Заваривање - опште информације/х1>

Заваривањеје спајање два или више, сличних или различитих материјала, топљењем или притиском, са или без додавања додатног материјала на начин да се добије хомогени заварени спој (заварени спој без грешака са потребним механичким и другим својствима) .

Прва употреба природног бакра почела је пре 10.000 година, али употреба метала није била широко могућа све док човек није научио да извлачи метале из руда топљењем.
Подносно 7000 година, око 5000 година пре Христа у Персији и Авганистану, вађење метала бакра из руде – камена, топљењем у ватри.
НАко 3800 гп К. бронза је откривена на Блиском истоку, а касније је вештина добијања пренета у Кину, што је помогло процвату кинеске цивилизације, посебно за династију Чанг око 1500 гпК Бронза је много тврђа од бакра, па је такође је био кориснији за употребу. Тачка топљења бакра и бронзе је знатно нижа од тачке топљења гвожђа, што олакшава њихово добијање.
Завакопање се развило као саставни део вештине ковача, златара и ливаца при изради радног оруђа, оружја, посуда, накита и објеката (ограде, врата, мостови, окови, прозорске решетке...).

Љезаваривање се развијало паралелно са уметношћу ливења. Прелепе вазе од ливене бронзе танких зидова такође имају на себи „заварене“ делове. Различити држачи, ослонци и фигуре повезивали су се са основним телом вазе или другог предмета који је раније изливен каснијим ливењем..

Лемљење је спајање топљењем легуре са нижом тачком топљења од материјала предмета који се спајају. Кроз историју се лемљење као техника спајања примењивало на накит и фигурице.п>

Ковачко заваривање./х2>

Најбољи мачеви направљени од челика у средњем веку били су од нискоугљеничног челика, а сечива (траке) од високоугљеничног челика (1,0-2,1%Ц) су заварене на њихове ивице (ударцима чекића у врућем стању). ), који је уз одређену термичку обраду дао чврсте, чврсте и оштре ивице. У Грчкој, франачкој држави, Кини, Јапану, Индонезији и Сирији били су познати мачеви, врхови стрела и копаља, бодежи и друго оружје где се користило ковачко заваривање.
Техника је познатаика спајање трака од различитих врста гвоздених материјала ковањем као „дамаск“ (из Дамаска-Сирије) 2, са циљем постизања посебних добрих својстава за мачеве и пушке. И за данашњу фазу техничког развоја занимљива је ова технологија израде делова од композитних материјала ковачким заваривањем.

даОштрица је такође први пут коришћена изворно. Најпре је пронађен на површини земље од метеорита (метеорит је метеор који доспе до земље), па су га Сумерани назвали „небески метал“. />Први трагови вађења гвожђа из руда датирају од око 2500 гпК, а његова шира примена дошла је касније. Гвоздено доба, односно гвоздени предмети, почињу да се проналазе око 1500 гпК, а први записи (Херодот) о ковачима који су варили гвожђе у старој Грчкој говоре да је заварено.коришћен је у 6. веку пре нове ере, за израду постоља за посуде. Добијање челика почиње око 1000 гпК у Индији.>

Развој данашњих поступака заваривања/х2>

• 1802. Петров истражује електрични лук за опште намене; још није за заваривање.>
• 1856. Џул је први применио електроотпорно заваривање жица сучел-на-лице.ли>
• 1882 НН Бернардос (Русија) је први користио електрични лук између угљеничне електроде и метала као извор енергије за заваривање додавањем жице у метално купатило. Као извор једносмерне струје користио је батерију галванских ћелија (акумулатора). До тада је за осветљење коришћен електрични лук између две угљеничне електроде.
• Године 1888. НС Славјанов (Русија) је предложио поступак електролучног заваривања металном електродом. Између металне електроде и металних предмета, који су повезани, успоставља се електрични лук.>
• 1894. Соттранд завари по први пут са О2+Х2 гасним пламеном. Касније је развио гасно заваривање кисеоник-ацетиленским (О2+Ц2Х2) пламеном, које се успешно и широко користи у индустрији од 1916. године.ли>
• 1895. Алуминотермно заваривање почиње да се користи за заваривање шина и за поправку одливака.ли>
• Године 1907. Оскар Кјелберг (Шведска) је први патентирао и применио обложену електроду. Обложена електрода је произведена потапањем голе жице у минерални раствор, а од 1936. године премаз се примењује екструзијом. Основне електроде почеле су да се производе 1940. године. Господин.
• 1925. Откриће поступка заваривања у заштитној атмосферири водоника "аркатом".
• 1930. године почиње примена аутоматског заваривања под прахом – ЕП у америчкој бродоградњи.ли>
• 1936. године почиње примена заваривања у заштитној атмосфери, Хе-ТИГ поступак.ли>

