Za 

niskolegiranečelike, koji su manje osjetljivi se preporuča Tm= 400 ‐500°C.  Dogrijavanjese provodi nakon završetka zavarivanja nastavljajući grijanje područja zavarivanja na temperaturi 200‐300°C u trajanju oko 2 h.    KONTROLA KVALITETE ZAVARENIH SPOJEVA ‐kontrola metodama sa razaranjem (KSR)  ‐kontrola metodama bez razaranja (KBR). ‐vlačno kidanje epruvete(naprezanje tečenja, vlačna čvrstoća, prekidna čvrstoća, kontrakcija i  izduženje...),  ‐mjerenja tvrdoće (HV30, HV10, HV5, HV1, rjeđe HB ili neka druga metoda), ‐ispitivanje udarne žilavosti(Charpy‐V), ‐ispitivanja iz područja mehanike loma(COD, CTOD, JIC, KIC, ...), ‐različita korozijska ispitivanja(opća korozija, korozija uz naprezanje pri djelovanju različitih agresivnih medija, piting, selektivna korozija, ...), ‐različita dinamička ispitivanja, ‐tlačne probe sa razaranjem, ‐različite radioničke probe i probe zavarljivosti, ‐ispitivanja sadržaja kemijskih elemenata(kemijska metoda na temelju strugotine metala), ‐ostale metode.  

Prije bilo koje druge metode kontrole zavara (KBR ili KSR), primjenjuje se vizualna kontrola.  Za pomoćkod vizualne kontrole u skučenim i nepristupačnim dijelovima konstrukcije koriste se različita povećala –lupe, uz osvjetljenje, endoskopi, kamere.   Sljedeća po redu je dimenzijska kontrola, kod koje se koriste različiti uređaji ‐naprave za mjerenje debljine zavara (mjerila i šablone). 

Magnetska metoda kontrole kvalitetekoristi se za otkrivanje površinskih i podpovršinskihgrešaka (približno do dubine 6 mm) kod feromagnetičnihmaterijala. Zasniva se na principu magnetske indukcije   

Kontrola penetrantima često se koristi kod kontrole zavarenih spojeva na konstrukcijama. Na prethodno oćišćenu i odmašćenu površinu nanosi se penetrant. Nakon penetriranja u eventualnu pukotinu (. prodiranja u pukotine ovisi o vrsti penetrantai o dimenzijama pukotine, ali se približno uzima 10 do 15 minuta), odstranjuje se penetrantna odgovarajući način (vodom, suhom krpom). Nakon sušenja površine lima (suha krpa) nanosi se razvijač(obično je bijele boje), koji izvlači penetrantiz pukotine, pa je na bijeloj površini lima lako uočljiva crvena linija od penetrantaiz pukotine. Kod tanjih limova na jednu se stranu nanosi penetrant, a na drugu razvijač. Ukoliko postoji pukotina kroz cijelu debljinu lima, tada će razvijačizvući penetrantna svoju stranu, što će se detektirati kao lako uočljiva crvena linija od penetrantaiz pukotine na bijeloj (od razvijača) površini lima 

 

  Ovom je metodom moguća detekcija pukotine, ali ne i dimenzije i ostale karakteristike pukotine. Kontrola tekućim penetrantimane primjenjuje se kod zavarenih spojeva zavarenih proizvoda za prehrambenu industriju, kao ni kod zavarenih spojeva gdje postoji sklonost prema koroziji (posebno koroziji uz naprezanje).   Ultrazvuk je vrsta mehaničkih valova frekvencije 20 KHzdo 10 GHz, a kod ispitivanja materijala najčešće se koriste frekvencije od 0,5 MHzdo 10 MHz. Iako postoje različite tehnike ultrazvučnog ispitivanja, obično se u praksi koristi metoda impuls ‐odjek i metoda prozvučavanja, pri čemu se koriste ravne i/ili kutne (45°,60°, 75°) ultrazvučne glave  Ultrazvučna metoda kontrole kvalitetezasniva se na svojstvu ultrazvuka da se širi kroz homogene materijale i da se odbija na granici materijala različitih akustičkih osobina (otpornosti), odnosno od nehomogenosti (grešaka) u materijalu. Od izvora ultrazvuka šire se ultrazvučni valovi kroz materijal koji se kontrolira. Ako u materijalu postoji greška, iza nje će, ovisno o vrsti greške, ultrazvučni valovi oslabiti ili se neće pojaviti (odbiju se od greške). 

