Kötési eljárások csoportosítása

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK Fémek technológiája 2005/06

Hegesztési eljárások 1. Ömlesztő hegesztési eljárások Dr. Palotás Béla [email protected]

Kötési eljárások csoportosítása KÖTÉSEK

ALAKKAL ZÁRÓ

Ék-, csap-, szegecskötés

SÚRLÓDÁSSAL ZÁRÓ

ANYAGGAL ZÁRÓ

Karimás- és csavaros kötések

HEGESZTETT KÖTÉSEK

Sajtolt tengelyagy-kötések Rugalmas közbenső elemekkel Rugalmas közbenső elemek nélkül

FORRASZTOTT KÖTÉSEK

Tengelyagy-kötések Elemek a helyzetbiztosításhoz Pattintó-, feszítő- és szorítókötések

Hegesztés gyakorlat

RAGASZTOTT KÖTÉSEK

Fémek technológiája

2

1

Hegesztési eljárások csoportosítása HŐMÉRSÉKLET

Olvadási hőmérséklet Meleg-sajtoló hegesztések

Hideg-sajtoló hegesztések

ERŐ SAJTOLÓ HEGESZTÉSEK

ÖMLESZTŐ HEGESZTÉSEK

Ömlesztő hegesztési eljárás:34 Hegesztés gyakorlat

Sajtoló hegesztési eljárás: 67


3

Lánghegesztés

Disszu-gáz: az acetilént acetonban nyeletik el, így 30 bar nyomásig komprimálható az acetilén. (15 bar biztonságból). A palack porózus anyaggal van kitöltve (cement – azbeszt szén), hogy ne legyen szabad néhány cm3-s térfogat és a porózus anyag van átitatva acetonnal. (Néhány cm3 térfogatban (kb. diónyi térfogat) robbanásszerűen disszociál az acetilén.) 16x15x24 l = 5760 l – el töltve, O 2: 6000 l Hegesztés gyakorlat


4

2

Lánghegesztő pisztoly és reduktor A kis furaton áthaladó gáz nagyobb térbe kerül, így a nyomása csökken. Az égőgáz és az oxigén az injektor-hatás elvén keveredik össze.



5

Az acetilén égése

Az elsődleges reakció: C2 H 2 + O2 = 2CO + H 2 + Q

Másodlagos reakció (itt az oxigént a levegőből kapjuk): 3 2CO + H 2 + O2 = 2CO2 + H 2O + Q 2 Hegesztés gyakorlat


6

3

Hegesztés technika Hegesztés iránya

Balra hegesztés

Hegesztés iránya

Jobbra hegesztés

A balra hegesztést vékony lemezekhez (s ≤ 3 mm) a jobbra hegesztést, vastagabb lemezeknél és csöveknél alkalmazzuk. A jobbra hegesztésnél a varratot hevítjük, így mélyebb beolvadási mélységet érünk el. Hegesztés gyakorlat


7

Alkalmazott lángtípusok

Semleges láng (acélok hegesztéséhez, Cu hegesztésére) Redukáló láng (öntöttvas hegesztéséhez, Al és ötvözetei hegesztésére) Oxidáló láng (sárgaréz hegesztésére) Semleges Oxidáló Redukáló Hegesztés gyakorlat


8

4

A lánghegesztés alkalmazása

Helyi hegesztéseknél, épületgépészeti szereléseknél. Javító hegesztéseknél (pl. karosszéria javítás). Pl. épületgépészeti szereléseknél – központi fűtés-, vízvezeték-, gázvezeték csövek hegesztése - más eljárások nem, vagy nagyon nehezen alkalmazhatók.



9

Lángvágás Folyamat:

Előmelegítés gyulladási hőmérsékletre Oxigénben elégetés Égéstermékek kifúvatása a résből.



10

5

A lángvágás feltételei T, ºC

Az anyag oxigénben elégethető legyen. A gyulladási hőmérséklete legyen alacsonyabb az olvadáspontnál. Az oxid olvadáspontja legyen alacsonyabb az olvadáspontnál. Az égéstermék hígfolyós legyen, legyen kifúvatható a résből. Hegesztés gyakorlat

2,1 A könnyű lángvághatóság határa

C, % 0,8

4,3

Jól vágható anyagok: A heg.hető ötvözetlen és gyengén ötvözött acélok jól vághatók. Az ötvözők általában rontják a vághatóságot.