Пре, а посебно после Другог светског рата, почео је развој и примена заваривања у заштитним гасовима ТИГ (арц-атом са водоником, и аргон-арц са аргоном или хелијумом као заштитним гасом). МИГ заваривање је почело да се користи 1948. године као Сигма процес (Схиелдед Интерт Гас Метал Арц), а 1953. године први пут је у бившем СССР-у коришћен МАГ процес са активним гасом за заштиту ЦО2. Хладно заваривање под притиском се користи од 1948. године.

Развој заваривања у Хрватској

Значајнији развој заваривања у Хрватској остварен је уочи Другог светског рата. Другог светског рата, када је изграђено неколико већих објеката у завареној конструкцији. Међу њима је и велики заварени друмски мост преко Саве, у продужетку Савског пута у Загребу. То је један од првих великих наспешачких заварених мостова у свету. Направила га је и поставила фирма<бр />е „Ђуро Ђаковић“, Славонски Брод. (тада „Прва југословенска фабрика мостова и вагона“). На том мосту су заварени лимови дебљине до 95 мм, чврстоће 440 МПа, уз предгревање и контролу индустријском радиографијом (Ронтген).

Сложеност послова у области заваривања и даљи развојх3>

Заваривање је интердисциплинарна технологија. За разумевање и коришћење ове технологије потребно је знање из области:>

• Наука о материјалима и металургија (металургија заваривања),
• термодинамика (температурна поља током заваривања),
• електротехника (извори струје, електрични лук, повезивање различитих сензора – У, И, звук, светлост,...),>
• хемија (металуршки и други процеси који се одвијају током заваривања),/ли>
• информатика (експертски системи, разни прорачуни, базе података, ...) итд.ли>

Обим заваривања само на једном објекту може бити велики. На примеру танкера од 82.000 т изграђеног у нашем бродоградилишту, заварено је 261,6 км угаоних спојева и 11,6 км чеоних спојева. У великим термоелектранама или у нуклеарним електранама и рафинеријама нафте постоји 10.000 до 100.000 заварених спојева цеви под притиском.Довољно је да само један завар поквари (лом, пукотина, порозност, цурење...) да доведе до скупог застоја или, у неповољнијем случају, до катастрофалног оштећења са озбиљним последицама по људе, имовину и биолошку средину.
Прхаварија је лом примарног цевовода нуклеарке на месту завареног споја. Пошто заварени спој може бити најслабија тачка у конструкцији, најважније је истражити. "Ланац је јак онолико колико је јака његова најслабија карика".

Неки од предмета студија:/стронг>

• поступци заваривања<бр />• температурна поља<бр />• извори струје за заваривање<бр />• металургија заваривања<бр />• заварљивост материјала<бр />• испитивања заварљивости<бр />• обликовање заварених спојева и заварених конструкција (технологија) />• пројектовање технологија заваривања (пвпс, пкр, впс, ...)<бр />• класе квалитета, поузданост, слабљење<бр />• могући кварови заварених спојева и заварених конструкција />• студије случаја прекида "студије случаја"
• контрола (кбр и кср) и обезбеђење квалитета

Заступљеност савремених поступака заваривања у свету

Може се квалитативно проценити узимајући у обзир различите критеријуме. Један од приступа је да се узме у обзир заступљеност поступака заваривања за групу заварених производа или полупроизвода (профили, цеви, аутомобили, мостови, посуде под притиском,...). />Могући су и приступи у погледу врсте и дебљине материјала (нелегирани, нискиивични, високолегирани челици различитих дебљина), положај заваривања (хоризонтално, вертикално, зидно, надземно), количина растопљеног материјала итд. />С обзиром на глобалну примену поступака заваривања у пракси, квалитативна оцена примене поступака заваривања је:

• процеси електричног лука топљењем,/ли>
• отпоран на електрични притисак,
• високофреквентне струје притиска,
• друге процедуре.

