ZAVARIVANJE - Predavanje FSB

8/20/2019 ZAVARIVANJE - Predavanje FSB

1/15

ZAVARIVANJE

ZAVARIVANJE je spajanje ili prevlačenje osnovnog materijala primjenom topline ilipritiska (ili oboje), sa ili bez dodatnog materijala.

LEMLJENJE je postupak spajanja uz pomoć rastaljenog dodatnog materijala (lema).

LIJEPLJENJE je postupak spajanja materijala ljepilima na sobnoj ili povišenojtemperaturi.

3 PLINSKO ZAVARIVANJE

Plinsko zavarivanje spada u postupke zavarivanja taljenjem. Izvor toplinske energije

je kemijska energija vezana u gorivu, koja se oslobađa izgaranjem u plinskomplamenu. Svaki gorivi plin može poslužiti za dobivanje plinskog plamena, ako jeprisutan kisik koji omogućava izgaranje. Najčešće primjenjivi gorivi plin je acetilen, alise mogu primijeniti i propan, butan (vrlo često mješavina propan - butan), vodik ilizemni plin.


2/15

Acetilen je u boci otopljen u acetonu i zato se može stlačiti na 15 bara, a da nedodđe do eksplozije.

Kisik se puni u boce od 40 litara označene plavom bojom. Stlačen je na 150 bara pa je u boci 6000 litara kisika.

VRSTE PLINSKOG PLAMENA:

normalni (neutralni) - omjer 1:1

reducirajući - višak acetilena u plamenu

oksidirajući - višak kisika u plamenu

Najčešće se koristi normalni plamen.

TEHNIKE RADA:

desna - za deblje limove

lijeva - za tanje limove

PROBLEMI PLINSKOG ZAVARIVANJA:

velika zona utjecaja topline (ZUT)

toplinska deformacija

61 PLINSKO REZANJEPostupak rezanja gdje metal izgara u struji čistog kisika, pri temperaturama nižim odtemperature taljenja (rezanje kisikom, autogeno rezanje). Da bi proces rezanja uopćezapočeo treba materijal na mjestu reza zagrijati na temperaturu zapaljenja i tek tadadovesti kisik u kojem će metal izgarati.

UVJETI REZLJIVOSTI:

Tp < Tt Tp - temperatura zapaljenja materijala

Tt - temperatura taljenja materijala Tto < Tt Tto - temperatura taljenja oksida

Ako materijal ima oksida, njihova temperatura taljenja mora biti manja od

temperatute taljenja materijala.

toplina nastala izgaranjem + toplina predgrijavanja moraju biti dovoljne za

održavanje temperature zapaljenja


3/15

111 REL POSTUPAK ZAVARIVANJA

(RUČNO ELEKTROLUČNO ZAVARIVANJE OBLOŽENIM ELEKTRODAMA)

Energiju za zavarivanje daje električni luk. Električni luk je intenzivno izbijanje nabojau jako ioniziranoj smjesi plinova i para različitih materijalakoje potječu od metalaelektrode, obloge, različitih plinova i praškova. 3000 - 5000°C na električnom luku.

Električni luk možemo održavati, bilo izmjeničnom, bilo istosmjernom strujom, pa seprema tome izvori dijele na izvore izmjenične i istosmjerne struje.

ISTOSMJERNI: IZMJENIČNI:

generatori istosmjerne struje • transformatori ispravljači • pretvarači frekvencije

ELEKTRODE ZA REL ZAVARIVANJE

Obložene elektrode su metalna jezgra u obliku žice na koju je nanesena nemetalnaobloga.

FUNKCIJE OBLOGE:

električna

fizikalna

metalurška

Električna funkcija obloge sastoji se u tome da osigura dobro uspostavljanje luka istabilan električni luk. U tu svrhu dodaju se tvari u oblogu elektrode koje kod taljenja

stvaraju plinove s velikom sposobnošću ionizacije. Ti stvoreni plinovi čine dobruprovodljivost električnoj struji između vrha elektrode i radnog komada.


