Varjenje - splošne informacije/h1>

Varjenjeje spajanje dveh ali več podobnih ali različnih materialov s taljenjem ali pritiskom, z ali brez dodatka dodatnega materiala tako, da se dobi homogen zvar (zvar brez napak z zahtevanimi mehanskimi in drugimi lastnostmi) .

Prva uporaba samorodnega bakra se je začela pred 10.000 leti, vendar uporaba kovine ni bila široko mogoča, dokler se človek ni naučil pridobivati kovin iz rud s taljenjem.
ptj. 7000 let, približno 5000 let pred Kristusom v Perziji in Afganistanu, pridobivanje kovinskega bakra iz rude - kamna, s taljenjem v ognju.
VKLOPko 3800 gp K. bron so odkrili na Bližnjem vzhodu, kasneje pa so veščino pridobivanja prenesli na Kitajsko, kar je pripomoglo k razcvetu kitajske civilizacije, predvsem za dinastije Chang okrog 1500 gpK Bron je veliko trši od bakra, zato ga je bil tudi bolj uporaben za uporabo. Tališče bakra in brona je bistveno nižje od tališča železa, kar olajša njihovo pridobivanje.
Zavakopanje se je razvilo kot sestavni del spretnosti kovačev, zlatarjev in livarjev pri izdelovanju delovnega orodja, orožja, posod, nakita in zgradb (ograje, vrata, mostovi, okovje, okenske rešetke ...).

Ljevarjenje se je razvijalo vzporedno z umetnostjo litja. Čudovite tankostenske vaze iz litega brona imajo na sebi tudi »privarjene« dele. Na osnovno telo vaze ali drugega predmeta, ki je bil prej ulit s kasnejšim ulivanjem, so povezovali različna držala, nosilce in figure..

Spajkanje je spajanje s taljenjem zlitine z nižjim tališčem od materiala predmetov, ki jih je treba spojiti. Skozi zgodovino se je spajkanje kot tehnika spajanja uporabljalo za nakit in figurice.

Kovaško varjenje./h2>

Najboljši jekleni meči v srednjem veku so bili izdelani iz nizkoogljičnega jekla, rezila (trakovi) iz visokoogljičnega jekla (1,0-2,1% C) pa so bila na njihove robove privarjena (z udarci kladiva v vročem stanju). ), ki so z določeno toplotno obdelavo dale trde, čvrste in ostre robove. Meče, puščične in sulične osti, bodala in drugo orožje, pri katerem so uporabljali kovaško varjenje, so poznali v Grčiji, frankovski državi, na Kitajskem, Japonskem, v Indoneziji in v Siriji.
Tehnika je znanaika spajanje trakov iz različnih vrst železnih materialov s kovanjem kot »damaskiranje« (iz Damaska-Sirije) 2, z namenom doseganja posebnih dobrih lastnosti za meče in puške. Tudi za današnjo stopnjo tehničnega razvoja je zanimiva ta tehnologija izdelave delov iz kompozitnih materialov s kovaškim varjenjem.

jaRezilo je bilo tudi prvo uporabljeno doma. Sprva so jo našli na površju zemlje iz meteorita (meteorit je meteor, ki doseže zemljo), zato so jo Sumerci imenovali "nebeška kovina". />Prvi sledovi pridobivanja železa iz rud segajo v čas okoli 2500 gpK, širša uporaba pa je prišla kasneje. Železno dobo, tj.uporabljali so ga v 6. stoletju pr. n. št. za izdelavo podstavkov za plovila. Pridobivanje jekla se v Indiji začne okoli 1000 gpK.>

Razvoj današnjih varilnih postopkov/h2>

• 1802. Petrov raziskuje električni oblok za splošne namene; še ne za varjenje.>
• 1856. Joule je prvi uporabil sočelno elektrouporovno varjenje žic.
• 1882 NN Bernardos (Rusija) je prvi uporabil električni oblok med ogljikovo elektrodo in kovino kot vir energije za varjenje z dodajanjem žice v kovinsko kopel. Kot vir enosmernega toka je uporabil baterijo galvanskih členov (akumulatorjev). Do takrat so za prižig uporabljali električni oblok med dvema ogljikovima elektrodama.
• Leta 1888 je NS Slavjanov (Rusija) predlagal postopek elektroobločnega varjenja s kovinsko elektrodo. Med kovinsko elektrodo in kovinskimi predmeti, ki so povezani, se vzpostavi električni oblok.>
• 1894 Sottrand prvič vari s plinskim plamenom O2+H2. Kasneje je razvil plinsko varjenje s plamenom kisik-acetilen (O2+C2H2), ki se od leta 1916 uspešno in široko uporablja v industriji.
• 1895. Aluminotermično varjenje se začne uporabljati za varjenje tirnic in za popravilo ulitkov.
• Leta 1907 je Oscar Kjelberg (Šved) prvi patentiral in uporabil oplaščeno elektrodo. Prevlečena elektroda je bila proizvedena s potopitvijo gole žice v mineralno raztopino, od leta 1936 pa se prevleka nanaša z ekstruzijo. Osnovne elektrode so začeli izdelovati leta 1940. Gospod.
• 1925. Odkritje postopka varjenja v zaščitni atmosferiri vodikovega "arcatoma".
• Leta 1930 se je začela uporaba avtomatskega varjenja pod prahom - EP v ladjedelništvu ZDA.
• Leta 1936 se je začela uporaba varjenja v zaščitni atmosferi, postopek He-TIG.