Данас је у свету акценат на квалитету, односно поузданости и безбедности заварених производа. То подразумева:
• примена савремене опреме за заваривање (инвертори, импулсне струје заваривања, уређаји, механизација, аутоматизација и роботизација заваривања,...)<бр />• висока поновљивост заваривања,<бр />• савремене методе и опрема за контролу са и без метода уништавања (КБР и КСР), <бр />• примена савремених материјала за конструкцију лакших, издржљивијих, економичнијих и поузданијих ЗК.

Заварљивост је способност спајања материјала заваривањем. Може бити квалитативно (описно, поређење) и квантитативно (нумеричко, нпр. еквивалентно).п>

Технике везане за заваривање

• Лемљење (тврдо и меко)
• Прскање материјала/ли>
• Термичко сечење материјала (гасни пламен, плазма, ласер, електронски млаз) и термичко урезивање (електрични лук, плазма, угљенична електрода)ли>

Постоје две основне групе поступака заваривања:

• заваривање талод стране
• заваривање под притиском

Електрични лук је трајно и снажно пражњење у јонизујућем гасу у простору између врха електроде и радног предмета у струјном колу током електролучног заваривања.

• зона топљења (метал шава) и
• зона погођена топлотом

Свака од наведених зона састоји се од одређеног броја области. Довољно је да дође до слабљења у било којој области једне од зона завареног споја и да дође до квара завареног споја и завареног производа (ланац је јак онолико колико је јака најслабија карика у ланац!). Код већине материјала долази до структурних трансформација у завареном споју током заваривања топљењем, док код неких није (нпр. алуминијум, феритни челици, ...).

Електрични лук се успоставља кратким спојем - пресецањем између електроде и радног предмета, односно спајањем на полове електричне струје (једносмерне или наизменичне струје). Након тога следи равномерно додавање електроде електричном луку од стране заваривача, и топљење електроде и формирање завареног споја.

РЕЛ стрконцесија има широке могућности примене: у производном заваривању, наваривању и ремонтном заваривању већине металних материјала. Међутим, због своје економичности (мали кг/нанос на сат), користи се за извођење краћих завара, најчешће дебљине не веће од 15 мм (20 мм у случају сучеоних завара).ицх спојеви, спојеви под углом са мањом дебљином вара (где обично није потребно повећање продора у корен вара).

Главни параметри РЕЛ заваривања су:

• напон заваривања (У), који се креће од 18 до 26 В током заваривања;/ли>
• јачина струје заваривања (И), која током заваривања варира у зависности од пречника електроде (оријентационе вредности 40 ⋅φ електроде, А)>
• брзина заваривања (в), која варира у зависности од примењене технике заваривања (повлачење или љуљање електроде), пречника електроде и оријентационих параметара заваривања од 1,5 до 2,5 мм/с. Напон празног хода је обично 60 В. Степен искоришћења енергије за топљење је 0,75 - 0,85. ул>

Предности

• развио широк спектар додатних материјала за заваривање,/ли>
• нижа цена опреме за заваривање (уређај за заваривање) у поређењу са МАГ и ЕП процесом заваривања,/ли>
• погодно за мање заваривање у производњи и поправци,
• могућност заваривања у свим положајима заваривања,ли>
• погодан за рад у пољу, посебно тамо где нема струје (агрегати),ли>
• веома лако руковање опремом,
• добра механичка својства шава,/ли>

Недостаци

• мала брзина заваривања и ниска продуктивност у поређењу са МАГ и ЕП,
• квалитет вара у великој мери зависи од вештине заваривача - човека,>
• време за обуку доброг заваривача је дуго,/ли>
• долази до неизбежног трошења електрода - "чип" (8-10%), и губитак мат. услед прскања у животну средину,
• отежано чишћење шљаке након заваривања и губитак времена због чишћења шљаке,ли>током заваривања долази до јаког трептања, развијају се штетни гасови (потребна је добра вентилација просторије),/ли>
• дуготрајан рад може штетно утицати на здравље заваривача (реуматизам, оштећење респираторног система...)