4/15

Fizikalna funkcija obloge sastoji se u:

omogućavanju i olakšavanju zavarivanja u prisilnom položaju

zaštiti kapljice u prijelazu i taline zavara od štetnih plinova iz zraka i prenagloghlađenja

Metalurška funkcija obloge sastoji se u njezinu metalurškom djelovanju na zavarenispoj u toku procesa zavarivanja. Razlikuju se 3 načina toga djelovanja:

legiranje

dezoksidacija

rafinacija

PODJELA OBLOŽENIH ELEKTRODA:

bazična + - duljina el. luka d/2 rutilna - AC - duljina el. luka d

celulozna - + - cjevovodi

Izbor elektroda vrši se prema više kriterija. Najvažniji su:

izbor elektrode prema osnovnom materijalu (mehanička svojstva i kemijskisastav)

zahtijevi za zavareni spoj

Najlakše je zavarivanje izvoditi u položenom položaju. Takav se položaj maksimalno

nastoji iskoristiti primjenom različitih pomagala za okretanje i pozicioniranje radnogkomada.

Kod REL zavarivanja na izvoru struje moguće je namjestitit samo jedan parametar -struju zavarivanja. Struja zavarivanja odabire se prema promjeru elektrode.

131 MIG/ 135 MAG POSTUPAK

Kod ovog postupka zavarivanja električni luk se održava između taljive, kontinuiraneelektrode u obliku žice i radnog komada. Proces se odvija u zaštitnoj atmosferi kojuosiguravaju inertni plinovi (Ar ili He) ili aktivni plinovi (CO2 i mješavine).

Pogonski sistem dodaje žicu konstantnom brzinom kroz cijevni paket i pištolj uelektrični luk. Žica je istovremeno i elektroda i dodatni materijal, to jest njenimtaljenjem se popunjava pripremljeni žlijeb. Postupak može biti poluautomatski(dodavanje žice mehanizirano, a vođenje pištolja ručno) ili automatski potpunomehaniziran.


5/15

Zaštitni plinovi koji se koriste kod ovog postupka

štite rastaljeni metal od utjecaja okolne atmosfere

ionizacijom osiguravaju vodljivi prostor za održavanje električnog luka

a dovode se na mjesto zavarivanja kroz posebnu sapnicu na pištolju, koja se nalazioko kontaktne cjevčice.

U slučaju primjene inertnog plina (Ar, He ili njihove mješavine) nema reakcijerastaljenog metala s plinom pa se takvi plinovi koriste kod zavarivanja osjetljivih

materijala na utjecaj plinova iz atmosfere (Al, Cu i njihove legure, CrNi čelici, Ti islično).

Kod zavarivanja u zaštiti aktivnih plinova dolazi do reakcije između CO 2 i rastaljenog

metala. CO2 je inertan pri nižim temperaturama, ali se iznad 1600°C disocira uugljični monoksid CO i slobodni kisik koji tada reagira s rastaljenim metalom.

Kod MIG/MAG zavarivanja najčešće se koriste pune žice promjera od 0,6 do 2,4 mm.Žice od čeličnih materijala su pobakrene ili poniklane radi bolje električnog kontakta izaštite od korozije. Osim punih žica koriste se i praškom punjene žice. Mogu sekoristiti sa ili bez plinske zaštite.

PRIJENOS METALA:

kratki luk

štrcajući luk

mješoviti luk

UTJECAJ ZAŠTITNIH PLINOVA odražava se na:

električno - fizikalna svojstva električnog luka (prijenos metala)

metalurške procese u talini zavara

tehnološke parametre


6/15

PARAMETRI KOD MIG/MAG ZAVARIVANJA:

jakost struje zavarivanja

napon luka

veličina dodatnog induktiviteta (uspon struje)

brzina zavarivanja

protočna količina zaštitnog plina

dužina slobodnog kraja žice

Sile u električnom luku utječu na prijenos metala. Prijenos metala odvija se u 3 faze:

taljenje vrha žice i odvajanja kapljice

let kapljice kroz električni luk

sjedinjenje kapljice i taline

Kod MIG/MAG zavarivanja moguća automatska regulacija visine električnog luka.

IMPULSNO ZAVARIVANJE

Impulsnim zavarivanjem moguće je podešavanje više parametara zavarivanja, te

time postizanje veće kontrole samog procesa zavarivanja.