Iako je ultrazvučna metoda posebno prikladna za otkrivanje ravninskihili planarnihgrešaka(osim grešaka tipa pukotinaovom je metodom moguće detektirati i druge greške: uključketroske, plinske mjehuriće, mjehuriće u nizu). Osim metode transmisije(davačsignala s jedne strane, a mjeračintenziteta s druge strane), grešku je moguće detektirati refleksijom(kao na slici), rezonancijom, difrakcijomi mjerenjem prigušenja  Pri kontroli kvalitete metodama prozračavanjau praksi se koriste X ‐zrake (Rendgenske) i γ‐zrake. Rendgenske ili X ‐zrakenastaju pri naglom kočenju ubrzanog snopa elektrona na metalnoj ploči (antikatodiu rendgenskoj cijevi), dok γ(gama)‐zrake nastaju prilikom spontanog raspada nestabilnih atomskih jezgri (prirodnih radioaktivnih materijala i radioaktivnih izotopa). Oba su zračenja u biti elektromagnetska zračenja.  

PLINSKO ZAVARIVANJE 

1 –Metal zavara 2 –Dodatni material 3 –Gorionik 4 –Plinski plamen 5 –Zaštita procesa zavarivanja plinovima koji su produkt izgaranja 6 –Osnovni materijal 

1 –Acetilen 2 –Kisik 3 –Regulator za protok kisika 4 –Vodeni osigurač(acetilen) 5,6 –Kabeli 7 –Gorionik 8 –Radno mjesto     

 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 (kaogorivi plin) i kisik (kao plin koji podržava gorenje). 

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. Reducirajući plamen (višak C2H2), kod tvrdog navarivanja i zavarivanja sivog lijeva (gdje se traži prirast ugljika u zavaru) Oksidirajući plamen (višak O2), kod zavarivanja mjedi. Neutraln Oksidirajući plamen (višak O2), kod zavarivanja mjedi. i plamen (C2H2: O2= 1:1), kod zavarivanja svih vrsta čelika, bakra, aluminija, nikla i njihovih legura.  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 nelegiranihi niskolegiranih čelika  Nedostaci zavarivanja plinskim plamenom:  • najsporiji postupak zavarivanja • dovođenje velike količine topline u okolini mjesta zavarivanja (pojava zaostalih napetosti i grubozrnatestrukture ZUT‐a) •postoji opasnost od požara i eksplozije kod rukovanja plinovima  

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 

 

    

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). 

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 

KISELE ELEKTRODEnije preporučljivo koristiti za zavarivanje čelika sa višim sadržajem sumpora radi opasnosti od toplih pukotina. Ove se elektrode mogu koristiti u svim položajima zavarivanja uz primjenu istosmjernih ili izmjeničnih izvora struje za zavarivanje. Ove elektrode u normalnim uvjetima zavarivanja (bez vlažnosti okoline, uz dobro skladištenje i rukovanje elektrodama) nije potrebno sušiti.  BAZIČNE ELEKTRODEdaju zavareni spoj dobrih mehaničkih svojstava (posebno izduženjei žilavost), a zbog manje prisutnosti štetnih plinova i nemetalnih uključaka (sastav troske veže O2, H2, S i P), manja je sklonost pukotinama i poroznosti. Nedostaci primjene ovih elektroda su : teže čišćenje troske, poroznost u korijenu zavara ako je dulji električni luk (zavarivanje pod 90°!), nešto grublji izgled lica zavara, slabija stabilnost električnog luka kod zavarivanja, (zbog visokog sadržaja CaF2), velika ovisnost svojstava zavara o zavarivaču. Ove se elektrode koriste kod zavarivanja zahtjevnih zavarenih konstrukcija.  

