Tehnika zavarivanja: osnovni pojmovi, pravila i moguće greške

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Vruće zavarivanje je jedan od najčešćih procesa montaže koji se koristi u građevinarstvu i industriji. Koristi se kako u visokotehnološkim operacijama za montažu opreme, tako iu najjednostavnijim tipičnim radovima pri povezivanju nosivih konstrukcija. U svakom slučaju koristi se vlastita tehnika zavarivanja, koja je optimalno prilagođena radnim parametrima, radnim uslovima i zahtjevima za rezultatom.

Šta je zavarivanje?

U klasičnom pogledu, zavarivanje je tehnologija formiranja trajnih spojeva stvaranjem međuatomskih strukturnih veza u pozadini toplotnog izlaganja. Drugim riječima, pod visokom temperaturom osigurava se plastična deformacija izratka i naknadna izmjena čestica između njih, što dovodi do stvaranja spoja nakon hlađenja materijala. Sama tehnika zavarivanja pruža samo neophodne uslove za unošenje metalapotrebno stanje. U normalnim temperaturnim uslovima, metal je struktura čvrstih kristalnih čestica, ali kada se postigne određeni indeks zagrijavanja, materijal omekšava. Istovremeno, treba naglasiti da uticaj temperature donosi ne samo pozitivne efekte sa stanovišta mogućnosti montaže. Dolazi i do oksidacije metala, dolazi do stvaranja pukotina na neodgovarajućim mestima usled unutrašnjeg naprezanja, opšteg savijanja i deformacije. Takve pojave moguće je isključiti i minimizirati samo pravilnim odabirom opreme i organizacijom procesa zavarivanja.

Zavari i spojevi

Da bi se razumjeli ciljevi plastične deformacije metala, potrebno je odrediti za koje se konstrukcijske zadatke izvodi operacija zavarivanja. U većini slučajeva potrebno je postići vezu dva obradaka ili konstrukcije s dijelovima. Konfiguracije priključaka su različite - ugaone, stražnje, t-e itd. Sa stanovišta formiranja ivica, tehnika šavnog zavarivanja omogućava formiranje spojeva bez ivica, sa prirubnicama, kao i sa kosinama različitih oblika. Jednom od najtežih kosina smatra se X-oblika, u kojoj su spojene dvije ravne ili zakrivljene ivice. Iako je jedan od glavnih zahtjeva za zavareni spoj nepropusnost, u nekim slučajevima postoje sasvim jasni zadaci za stvaranje rupa u spoju. Na primjer, pri povezivanju elemenata preklapanjem i bez ivične kosine može se formirati izduženi otvor koji se kasnije koristi za druge konstrukcijske zadatke.

Varnosti procesa zavarivanja

Sam pristup tehničkoj organizaciji zavarivanja može se razlikovati kako po parametrima radnog okruženja tako i po mehanici uticaja na ciljni materijal. Najpopularnije tehnologije zavarivanja uključuju sljedeće:

• Lučno zavarivanje. Između površine konstrukcije ili dijela koji se zavaruje formira se električni luk, čiji toplinski učinak dovodi do topljenja materijala. Ova metoda može biti ručna, mehanizirana ili automatska. Na primjer, tehnika automatskog lučnog zavarivanja uključuje punjenje žice elektrode specijalnom opremom, oslobađajući ruke operatera.
• Plinsko zavarivanje. Ako je u prethodnom slučaju izvor topline električna energija, tada se za plinsko zavarivanje koristi plamen kisika s temperaturom od 3200 °C. Istovremeno, kombinovane metode ne treba mešati sa ovom metodom, u kojoj se takođe koriste mešavine gasova, ali ne kao izvor visoke temperature, već za izolaciju zavarenog bazena.
• Zavarivanje elektrotroskom. Uticaj na materijal ostvaruje se električnom strujom, a rastopljena šljaka djeluje kao provodnik i modifikator energije.
• Plazma zavarivanje. Metoda zavarivanja pri visokim temperaturama koja koristi mlaz plazma luka sa toplotnom energijom do 10.000 °C.
• Lasersko zavarivanje. Metoda se zasniva na korištenju fotoelektronske energije. Topljenje delova nastaje pod povećanim uticajem svetlosnog snopa koji emituje laser.

Mašine za zavarivanje

Za izvođenje operacija zavarivanja obično se koristi nekoliko tehničkih sredstava, uključujući inverter, ispravljač i transformator. U svakom slučaju, glavni zadatak glavnog aparata za zavarivanje je osigurati jednosmjernu struju. Visokokvalitetna oprema opskrbljuje radno područje glatkim i stabilnim električnim lukom. Naravno, to se odnosi na tehnologije električnog zavarivanja. Tehnika zavarivanja u gasovitim medijima realizuje se pomoću gorionika i menjača koji regulišu dovod gasne mešavine iz cilindra. Također u slučaju plazma zavarivanja koriste se specijalne plazma gorionike koji mogu raditi sa obradacima debljine do 30 mm. Štaviše, treba naglasiti da oprema za gas i plazmu uglavnom nije fokusirana na tradicionalne zadatke povezivanja metalnih delova, već na rezanje materijala pod termičkim uticajem.

