online kép - Fájl  tubefájl feltöltés file feltöltés - adja hozzá a fájlokat onlinefedezze fel a legújabb online dokumentumokKapcsolat
  
 

Letöltheto dokumentumok, programok, törvények, tervezetek, javaslatok, egyéb hasznos információk, receptek - Fájl kiterjesztések - fajltube.com

 

Online dokumentumok - kep
  

Fémes anyagok hegesztése

kémia



Fájl küldése e-mail



egyéb tételek

 
MOLEKULÁK ORIENTÁCIÓJA A HATÁRFELÜLETEN
AERODISZPERZ RENDSZEREKERODISZPERZ RENDSZEREK
AZ ALKOHOL
Folyadékkristalyok
TémaSzervetlen kémia
Az alumíniumgyartas
Vasalapú szerkezeti anyagok
Oxivegyületek(aldehidek és ketonok)
 
 

Fémes anyagok hegesztése

Bevezetés

A hegesztés egy olyan technológiai eljárás, amely során két vagy több munkadarabot hővel, ol­vadással, vagy nyomással egyesítünk, úgy, hogy a darabok között nem oldható, az anyagok természe­tének megfelelő fémes (kohéziós) kapcsolat jöjjön létre. Megkülönböztetünk:

kötőhegesztést, mellyel két vagy több munkadarab egyesíthető, vagy

felrakóhegesztést, mellyel adott tulajdonságú fémes felületet alakítanak ki.

A hegesztési eljárások több szempontból is csoportosíthatók, de a leghasználatosabb csoporto­sítás a felhasznált energiaforrás szerinti. Az ISO szabványok szerint a hegesztési eljárásokat számkó­dokkal jelölik, de a megnevezések után olvasható nagybetűk a magyar műszaki gyakorlatban használt rövidítéseket jelentik:



A hegesztési helyzeteket szintén nemzetközi betűkódokkal jelölik:

Hegesztett varratok és kötések

A hegesztett kötés két összetevőből áll:

alapanyag, vagy hegesztendő elem és a

varrat, mely az ömledék szilárdulása révén jön létre.

A hegesztett varratok főbb jellemzői az 1. ábrán láthatók. A tompakötés (a.) varrat jellemzői a következők: varratgyök, varratkorona, varratszélesség, varrathossz, varratmagasság, varratdudormagasság, gyökoldali varratdudormagasság stb. A peremvarrat (b.) jellemzői: a peremil­lesztési varrat, homlokfelület, peremhosszél, peremmagasság, peremsugár, peremhossz stb. A sarok­kötés (c.) esetében fontosak a letörés szélessége, a letörés szöge, a letörés oldalfelülete, a letörés ma­gassága, az illesztési hézag, az élgyök magassága stb.

1. ábra. A hegesztett varratok főbb jellemzői.

A hegesztett kötések legfontosabb csoportosítása az összekötendő elemek egymáshoz viszo­nyított helyzete szerint történik (2. 747g67h ábra). Ezek szerint megkülönböztethetők:

1. tompakötés, ahol az elemek ugyanabban a síkban helyezkednek el;

2. merőleges kötés, melyben az elemek merőlegesek egymásra, úgy mint a sarokkötés (2a.), a T kötés (2b.), a kettős T kötés (2c.) és a háromlemez kötés (2d.);

3. párhuzamos kötés, ahol az elemek egymással párhuzamos síkban fekszenek, ilyen a homlok­kötés (3a.), meg az átlapolt kötés (3b.);

4. ferde kötés, melyben az elemek egymással bezárt szöge tetszőleges (kivéve a 900 és 1800).

2. ábra. A hegesztett kötések típusai az elemek egymáshoz viszonyított helyzete szerint

A hegesztett varratokat az úgynevezett hegesztési illesztés által alakított térben készítik el. A he­gesztési illesztés a munkadarab elemeknek a hegesztés helyéül kijelölt és a tervezett varratnak megfelelően kialakított felülete. Ezek alakja függvényében megkülönböztetnek merőleges kialakítású I, egyoldalról le­tört, leélezett, peremezett szimetrikus V, Y, U, formájú illesztéseket, egyoldalról letört és peremezett aszimetrikus ½V, ½Y, ½U, élkiképzést, kétoldalról letört élű szimetrikus 2V, 2Y, 2U, X, illesztési alakokat, vagy két oldalról letört élű aszimetrikus K, 2½V, 2½Y, 2½U stb. illesztési élkiképzést.

A hegesztési illesztés főbb jelemzői (3. ábra) az illesztési hézag, élgyökmagasság, a letörés szöge, letörési oldalél, letörési szélesség, letörési magasság, nyilásszög, nyilásszélesség, letörési felület, élgyök felület, letörési hosszél, homlokhosszél, homlok­oldalél, oldalél, homlokfelület, homlokhosszúság, a munkadarab felső felülete, a munkadarab oldalfelülete stb. Gyakran az össze­hegesztendő lemezek alá réz, vagy acél alátétet helyeznek, hogy a hegesztési ömledék ne tudjon kifolyni.