Врсте и примена додатних материјала за заваривање

Улога заштите електричног лука и растопљеног материјала током заваривањап>

• Физички
• Електрични/ли>
• Металуршки

Физичка функција:

а) Стварање заштитне атмосфере, чије присуство спречава неповољан утицај О, Н и Х на растопљени метал.<бр />б) Присуство слоја истопљене вискозне шљаке око капљице и на површини купке штити растопљени метал. Својим присуством шљака притиска метал и очврснути метал добија глатку површину испод шљаке

Електрична функција/стронг>

Кјелберг је већ 1908. открио да премаз електроде даје електрични стабилнији лук. Електрични лук се лакше пали и лакше се одржава. У облогу електроде потребно је додати стабилизаторе лука: Цс, К, Ца или друге елементе који имају ниску енергију јонизације.

• Рафинирање растопљеног метала уклањањем С и П, формирањем сулфида и фосфида, који плутају на површини металне гомилеке и уклањају се са шљаком.
• Водонично везивање нпр. у ХФ, који излази из растопљеног метала, чиме се смањује ризик од хладних пукотина.
• Допирање елемената који сагоревају у електричном луку (Цр, Ни, Мн, Си). У превлаку се обично додају феро-хром, феро-никл, фероманган и феро-силицијум.ли>
• Додавање елемената за стварање финог зрна: Ти, Ал, јер ови елементи формирају много семена кристализације у фази очвршћавања./ли>
• Додатак елемената за деоксидацију растопљеног метала: Ал, Си, Мн.
• Додавање Фе праха за повећање продуктивности (случајност) – количина растопљеног депозита.ли>

Врсте премаза електроде према саставу премаза

• А (киселина) ........................кисели премаз,
• Б (Басиц) ........................основни премаз са високим садржајем водоникали>
• Ц (целулозни) .................целулозни
• Р (рутил) ......................рутил (рутил = ТиО2)
• О (оксид) ...................ФеО, СиО2

Не препоручује се употреба киселих електрода за заваривање челика са већим садржајем сумпора због опасности од врућих пукотина. Ове електроде се могу користити у свим положајима заваривања уз коришћење извора једносмерне или наизменичне струје за заваривање. Ове електроде није потребно сушити у нормалним условима заваривања (без влажности околине, уз добро складиштење и руковање електродама).

БАзичне електроде обезбеђују заварени спој са добрим механичким својствима (нпристезање и жилавост), а због мањег присуства штетних гасова и неметалних инклузија (састав шљаке везује О2, Х2, С и П), мања је склоност пуцању и порозности. Недостаци употребе ових електрода су: теже чишћење шљаке, порозност у корену шава ако је електрични лук дужи (заваривање на 90!), нешто грубљи изглед површине вара, слабија стабилност електричног лука при заваривању, (због високог садржаја ЦаФ2), велика зависност особина вара од заваривача. Ове електроде се користе при заваривању захтевних заварених конструкција.

РутилЕлектроде имају широку примену због добрих механичких својстава завара, стабилности електричног лука, могућности коришћења једносмерне и наизменичне струје заваривања, лепог изгледа вара и лаког чишћења шљаке. Недостатак примене ових електрода је евидентан код заваривања бр
елика со већи садржај сумпора, могућност појаве врућих пукотина, слабија жилавост зоне топљења у односу на основне електроде.

