Hegesztés és rokon eljárások Dr. Kovács Mihály docens nemzetközi hegesztőmérnök
Hegeszthetőség Az acél hegeszthetősége az acélnak bizonyos fokú alkalmassága adott alkalmazásra, meghatározott hegesztési eljárással, megfelelő hegesztőanyagokkal és hegesztési munkarenddel olyan szerkezet készítésére, amelyben a fémes kötés helyi tulajdonságai a hegesztett szerkezetre kifejtett hatásukkal együtt eleget tesznek a megkívánt követelményeknek.
1770-ben készített első gőzhajtású jármű
Daru futókerék
Futókerék
Fontosabb kötéstípusok
Sarokvarratok megadása és jelölése
Erővonalak lefutása sarokvarratnál
Kettős ½ Y varrat
Hegesztési varrat hasznos keresztmetszete
Hegesztési feszültségek
Hegesztési helyzetek
Hegesztési eljárás: Anyagminőség: Összetétel: Anyagcsoport: Mech.jellemzők:
111/MSZ EN ISO 4063 bevont elektródás ívhegesztés S235J2 /MSZ EN 10025-2 C≤ 0,19 %, Mn ≤ 1,6 %, Cumax = 0,6 % 1.1. /MSZ CR ISO 15608 ReHmin = 235 MPa (s < 16 mm), Rm= 360…510 MPa, A5min = 26%, K = 27 Joule -20oC-on Hozaganyag: MSZ EN ISO 2560- E35 2 B Bevonat: bázikus, egyenáram fordított polaritás (elektróda a + pólus) Elektróda: ReHmin = 355MPa , A5min = 22%, Rm = 440…570 MPa , K = 47 J -20oC-on Összetétel: Mnmax = 2% Minőségi szint: C/MSZ EN ISO 5817 Hegesztő minősítése: MSZ EN 287-1 111 P BW 1.1 B t16 PB bs ml Utókezelés: feszültségcsökkentő izzítás Vizsgálat: kettős ½ Y varratnál 100 %-os ultrahangos vizsgálat A vizsgálat értékelése: MSZ EN 1712, MSZ EN 1714 szerint
Hegesztési eltérések minőségi szintjei E szabvány célja az, hogy meghatározza azokat a tipikus eltéréseket, amelyek várhatóan előfordulhatnak a normál gyártási folyamatban. A szabvány alkalmazható hegesztett kötések üzemszerű előállításához szükséges minőségirányítási rendszer keretében. A szabvány három szintet tartalmaz az eltérések méreteire, amelyből kiválasztható az adott felhasználáshoz megfelelő. A minőségszintet adott egyedi esetre az alkalmazási szabvány vagy a felelős tervező bevonásával a gyártóval, felhasználóval és/vagy egy más érintett felekkel kell meghatározni. B = fokozott
C=közepes
D= általános
Szélkiolvadás (5011, 5012) • Sima átmenet szükséges. • Ha nem tekinthető szabályosan ismétlődő eltérésnek.
A szélkiolvadás megengedhető határértékei t mm
a következő kategóriákban (mm)
D
0,5 ...3 Rövid eltérés: h 0,2 t >3
h 0,2 t, de max. 1 mm
C
B
Rövid eltérés: Nincs h 0,1 t megengedve h 0,1 t,de max. 0,5 mm
h 0,05 t, de max. 0,5 mm
Sarokvarratok főbb eltérései
Túlzott varratdudor
Kisebb „a”
méret
Nagyobb „a” méret Aszimmetrikus varrat
Melegen hengerelt ötvözetlen acél (MSZ EN 10025-2) acéljelölés S235J2 acélszám: 1.0117 S – Structural Steel = szerkezeti acél E – Engineering Steel = gépacél 235 – ReHmin MPa-ban 16 mm-ig JR, J0, J2 = min. 27 J hosszirányú V-bemetszésű Charpy-próbatestnél 20oC-on(R), 0oC-on(0), -20oC-on(2) K2 = min. 40 J -20oC-on(2)
Melegen hengerelt ötvözetlen szerkezeti acél Elem
Vegyi összetétel %
Hatása
C
0,19…0,27
szil. növelés, hegeszthetőség limitálja
Mn
max.1,8
szil. növelés, S pont balra tolódik, több perlit képződik
Si
0,15…0,60
csillapítás
P,S
max. 0,045
szennyezők
Nb, V, Al
század, tized %
mikroötvözők, szemcsefinomítás, szil. növ., nitrogén megkötése
Acéljelölés S235J2, acélszám: 1.0117 Mechanikai jellemzők: ReHmin = 235 MPa (s<16 mm) Rm = 360…510 MPa A5min = 26 %, K = 27 J –20oC-on 1.1. ReH 275 N/mm2 előírt legkisebb folyáshatárú acélok 1.2. 275 ReH 360 N/mm2 előírt legkisebb folyáshatárú acélok 1.3. Normalizált finomszemcsés acélok ReH > 360 N/mm2
A zalaegerszegi Delta-vágány Zala híd pályalemezeinek helyszíni hegesztése A híd 131 m hosszú és 5,9 m széles, a híd hosszirányban 5, keresztirányban 2 (összesen 10) szállítási egységbõl áll, a pályalemezek helyszíni toldásai hossza összesen 150 m, a lemezvastagság 14 mm, anyagminõség S235J0 az MSZ EN 10025 szerint, aminek hegesztésére két eljárás lett kiválasztva: a fedett ívű eljárás, illetve a fogyóelektródás, aktív védőgázos porbeles huzalos eljárás.