RUTILNE ELEKTRODEse mnogo koriste zbog dobrih mehaničkih svojstava zavara, stabilnosti električnog luka, mogućnosti korištenja DC i AC struje zavarivanja, lijepog izgleda zavara, lakog čišćenja troske. Nedostatak primjene ovih elektroda očituje se kod zavarivanja čelika sa višim sadržajem sumpora, mogućnosti nastajanja toplih pukotina, slabije žilavosti zone taljenja u odnosu na bazične elektrode.  CELULOZNE ELEKTRODEse koriste za zavarivanje u svim položajima DC i AC strujom. Brzina taljenja im je velika, a nastala se troska lako odvaja. Radi velikog provara koriste se za zavarivanje korijenau cijevi.   OKSIDNE ELEKTRODEse rabe za zavarivanje manje zahtjevnih spojeva kada je izgled zavara važniji od njegovih mehaničkih svojstava. 

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 reparaturnazavarivanja, •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...) 

Kontaktno zavarivanje 

‐ Uređaj se sastoji od magnetnih držača i polužnogopružnog mehanizma koji održava potreban nagib elektrode. ‐Za zavarivanje se koriste elektrode slične kao i za gravitacijsko zavarivanje, ali prilagođene manjem nagibu elektrode.  

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

ormarićOprema 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.  

  

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

Primjena:  •MAG postupak ima široke mogućnosti primjene: kod proizvodnih zavarivanja, navarivanja i reparaturnogzavarivanja 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   

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 reparaturnazavarivanja, •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 jošuvijek 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...).  

Zaštitni plinovi za MIG/MAG postupak zavarivanja 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. 

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   TIG zavarivanje  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), VG generator se isključuje, a proces zavarivanja se odvija sa ili bez dodavanja dodatnog materijala (žice) u električni luk 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. 

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 reparaturnazavarivanja, •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 Princip:Električni se luk uspostavlja pomoću visokofrekventnog generatora (VF generator) koji se uključuje samo u djeliću sekunde, neposredno pred zavarivanje. Nakon uspostavljanja električnog luka, VG 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.   Primjena 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),   Prednosti ‐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,  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 ...),  Zavarivanje laserom 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 (rubinskilaser, Nd/staklo i Nd/YAG) i plinski laseri (CO2laseri) s medijem od mješavine CO2, He i N2u 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  

Elektrootporno zavarivanje •Pored MAG postupka, elektrootpornozavarivanje je najviše robotiziran postupak zavarivanja •Zastupljenost postupaka elektrootpornogzavarivanja 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 Jouleovomzakonu: 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 elektrootpornogzavarivanja: točkasto, bradavičasto, šavno, zavarivanje iskrenjem, sučeljeno elektrootpornozavarivanje pritiskom, visokofrekventno zavarivanjeitd. 

Primjena: Elektrootpornotočkasto zavarivanje ‐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 Primjena: proizvodnja cijevi od visokougljičnihčelika, spremnika za gorivo, radijatora, izmjenjivača topline i sl. 

Elektrootpornobradavičasto zavarivanje  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      

 Hladne pukotine(Coldcracking) nastaju pri hlađenju zavarenog spoja na temperaturi ispod 200°C, a čakmogu nastati i nekoliko dana nakon zavarivanja, pa su tako u tom slučaju dobile naziv "zakašnjele" hladne pukotine. S obzirom na smjer rasprostiranja postoje longitudinalne (L)i transferzalne(T)pukotine.  Tri su osnovna uzroka nastajanja hladnih pukotina, a to su: ‐sklonost materijala prema zakaljivanju,‐postojanje zaostalih napetostii‐količina difuzijskog vodika.  Za nastajanje hladnih pukotina nužna su sva tri navedena uzroka, a vjerojatnost nastajanja je tim veća što je veći njihov utjecaj.  

 

Eksperimentalne laboratorijske i pogonske probe zavarljivosti za procjenu sklonosti materijala prema hladnim pukotinama. Implantmeto da(daje kvantitativne pokazatelje, tzv. kritična implantacijskanaprezanja). Tekken metoda(daje kvalitativne pokazatelje, tj. ima ili nema pukotina uz određenu tehnologiju i uvjete zavarivanja). CTS(ControlThermalSeverity–BS 709‐1964) je metoda praktična za pogonska ispitivanja sklonosti kutnih zavarenih spojeva prema hladnim pukotinama. Ovo je također kvalitativna metoda ispitivanja zavarljivosti Lehigh metoda je još jedna od metoda koje daju kvalitativnu ocjenu zavarljivosti    Tople pukotine (Hot cracks) nastaju pri kristalizaciji i hlađenju zavarenog spoja na relativno visokim temperaturama (npr. kod čelika od temperature kristalizacije do približno 900 °C). Postoje dva osnovna tipa toplih pukotina:kristalizacijske i podsolidusne ili likvacijske.Kristalizacijske tople pukotine nastaju pri kristalizaciji u zoni taljenja.  