7/15

GREŠKE KOD MIG/MAG ZAVARIVANJA

poroznost (N2, H2, CO)

nepotpuna penetracija

greške vezivanja

uključci troske

zajedi

pukotine

štrcanje kapi

141 TIG ZAVARIVANJE(TUNGSTEN INERT GAS)

Električni postupak zavarivanja gdje se toplinom oslobođenom u električnom luku kojise uspostavlja između netaljive elektrode i radnog komada tali osnovni, a po potrebi idodatni materijal.

Mjesto zavarivanja (rastaljeni osnovni materijal, dodatni materijal, zagrijani vrh

elektrode) štiti se od štetnog djelovanja okolne atmosfere inertnim plinovima.

Netaljiva elektroda izrađena je od wolframa legiranog s malim dodacima (1 do 2%)torijevog ili zirkonijevog oksida. Ti dodaci olakšavaju uspostavu luka, stabil iziraju luk(osobito pri malim strujama), amanjuju eroziju vrha elektrode, te povećavaju

dozvoljeno strujno opterećenje. Vrh elektrode označen je bojom koja označavasastav elektrode. Elektrode se proizvode u promjerima od 0,8 do 9,5 mm.


8/15

VRSTA STRUJE ZAVARIVI MATERIJALI NAPOMENA

istosmjerna elektroda (-)pol

svi materijali osim Al i Mg injihovih legura

mogućnost najvećegopterećenja elektrode

izmjenična ili impulsna Al i Mg i njihove legure

moguće uklanjanje oksida

s površine osnovnogmaterijalaistosmjerna elektroda (+)pol

posebni slučajevi vrlo malo dozvoljenoopterećenje elektrode

Najčešće se koriste Ar i He. Kod zaštite korjena H2 + N2 (10 do 15% H2), Ar + H2 (zaVLČ), Ar + N2 (2 do 3% - VLČ (duplex čelik))...

Dobivaju se vrlo kvalitetni (perfektni) zavari.

TIG IMPULSNO ZAVARIVANJE

Prednosti iste kao i kod MIG/MAG postupka zavarivanja.

ZAKLJUČCI:

vrlo kvalitetni zavari

za zavarivanje svih vrsta materijala

posebno pogodan za zavarivanje korjena

spor postupak


9/15

121 EPP ZAVARIVANJE

Električni luk se održava između kontinuirane taljive elektrode (najčešće u oblikužice) i radnog komada pod zaštitom praška.

Prašak štiti rastaljeni metal od djelovanja okolne atmosfere, sprječava naglo hlađenjezavara i oblikuje zavar. Prašak utječe i na kemijski sastav zavara. Postoje različitevrste zaštitnih prašaka, a izbor ovisi o vrsti i debljini osnovnog materijala, debljinipovršine lima i parametrima zavarivanja. Praškovi se razlikuju prema kemijskomsastavu, načinu proizvodnje, obliku i veličini zrna.


10/15

OSNOVNI MARAMETRI ZAVARIVANJA:

struja zavarivanja

napon

brzina zavarivanja

Česta je uporaba podloga za zavarivanje radi sprječavanja procurenja taline nakorjenskoj strani zavara (velika količina taline zbog velikih struja zavarivanja + drugirazlozi).

Nema ručnog EPP zavarivanja.

PREDNOSTI:

velika učinkovitost

lako se automatizira

nepotrebna zaštita za oči

ujednačene kvalitete zavara (automati)

NEDOSTACI:

povećanje zrna (velika talina i sporo hlađenje)

mogućnost sistemske pogreške (ne vidi se luk)

nije pogodno za sve položaje zavarivanja

nije prikladno za kraće zavare i tanje limove


11/15

511 ZAVARIVANJE I 84 REZANJE LASEROM

LASER - LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMMISSION OF RADIATION

(POJAČAVANJE SVJETLOSTI STIMULIRANE EMISIJOMZRAČENJA)

a) spontana emisija - emisija obične svjetlosti b) apsorpcija svjetlosti

c) stimulirana emisija - emisija laserske svjetlosti

SVOJSTVA LASERSKE SVJETLOSTI:

monokromatičnost

usmjerenost

koherentnost

CO2 i Nd-YAG laseri su najčešće upotrebljavani laseri u metaloprerađivačkoj

industriji.