Целулозне електродекористе се за заваривање у свим положајима са једносмерном и наизменичном струјом. Њихова брзина топљења је велика, а настала шљака се лако одваја. Због великог продирања користе се за заваривање корена у цеви.п>

У МАГ заваривањуелектрични лук се успоставља кратким спојем - сечењем између жице за заваривање и радног предмета, односно прикључцима на полове електричне струје (једносмерне струје - једносмерне струје) у атмосфери активног гаса. Након тога следи равномерно додавање жице за заваривањеу електрични лук, и топљење жице и формирање завареног споја.п>

Апликација
МАГ поступак има широке могућности примене: у производном заваривању, наваривању и репаратурном заваривању већине металних материјала. Има предност у односу на РЕЛ заваривање са становишта економичности (више кг/наноса на сат, већа интермитентност погона - нема застоја за замену електрода као код РЕЛ процеса, мање чишћења вара). Користи се за заваривање лимова и цеви дебљине 1 мм, најчешће до дебљине 20 мм (у неким случајевима и далеко изнад ових дебљина, када је примена МАГ поступка економски и технолошки оправдана.
За веће дебљине основног материјала и веће дужине заварених спојева, економичније је користити ЕП процес (самостално или у комбинацији са МАГ или РЕЛ поступком, нпр. за бушење корена). МАГ процес је првобитно полуаутоматски процес, али се врло често користи као аутоматски и роботски процес заваривања. Удео робота за МАГ заваривање у аутомобилској индустрији је значајан.

Параметерс
• напон заваривања (У), који се креће од 16 до 26 В током заваривања; />• јачина струје заваривања (И), која током заваривања варира у зависности од пречника жице за заваривање (водеће вредности 80 до 180, А) />• брзина заваривања (в), која варира у зависности од примењене технике заваривања (повлачење или осциловање), пречника жице за заваривање и параметара оријентацијског заваривањација од 2 до 4 мм/с. Напон празног хода је обично 60 В. Степен искоришћења енергије за топљење је 0,75 – 0,85.

Недостаци
• квалитет вара и даље зависи од вештине заваривача - човека у случају полуаутоматског заваривања
• заваривање (али ипак не толико као код РЕЛ заваривања),
• време за обуку доброг заваривача је краће него за РЕЛ заваривање (иако је пракса да МАГ заваривачи прво науче процедуру РЕЛ заваривања),
• током заваривања долази до јаког бљескања, током заваривања се ослобађају гасови (потребна је добра вентилација просторије),
• ддуготрајан рад може штетно утицати на здравље заваривача (реуматизам, оштећење респираторног система...).

Извори напајања за заваривањерасте:
• Трансформатори<бр />• Исправљачи />• Ротациони претварачи />• Агрегати<бр />• Инверторип>

Трансформатори за заваривање су најраспрострањенији, најчешће коришћени извори енергије за заваривање који трансформишу наизменичну струју у наизменичну са карактеристикама погодним за заваривање.

У зависности од намене (који поступак заваривања), статичка карактеристика извора струје може бити стрма или равна. На пример За полуаутоматско МАГ заваривање – положено, за ЕП (пречник жице за заваривање до 3 мм) – положено, за ЕП (пречник жице преко 3 мм) – стрмо ...

нг>Верзија исправљача за заваривање: Трансформатор + део исправљачајак>

Предности исправљача у односу на трансформаторе:/стронг>
• обезбедити стабилнији електрични лук (нема промена у кретању електричног лука 50 пута у секунди)

Недостаци у односу на трансформаторе:
• скупљи су од обичног трансформатора, />• су осетљиви на пад напона,<бр />• имају нижи степен искоришћености,>

Јединице за заваривање су независне од електричне мреже, односно погодне су за монтажу. Возе се са странее дизел или бензински мотор, а покреће генератор који даје струју са карактеристикама погодним за заваривање. Њихова цена је знатно виша у односу на трансформаторе и исправљаче.

Означавање поступака заваривања према ИСО ЕН/стронг>
• 111 ... РЕЛ заваривање<бр />• 12 ... ЕП заваривање<бр />• 121 ... ЕП заваривање са додатном жицом />• 21 ... Електроотпорно тачкасто заваривање />• 22 ... Електроотпорно заваривање шавова>