01 Uvod u Tehnologiju Zavarivanja

  • View
    256

  • Download
    8

Embed Size (px)

Transcript

TEHNOLOGIJA ZAVARIVAWA

IWE kursModuo 1- Postupci zavarivanja i oprema za zavarivanje

1.1. UvodI N S T I T U T

PAGE IWE kursModuo 1- Postupci zavarivanja i oprema za zavarivanje

1.1. Uvod u tehnologiju zavarivanja

1.1 UVOD U TEHNOLOGIJU ZAVARIVANJA

Zavarivanje je proces izrade nerazdvojivog spoja uspostavljanjem meuatomskih veza izmeu delova koji se zavaruju, pri kome se pojedinano ili kombinovano koristi toplotna i mehanika energija, a po potrebi i dodatni materijal. Postupci zavarivanja, koji se najee koriste u praksi, zasnovani su na lokalnom zagrevanju materijala iznad temperature topljenja, kada zavareni spoj nastaje ovravanjem (npr. elektroluno zavarivanje), ili na lokalnom zagrevanju materijala do temperature topljenja, kada zavareni spoj nastaje uz dodatno delovanje pritiska (npr. elektrootporno zavarivanje). Zavarivanjem je mogue spajanje metala sa metalom, nemetala sa nemetalom i metala sa nemetalom, ali se u praktinom smislu podrazumeva spajanje metala sa metalom.

Istorijski posmatrano, neki postupci zavarivanja su stari koliko i otkrie metala, kao npr. kovako zavarivanje gvoa. Meutim, razvoj savremenih postupaka zavarivanja poinje krajem XIX veka, a njihova znaajna primena sredinom XX veka.

Prvi uspeni pokuaji elektrolunog zavarivanja netopljivom grafitnom elektrodom su bili 1881. godine u Francuskoj (Demeriton - spajanje olovnih akumulatorskih ploa) i 1882. godine u Rusiji (Benardos - zavarivanje elika strujom iz akumulatora). Primena Benardosovog postupka je ostala na nivou ograniene reparature i navarivanja zbog dva problema: prvi, zbog prisustva estica ugljenika od delimino istopljene grafitne elektrode, usled ega se dobijao tvrd i krt spoj, i drugi, zbog apsorpcije gasova (prvenstveno kiseonika i azota iz vazduha), to je nepovoljno uticalo na kvalitet spoja.

Sledei znaajan korak napravio je ruski inenjer Slavjanov, koji je 1889. godine uspeno primenio topljivu elektrodu u elektrinom luku jednosmerne struje, dobijene posebnim generatorom. Time je otklonjen prvi od navedenih problema, to je omoguilo kvalitetnije spajanje dva metalna predmeta. Drugi problem je reio vedski inenjer Kjelberg 1907. godine uvoenjem obloene elektrode, to je omoguilo da sredinom dvadesetih godina runo elektroluno zavarivanje postane osnovni postupak zavarivanja. S druge strane, u cilju zatite od okolne atmosfere i postizanja stabilnijeg luka, tridesetih godina u SAD i SSSR su razvijeni postupci elektrolunog zavarivanja topljivom elektrodnom icom pod prakom, ime je znaajno poveana i proizvodnost. Postupci elektrolunog zavarivanja u zatiti inertnih gasova su 1941. godine (netopljiva volframova elektroda) i 1948. godine (topljiva elektrodna ica) uvedeni u SAD, dok je aktivni gas (ugljen-dioksid) prvi put primenjen 1953. godine u SSSR.

Sueono elektrootporno zavarivanje je prvi put primenio Tomson u SAD 1886. godine, dok je takasto zavarivanje osvojeno 1905. godine, a avno 1922. godine.

Gasno zavarivanje je poznato jo od 1894. godine, a njegova ira primena poinje 1902. godine, kada je pronaen jeftin postupak dobijanja kiseonika iz vazduha, dok je acetilen dobijen jo 1892. godine u Kanadi. Neto kasnije, 1911. godine, u SAD je acetilenski plamen korien za rezanje elika.

