Přivařování svorníků - 78 Technologie elektrického obloukového přivařování svorníků (trnů) (technologie zdvihového zážehu) vychází z metody svařování elektrickým obloukem. Technologii zdvihového zážehu nejčastěji řadíme mezi nekonvenční technologie svařování.
1. Popis technologie zdvihového zážehu
[1]
Jak již bylo uvedeno v úvodu, technologie vychází z principů svařování el. obloukem. Společně s technologií hrotového zážehu jsou nejčastěji používanými metodami při přivařování svorníků. Při navařování svorníků metodou zdvihového zážehu se mezi svorníkem a součástkou díky jejich malému oddálení vytvoří elektrický oblouk, který obě části řádně nataví. Po uplynutí svařovacího času se svorník ponoří do taveniny. Svařovací proud se vypne, tavenina ztuhne. [2] Dle podmínek svařování rozlišujeme tyto postupy: A ) Svařování s keramickým kroužkem Tato metoda je určena pro průměrový rozsah 5 – 25 mm. Keramický kroužek zajišťuje mimo ochrany svaru také kolmou polohu svařovací pistole. Další funkcí keramického kroužku je formování rozstřikující se taveniny ( pevnostní spoje na těžké konstrukce ). Ochranné keramické kroužky mají podobnou funkci jako ochranná atmosféra. Hořící elektrický oblouk vytváří žár i tlak, který vytěsní atmosféru mimo prostor keramického kroužku. Mimo jiné kroužek formuje taveninu, v optimálním případě vytvoří pravidelný stupeň mezi základním materiálem a přivařeným svorníkem. Keramické kroužky se doporučuje skladovat v suchu, v případě zvlhnutí jejich přesušení.
Obr. 1 – Svařování s keramickým kroužkem
B ) Svařování s ochranným plynem Varianta použitelná na středně silné plechy pro průměrový rozsah 3 – 12 mm . Ve speciálních případech je možno ji aplikovat i pro větší rozměry. Jako ochranné atmosféry se nejčastěji používá směs CO2 a argonu. Odzkoušené jsou i tří a čtyřkompozitní plyny s obsahem kyslíku a helia. Ochranná atmosféra je přiváděna do nátrubku a vytěsňuje tak z prostoru atmosféru. Tlak ochranné atmosféry v nátrubku formuje taveninu. Optimální je plynulý přechod základního materiálu do přivařeného svorníku.
Obr. 2 – Svařování s ochranným plynem C ) Svařování krátkým časem bez (nebo s) ochranného plynu Tato metoda je aplikovatelná do průměru max. 6 ( 8 ) mm. Často se používá pro navařování drátů průměru 3 – 5 mm na kotle a podobné konstrukce pro uchytávání izolace .
Obr. 3 – Svařování krátkým časem bez ochranného plynu
2
Svařovací parametry: Svařovací proud 100 – 2600 A, svařovací čas 5 msec – 1 sec, resp. 3 sec. Zdvih svařovací pistole: ∑ Pro průměr do 10 mm cca 1,5 mm, ∑ pro průměr 12 mm cca 1,8 mm, ∑ pro větší průměr je nastavování individuální.
2. Princip technologie zdvihového zážehu [2] Fyzikální princip ∑ ∑ ∑ ∑
Zapálení a hoření el. oblouku mezi trnem ( svorníkem ) a základním materiálem, vznik tepla a následné natavení trnu a základního mater., síla, která přitlačí natavené díly, chladnutí, vznik svaru.
3
Postup svařování: metoda A svorníkové svařování s keramickým kroužkem
metoda B svařování s ochranným plynem
metoda C svařování krátkým časem s nebo bez ochranného plynu
a)
Svorník přiložen k součástce,
b)
svorník je při průtoku proudu mírně nadzdvižen, čímž vzniká elektrický oblouk,
c)
elektrický oblouk natavuje svorník a součástku,
d)
svorník ponořen do taveniny,
e)
výsledný svarový spoj.
