OSNOVNI POSTUPCI ZAVARIVANJA

Zavarivanje je spajanje dva ili više, jednakih ili različitih materijala, topljenjem ili pritiskom, sa ili bez dodavanja dodatnog materijala, na način da se dobije homogen zavareni spoj.

UVOD I PODELA

Prema načinu spajanja metode zavarivanja se dele u dve velike grupe:

• Zavarivanje topljenjem, zavarivanje materijala u rastopljenom stanju na mestu spoja, uz dodatni materijal ili bez njega.– Gasno zavarivanje– Elektrolučno zavarivanje

• Zavarivanje pritiskom, zavarivanje materijala u čvrstom ili omekšanom stanju na mestu spoja uz pomoć pritiska ili udarca.- Kovačko zavarivanje- Elektrootporno zavarivanje

Podela postupaka zavarivanja

Zavarivanje topljenjem Zavarivanje pritiskomElekrolučnoAluminotermitskoEPT Elektro pod troskomElektronskim mlazomLivačkoLaseromPlazmomElektrolučnoGasno: Kiseonik acetilen Kiseonik propan Kiseonik vodonik

Kovačko GasnoDifuzionoHladnoElektrootpornoEksplozijomAluminotermitskoTrenjemMPL-Magnet pokretnim lukomVF-visokofrekventom strujomInfracrvenim zračenjem

Gasno zavarivanje• Gasno zavarivanje je jedan od najstarijih i najsvestranijih

postupaka zavarivanja. • Kod ovog postupka toplotna energija dobija se

sagorevanjem gorivih gasova u kiseoniku. • Plamen koji nastaje koristi se za omekšavanje ivica

metala i eventualno dodatnog materijala u šipkastom obliku.

• Od gorivih gasova najčešće se koristi acetilen (C2H2), a mogu se koristiti i vodonik, propan, butan, metan, etan i dr.

• Kod zavarivanja plamenom koristi se mešavina kiseonika i gorivog gasa najčešće u odnosu 1:1.

• Uz dodatno dovođenje čistog kiseonika plamenom je moguće i rezanje metala.

• Oprema za gasno zavarivanje sastoji se od boce acetilena, boce kiseonika, redukcionih ventila, cevi za zavarivanje, plamenika i dodatnog materijala.

• Acetilen i kiseonik mešaju se u plameniku, pale se i sagorevanjem stvaraju temperaturu u plamenu od

3.100 °C. • Zavarivanje gasnim plamenom koristi se za zavarivanje,

čelika, sivog liva, bakra, aluminijuma i njihovih legura. • Postupak zavarivanja je jednostavan, oprema jeftina ali je

brzina zavarivanja mala i upaljivost i eksplozivnost rada povećava opasnost pri radu.

• Zavarivanje gasnim plamenom ranije se mnogo više koristilo za različite zadatke.

• Nove i brže metode zavarivanja su postepeno preuzele većinu poslova.

• Na primer, postupci zavarivanja plamenom tankih limova sada su zamenjene MIG/MAG postupcima zavarivanja.

• Zavarivanje plamenom se najviše koristi za montažne i instalacijske radove: zavarivanje cevi, cilindara i dr.

• Na primer, za zavarivanje cevovoda od nelegiranih čelika i postupci reparacije livenog gvožđa.

• Kiseonik-acetilen plamen ima vrlo veliku industrijsku primenu kod lemljenja, toplotnog rezanja i lokalnih toplotnih obrada.

Plamenik

Tri područja plamena: jezgro, zona zavarivanja i omotač plamena

PLAMENIK ŽIŽAK ZAVARIVAČKA ZONA (ca. 3.100 ºC) VANJSKA ZONA

3-5 mm300

1100

1200

2000

3200

Te

mp

era

tura

pla

me

na,

ºC

Prilikom sagorevanja acetilena u zavarivačkom plamenu stvara se ugljen dioksid i vodena para

C2H2 + 2,5 02 → 2 CO2 + H2O

Oprema: - boce za gasove, gumeno crevo,

garnitura plamenika

1) BOCA KISEONIKA (oprez visoki pritisak 150-300 bara)

2) BOCA ACETILENA (pritisak 18 bara)

3) REDUKCIonI VENTIL 4) OSIGURAČ PLAMENA

Ručno elektrolučno zavarivanje obloženim

elektrodama (REL) • Postupak je jednostavan za rukovanje.• Primenjuje se za zavarivanje i navarivanje svih

vrsta metala jednosmernom ili naizmeničnom strujom.

• Električni luk se uspostavlja između vrha elektrode i radnog komada i postupak je ručni, što znači da je neophodan zavarivač.

Elektroda

Držač elektrode

Provodnici Radni komad

Elektroda

Žica

Kupka

Osnovni metal

El. lukTroska

Plinovi izgaranja

Obloga

Zavar

Prednosti:

• jeftina oprema,• širok spektar elektroda,• koristi se za sve konstrukcijske čelike, Cu, Ni, Ti

i dr.,• za sve debljine zavara (od 1 mm do 100 mm),• izvodivo je višeslojno zavarivanje,• zavarivanje u svim položajima.

Nedostaci:

• postupak se obavlja ručno (mogućnost greške),• puno gasova (potrebna ventilacija),• stvaranje troske (opasnost troska u zavaru),• otpad – mora se ukloniti,• prekidi i uspostavljanje luka – moguće greške.

Funkcija obloge:

1. Električna funkcija – važna jer utiče na stabilnost el. luka,

2. Fizikalna funkcija – utiče na zaštitu vara od vazduha,

3. Metalurška funkcija – u oblozi se nalaze komponente koje vrše legiranje metala zavara i utiču na deoksidaciju metala vara.