Specijalni postupci zavarivanja su uvedeni u praksu uglavnom posle II Svetskog rata, u skladu sa tehnolokim razvojem i potrebama njihove primene. Tako se zavarivanje plazmom koristi od 1955. godine, trenjem od 1956. godine, elektronskim snopom od 1957. godine, difuzno zavarivanje od 1959. godine, zavarivanje laserom i eksplozijom od 1960. godine.

Osim konvencionalnih (elektroluno, elektrootporno i gasno) i specijalnih postupaka zavarivanja, i ve pomenutih postupaka srodnih zavarivanju (rezanje, lemljenje i lepljenje), treba pomenuti i navarivanje, kao proces identian zavarivanju, koji se ne koristi za spajanje materijala, ve za nanoenje povrinskog sloja. Istu svrhu ima i metalizacija, s tim da je kod nje proces nanoenje povrinskog sloja neto drugaiji. Konano, lebljenje kao proces uklanjanja dela materijala sa povrine takoe spada u postupke srodne zavarivanju.

OSNOVNI POJMOVI U ZAVARIVANjU

Pod zavarenim spojem se podrazumeva konstruktivna celina, sl. 1.1-1, koju ine osnovni metal (1) i metal ava, ili skraeno av, kod koga se razlikuju lice ava (2), nalije ava (3), koren ava (4) i ivica ava (8), sl. 1.6a. Kod postupaka zavarivanja topljenjem av nastaje ovravanjem istopljenog osnovnog i dodatnog metala, ili samo osnovnog metala. Deo osnovnog metala, koji se topi u procesu zavarivanja i ulazi u sastav metala ava, zove se uvar (5), ija je granica obeleena sa (6), sl. 1.1-1a, a dubina sa (9), sl. 1.6b. Zona uticaja toplote (ZUT), oznaena sa (7) na sl. 1.1-1a, je onaj deo osnovnog metala, koji je pod uticajem zagrevanja i hlaenja pretrpeo izvesne strukturne promene, ali ispod solidus linije. Na sl. 1.1-1 prikazane su i osnovne dimenzije ava: irina (11), debljina (12) i nadvienje (10), i to za sluaj sueonog, sl. 1.1-1b, i ugaonog spoja, sl. 1.1-1c, kao i za navareni sloj, sl. 1.1-1d, kod koga je bitna i njegova debljina (13).

a)b)c)d)

Slika 1.1-1. Osnovni elementi zavarenog spoja po JUS C.T3.001

Pre zavarivanja potrebno je pripremiti ivice osnovnog metala, ime se dobija leb za zavarivanje, iji su osnovni pojmovi definisani standardom SRPS C.T3.001, sl. 1.1-2. Oblik i dimenzije leba su odreeni standardom SRPS ISO 9692, a najee korieni lebovi i izgled odgovarajueg ava su dati u tab. 1.1-1.

Pripremljeni leb u procesu zavarivanja topljenjem moe da se ispuni u jednom ili u vie prolaza, ili u vie slojeva, sl. 1.1-3, to prvenstveno zavisi od debljine osnovnog materijala. Zavar predstavlja deo metala ava, nastao u jednom prolazu ili sloju, sl. 1.1-3.

Prema obliku lica ava razlikuju se ravni, udubljeni i ispupeni avovi, sl. 1.1-4, a prema kontinuitetu avovi se dele na neprekidne, sl. 1.1-5a i isprekidane, sl. 1.1-5b, koji mogu da budu simetrini, sl. 1.1-5c, ili nesimetrini, sl. 1.1-5d.