4
Výběr postupu - metody [3]
5
3. Možnosti technologie zdvihového zážehu [1] Svorníky určené pro přivařování by měly odpovídat ČSN EN ISO 14555 a ČSN EN ISO 13918 pro přivařování zdvihovým zážehem. Kombinací materiálů svorníků a základního materiálu je ocel, nerez a žáruvzdorná ocel. Mimo tyto „základní materiály“ je možno po odzkoušení přivařovat hliníkové svorníky na hliník, popř. jiné materiálové kombinace. Předpokladem je však zhotovení vzorků, provedení zkoušek, výbrusu, apod.
Obr. 4 – kombinace svorníků a materiálů [2]
6
Přednosti technologie [2] ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑
Vysoká produktivita v důsledku krátkého svařovacího času, možnost kombinace různých materiálů, minimální tepelné změny, lze použít i u součástek přístupných pouze z jedné strany, snadná obsluha ( pro zaučený personál ), aplikace této metody ušetří drahé a časově náročné výrobní kroky, jako např. vrtání, závitování, šroubování, ruční svařování aj. lze navařovat svorníky se závitem, nýty, vložky, svorníky s hlavou, kotvicí prvky apod.
4. Typy přivařovaných svorníků (čepů) dle DIN 32500
Přivařovací šrouby MR d1 d2 d3 mmin. h M6 4,7 6,5 4,5 2,5 M8 6,2 8,8 4,5 2,5 M10 7,9 11 5,0 3,0 M12 9,5 13 6,5 4,0 M16 13,2 17 8,0 5,0 M20 16,5 21 10,5 6,0
Přivařovací šrouby MD d1 d2 d3 mmin. h M6 5,35 8,7 5,0 3,2 M8 7,18 11,0 5,5 3,5 M10 8,95 13,5 6,0 4,0 M12 10,86 15,5 6,5 4,5 M16 14,7 20,5 9,0 7,0 M20 18,5 26,0 11,0 9,0
7
[4]
Přivařovací šrouby MP d1 d2 d3 b h 3,4 M10 8,95 12,5 40 4,5 M12 10,8 14,5 40 5,8 M16 14,6 18,5 40 M20 18,3 23,2 20 - 40 7,0 M24 22,0 28,0 30 - 40 10,0
Přivařovací čepy d1 d2 h 6 8,5 4,0 8 11,0 4,0 10 13,0 4,0 12 16,0 5,0 16 21,0 7,0 20 26,0 9,0
Přivařovací čepy s vnitřním závitem
d2 d1 d3 b h 4,0 10 M6 13,0 7 - 9 12 M8 16,0 9,5 - 15 5,0 7,0 16 M10 21,0 15
8
Spřahovací trny
průměr d1 d2 d3 k h 1 /4" (6) 6,35 12,7 9,7 4,7 3,0 3 /8" (10) 9,52 19,0 12,5 7,1 4,0 1 /2" (13) 12,7 25,4 17,0 8,0 5,0 5 /8" (16) 15,8 31,7 21,0 8,0 7,0 3 /4" (19) 19,0 31,7 24,0 10,0 9,0 7 /8" (22) 22,2 34,9 28,0 10,0 10,0 1" (25) 25,4 40,9 30,5 12,7 10,0
5. Svařovací zařízení [5] 5.1 Stroj pro přivařování zdvihovým zážehem LBH 2100 Standardně je možné přivařovat svorníky dle DIN 32500 s ochrannými keramickými kroužky, ochrannou atmosférou, nebo režimem krátkého času. Svařovací zařízení umožňuje přivařovat svorníky, trny, bajonety, "V" kotvy aj. součásti. Kontrola správné funkce je signalizována LED diodami. Nadstandardní provedení s elektronickým řízením nabízí přehledné programy s nastavenými parametry, vyhodnocení svaru a jiné údaje. Paměť zařízení umožňuje uložení 99 programů s různě nastavenými parametry. Výstup umožňuje připojení počítače nebo tiskárny.