Pred, predvsem pa po drugi svetovni vojni, se je začel razvoj in uporaba zaščitnih plinov TIG (oblok-atom z vodikom in argon-oblok z argonom ali helijem kot zaščitnim plinom). MIG varjenje se je začelo uporabljati leta 1948 kot postopek Sigma (Shielded Intert Gas Metal Arc), leta 1953 pa je bil v nekdanji ZSSR prvič uporabljen postopek MAG z zaščitnim aktivnim plinom CO2. Hladno varjenje pod pritiskom se uporablja od leta 1948.

Razvoj varilstva na Hrvaškem

Pomembnejši razvoj varilstva na Hrvaškem je bilo doseženo na pragu druge svetovne vojne. svetovne vojne, ko je bilo zgrajenih več večjih objektov v varjeni konstrukciji. Med njimi je veliki varjeni cestni most čez reko Savo, v podaljšku Savske ceste v Zagrebu. Je ena prvih večjih nasvarjenih mostov za pešce na svetu. Izdelalo in montiralo ga je podjetje
e "Ðuro Đaković", Slavonski Brod. (takrat "Prva jugoslovanska tovarna mostov in voznih strojev"). Na tem mostu so bile varjene pločevine debeline do 95 mm, trdnosti 440 MPa, s predgretjem in kontrolo z industrijsko radiografijo (Röntgen).

Kompleksnost dela na področju varjenja in nadaljnjega razvoja

Varjenje je interdisciplinarna tehnologija. Za razumevanje in uporabo te tehnologije je potrebno znanje na področjih:>

• Znanost o materialih in metalurgija (metalurgija varjenja),
• termodinamika (temperaturna polja med varjenjem),
• elektrotehnika (tokovni viri, električni oblok, povezava različnih senzorjev – U, I, zvok, svetloba,...),>
• kemija (metalurški in drugi procesi, ki potekajo pri varjenju),/li>
• informatika (ekspertni sistemi, razni izračuni, baze podatkov, ...) itd.

Obseg varjenja na samo enem objektu je lahko velik. Na primeru 82.000 t tankerja, zgrajenega v naši ladjedelnici, je zvarjenih 261,6 km vogalnih in 11,6 km čelnih spojev. V velikih termoelektrarnah ali v jedrskih elektrarnah in rafinerijah nafte je od 10.000 do 100.000 varjenih povezav cevi pod pritiskom.Dovolj je, da že en zvar odpove (zlom, razpoka, poroznost, puščanje ...), da pride do dragih izpadov ali v manj ugodnem primeru do katastrofalne škode s hudimi posledicami za ljudi, premoženje in biološko okolje.
Prnesreča je zlom primarnega cevovoda jedrske elektrarne na mestu zvarnega spoja. Ker je zvarni spoj lahko najšibkejša točka v konstrukciji, ga je najpomembneje raziskati. "Veriga je močna toliko, kolikor je močan njen najšibkejši člen."

Nekateri predmeti študija:/strong>

• varilni postopki
• temperaturna polja
• viri energije za varjenje
• metalurgija varjenja
• varivost materiala
• testi varljivosti
• oblikovanje zvarnih spojev in zvarnih konstrukcij (tehnologija) />• načrtovanje varilnih tehnologij (pwps, pqr, wps, ...)
• kakovostni razredi, zanesljivost, dušenje
• možne okvare zvarnih spojev in zvarnih konstrukcij />• študije primerov odpovedi "študije primerov"
• nadzor (kbr in ksr) in zagotavljanje kakovosti

