UTJECAJ PARAMETARA ZAVARIVANJA

  • Published on
    24-Nov-2015

  • View
    34

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

OPENITO O MJERENJU PARAMETARA ZAVARIVANJAGlavni parametri elektrolunih postupaka zavarivanja

Transcript

  • 3.1 OPENITO O MJERENJU PARAMETARA ZAVARIVANJA

    3.1.1 Glavni parametri elektrolunih postupaka zavarivanja

    Elektroluni postupci zavarivanja meusobno se dosta razlikuju ali svima jezajedniko da postoji elektrini luk, a takoer im je zajedniko da se ubrajaju u postupkezavarivanja taljenjem. Elektrini luk se uspostavlja izmeu dvije elektrode, a to su kodzavarivanja elektroda (koja moe biti i dodatni materijal) i radni komad.

    Postupak elektrolunog zavarivanja moemo shematski prikazati slikom 3.1.

    Izvor elektrine struje za zavarivanje

    Elektroda Elektrini luk

    Radni komad

    Slika 3.1 Shematski prikaz elektrolunog zavarivanja

    Elektrini luk je intezivno izbijanje u jako ioniziranoj smjesi plinova i para razliitihmaterijala koji nastaju prvenstveno od metala elektrode, obloge, zatitnih plinova ili prakova.

    Kod raznih autora postoje razliitosti u skupu parametara zavarivanja , ali svi se slauu jednome da je propisivanje parametara zavarivanja neophodno za dobivanje kvalitetnogzavarenog spoja. Pravilnim propisivanjem i provoenjem parametara zavarivanja osiguravase kvalitetan zavar, zavar bez proizvodnih, strukturnih i geometrijskih pogreaka, odnosno sapotrebnim mehanikim svojstvima.

    Moe se rei da skup glavnih parametara zavarivanja za odreeni materijal i geometriju(debljina, ostale dimenzije) odreuje slijedee veliine:

    - napon elektrinog luka, U(V)- jakost struje za zavarivanje, I(A)- brzina zavarivanja, v(mm/s)- stupanj iskoritenja energije u elektrinom luku, (-)- unesena toplina, Eef- temperatura metala koji se zavaruje definirana temperaturom predgrijavanja i- temperaturom meuprolaza .

    Kao vane varijable elektrolunih postupaka esto se navode:- duljina(visina) elektrinog luka L(mm)- promjer elektrode odnosno ice- vrsta i polaritet struje- duljina slobodnog kraja ice

    Na slici 3.2 shematski je prikazan elektrini luk, gdje se mogu uoiti glavni parametrii vane varijable kod elektrolunog zavarivanja.

  • naponluka

    udaljenost odkontakta doradne povrine

    duljina slobodnog kraja elektrode

    duljina luka

    udaljenost sapniceod radne povrine

    brzinazavarivanja

    Slika 3.2 Duljina slobodnog kraja ice i duljina elektrinog luka

    Prilikom propisivanja parametara zavarivanja treba imati na umu njihove meusobneodnose i utjecaje. Kod REL zavarivanja radnik u toku rada nastoji odrati duljinu lukakonstantnim, a time i napon.

    Napon elektrinog luka pri zavarivanju kree se orijentacijski u granicama od 18 do35 V. Duljina luka odreuje i napon luka, a kod REL postupaka zavarivanja ovisi o promjeruelektrode i tipu njene obloge. U praksi se kod REL postupaka zavarivanja duljina elektrinogluka odreuje orijentacijski na osnovu promjera i tipa obloge elektrode. Tako se u praksikoriste slijedee orijentacijske vrijednosti za duljinu elektrinog luka:

    L= d(mm) (za rutine, kisele, celulozne obloene elektrode) L= 0,5 d(mm) (za bazino obloene elektrode)

    Pri REL zavarivanju nije mogue drati parametre zavarivanja konstantnim zbogsamoga naina izvoenja postupka zavarivanja. Normalno je da zavarivau zadrhti ruka, tu jeprisutan i utjecaj okoline te je normalno da se parametri zavarivanja uzimaju orijentacijski.Kod poluautomatiziranih postupaka zavarivanja, duljina luka i duljina slobodnog kraja icevrlo je bitna i zbog njihovog utjecaja na kvalitetu zavarenog spoja i stabilnost procesazavarivanja te se veliine nastoje odrati nepromijenjene tijekom zavarivanja.

    Struja zavarivanja kod REL zavarivanja obino zavariva bira samo jedanparametar na ureaju za zavarivanje, a to je struja zavarivanja. Struja zavarivanja prvenstvenoovisi o promjeru elektrode koja e se koristiti u radu, to opet ovisi o debljini i vrsti radnogkomada, o kemijskom sastavu elektrode jezgre, te o poloaju zavarivanja. Proizvoa dajeupute o preporuenim veliinama struje, a za grubo pravilo moe se uzeti podatak da strujazavarivanja pri zavarivanju obinom elektrodom iznosi 30 do 40 A za svaki milimetarpromjera jezgre.

    U sluaju zavarivanja u prisilnim poloajima struja zavarivanja koja je navedena u podacimaproizvoaa smanjuje se za 15 do 20 %.Polaritet i vrsta struje izabiru se prema vrsti obloge elektrode.U sluaju koritenja bazine obloene elektrode, elektrini luk ima manju duljinu zbog teeionizacije, to je posljedica sastava obloge. U sluaju da struja zavarivanja nije dobroodabrana, mijenja se oblik zavara kao i dubina penetracije.