11

Bevontelektródás kézi ívhegesztés elrendezése Bevonatos elektróda

Elektróda fogó

Testkábel Áramforrás ~/ = Munkakábel

+

Munkadarab

Leolvadó bevonatos fémelektróda és a munkadarab között keltett ívvel, a bevonatból képződő gázok védelme alatt végzett ívhegesztés. Alkalmas kötő-, felrakó- és javítóhegesztésre egyaránt. Hegesztés gyakorlat


12

6

Bevontelektródás kézi ívhegesztés folyamatai Maghuzal

Bevonat Salaktakaró

Beolvadási mélység

Védőgáz képződés

Varrat

Védőgáz atmoszféra

Ív

Cseppátmenet Hegesztés gyakorlat

Hőhatás övezet Fémfűrdő


13

A bevonat feladatai

Ívstabilizálás (K, Na, Ca csökkenti a kilépési munkát, ionizációs potenciált) Védőgáz képzés (szerves anyagok, pl. cellulóz (C6H10O5)n és CaCO3 –ból) Dezoxidálás, denitrálás ( Mn, Si, Al, V, Ti, stb.) Ötvözés (alapanyagtól függő ötvözők, ferro-ötvözetek formájában pl. Fe-Si, Fe-Ti, Fe-Cr stb.) Salakképzés (rutilból, szervesanyagokból,SiO2-ből, MnOból stb.) Lehűlési sebesség csökkentése, metallurgiai folyamatok Leolvadási sebesség növelése (kihozatali hatásfok, akár 220 % is lehet). Hegesztés gyakorlat


14

7

Rutilos bevonat (R)

A varrat felülete szép, könnyű hegeszthetőség, könnyű ívgyújthatóság, váltakozó áramról is alkalmazható, pozíció hegesztésre is kiváló. Vastagbevonat nagyhozamú elektródák, egyszerű helyzetekben alkalmazható. Alapvető a rutil (TiO2) néha 50 % is lehet, ferromangán, ferroszilícium, szilikátok, földpát (SiAlO4), magnezit, szervesanyagok, ferrotitán, karbonátok. Finomcseppes anyagátmenet. Hegesztés gyakorlat


15

Cellulóz bevonat (C)

Kevés salak, könnyen leválik, minden helyzetben használható, csövek gyökhegesztésére fejlesztették ki. Mint a rutilos, de 15 – 30% szervesanyagot, főleg cellulózt (C6H10O5)n , falisztet, étilisztet, dextrint tartalmaz (kellemetlen szagú, nagy mennyiségű védőgáz képződik). Hegesztés gyakorlat


16

8

Bázikus bevonat (B)

Jó mechanikai tulajdonságok jellemzik, de nehéz vele hegeszteni. A bevonat nedvszívó, ki kell szárítani az elektródát. Fő alkotók: alkáli földfém-karbonátok, pl. kalcit, CaCO3 (mészpát), folypát, ferroötvözetek, szilikátok és egyedi ötvözők is. Durvacseppes anyagátmenet. Összetett bevonatok, az egyes típusok jó tulajdonságait egyesítik (pl. RB, RC). Hegesztés gyakorlat


17

Tulajdonságok összehasonlítása Savas

12 10 8 6 4 2 0

Celluloz Rutilos

Leolvadási teljesítm ény

Kis fröcskölés

Könnyű használhatóság

Beolvadás

Repedés ellenállás

Zajosság

Alakváltozó képesség

Bázikus

A legjobb mechanikai tulajdonságokkal (alakváltozó képesség, repedés ellenállás) a bázikus elektródák rendelkeznek, hegesztés-technikailag a rutilos elektródák a legkedveltebbek. Hegesztés gyakorlat


18

9

Bevonattól függő alkalmazás

Savas bevonatot akkor célszerű alkalmazni, ha egyszerű helyzetben mély beolvadásra van szükség. Cellulóz bevonat csövek gyökhegesztésénél szükséges (távvezetéki csövek). Rutilos bevonatot a barkácsolásnál, egyszerűbb hegesztési feladatoknál és ha a mechanikai tulajdonság követelmények közepesek. Bázikus bevonat szükséges fokozott mechanikai követelményű szerkezeteknél. Hegesztés gyakorlat