12/15

CO2 Nd-YAG

VALNA DULJINA 10,6 µm 1,06 µm SNAGA 40 kW 6 kWKVALITETA ZRAKE bitno bolja lošija PUMPANJE električno optičko

ISKORISTIVOST 5 - 10% 2 - 3%GUSTOĆA SNAGE 103 - 108 W/cm2

ABSORPCIJA metali loša metali dobraVOĐENJE ZRAKE ogledalima optičkim vlaknom REŽIM RADA cw i impulsni cw i impulsniHLAĐENJE potrebno potrebno

ZAVARIVANJE:

velike brzine zavarivanja

visoka fleksibilnost procesa

automatski proces

velika penetracija uz vrlo uske zavare

vrlo nizak unos topline, ZUT vrlo mali

REZANJE:

velike brzine rezanja

odlična kvaliteta reza

mali unos energije i male deformacije

NEDOSTACI:

visoki investicijski troškovi

visoki operativni troškovi niska iskoristivost energije

problematično zavarivanje i rezanje materijala većih debljina

Posebno za zavarivanje zahtijevaju se oštre tolerancije radnih komada i pripremespoja. Vrlo je teško riješiti dodavanje dodatnog materijala. Princip zavarivanja

stvaranjem ključanice (uski krater ispunjen metalnom parom).

OSNOVNI TEHNOLOŠKI ČIMBENICI:

unesena toplinska energija

fokusna optika

vrsta spoja

pozicioniranje radnih komada

zaštita mjesta zavarivanja


13/15

ROBOTI U ZAVARIVANJU

Glavni motiv: PROFIT!

4D poslovi: difficulty dangerous dirty dummy

OSNOVNE ODREDNICE POJMA ROBOTA:

programabilnost

automatičnost

višefunkcionalnost

GENERACIJE ROBOTA:

1. GENERACIJA - ne snalaze se u situacijama neizvjesnosti

- visokoorganizirana okolina

2. GENERACIJA - snalaženje u nekim situacijama neizvjesnosti (slaganje radnogkomada na slobodno mjesto)

- jednostavne odluke (da ili ne)

3. GENERACIJA - sposobni su razdvojiti proces prikupljanja informacija i

donošenja odluka od kasnijeg kretanja kojim se te odluke sprovode (skupljanjerazličitih dijelova određenim redoslijedom)

OSNOVNI KINEMATIČKI POJMOVI:


14/15

Slobodno se tijelo može gibati na 6 načina:

3 translacije (pomaka) duž koordinatnih osi x, y, z čime se postižepozicioniranje tijela u prostoru

3 rotacije (zakreta) oko koordinatnih osi Sx, Sy, Sz čime se omogućujeorijentacija tijela

Za slobodno tijelo čije se gibanje u prostoru određuje pomoću 6 parametara, kažemoda ima 6 stupnjeva slobode f = 6. Broj stupnjeva slobode je broj slobodnih odnosno

mogućih nezavisnih kretanja. O broju stupnjeva slobode direktno ovisi kompliciranostzadatka (gibanja i pozicioniranja) koji robot može obaviti. BRoj zglobova određujebroj stupnjeva slobode.

POGONI ROBOTA:

pneumatski hidraulički

električki

ROBOTIZIRATI IMA SMISLA:

elektrootporno (točkasto) - autoindustrija

MIG/MAG

lasersko

plazma (rijetko)

TIG (posebni slučajevi)

PROGRAMIRANJE ROBOTA:

on-line

off-line

hibridno (mješano)

ON-LINE PROGRAMIRANJE

Programiranje se vrši na radnoj poziciji robota. Za vrijeme programiranja robot neobavlja proizvodnu funkciju. Najčešće spominjana metoda je tzv. "teach in" metodaprogramiranja (učenje robota).

PREDNOSTI:

nije potrebna nikakva dodatna nabavka softwarea i hardwarea

lako se uči

nije potreban visokoobrazovni kadar


15/15

NEDOSTACI:

robot za vrije programiranja ne proizvodi

kod više robota to je dugotrajna metoda nije moguće unaprijed programirati r obota za zavarivanje radnih komada

prema nacrtu

OFF-LINE PROGRAMIRANJE

Programiranje se vrši na mjestu neovisnom o robotu. Vrši se pomoću specijaliziranogsoftwarea na računalu odgovarajućih karakteristika (ROBCAD software i radnastanica Silicon Graphics). 3D simulacija robotkse stanice, radnog komada, robota i

njihovog gibanja (virtual reality).

Documents

ZAVARIVANJE - Predavanje FSB