Obr.5 –Svařovací stroj LBH 2100
9
Svařovací rozsah 3 - 22 mm Materiál (svorník/plech) ocel, nerez a žáruvzdorná ocel Svařovací proud (A) 100 - 2.100 Svařovací čas (msec) 10 - 1.000 (3.000) Kadence (ks/min) 5 ks pr.22 mm Připojení (V/Hz) 400/50 Koncovka kabelace (A) 63 (125) Jištění (A) 63 (80) Ochranná třída IP 23 Rozměry (L x B x H mm) 880 x 560 x 740 Váha (kg) 245 Svařovací pistole PHM - 19, PHM - 25 Příslušenství stroje
Obr. 6 – Kleštiny pro přivařování s keramickými kroužky
Obr. 7 – Držák keramických kroužků
Obr. 8 – Kleštiny pro přivařování s plynem 10
Obr. 9 – Stativ pro přívod ochranné atmosféry Svařovací pistole PHM – 112 Pistole pro přivařování zdvihovým zážehem se svařovacím časem 5 - 990 msec., která používá automatické nastavení zdvihu.
Obr.10 – Svařovací pistole PHM - 112
Svařovací rozsah 2 - 12 mm Materiál (svorník/plech) ocel, nerez a žáruvzdorná ocel Délka svorníků ( mm) 6 - 120 standart Svařovací čas (msec) 5 - 990 Délka kabelace (m) 5 Váha (kg) 0,7 Průměr (mm) 40
11
Svařovací pistole PHM – 161 Pistole pro přivařování zdvihovým zážehem se svařovacím časem 5 - 990 msec., která používá automatické nastavení zdvihu. Široká nabídka příslušenství umožňuje užití i ve složitých podmínkách. Nasazení ve strojírenství, elektrotechnice, aj.
Obr.11 – Svařovací pistole PHM – 161
Svařovací rozsah 2 - 14 mm a "V" kotvy Materiál (svorník/plech) ocel, nerez a žáruvzdorná ocel Délka svorníků ( mm) 6 - 120 standart Svařovací čas (msec) 5 - 990 Délka kabelace (m) 5 Váha (kg) 0,9 Průměr (mm) 56
6. Přivařování svorníků v praxi [2] Příklady využití elektrického obloukového přivařování svorníků (čepů): ∑ ∑ ∑ ∑ ∑
Stavba mostů, pozemní stavebnictví, průmyslová výstavba, výstavba patrových garáží, stavby z prefabrikátů, inženýrské a vodní stavitelství, fasády, montáž podpěr, upevňování kolejnic, montážní ochrany, izolace, upevňování kabelů a zařízení, protismykové pojistky na rampách, upevňování kabelů a vedení, ozdobné lišty, zemnicí svorníky, obložení, upevňování pěchovací hmoty, keramické obklady, vlákninové obklady v průmyslových pecích. 12
Příklady:
Obr. 12 – Závitové svorníky na přírubě k upevnění vík
Obr. 13 – Nýtky k upevnění izolačních materiálů
Obr. 14 – Hlavové svorníky jako spojovací materiál při stavbě jaderných elektráren 13
Obr. 15 – Výroba mostní konstrukce pomoci ocelových trnů
Obr. 16 - Spřažení ocelobetonové desky s ocelovými válcovými trny s hlavou
Obr. 17- Pracovník provádějící přivařování svorníků
14
Použitá literatura: [1]
PROWELD. Ostrava. Rady pro nejlepší svary. [online].[citováno 2008 – 10 – 27]. Dostupné z: < http://www.proweld.cz/ole/b6technologie_zdvih._z%E1%9Eehu%2C_elektr._oblouku.pdf >.
[2] [3] [4] [5]
Köster - Česká republika s.r.o.. Technologie. [online].[citováno 2008 – 10 – 27]. Dostupné z: < http://www.koster.cz/strany/technologie.html >. Köster - Česká republika s.r.o.. Svorníkové svařování. [online]. 2005. [citováno 2008 – 10 – 27]. Dostupné z: < http://www.koster.cz/metody/SvornikoveSvarovani-KOCO.pdf >. PROWELD. Ostrava. Přivařovací svorníky dle DIN 32500. [online]. [citováno 2008 – 10 – 27]. Dostupné z: < http://www.proweld.cz/index.php?stranka=15 >. PROWELD. Ostrava. Popis technologií. [online].[citováno 2008 – 10 – 27]. Dostupné z: < http://www.proweld.cz/index.php?stranka=4 >.
15