19

A bevontelektródás kézi ívhegesztés alkalmazása

Az ipar minden területén alkalmazzák egyszerűsége, olcsósága miatt. Gyakorlatilag minden anyag hegesztésére létezik elektróda és technikája megtanulható, és nem igényel jelentős beruházást sem. Erősen ötvözött acélokat kb. 75 % - ban bevonatos elektródával hegesztik. Felrakó hegesztéshez a legtöbb hegesztőanyag bevonatos elektróda formájában áll rendelkezésre. Az eljárással az ipar igényeinek megfelelő kötések készíthetők, így gyakorlatilag minden területen találhatunk alkalmazást. Hátránya elsősorban a kis leolvadási teljesítmény és az emberi tényezők jelentős szerepe illetve az, hogy nemvasfémekhez nehezebben alkalmazható. Hegesztés gyakorlat


20

10

Argon védőgázas volfrámelektródás ívhegesztés (AWI-hegesztés)

Az AWI – hegesztésnél az elektromos ív egy nem leolvadó elektróda és a munkadarab között argon védőgáz Cseppátmenet AWIatmoszférában alakul ki. Az ívgyújtás hegesztésnél impulzus generátor segítségével, szikrakisüléssel történik. Hegesztés gyakorlat


21

Az AWI-hegesztés jellemzői

A volfrám elvileg nem olvad meg, gyakran hallható a nemolvadó elektródás, semleges védőgázas ívhegesztés elnevezés is, hiszen hélium védőgázban is alkalmazzák. Az eljárással minden anyag hegeszthető, alkalmas kötő- és felrakó- továbbá ívpont hegesztésre is. Az iparban széles körben alkalmazzák, elsősorban erősen ötvözött acélok, színes- és könnyűfémek hegesztésére. Ötvözetlen és gyengén ötvözött acéloknál nem gazdaságos, de gyökhegesztésre ill. különleges esetekben alkalmazzák. Jellemző az eljárásra a stabilitás, a nagy tisztaság, jó minőség, de a termelékenység nem nagy. A színes és könnyűfémek elsődleges hegesztési eljárása. Hegesztés gyakorlat


22

11

A polaritás szerepe AWIhegesztésnél Al és ötvözetei hegesztésére váltakozó áramot kell alkalmazni.



23

AWI-hegesztés alkalmazása

Színes- és könnyűfémek, erősen ötvözött acélok (szerszámok javító- és felrakó hegesztése, korrózióálló acélok) hegesztése. Csövek körvarratának hegesztése, ötvözetlen és gyengén ötvözött acéloknál, gyökhegesztésre is. Alkalmazási korlát: Kis leolvadási sebesség

Magas szaktudást, gyakorlatot igényel Huzatos helyen nem biztosítható gázvédelem.



megfelelő

24

12

Plazma hegesztés, plazma vágás

Plazma: az anyagok ionizált, termodinamikai egyensúlynak megfelelő arányban disszociált és ionizált gáz állapota. A plazma magas hőmérsékleten állítható elő, nagy energiaszint jellemzi, mind hegesztésre, mind vágásra, és egyéb termikus megmunkálásra használható.


Plazma állapot elérése:


25

Plazma előállítása A W-elektróda és a pisztoly belső fúvókája között nagyfrekvenciás szikrakisülés biztosítja az első töltéshordozókat. A plazma az elektróda és a munkadarab között jön létre (plazma ív). Plazma sugár (láng) (belső ívű pisztoly) a Welektróda és a pisztoly belső fúvókája között alakul ki az ív és a gáz fúvatja ki a plazmát. Hegesztés gyakorlat


26

13

Plazma hegesztés

A plazma hegesztés mélybeolvadású varratot biztosít. Minden anyaghoz alkalmazható, amelyekhez az AWIAWI-hegesztés, de a plazma nyújtható, stabil és egészen kis áramoknál is alkalmazható. ( I ≤ 50 A, mikroplazma hegesztés) Hegesztés gyakorlat