    

Podsolidusneili likvacijskepukotine najčešće nastaju u zoni utjecaja topline, poprečno ili okomito na uzdužnu os zavara, ili u smjeru debljine osnovnog materijala.  Posljedica su postojanja strukturnih nehomogenosti. Djelovanjem naprezanja pri hlađenju zavarenog spoja, dolazi do nastajanja toplih pukotina podsolidusnogili likvacijskogtipa, na mjestima gdje su prisutne te nečistoće koje zbog utjecaja topline pri zavarivanju djelomično ili potpuno rastaljene.   

Fiscometodaza ispitivanje sklonosti toplim pukotinama Varestraintmetodaza ispitivanje sklonosti prema poprečnim toplim pukotinama Transvarestraintmetodaza ispitivanje sklonosti prema uzdužnim toplim pukotinama  

Lamelarno odvajanje ili slojasto trganje(u zoni utjecaja topline i obično se dalje širi na osnovni materijal, a posljedica je postojanja nehomogenosti u osnovnom materijalu i djelovanja naprezanja zbog topline unesene zavarivanjem.  Lamelarno odvajanje može nastati i kod debljih, ali isto tako i kod tanjih limova koji imaju strukturne nehomogenosti  

Pukotine zbog naknadnog zagrijavanja ili naknadne toplinske obrade  zavarenog spoja najčešće nastaju u tzv. niskotemperaturnompodručju zbog prevelike brzine zagrijavanja. 1.Nisko temperaturne pukotine(nastaju do temperature 300 °C) 2.Pukotine ispod platiranog sloja 3.Pukotine koje nastaju na temperaturi toplinske obrade(precipitacijski tip pukotina)  

1.Niskotemperaturnepukotine(nastaju do temperature 300 °C) Najčešći tip pukotina. Nastaju kao posljedica prevelikog gradijenta temperature (prevelika brzina zagrijavanja do temperature 300 °C).   2.Pukotine ispod platiranog sloja Ovaj je tip pukotina sasvim slučajno otkriven kod čelika koji su platiraninavarivanjem EP postupkom. Drugim slojem se postiže negativni efekt pregrijavanja u zoni utjecaja prvog navarenog sloja –efekt dvostrukog toplinskog ciklusa 

3.Pukotine koje nastaju na temperaturi toplinske obrade(precipitacijski tip pukotina) Za vrijeme toplinskog ciklusa kod čelika koji su očvrsnuti dodavanjem precipitata (različiti tipovi karbida) dolazi do rastvaranja precipitata i smanjenja mehaničkih svojstava materijala.   Uloga zaštite kod zavarivanja. Dezoksidacija Kisik je uvijek, u većoj ili manjoj količini, prisutan u rastaljenom metalu. Mora se spriječiti njegova reakcija sa ugljikom iz Fe3C, jer može uzrokovati poroznost i razugljičenje: C + O →CO (plinski mjehurići, 

poroznost).Dodajući u oblogu elektrode ili u žicu za zavarivanje elemente, koji imaju veliki afinitet prema kisiku: Al, Si, Mn, Ti i Zr dolazi do reakcija. Produkti dezoksidacijesu troska ili nemetalni mikrouključciu strukturi ZT. 

Veći sadržaj dezoksidanatau dodatnom materijalu bit će potreban, ako:  •osnovni materijal sadrži više kisika,•ako je jakost struje zavarivanja i/ili toplinski input veći,•ako je veličina zone taljenja veća,•ako je količina cundera i hrđe veća,•ako je zaštitni plin jače oksidirajući; 

100% CO2plin je jače oksidirajući od Ar + 2% O2ili čisti Ar. Izvori kisika su: atmosfera u luku(O2, CO2, H2O), okujina(FeO,Fe2O3,Fe3O4) na metalu, hrđa(OH 

skupina) i rezidualni kisik iz OM i DM. 