Kódszám
Az ömlesztő hegesztési eljárás megnevezése (MSZ EN ISO 4063:2010)
111
Bevont elektródás ívhegesztés
114
Önvédő ívhegesztés porbeles huzalelektródával
121 125 131
Fedett ívű hegesztés tömör huzalelektródával Fedett ívű hegesztés porbeles huzalelektródával
135
Fogyóelektródás, aktív védőgázas ívhegesztés (MAG)
136
Fogyóelektródás, aktív védőgázas ívhegesztés porbeles huzalelektródával (MAG)
Fogyóelektródás, semleges védőgázas ívhegesztés (MIG)
Kódszám
Az ömlesztő hegesztési eljárás megnevezése
138
Fogyóelektródás, aktív védőgázos ívhegesztés fémportöltetű huzalelektródával
141
Volfrámelektródás, semleges védőgázas ívhegesztés (TIG-hegesztés)
142
TIG hegesztés hozaganyag nélkül
143 145
TIG hegesztés porbeles hozaganyaggal
15
Plazmaívhegesztés
311
Oxigén-acetilén gázhegesztés
TIG hegesztés redukáló gázzal és tömör hozaganyaggal (huzal/pálca)
A bevont elektródás ívhegesztés elve Kódszáma: 111 Az ív bevont elektróda és a munkadarab között ég. Bevonat: • bázikus (B) • rutilos (R,RR) • cellulózos (C)
Az ívhegesztés ömlesztő folyamata
Bevonattípusok főbb alkotói, % Bevonattípus
C
A
R, RR
B
Cellulóz (C6H10O5)
40
-
-
-
TiO2 (rutil)
20
-
45
-
SiO2
25
20
20
10
Fe3O4
-
50
10
-
CaCO3
-
10
10
40
CaF2 (folypát)
-
-
-
45
15
20
15
5
FeMn
Fontosabb oxidok olvadáspontjai Bázikus oxid
Savas oxid
Semleges oxid
FeO, vas-oxid
1370oC
MnO mangán-oxid
1785oC
CaO kalcium-oxid
2570oC
SiO2 szilícium-dioxid
1713oC
TiO2 titán-dioxid (rutil)
1825oC
Al2O3 alumínium-oxid
2053oC
FeO + SiO2 → FeO·SiO2
vas-szilikát
(1160oC)
MnO +SiO2→ MnO·SiO2
mangán-szilikát (1285oC)
2MnO +SiO2→2MnO·SiO2 mangán-szilikát (1365oC) CaO + SiO2 → CaO·SiO2 kalcium-szilikát (1540oC)
A salak feladatai hegesztéskor • a hegfürdő védelme a levegőtől, • a hőelvezetés csökkentése, a heganyag lehűlésének lassítása, • a heganyag dezoxidálása és ötvözése, • a metallurgiai reakciók lefutásának befolyásolása, • nagyolvadáspontú oxidok oldása és megkötése, • a varratfelület alakítása, formálása, • a fémátvitel befolyásolása, • az áram vezetése, ill. hő fejlesztése a salak ellenállása által.
MSZ EN 287-1 111 P FW 1.1 B t16 PB bs ml Hegesztési eljárás
Terméktípus
Varrattípus
Hozaganyag csoport
1
2
3
4
5
111 114 121 125 131 135 136 138 141 142 143 145 15 311
P T
BW FW
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
nm A B C M P R RA RB RC RR S V W Y Z
Hozaganyag
Anyag- ill. varratvastagság, t/s, mm
Cső külső átmérő , mm
Hegesztési helyzet
Hegesztés kivitelezési módja
6
7
8
9
D10 D20 D30 D40 . . . . .
PA PB PC PD PE PF PG PH PJ H-L045 J-L045
t03 v. s04 . . . . . . t16
ss bs
nb mb sl ml lw rw ci gb fb
Hegesztési Biztonsági Szabályzat (HBSz) A Szabályzat hatálya a fémek kötő- és felrakó hegesztő eljárásait, termikus vágását és darabolását, mindezek kézi- és gépesített változatait (a továbbiakban: hegesztés) alkalmazó gazdálkodó szervezetekre terjed ki, ahol a hegesztő tevékenységet szervezett munkavégzés keretében végzik. A Szabályzat előírásait kell alkalmazni az egyéni és társas vállalkozásoknál, kutatóhelyek hegesztő-laboratóriumaiban, az oktatási intézmények hegesztőtanműhelyeiben, a hegesztő képző-, képesítő és minősítő bázisokon, a hegesztést ismertető bemutatóknál is.
Nem tartozik a Szabályzat [143/2004. (XII.22.) GKM] hatálya alá: – a műanyaghegesztés, – a víz alatti hegesztés, – a műszeriparban használatos kézi ellenállás-hegesztés, – a barkácshegesztés.