27

Plazma vágás

Minden anyag vágható az eljárással. Hegesztés gyakorlat


28

14

Levegős plazmavágás

Az üzemi levegő hálózat biztosítja a plazmaképző gázt ( N, O). Hegesztés gyakorlat


29

Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztések

CO2 – hegesztés, Keverék védőgázas ívhegesztés, ArgonArgonvédőgázas fogyóelektródás ívhegesztés (AFI (AFI--hegesztés) hegesztés) Porbeles huzalos ívhegesztés. ( MAG, MIG, FCAW, GMAW) Hegesztés gyakorlat


30

15

Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztés általános elrendezése



31

Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztések Huzalelektróda

Huzaldob

Áram hozzávezetés

Huzal előtoló

Az anyagokat folyamatosan adagolt leolvadó huzalelektróda és a munkadarab között képzett ívvel ömlesztik össze, gáz vagy gázkeverék védelme alatt. Hegesztés gyakorlat


32

16

Fogyóelektródás ívhegesztés változatai 1. Huzalelektróda Védőgáz Ötvözetlen acél, Széndioxid + dezoxidens (CO2) (Si, Al, Ti ötvözéssel)

Alkalmazás Acélszerkezeti tömeggyártás, TTKV = O °C-ig

Elnevezés Széndioxid védőgázas ívhegesztés ( CO2 hegesztés) Ötvözetlen acél, Keverék védőgáz: Acélszerkezet Keverék Ar + ( 2...30%) + dezoxidens tömeggyártás, védőgázas CO (Si, Al, Ti TTKV = -2O ívhegesztés 2 Ar + ( 1...12%) O2 °C -ig ötvözéssel) MAG-M Ar +( 2...15%) CO2+ ( 1...5%) O2



33

Fogyóelektródás ívhegesztés változatai 2. Ötvözetlen acél + dezoxidens (Si, Al, Ti ötvözéssel) Porbeles huzal (porbéléses huzal)

CO2 + Ar Acélszerkezeti ( 5.....30% ) tömeggyártás, TTKV = -2O °Cig Széndioxid, keverék védőgáz


Kettős gázfúvókás fogyóelektródás ívhegesztés ( MAGCI - heg.) Acélszerkezeti Porbeles huzalos tömeggyártás, ívhegesztés TTKV = -6O °C- FCAW ig, ötvözött acélokhoz is Fémek technológiája

34

17

Fogyóelektródás ívhegesztés változatai 3. Alapanyag szerint

Argon, Ar + kevés más gáz

Színes és könnyűfémek, erősen ötvözött acélok

Dupla portöltetű porbeles huzal

Nincs szükség védőgázra

Csővezetékek, acélszerkezetek helyszíni szerelése TTKV = -20 °Cig


Argon-védőgázas fogyóelektródás ívhegesztés ( AFI - hegesztés ) MIG Önvédő porbeles huzalos ívhegesztés


35

Portöltetű huzal



36

18

Az ívhegesztési eljárások leolvadási teljesítményének összehasonlítása 14

Salakhegesztés

13 12 Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztés porbeles huzallal 3,2 3,2 Önvédő porbeles 2,4 huzalos ívhegesztés 2,4

11 Leolvadási teljesítmény, kg/h

4 3

10 9 8 7

2

2,4

6

1,6 1,2 1,4

5 4 1 1 3,25

3 2 1

de

0 0

2,5

5 4

5 3,25 4

100

200

2,5

6

5 4 Fedettívű hegesztés

3

2 6 2,5 1,6 Fogyóelektródás védõgázas ívhegesztés tömörhuzallal Bevontelektródás kézi ívhegesztés nagyhozamú elektródával

Bevontelektródás kézi ívhegesztés 300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

Áramerõsség, A



37

Az anyagátmenet további módjai

Forgóíves anyagátmenet: T.I.M.E. = Transferred Ionized Molten Energy Hegesztés gyakorlat


38

19

Cseppátmenet fő típusai



39

A fogyóelektródás védőgázas ívhegesztések alkalmazása

CO2 – hegesztés Ötvözetlen és gyengén ötvözött acélok (acélszerkezeti tömeggyártás) TTKV = 0 ºC Keverék védőgázas ívhegesztés Acélszerkezeti tömeggyártás TTKV = - 20 ºC Robottechnika Porbeles huzalos ívhegesztés Acélszerkezeti tömeggyártás TTKV = - 60 ºC Erősen ötvözött acélok, felrakó hegesztés AFI - hegesztés Színes- és könnyűfémek Erősen ötvözött acélok, felrakó hegesztés Hegesztés gyakorlat


