Tehnika varjenja: osnovni pojmi, pravila in možne napake

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Vroče varjenje je eden najpogostejših montažnih postopkov, ki se uporabljajo v gradbeništvu in industriji. Uporablja se tako v visokotehnoloških operacijah za montažo opreme kot pri najpreprostejših tipičnih delih pri povezovanju nosilnih konstrukcij. V vsakem primeru se uporablja lastna varilna tehnika, ki je optimalno primerna za obratovalne parametre, delovne pogoje in zahteve za rezultat.

Kaj je varjenje?

V klasičnem pogledu je varjenje tehnologija oblikovanja trajnih spojev z ustvarjanjem medatomskih strukturnih vezi v ozadju toplotne izpostavljenosti. Z drugimi besedami, pri visoki temperaturi je zagotovljena plastična deformacija obdelovancev in kasnejša izmenjava delcev med njimi, kar vodi do nastanka spoja po ohladitvi materialov. Sama tehnika varjenja zagotavlja le potrebne pogoje za vnašanje kovinzahtevano stanje. V normalnih temperaturnih pogojih je kovina struktura trdnih kristalnih delcev, vendar se po doseganju določenega indeksa segrevanja material zmehča. Ob tem je treba poudariti, da učinek temperature ne prinaša le pozitivnih učinkov z vidika možnosti montaže. Pojavi se tudi oksidacija kovin, nastajajo razpoke na neprimernih mestih zaradi notranje napetosti, splošno upogibanje in deformacije. Takšne pojave je mogoče izključiti in zmanjšati le s pravilno izbiro opreme in organizacijo varilnega procesa.

Zvari in spoji

Za razumevanje ciljev kovinsko-plastične deformacije je treba ugotoviti, za katere konstrukcijske naloge se izvaja varilna operacija. V večini primerov je treba pridobiti povezavo dveh obdelovancev ali konstrukcij z deli. Priključne konfiguracije so različne - kotne, zadnjice, tee itd. Z vidika oblikovanja robov tehnika šivnega varjenja omogoča oblikovanje spojev brez poševnic, s prirobnicami, pa tudi s poševnicami v različnih oblikah. Eden najtežjih poševnic velja za obliko X, v kateri sta spojena dva ravna ali ukrivljena roba. Čeprav je ena glavnih zahtev za varjeni spoj tesnost, so v nekaterih primerih precej jasne naloge za nastanek lukenj v spoju. Na primer, pri povezovanju elementov s prekrivanjem in brez poševnega roba se lahko oblikuje podolgovata luknja, ki se kasneje uporablja za druge konstrukcijske naloge.

Različice postopka varjenja

Sam pristop k tehnični organizaciji varjenja se lahko razlikuje tako po parametrih delovnega okolja kot po mehaniki vpliva na ciljni material. Najbolj priljubljene varilne tehnologije vključujejo naslednje:

• Obločno varjenje. Med površino konstrukcije ali dela, ki ga je treba variti, nastane električni lok, katerega toplotni učinek vodi do taljenja materiala. Ta metoda je lahko ročna, mehanizirana ali avtomatska. Tehnika avtomatskega obločnega varjenja na primer vključuje dovajanje žice elektrode s posebno opremo, s čimer se operaterju sprostijo roke.
• Plinsko varjenje. Če je v prejšnjem primeru vir toplote električna energija, se pri plinskem varjenju uporablja plamen kisikovega goriva s temperaturo 3.200 ° C. Hkrati kombiniranih metod ne smemo zamenjevati s to metodo, pri kateri se uporabljajo tudi mešanice plinov, vendar ne kot vir visoke temperature, ampak za izolacijo zvarnega bazena.
• Varjenje z elektro žlindro. Učinek na material zagotavlja električni tok, staljena žlindra pa deluje kot prevodnik in modifikator energije.
• Plazemsko varjenje. Visokotemperaturna varilna metoda, ki uporablja plazemski obločni curek s toplotno energijo do 10.000 °C.
• Lasersko varjenje. Metoda temelji na uporabi fotoelektronske energije. Taljenje delov nastane pod povečanim vplivom svetlobnega snopa, ki ga oddaja laser.

Varilni stroji

Za izvajanje varilnih operacij se običajno uporablja več tehničnih sredstev, vključno z inverterjem, usmernikom in transformatorjem. V vsakem primeru je glavna naloga glavnega varilnega aparata zagotoviti enosmerni tok. Visokokakovostna oprema oskrbuje delovno območje z gladkim in stabilnim električnim oblokom. Seveda to velja za tehnologije električnega varjenja. Tehnika varjenja v plinastih medijih se izvaja s pomočjo gorilnikov in menjalnikov, ki uravnavajo dovod plinske mešanice iz jeklenke. Tudi pri plazemskem varjenju se uporabljajo posebne plazemske gorilnike, ki lahko delajo z obdelovanci debeline do 30 mm. Poleg tega je treba poudariti, da plinska in plazemska oprema ni osredotočena predvsem na tradicionalne naloge povezovanja kovinskih delov, temveč na rezanje materiala pod toplotnim vplivom.