Slika 1.1-2. Osnovni elementi leba 1 - stranica leba

2 - koren leba

3 - otri koren leba

4 - tupi koren leba

5 - razmak u korenu leba

6 - zatupljenje korena leba

7 - otvor leba

8 - irina otvora leba

9 - ugao otvora leba

10 - ugao zakoenja leba

Tabela 1.1-1. Oblici najee korienih lebova i odgovarajuih avova

nazivizgled lebaizgled avanazivizgled lebaizgled ava

rubniU

IJ

VX

HVK

Yduplo U

a) jednoprolazni b) vieprolazni c) vieslojni

Slika 1.1-3. Vrste avova

a) ispupeni b) udubljeni c) ravni

Slika 1.1-4. Oblici lica ava

a) neprekidni b) isprekidani c) simetrino d) nesimetrinoSlika 1.1-5. Podela avova po kontinuitetu

Zavisno od meusobnog poloaja delova koji se zavaruju, osnovne vrste zavarenih spojeva su sueoni, preklopni, ivini, T spoj, sl. 1.1-6, a u zavisnosti od poloaja, zavarivanje moe da se bude u horizontalnom, horizontalno vertikalnom, vertikalnom i nadglavnom poloaju, sl. 1.1-7. Poloaji zavarivanja, koji nisu horizontalni, zovu se prinudni.

a) sueoni b) preklopni c) ivini d) T spoj

Slika 1.1-6. Osnovne vrste zavarenih spojeva

a) horizontalnib) horizontalno vertikalnic) vertikalni d) nadglavni

Slika 1.1-7. Poloaji zavarivanja

Pod tehnologijom zavarivanja podrazumeva se skup operacija koje je potrebno izvesti da bi se napravio zavareni spoj (izbor osnovnog i dodatnog materijala, priprema osnovnog materijala, izbor postupka i parametara zavarivanja).

Pod tehnikom zavarivanja podrazumevaju se naini izvoenja pojedinih operacija (npr. tehnika zavarivanja unapred ili unazad).

OZNAAVANjE I PREDSTAVLjANjE ZAVARENIH SPOJEVA NA CRTEU

Crte zavarene konstrukcije mora da sadri podatke potrebne za njenu izradu, kao to je nain pripreme leba, geometrijske mere ava i tehnika zavarivanja. Da bi se ovi podaci prikazali to jednostavnije u SRPS C.T3.001 i SRPR ISO 2553 su definisani nain predstavljanja i oznake zavarenih spojeva, koje se sastoje od grafike i brojne oznake. Grafika oznaka definie pripremu leba i oblika ava, tab. 1.1-2, oblik spoljne povrine, tab. 1.1-3, vrste spojeva pri zavarivanju pritiskom, tab. 1.1-4, dopunske radove na korenom zavaru (lebljenje se oznaava udvojenim simbolom oblika spoljne povrine kod asimetrinih lebova ili sa dve vertikalne crtice u sredini simetrinih lebova) i kontinualnost ava pri zavarivanju topljenjem (neprekidni avovi se oznaavaju horizontalnom crticom preko osnovnog simbola).

Tabela 1.1-2. Oznake najee korienih lebova i nazivi odgovarajuih avova

red. br123456789101112

oznaka

naziv ava rubniIVHV YUJXKduplo Uugaoninavar

Tabela 1.1-3. Oznake oblika spoljne povrine ava

redni broj iz tab. 1.321010

modifikovana oznaka

objanjenjeoznaka obrade lica ava,

ako se obrada izvodiugaoni av sa

ispupenim licemugaoni av sa

udubljenim licem

Tabela 1.1-4. Oznake pri zavarivanju pritiskom

oznaka

naziv spojasueoni zbijanjemsueoni varnienjemtakastibradaviastiavni

Grafika oznaka za uproeno prikazivanje zavarenih spojeva se ispisuje u blizini ava, na prelomljenoj pokaznoj liniji ili ispod nje, sl. 1.1-8. Tako npr. oznaka na sl. 1.11-8a definie (V( av bez obrade lica, oznaka na sl. 1.11-8b neprekidni dvostrani ugaoni av sa ravnim temenom, gde je a debljina ava (sl. 1.1-4), a oznaka na sl. 1.1-8c isprekidani dvostrani nesimetrini ugaoni av sa ravnim te