Zastopanost sodobnih varilnih postopkov v svetu

Kvalitativno ga je mogoče oceniti ob upoštevanju različnih kriterijev. Eden od pristopov je upoštevanje prikaza varilnih postopkov za neko skupino zvarjenih izdelkov ali polizdelkov (profili, cevi, avtomobili, mostovi, tlačne posode, ...). />Možni so tudi pristopi glede na vrsto in debelino materiala (nelegirano, nizkorobovi, visokolegirana jekla različnih debelin), lega varjenja (vodoravno, navpično, stensko, nadzemno), količina staljenega materiala itd. />Glede na globalno uporabo varilnih postopkov v praksi je kvalitativna ocena uporabe varilnih postopkov:

• procesi z električnim oblokom s taljenjem,/li>
• odporen na električni pritisk,
• visokofrekvenčni tlačni tokovi,
• drugi postopki.

Danes je v svetu poudarek na kakovosti, to je zanesljivosti in varnosti varjenih izdelkov. To pomeni:
• uporaba sodobne varilne opreme (inverterji, pulzni varilni tokovi, naprave, mehanizacija, avtomatizacija in robotizacija varjenja, ...)
• visoka ponovljivost varjenja,
• sodobne metode in oprema za nadzor z in brez uničevalnih metod (KBR in KSR),
• uporaba sodobnih materialov za izdelavo lažjih, trajnejših, varčnejših in zanesljivejših ZK.

Varljivost je sposobnost spajanja materialov z varjenjem. Lahko je kvalitativna (opisna, primerjalna) in kvantitativna (številčna, npr. Ekvivalentna).

Tehnike, povezane z varjenjem

• Spajkanje (trdo in mehko)
• Pršenje materiala/li>
• Toplotno rezanje materialov (plinski plamen, plazma, laser, elektronski curek) in termično žlebljenje (električni oblok, plazma, ogljikova elektroda)

Obstajata dve osnovni skupini varilnih postopkov:

• varilni talavtor
• tlačno varjenje

Električni oblok je trajna in močna razelektritev v ionizirajočem plinu v prostoru med konico elektrode in obdelovancem v tokokrogu med elektroobločnim varjenjem.

• talilna cona (zvar) i
• toplotno prizadeto območje

Vsaka od omenjenih con je sestavljena iz več območij. Dovolj je, da pride do oslabitve na kateremkoli območju enega od območij zvarnega spoja in da pride do možnosti odpovedi zvarnega spoja in zvarjenega izdelka (veriga je močna le toliko, kolikor je močan najšibkejši člen v zvaru). veriga!). Pri večini materialov pride do strukturnih transformacij v zvarnem spoju med talilnim varjenjem, pri nekaterih pa ne (npr. aluminij, feritna jekla, ...).

Električni oblok nastane s kratkim stikom - prerezom med elektrodo in obdelovancem, to je povezave s poli električnega toka (Enosmerni ali Izmenični tok). Sledi enakomerno dodajanje elektrode v električni oblok s strani varilca ter taljenje elektrode in tvorba zvarnega spoja.

REL strkoncesija ima široke možnosti uporabe: pri proizvodnem varjenju, navarjanju in reparaturnem varjenju večine kovinskih materialov. Vendar pa se zaradi svoje ekonomičnosti (majhni kg/nanos na uro) uporablja za izvedbo krajših zvarov, običajno debeline največ 15 mm (20 mm pri sočelnih).spoji, kotni spoji z manjšo debelino vara (kjer običajno ni potreben večji preboj v korenu vara).

Glavni parametri REL varjenja so:

• varilna napetost (U), ki se med varjenjem giblje od 18 do 26 V;/li>
• moč varilnega toka (I), ki se med varjenjem spreminja glede na premer elektrode (orientacijske vrednosti elektrode 40 ⋅φ, A)>
• hitrost varjenja (v), ki se spreminja glede na uporabljeno tehniko varjenja (vlečenje ali nihanje elektrode), premer elektrode in orientacijske parametre varjenja od 1,5 do 2,5 mm/s. Napetost v prostem teku je običajno 60 V. Stopnja izkoristka energije za taljenje je 0,75 - 0,85.