  • Karakteristini primjeri pokazani su na slici 3.3

    a b c

    Slika 3.3 Utjecaj struje zavarivanja na oblik zavara [8]

    a - premala struja zavarivanja b - prejaka struja zavarivanja c - odgovarajua struja zavarivanja

    Kod premale struje zavarivanja navar je uzak i ima izrazito nadvien oblik (slika 2. 3. a).Rastaljeni metal je relativno hladan i zbog toga nema dobro razlijevanje, a nema nitizagrijavanja osnovnog materijala pa je i penetracija mala. Kod prejake struje zavarivanja postoji velika koliina taline niske povrinske napetostipa se dobiva irok razliven zavar (slika 3.3.b). Karakteristika zavara je da uz rubove zavarapostoje zajedi. Velika koliina energije protaljuje osnovni materijal pa postoji i opasnost odprevelike penetracije i protaljivanja materijala. Kad je struja zavarivanja odgovarajua, zavar ima zadovoljavajuu penetraciju, malonadvienje i blage prijelaze sa zavara prema osnovnom materijalu (slika 3.3. c). Geometrijskioblik zavara znaajno ovisi o parametrima zavarivanja od kojih su najznaajniji strujazavarivanja, napon na elektrinom luku te brzina zavarivanja. Promjena jednoga parametraizaziva odmah i promjenu ostalih parametara. Parametri koji utjeu na geometrijski oblikzavara su na primjer slobodna duljina ice, mjesto prikljuka mase na radni komad, nagibradnog komada, a postoje i jo neki. Zbog toga je mogua upotreba jaih struja zavarivanja,stvara se velika koliina taline te se osigurava velika penetracija. To stvara uvjete zamogunost procurenja taline na korijenskoj strani. U svrhu spreavanja te pojave, odnosno dabi se pravilno oblikovao korijen zavara primjenjuju se podloge razliitih oblika iz razliitihmaterijala.

    Utjecaj struje, napona i brzine zavarivanja kao glavnih parametara zavarivanja naoblik zavara mogu se jasnije uoiti na slici 3.4

    b

    p

    ph

    I

    bhp b

    p

    h

    Utjecaj struje zavarivanja na oblik zavara

    I

    U

    bhp

    Utjecaj napona zavarivanja na oblik zavara

    Uh

    b

    p

    bhp

    Utjecaj brzine zavarivanja na oblik zavara

    h

    b

    p

    V zV z

    Slika 3.4 Utjecaj glavnih parametara zavarivanja na oblik zavara [9]

  • Definicija jakosti struje (I), napona elektrinog luka (U), brzine zavarivanja (Vz) istupanj iskoritenja energije u elektrinom luku definira se i toplinski input, (E). Veza izmeunavedenih veliina i toplinskog inputa moe se pokazati izrazom:

    E = U . I v

    , J mm (3 .1)

    E = U . I v ,

    J mm

    . (3 .2)

    gdje je E vrijednost toplinskog inputa, a Eef vrijednost efektivnog toplinskog inputa koji uzimau obzir stupanj iskoritenja energije u elektrinom luku.

    Stupanj korisnog djelovanja . Da bi odreivanje toplinskog inputa bilo dovoljno tono,moramo poznavati vrijednost stupnja korisnog djelovanja elektrinog luka. Orijentacijske

    vrijednosti stupnja korisnog djelovanja u elektrinom luku za pojedine postupkeelektrolunog zavarivanja su:

    -REL postupak zavarivanja : 1= = 0,65 0,85-MAG/MIG postupak zavarivanja : 1= = 0,65 0,85-TIG postupak zavarivanja : 1= = 0,2 0,65-EPP postupak zavarivanja : 1= = 0,9 0,95

    U svakom pogonu mogue je jednostavno eksperimentalno odreivanje stupnja korisnogdjelovanja u elektrinom luku. Gubici topline javljaju se usred zraenja u elektrinom luku,konvencije (strujanje plinova uz elektrini luk), te prskanje kapljica rastaljenog dodatnogmaterijala iz elektrinog luka.

    Temperatura predgrijavanja je znaajna iz vie razloga. Predgrijavanjem se unositoplina to poveava ukupno unesenu toplinu u zavar. Predgrijavanjem se unosi tzv.sekundarna toplina u zavareni spoj, pa se tako smanjuje brzina hlaenja, ime se dajemogunost dueg trajanja izlaska vodika iz zavarenog spoja i smanjuje se vjerojatnostnastajanja hladnih pukotina. Pored toga, predgrijavanjem se s povrine lima odstranjuje tzv.vezana vlaga, i smanjuju zaostale napetosti zbog zavarivanja. Da bi se izbjegla pojava hladnihpukotina, temperatura predgrijavanja mora biti dovoljno visoka kako bi hlaenje zavarenogspoja bilo dovoljno dugo zbog mogunosti izlaska vodika iz zavarenog spoja. Vrijednosttemperature predgrijavanja ovisi o udjelu kemijskih elemenata u osnovnom materijalu,odnosno kemijskom sastavu kao i debljini osnovnog materijala i udjela difuzijskog vodika uzavarenom spoju. Temperatura izmeu prolaza je praktino temperatura predgrijavanja zasljedei prolaz, mjerena na sredini ava. Temperatura predgrijavanja orijentacijski se odreujena osnovu eksperimentalno dobivenih formula, a potvruje se eksperimentalnim radovima icertifikacijom postupaka zavarivanja. Proraun se zasniva na kemijskom sastavu osnovnogmaterijala, sadraja difuzijskog vodika u zavarenom spoju, debljini materijala koji sezavaruje.

    3.1.2 Praenje, registracija i statistika obrada glavnih parametara elektrolunog zavarivanja pomou " on - line monitoring " sistema

  • Suvremena moderna elektronika koja se, izmeu ostaloga, ugrauje u opremu zazavarivanje, te za prikupljanje i obradu podataka omoguuje inteligentniji rad opreme zazavarivanje . Memoriju opreme mogue je napuniti znanjem i iskustvom steenim kodrazlii