Tehnika šivanja

Uprkos ogromnoj ulozi opreme, mnogo u poslovima zavarivanja zavisi od vještina i sposobnosti operatera koji kontrolira cijeli proces. Zadatak korisnika opreme je da kontroliše elektrodu i opskrbu potrošnim materijalom prisutnim u zavarenom bazenu gdje se formira šav. Ključni faktor je položaj operatera i smjer šava. Stručnjaci preporučuju izvođenje radova, ako je moguće, u donjem položaju, vodeći računa da je zavar zavaren perlom sa proširenjem. Poželjno je postići duboko prodiranje, što će strukturu spoja učiniti ujednačenijim i izdržljivijim. U inženjerstvuručno zavarivanje, faza čišćenja šava od šljake i mrlja je posebno važna. Ako se takvi nedostaci ne mogu eliminirati tokom glavnog dijela rada, tada će se morati izvesti drugi sloj površine. Obično glavni prvi sloj dostiže 3-4 mm debljine, a naredni - do 5 mm.

Karakteristike zavarivanja pod vodom i plinskog zavarivanja

Kako ne biste morali prilagođavati tehniku zavarivanja u procesu rada, preporuča se na početku izračunati tehnološke nijanse koje mogu poboljšati kvalitetu rezultata. Zavarivanje pod vodom i plinom odlikuje se fokusom na zaštitu šava od negativnog utjecaja vanjskog okruženja i taline. Na primjer, pri izvođenju tehnike plinskog zavarivanja uz dovod mješavine argona, smanjuje se negativan učinak kisika koji pogoršava kvalitetu strukture šava. Što se tiče fluksa, njegovo uključivanje na prvom mjestu minimizira prskanje taline, a drugo, modificira sastav šava uključivanjem posebnih aditiva koji se aktiviraju na visokim temperaturama.

Parametri za organizaciju proizvodnje zavarivanja

U proizvodnom načinu organizacije rada zavarivanja uzima se u obzir nekoliko faktora radne aktivnosti odjednom, uključujući sljedeće:

• Odnos složenosti operacije i vremenske norme za njeno sprovođenje.
• Količina posla je stopa učinka koju zaposlenik ili tim obavi za 1 sat. Na primjer, u tehnici ručnog elektrolučnog zavarivanja mogu se uzeti u obzir metri završenog šava ili broj sklopljenih dijelova.
• Jedinicausluga. U ovom slučaju mislimo na radno mjesto, dio opreme ili mjesto zavarivanja, u okviru kojeg se organiziraju i aktivnosti jednog zaposlenog ili tima.

Sigurnost u organizaciji i proizvodnji zavarivanja

Proces zavarivanja uključuje mnoge rizike i opasnosti u smislu prijetnji po ljudsko zdravlje. Sigurnosni standardi zavarivanja fokusiraju se na nekoliko opasnosti odjednom:

• Zračenje zavarivanja. Infracrveno zračenje sa jarkim sjajem negativno utiče na oči zavarivača, stoga je u njegovoj opremi obavezno prisustvo maske sa posebnim naočarima za zatamnjivanje i filterima.
• Termomehanički efekat. Posebno kada se radi prema metodi luka, prskanje taline je opasno. U stvari, to je tečni vrući metal koji može izazvati teške opekotine u dodiru s kožom. Za zaštitu od varnica i vrućeg metala koristi se posebna termo zaštitna odjeća.
• Opasnost od požara. Visoke temperature i prskanje vrućeg materijala povećavaju opasnost od požara. O tome vrijedi razmišljati još u fazi organizacije procesa, uklanjanja zapaljivih predmeta iz radnog područja.
• Zaštita organa za disanje. Otrovni gasovi i oslobađanje drugih opasnih materija tokom termičkog razaranja metalne konstrukcije takođe su faktor opasnog dejstva. U ovom slučaju nije dovoljno koristiti maske i respiratore. Aktivan sistem je preduslov za duge radne proceseventilacija u skučenim prostorima i redovne radne pauze od 5-10 minuta.

Greške u zavarivanju

Usled složenosti procesa zavarivanja, pretpostavka o tehnološkim greškama nije nešto posebno. Najčešći od njih uključuju sljedeće:

• Prelom luka. Električno termičko djelovanje nije završeno do kraja planiranog šava, što može rezultirati napuknutom udubljenjem na rubu priključne linije.
• Slabo ojačan šav sa stanjivanjem metala na granici spoja (rez). Česta pojava u tehnikama visokonaponskog zavarivanja. U idealnom slučaju, rezovi ne bi trebali biti dublje od 1 mm ili će biti potrebno dodatno zavarivanje.
• Tačka odsustva direktne veze u strukturi šava između radnih komada. Drugim riječima, preostali nedostatak penetracije, koji nastaje zbog nepreciznog smjera elektrode tokom formiranja luka, ne uzimajući u obzir dubinu termičkog efekta.

Zaključak

Uz svu tehnološku složenost zavarivanja, metode njihove implementacije postaju sve pristupačnije običnom kućnom majstoru. To je uglavnom zbog činjenice da tehnike zavarivanja postaju sve ergonomičnije i sigurnije. Na primjer, moderni pretvarači omogućavaju praktičnu kontrolu glavnih radnih parametara procesa, uzimajući u obzir karakteristike metala i uvjete okoline. Korisnik samo treba da pravilno organizuje radni prostor i pravilno kontroliše električni luk prilikom formiranja šava.