OBLOGA SVOJSTVA

BAZIČNA

- daje dobru žilavost i čvrstoću- traži posebnu opremu za zavarivača- zavaruje se isključivo na (+) polu- visina luka je jednaka ½ prečnika elektrode- na sebe veže kiseonik, vodonik, sumpor i fosfor - zavareni spoj je oslobođen štetnih gasova i nemetalnih primesa

RUTILNA

- stabilan el. Luk- može se raditi i na jednosmernoj i naizmeničnoj struji- estetski lep zavar- lagano se radi s njom- nešto lošija mehanička svojstva

KISELA - ista svojstva kao i bazična

CELULOZNA - razvili su je Amerikanci pre 50. godina- specifična obloga

Zavarivanje topivom elektrodom u zaštitnoj atmosferi gasa

• Električni luk se, kod zavarivanja topivom elektrodom u zaštitnoj atmosferi gasa, uspostavlja i održava između vrha topljive metalne elektrode, odnosno žice i zavarenog metala.

• Električni luk stvara potrebnu toplotu i osigurava topljenje dodatnog metala i spajanih ivica osnovnog metala u

okruženju zaštitnog gasa.

• Kad se kao zaštitni gasovi koriste neutralni ili inertni gasovi, npr. argon, helijum ili mešavina gasova onda se ovaj postupak naziva MIG (Metal Inert Gas).

• Kada se kao zaštitni gas koriste aktivni gasovi, najčešće CO2 i njegove mešavine s drugim gasovima, onda se

postupak naziva MAG (Metal Active Gas).

Topiva elektroda

Zaštitni gasovi

Osnovni metal

Vođica

ZavarEl. luk

Sapnica

Kupka

• Metalna elektroda u obliku žice namotane na kolut potiskuje se pomoću potisnog mehanizma kroz pištolj za zavarivanje do mesta topljenja gde se u električnom luku topi i prenosi u rastopljeni metal.

• Inertni gas štiti var od štetnog uticaja kiseonika i azota iz vazduha.

• Vođenje i upravljanje zavarivačkog pištolja je ručno ali može biti potpuno i automatizovano.

• Prečnicii žica i parametri zavarivanja MIG ili MAG postupkom biraju se prema debljini zavarenih delova i položaju zavarivanja.

• Najčešće se koristi žica punog preseka prečnikaa 0,6 do 2,4 mm koja je zbog boljeg električnog kontakta i zaštite od korozije pobakrena.

• Ovaj postupak se najčešće koristi za zavarivanje obojenih metala, visokolegiranih čelika i drugih metala koji se brzo vezuju sa kiseonikom kao i zavarivanje tankih limova.

Prednosti MIG/MAG postupka:• brzine zavarivanja (do 1m/min)• mogu se zavarivati tanki, srednji i debeli komadi• za sve vrste metala

• u svim položajima zavarivanja

• postupak se može automatizovati i robotizovati

Nedostaci MIG/MAG postupka• skupa oprema• velika potreba za zaštitom zbog gasa

• treba da se zavaruje sa 2 ruke

• opasnost od nalepljivanja

Zavarivanje netopivom elektrodom u zaštitnoj atmosferi gasa

• Postupak se temelji na uspostavljanju i održavanju električnog luka između volframove netopive elektrode i radnog komada uz zaštitu neutralnog ili inertnog gasa, odnosno odgovarajuće mešavine gasova.

• Ovaj postupak se naziva TIG zavarivanje (Tungsten inert gas).

• Mali intenzivan električni luk nastao iz usmerene elektrode idealan je za visoko kvalitetno i precizno zavarivanje.

• Toplota električnog luka topi i spaja rubne delove osnovnog metala, a ako je potrebno sa strane se dovodi i dodatni materijal.

• Postupak se može izvesti u bilo kojem radnom položaju i za radne komade debljine manje od milimetra.

• Za zavarivanje aluminijuma, magnezijuma i njihovih legura koristi se naizmenična struja, a za ostale metale se koristi jednosmerna struja s minus polom na elektrodi.

• TIG postupak razvijen je za zavarivanje magnezijuma i njegovih legura, a danas se upotrebljava za zavarivanje različitih metala od aluminijuma, titana, nerđajućih čelika, tankih čeličnih limova i drugih nečeličnih metala i legura.

• Kao zaštitni gas koristi se argon ili helijum koji ima svrhu da stvori zaštitnu atmosferu koja može da se što lakše jonizuje i štiti vrh elektrode i var od kontaminacije kiseonikom i drugim gasovima iz okoline.

Volframova netopiva elektroda

Elek. lukŠipka

dodatnog metala

Smer zavarivanja

ZavarOsnovni metal

Zaštitni gas

Kupka

Prednosti: • luk je vrlo stabilan (osigurava visokokvalitetno

zavarivanje)• zavareni spojevi su homogeni, dobre estetike i dobrih

mehaničkih svojstava • koristi se za zahtevne materijale (nerđajući čelici, Al, Ti,

Cu, itd)• zavarivanje daje najkvalitetniji zavar

Nedostaci: • mala brzina zavarivanja (10 – 15 cm u min)• ograničeno za tanke materijale (do 6 mm)• oprema je vrlo skupa• skup je gas (argon)• skup je wolfram• zbog oksidacije je potrebna dodatna zaštita

Električni luk

• Električni luk je završni deo strujnog kola kod koga električna struja prolazi vazdušni prostor između elektrode i radnog komada.

• Zbog toga što vazduh ne provodi struju taj prostor mora da bude jonizovan.

+

a

b

c

Kre

tan

je e

lekt

ron

a

Ket

anje

jon

a

_ Elektroda(katoda)

Pad napona na katodi

Padručje plazme

Pad napona na anodi

- elektroni

Radni komad(anoda)

- joni