Poroznost Poroznost nastaje zbog reakcija plin ‐metal i zbog otapanja velike količine raznih plinova u talini, koji pri skrućivanju moraju napustiti talinuzbog velikog pada rastvorljivosti‐topivosti plinova u talini.  Rastvorljivostvodika je veoma različita pri raznim temperaturama. 

Velike količine vodika, se mogu apsorbirati u talini, a kasnije izlaze u obliku mjehurića ili ostaju u krutninikao difuzijski vodik i u rešeci tvori visoki tlak, koji uzrokuje hladne pukotine. Da bi bilo što manje prisutnog vodika u zavarenom spoju potrebno je elektrode sušiti ili peći neposredno prije upotrebe. Tako odstranjujemo higroskopnui vezanu vlagu.   Kod zavarivanja u zaštitnim plinovima (TIG, MIG/MAG) poroznost može biti uzrokovana nedovoljnom zaštitom plina zbog: •premale količine,•propuha ili vjetra ‐predaleko se nalazi sapnica,•turbulencija,•injektorskodjelovanje struje zaštitnog plina, koji uvlači druge plinove, •nedovoljna sekundarna zaštita (korijena) 

Utjecaj Mn i Si na oblikovanje zone taljenja Veći sadržaj Mni Si povećava fluidnost kupke zavara te se postiže povoljniji oblik zavara za pozicionirano zavarivanje i manja osjetljivost rđavih i oksidiranih površina rubova, koje se zavaruje.  

Zone zavarazačeliks 0,2 % C    sastoji se od ZT i ZUT 

               

Zona taljenja, Djelomično rastaljena zona 

Zona pregrijanjase nalazi ispod solidus točke i dosta iznad Ac3 (1100‐1150°C). Dolazi do porasta ‐pogrubljenjazrna austenita, koja pri brzom hlađenju prelaze u Widmannstaettenovustrukturu, koja je nešto tvrđa i krhkija nego što je poželjno. U slučaju da se pojavi Widmannstaettenovastruktura u čeliku, tada možemo ponovo postići fino zrno i žilavu feritno‐perlitnustrukturu normalizacijom, tj. zagrijavanjem nešto iznad Ac3 i relativno sporim hlađenjem.  

Zona normalizacijese nalazi nešto iznad Ac3. Struktura je finozrnata, normalizirana i obično posjeduje bolja svojstva od osnovnog materijala. Ovdje je zagrijavanjem došlo do pune transformacije feritai perlitau austenit, a za hlađenja dolazi ponovno do transformacije u perliti feritstvaranjem klica i njihovim rastom u vrlo finu feritno‐perlitnustrukturu.Izbjegavanje zakaljivanjase može postići podgrijavanjem ili unošenjem veće količine topline zavarivanjem (većim inputom). Kod višeslojnog zavarivanja svaki naredni sloj odžari‐normalizira, bar djelomično sloj ispod, što povoljno djeluje na nosivost spoja. Zavari u jednom prolazu imaju relativno grubu kristalnu strukturu. 

Zona djelomične prekristalizacijeU područjima gdje je maksimalna temperatura bila između Ac1 i Ac3 (preko 723 °C i preko 875°C za čelik s 0,2% C) dolazi do strukturnih promjena. Originalna strukturu osnovnog materijala je feritno‐perlitna(slika a).   Područja ispod A1‐obuhvaćaju zonu rekristalizacijei zonu plavog loma. Osnovna feritno‐perlitnastruktura se ovdje ne mijenja, no dolazi do pojava izlučivanja nekih faza ili popuštanja kod poboljšanih ili zakaljenihčelika. Također je moguća koagulacija nekih faza uključujući i perlit.   

Zone zavarenog spoja na metalima koji ne mijenjaju kristalnu rešetku Kod metala kod kojih postoji samo jedna stabilna fazau krutom stanju, doći će samo do povećanja zrna u ZUT, ukoliko materijal nije bio hladno deformiran prije zavarivanja.  

 Ovakav slučaj javlja se u zavarima čistih metala, kao npr. kod aluminija i bakra, te kod feritnihčelika(16‐ 30%Cr).         