Prednosti

• razvili široko paleto dodatnih varilnih materialov,/li>
• nižja cena varilne opreme (varilne naprave) v primerjavi z MAG in EP varjenjem,/li>
• primeren za manjša proizvodna in reparaturna varjenja,
• možnost varjenja v vseh varilnih položajih,
• primeren za delo na terenu, predvsem tam, kjer ni elektrike (agregati),
• zelo enostavno rokovanje z opremo,
• dobre mehanske lastnosti zvara,/li>

Slabosti

• nizka hitrost varjenja in nizka produktivnost v primerjavi z MAG in EP,
• kakovost zvara je v veliki meri odvisna od spretnosti varilca – človeka,>
• čas za usposabljanje dobrega varilca je dolg,/li>
• obstaja neizogiben odpadek elektrode - "čip" (8-10%) in izguba mat. zaradi brizganja v okolje,
• težje čiščenje žlindre po varjenju in izguba časa zaradi čiščenja žlindre,li>pri varjenju pride do močnega bliskanja, nastajajo škodljivi plini (potrebno je dobro prezračevanje prostora),/li>
• dolgotrajno delo lahko škodljivo vpliva na zdravje varilca (revma, poškodbe dihal...)

Vrste in uporaba dodatnih varilnih materialov

Vloga zaščite električnega obloka in staljenega materiala med varjenjem

• Fizično
• Električni/li>
• Metalurški

Fizična funkcija:

a) Ustvarjanje zaščitne atmosfere, katere prisotnost preprečuje neugoden vpliv O, N in H na staljeno kovino.
b) Prisotnost plasti staljene viskozne žlindre okoli kapljice in na površini kopeli ščiti staljeno kovino. S svojo prisotnostjo žlindra pritisne na kovino in strjena kovina dobi pod žlindro gladko površino

Električna funkcija/strong>

Kjelberg je že leta 1908 ugotovil, da prevleka elektrode daje električno bolj stabilen oblok. Električni oblok je lažje prižgati in lažje vzdrževati. Prevleki elektrode je treba dodati stabilizatorje obloka: Cs, K, Ca ali druge elemente, ki imajo nizko ionizacijsko energijo.

• Rafiniranje staljene kovine z odstranjevanjem S in P, pri čemer nastanejo sulfidi in fosfidi, ki plavajo na površini kovinskega kupake in se odstranijo z žlindro.
• Vodikova vez npr. v HF, ki izhaja iz staljene kovine, s čimer se zmanjša nevarnost hladnih razpok.
• Dopiranje elementov, ki gorijo v električnem obloku (Cr, Ni, Mn, Si). Prevleki se običajno dodajo fero-krom, fero-nikelj, fero-mangan in fero-silicij.
• Dodatek elementov za ustvarjanje finega zrna: Ti, Al, ker ti elementi v fazi strjevanja tvorijo veliko kristalizacijskih semen./li>
• Dodatek elementov za deoksidacijo staljene kovine: Al, Si, Mn.
• Dodatek Fe prahu za povečanje produktivnosti (naključnost) - količina staljene usedline.

Vrste prevlek elektrod glede na sestavo prevleke

• A (kislina) ........................kislinski premaz,
• B (Basic) ........................osnovni premaz z visoko vsebnostjo vodika
• C (Cellulosic) .................celuloza
• R (rutil) ......................rutil (rutil = TiO2)
• O (oksid) ...................FeO, SiO2

Za varjenje jekel z višjo vsebnostjo žvepla ni priporočljivo uporabljati kislinskih elektrod zaradi nevarnosti vročih razpok. Te elektrode se lahko uporabljajo v vseh položajih varjenja z uporabo virov enosmernega ali izmeničnega toka za varjenje. Teh elektrod ni treba sušiti v normalnih pogojih varjenja (brez vlage v okolju, z dobrim shranjevanjem in rokovanjem z elektrodami).

BAzične elektrode zagotavljajo zvarjen spoj z dobrimi mehanskimi lastnostmi (nprrazteznost in žilavost), zaradi manjše prisotnosti škodljivih plinov in nekovinskih vključkov (sestava žlindre veže O2, H2, S in P) pa je manj nagnjena k razpokam in poroznosti. Slabosti uporabe teh elektrod so: težje čiščenje žlindre, poroznost v korenu zvara pri daljšem električnem obloku (varjenje pri 90!), nekoliko bolj hrapav videz površine zvara, šibkejša stabilnost električnega obloka med varjenjem. (zaradi visoke vsebnosti CaF2), velika odvisnost lastnosti zvara od varilca. Te elektrode se uporabljajo pri varjenju zahtevnih varjenih konstrukcij.

RutilElektrode so zelo razširjene zaradi dobrih mehanskih lastnosti zvara, stabilnosti električnega obloka, možnosti uporabe enosmernega in izmeničnega varilnega toka, lepega izgleda zvara in enostavnega čiščenja žlindre. Pomanjkanje uporabe teh elektrod je očitno pri varjenju št
elika z večja vsebnost žvepla, možnost vročih razpok, šibkejša žilavost talilne cone v primerjavi z osnovnimi elektrodami.