40

20

Fedett ívű hegesztés

Leolvadó huzalelektróda(k) és a munkadarab között fedőporból képződő anyagok alatt égő elektromos ívvel végzett ömlesztő hegesztés. Hegesztés gyakorlat


41

A fedett ívű hegesztés jellemzői

Nagy leolvadási teljesítmény jellemzi, a fedőpor miatt vagy vízszintes, vagy vízszintesbe forgatható varratok készíthetők az eljárással. Alkalmas kötő- és felrakó-hegesztésre egyaránt. Teljesen gépesített hegesztési eljárás. Hegesztés gyakorlat


42

21

Hegesztő anyagok: Huzal + por

Huzalelektróda és por kombináció jelölés (MSZ EN 756:1998): Folyáshatár

Fedőpor jellege

MSZ EN 756 S 35 4 AB S2 Mo Fedett ívű hegesztés Szívósság Huzal kémiai összetétel Huzal jelölésében az S utáni szám a Mn tartalomra utal, S1: Mn = 0,35 – 0,6 %, S2: Mn = 0,8 – 1,3 %, S3: Mn = 1,3 – 1,75 %, S4: Mn = 1,75 – 2,25 %. Hegesztés gyakorlat


43

A fedett ívű hegesztés alkalmazása

Acélszerkezeti tömeggyártás Ötvözetlen és gyengén ötvözött, erősen ötvözött acélok Nagyvastagságú szerkezetek Hosszú egyenes vagy kis íveltségű varratok Vízszintes vagy vízszintesbe forgatható varratok Egyoldali I - varrat 10 mm-ig Kétoldali I – varrat 20 mm-ig Hegesztés gyakorlat


44

22

Salakhegesztés Salakhegesztésnél huzalelektróda(k) és olvadt salakon keresztül záródó áramkör, közvetlen ellenállás hevítéssel biztosítja a hegesztéshez szükséges hőmennyiséget. (Nem ívhegesztési eljárás.)



45

A salakhegesztés változatai

Huzalelektródás salakhegesztés Merevelektródás salakhegesztés Leolvadó huzalvezetős salakhegesztés Bevont leolvadó huzalvezetős salakhegesztés. Bevont leolvadó huzalvezető: OK Guidetube 21.32 Hegesztés gyakorlat


46

23

Kötés típusok Tompa-, merőleges és sarokvarratokhoz, eltérő lemezvastagságokkal is.

A rézgyám illeszkedik a darab alakjához. Hegesztés gyakorlat


47

Hegesztő anyagok

Huzalelektróda: A fedett ívű hegesztés huzalelektródáit alkalmazzák Salakképző anyag Speciális salakképző anyagok Nem vesz részt a metallurgiai folyamatokban Villamos vezető képessége megfelelő legyen (az ív elaludjon) Ellenállása elegendően nagy legyen, hogy elengedő hőt termeljen Ne tartalmazzon gázképző anyagokat Megfelelő viszkozitású legyen az olvadt salak Olvadáspontja nagy legyen. Hegesztés gyakorlat


48

24

Alkalmazás

Acélszerkezeti tömeggyártás, gépipar, hajógyártás Vastag lemezek hegesztésére Tartályok hosszvarratainak hegesztésére Ötvözetlen, gyengén és erősen ötvözött acélokhoz alkalmazzák Alumínium és ötvözetei hegesztésére is alkalmazzák Bevont leolvadó huzalvezetős salakhegesztés a legelterjedtebb A legnagyobb vastagság, amit már hegesztettek 2 m volt.



49

További ömlesztő hegesztési eljárások

Nagy energia sűrűségű hegesztési eljárások

Elektronsugaras hegesztés Lézersugaras hegesztés Lézer hibrid hegesztés Lézersugaras vágás

Lemezelektródás ívhegesztés Szóró hegesztések



50

25

Kötési eljárások csoportosítása

Recommend Documents