 Kod hladno deformiranih metala, npr. valjanih limova, do rekristalizacijedolazi tamo gdje je temperatura nešto viša od temperature rekristalizacije za određeni metal i stupanj deformacije.  

  Zone zavarenog spoja iz čistog željeza Slika prikazuje zavar čistog željeza koje je bilo hladno deformirano.Kako čisto željezo ima dvije stabilne faze u krutom stanju, γželjezo iznad 910°C i αželjezo ispod ove temperature, to će zone transformacijebiti bliže zavaru uz postojanje i zone rekristalizacije. 

U tom dijelu prelazne zone, gdje maksimalna temperatura prelazi 910°C, rekristaliziranazrna pretvaraju se u γželjezo pri zagrijavanju, a pri hlađenju γželjezo se ponovo pretvara u αželjezo.   

Metalurgija zavarivanja Širi pojam metalurgije obuhvaća znanost i vještinu izdvajanja metala iz njihovih ruda, te pripremu metala za korištenje.  Procesna metalurgija obuhvaća izdvajanje metala, pročišćavanje, legiranje, lijevanje, oblikovanje, toplinsku obradu i spajanje metala, da bi se dobio polu‐proizvod ili gotov proizvod. Metalurgija zavarivanja obuhvaća procesnu i fizikalnu metalurgiju. Fizikalna metalurgija obuhvaća kristalografiju, mehanička ispitivanja, određivanje fizikalnih karakteristika, metalografijui mnoge druge znanstvene oblasti, koje primjenjujemo pri ispitivanju metala odnosno proizvoda iz metala. 

 Ova znanja osim zavarivanja pomažu i drugim srodnim (toplinsko rezanje i žljebljenje, lemljenje, nabrizgavanja) i vezanim tehnologijama (oblikovanje, deformiranje, toplinska obrada, obrada odvajanjem čestica, zaštita od korozije, kontrolne operacije). Specifičnosti kod zavarivanja taljenjem, lemljenja, nabrizgavanjai toplinskih rezanja: •Lokalno unošenje topline nekim izvorom topline i vremenski brze promjene temperature(i preko 1000°C/s) u odnosu na ostale proizvodne postupke .  •Lokalne temperature se kreću od temperature iznad tališta i vrelišta metala, pa sve do temperature okoline, a ponekad i ispod 0 °C, za slučajeve posebnih obrada kaljenjem.   Navedeni uvjeti uzrokuju: •lokalna istezanja i stezanja(deformacije, napetosti),  •kemijske reakcije između rastaljenog metala i okoline(troske, atmosfere),  •različitu rastvorljivost među elementima i među fazama, te difuzijske procese.  •neujednačenu mikrostrukturupresjeka zavarenog spojauz prisustvo trajnih deformacija i zaostalih napetosti kao posljedica temperaturnih promjena kod zavarivanja. Iz navedenog proizlazi, da zavarivanje znatno utječe na promjene kemijskog sastava (ZT) i strukture (ZT i ZUT), a time obično dolazi do pogoršavanjamehaničkih, antikorozijskihi ostalih svojstava zavarenog spoja. 

Metalurgija ‐lemljenjei nabrizgavanje Kod lemljenja i nabrizgavanjane dolazido taljenja osnovnog materijala, veća samo lema kod lemljenja i dodatnog materijala za nabrizgavanje.Pored pripreme površine(odmašćivanje) koja je značajna sa stajališta efekta “adhezijskih sila”kod lemljenja je značajno i konstrukcijsko oblikovanje detalja spoja (poželjna je veća površina spoja to omogućiti efekt “kapilarnosti”). Sam lem mora dobro kvasiti površinu, što je uz prethodno navedeno preduvjet za dobivanje kvalitetnog spoja lemljenjem.   Metalurgija –toplinsko rezanje  Toplinska rezanja (plinskim plamenom, elektrolučno arc‐airpostupkom, plazmom, laserom, elektronskim mlazom) daje vrlo usku zonu utjecaja topline. Različita istraživanja su pokazala da ona nema značajniji utjecaj kod zavarivanja (ta se zona ponovno pretaljujepri zavarivanju i ulazi u zonu taljenja zavara). Obično se radi o zoni utjecaja topline širine oko 1 mm (kod plinskog rezanja), odnosno nekoliko desetinki milimetra (kod lasera i plazme).