Tehnika šivanja

Kljub veliki vlogi opreme je veliko pri varjenju odvisno od spretnosti in sposobnosti operaterja, ki nadzira celoten proces. Naloga uporabnika opreme je nadzor nad elektrodo in dobavo potrošnega materiala v zvarnem bazenu, kjer nastane šiv. Ključni dejavnik je položaj operaterja in smer šiva. Strokovnjaki priporočajo opravljanje dela, če je mogoče, v spodnjem položaju, pri čemer zagotovite, da je zvar zvarjen s kroglico z razširitvijo. Zaželeno je doseči globoko penetracijo, zaradi česar bo struktura spoja bolj enotna in trpežna. V inženirstvuročno varjenje je še posebej pomembna faza čiščenja šiva iz žlindre in madežev. Če takšnih napak med glavnim delom dela ni bilo mogoče odpraviti, bo treba izvesti drugo plast površine. Običajno glavni prvi sloj doseže debelino 3-4 mm, naslednji pa do 5 mm.

Lastnosti obločnega in plinskega varjenja

Da ne bi bilo treba prilagajati tehnike varjenja v procesu dela, je priporočljivo, da najprej izračunate tehnološke nianse, ki lahko izboljšajo kakovost rezultata. Varjenje s potopljenim oblokom in plinom se odlikuje po osredotočenosti na zaščito šiva pred negativnimi vplivi zunanjega okolja in taline. Na primer, pri izvajanju tehnike plinskega varjenja z dovajanjem zmesi argona se zmanjša negativni učinek kisika, ki poslabša kakovost strukture zvara. Kar zadeva tok, njegova vključitev na prvem mestu zmanjša brizganje taline, in drugič, spremeni sestavo zvara z vključitvijo posebnih dodatkov, ki se aktivirajo pri visokih temperaturah.

Parametri za organizacijo varilne proizvodnje

V proizvodnem načinu organizacije varilnega dela se hkrati upošteva več dejavnikov delovne dejavnosti, vključno z naslednjimi:

• Razmerje med zahtevnostjo operacije in časovno normo za njeno izvedbo.
• Količina dela je stopnja proizvodnje, ki jo zaposleni ali ekipa opravi v 1 uri. Na primer, pri tehniki ročnega obločnega varjenja se lahko upoštevajo metre dokončanega šiva ali število sestavljenih delov.
• Enotastoritev. V tem primeru mislimo na delovno mesto, kos opreme ali mesto za varjenje, znotraj katerega so organizirane tudi dejavnosti enega zaposlenega ali ekipe.

Varnost pri organizaciji in proizvodnji varjenja

Proces varjenja vključuje številna tveganja in nevarnosti v smislu groženj za zdravje ljudi. Varnostni standardi pri varjenju se osredotočajo na več nevarnosti hkrati:

• Varilno sevanje. Infrardeče sevanje s svetlim sijajem negativno vpliva na oči varilca, zato je v njegovi opremi obvezna prisotnost maske s posebnimi zatemnitvenimi očali in filtri.
• Termomehanski učinek. Zlasti pri delu po obločni metodi je brizganje taline nevarno. Pravzaprav gre za tekočo vročo kovino, ki lahko ob stiku s kožo povzroči hude opekline. Za zaščito pred iskrami in vročo kovino se uporabljajo posebna toplotna zaščitna oblačila.
• Nevarnost požara. Visoke temperature in brizganje vročega materiala povečajo nevarnost požara. O tem je vredno razmišljati že v fazi organizacije procesa, odstranjevanja vnetljivih predmetov z delovnega območja.
• Zaščita dihal. Dejavniki nevarnega učinka so tudi strupeni plini in sproščanje drugih nevarnih snovi pri termičnem uničenju kovinske konstrukcije. V tem primeru ni dovolj uporaba mask in respiratorjev. Aktiven sistem je predpogoj za dolge delovne proceseprezračevanje v zaprtih prostorih in redni 5-10 minutni odmori.

Napake pri varjenju

Zaradi zahtevnosti varilnega postopka predpostavka o tehnoloških napakah ni nekaj izjemnega. Najpogostejši od teh vključujejo naslednje:

• Prelom loka. Električno toplotno delovanje ni bilo zaključeno do konca načrtovanega šiva, kar lahko povzroči razpokano vdolbino na robu povezovalnega voda.
• Slabo ojačan šiv s tanjšanjem kovine na meji spoja (rez). Pogost pojav pri visokonapetostnih tehnikah varjenja. V idealnem primeru rezi ne smejo biti večji od 1 mm, sicer bo potrebno dodatno varjenje.
• Točka odsotnost neposredne povezave v strukturi šiva med obdelovanci. Z drugimi besedami, preostalo pomanjkanje penetracije, ki nastane zaradi nenatančne smeri elektrode med nastankom loka, ne da bi se upoštevala globina toplotnega učinka.

Sklep

Z vso tehnološko zahtevnostjo varjenja postajajo metode njihove izvedbe bolj dostopne navadnemu domačemu mojstru. To je v veliki meri posledica dejstva, da varilne tehnike postajajo vse bolj ergonomske in varnejše. Na primer, sodobni pretvorniki omogočajo priročno nadzorovanje glavnih delovnih parametrov procesa ob upoštevanju značilnosti kovine in okoljskih pogojev. Uporabnik mora le pravilno organizirati delovno območje in pravilno nadzorovati električni lok pri oblikovanju šiva.