Celulozne elektrodese uporabljajo za varjenje v vseh položajih z enosmernim in izmeničnim tokom. Njihova hitrost taljenja je visoka, nastala žlindra pa se zlahka loči. Zaradi velike penetracije se uporabljajo za varjenje korenin v cevi.

Pri MAG varjenjuelektrični oblok se vzpostavi s kratkim stikom - rezom med varilno žico in obdelovancem, to je povezave s poli električnega toka (enosmerni tok - Direct Current) v atmosferi aktivnega plina. Sledi enakomerno dodajanje varilne žicev električni oblok ter taljenje žice in nastanek zvarnega spoja.

Aplikacija
Postopek MAG ima široke možnosti uporabe: pri proizvodnem varjenju, navarjanju in reparaturnem varjenju večine kovinskih materialov. Ima prednost pred REL varjenjem z vidika ekonomičnosti (več kg/nanosa na uro, večja intermitentnost pogona - ni zastojev zaradi menjave elektrod kot pri REL postopku, manj čiščenja zvarov). Uporablja se za varjenje pločevine in cevi debeline 1 mm, običajno do debeline 20 mm (v nekaterih primerih tudi daleč nad temi debelinami, ko je uporaba MAG postopka ekonomsko in tehnološko upravičena.
Z večjimi debeline osnovnega materiala in večjih dolžin zvarnih spojev je bolj ekonomična uporaba EP postopka (samostojno ali v kombinaciji z MAG ali REL postopkom, npr. za korensko vrtanje). Postopek MAG je prvotno polavtomatski postopek, vendar se zelo pogosto uporablja kot avtomatski in robotski postopek varjenja. Delež robotov za MAG varjenje v avtomobilski industriji je pomemben.

Parametri
• varilna napetost (U), ki se med varjenjem giblje od 16 do 26 V; />• jakost varilnega toka (I), ki se med varjenjem spreminja glede na premer varilne žice (orientacijske vrednosti 80 do 180, A) />• hitrost varjenja (v), ki se spreminja glede na uporabljeno tehniko varjenja (vlečenje ali nihanje), premer varilne žice in orientacijske parametre varjenja.od 2 do 4 mm/s. Napetost v prostem teku je običajno 60 V. Stopnja izkoristka energije za taljenje je 0,75 - 0,85.

Slabosti
• kakovost vara je še vedno odvisna od spretnosti varilca – človeka pri polavtomatskem varjenju
• varjenje (vendar še vedno ne toliko kot pri REL varjenju),
• čas za usposabljanje dobrega varilca je krajši kot za REL varjenje (čeprav je praksa, da se MAG varilci najprej naučijo postopka REL varjenja),
• pri varjenju pride do močnega bliskanja, med varjenjem se sproščajo plini (potrebno je dobro zračenje prostora),
• ddolgotrajno delo lahko škodljivo vpliva na zdravje varilca (revmatizem, poškodbe dihal...).

Viri energije za varjenjeraste:
• Transformatorji
• Usmerniki />• Rotacijski pretvorniki />• Agregati
• Pretvorniki

Varilni transformatorji so najbolj razširjeni, najpogosteje uporabljeni varilni viri energije, ki pretvarjajo izmenični tok v izmenični tok z lastnostmi, primernimi za varjenje.

Odvisno od namena (postopka varjenja) je statična karakteristika tokovnega vira lahko strma ali položna. Na primer Za polavtomatsko MAG varjenje – položeno, za EP (do 3 mm premera varilne žice) – položeno, za EP (nad 3 mm premera žice) – strmo ...

ng>Izvedba varilnega usmernika: Transformator + usmerniški del

Prednosti usmernikov pred transformatorji:/strong>
• zagotavljajo stabilnejši električni oblok (ni sprememb v gibanju električnega obloka 50-krat na sekundo)

Slabosti v primerjavi s transformatorji:
• so dražji od navadnega transformatorja, />• so občutljivi na padce napetosti,
• imajo nižjo stopnjo izkoriščenosti,>

Varilni aparati so neodvisni od električnega omrežja, torej primerni za montažo. Poganjajo se s stranie dizelski ali bencinski motor, poganja pa generator, ki daje tok z lastnostmi, primernimi za varjenje. Njihova cena je bistveno višja v primerjavi s transformatorji in usmerniki.

Označevanje varilnih postopkov po ISO EN/strong>
• 111 ... REL varjenje
• 12 ... EP varjenje
• 121 ... EP varjenje z dodatno žico />• 21 ... Elektrouporno točkovno varjenje />• 22 ... Elektroodporno šivno varjenje>