3. ábra. Hegesztési illesztés jellemzői I varrat (a.) és Y varrat (b.) esetében

Az ömlesztett hegesztési eljárással készített acélokra érvényes kötések szerke­zete a 4. ábrán látható. A szerkezet az alap­anyag, hozanyag, hegesztési eljárás és pa­raméterek függvényében kialakuló hőhatás-övezetek hatására bekövetkezett szerkezeti változások következtében jön létre. A he­gesztett varrat szerkezete általában az ömledékfürdő kristályosodása nyomán ala­kul ki, szemcsés, dendritikus alakban, ferrito-perlitikus szövetelemekkel. Az alap-

4. ábra Ömlesztő hegesztési eljárással készített kötések varratja és hőhatás-övezetének szerkezete

anyag eredeti hengerelt mikroszerkezete a vas-karbon diagram szerint jelentős változásokon megy át, annak függvényében, hogy a hegesztés folyamán milyen hőmérsékletre melegszik fel és milyen nagy­ságú a lehűlési sebesség. A varrat mellett megjelenik egy nemteljes olvadási övezet (1), feldúsulások­kal, nagy porozítás, repedés és felkeményedési haj­lammal. Ezután jelentkezik egy túlhevítési övezet (2), nagy ferrit és perlit szemcsék­kel, következik egy normalizált övezet (3) nagyon finom szemcsék­kel, aztán egy nem teljesen átkristályosodott övezet (4), egy újra kristályosodott övezet (5) és egy kék­törékenységi övezet (6).

A hegesztés folyamán folytonossági hiányok, hibák keletkezhetnek, melyek jelentősen le­ronthatják a kötések mechanikai, felhasználási és biztonsági tulajdonságait. Ezek feltárása, kimu­tatása a hibakereső anyagvizsgálatok feladata. Ezek közül fontosabbak a folyadék- behatolásos, mágnesporos, ultrahangos és a radiográfiai X vagy γ sugaras vizsgálat. A hegesztett kötések hibáit kódszámokkal jelölik (5. ábra):

100 – repedések, a hegganyagban, hőha­tásövezetben, vagy az alapanyagban jelen­keznek;

200 – üregek, főképpen gázzár­ványok, melyek lehetnek gömb-, tömlő-, vagy her­nyóalakúak, egyenletes, soros, vagy halmaz elosztásúak, de keletkezhetnek ún. fogyási üregek is;

5. ábra. Hegesztett kötések hibái

300 – szilárd zárványok, lehetnek a varratba bezárt idegen anyagok (salak, oxid, folyasztószer stb.);

400 – kötéshibák, a varrat és alapanyag nem megfelelő összeolvadásából, illetve hiányos beolvadásából erednek;

500 – alakhibák, az előírt alaktól és mérettől való geometriai jellegű eltérések, mint a szélkiolvadás, túlzott varratdudor, gyökátfolyás, hidegfolyás, éleltolódás, túlzott megömlés, átlyukadás, vastagsághiány, egyenletlen varrat, gyökoldali behúzódás, aszimetrikus varratképzés stb.

600 – egyéb hibák, fröcskölés, ívgyútási nyom stb.

Fogyóelektródás ívhegesztés bevont elektródával

A fogyóelektródás ívhegesztés egy kézi vezetésű hegesztés, ahol a hozanyag egy nemfémes anyagokkal bevont fémpálca elektróda, amelyet hegesztés közben a leolvadás sebességével megegyező sebességgel kell közelíteni a munkadarab felé, valamint az élek mentén a készítendő varrat keresztmet­szetétől függő sebességgel kell mozgatni.

A hegesztés vázlata a 6. ábrán lát­ható. Az áramforrás lehet transformátor váltakozó árammal való hegesztéshez és generátor, egyenirányító, inverteres egyen­irányító egyenáramú hegesztés számára. Az áram polaritása lehet direkt (- az elektró­dán), vagy fordított (+ az elek­tródán). Az



6. ábra. Bevont elektródás kézi ívhegesztés vázlata

elektródafogó fő feladata az elektróda tartása és az áram az elektródához való vezetése. A hegesztőve­zeték (kábel) vezeti az áramot az áramforrástól a befogóig és a munkadarabig, a testkábel a földveze­tékhez csatlakozik. Még szükséges a védőöltözet, hegesztőálarc, vagy sisak, salakolókalapács, drótkefe, tűzifogó, kéziköszörű, füstelszívó berendezés stb.

A bevont ívhegesztő elektróda egy kis széntatartalmú acélpálcából és egy ásványi és szerves anyagokból a maghu­zalra sajtolt bevonatból áll (7. ábra). A fémhuzal átmérője lehet 1,6; 2; 2,5; 3,25; 4; 5; 6 vagy 8 mm, hoszza meg 200; 250; 300; 350; 450 mm. A bevonat salakképző

7. ábra. Bevont ívhegesztő elektróda

anyagokat (kvarc, rutil, mészpát, dolomit, vas és mangánérc), védőgáz képző (cellulóz, amidon), ív sta­bilitását elősegítő, dezoxidáló, ötvöző stb. anyagokat tartalmaz. A gyakorlatban több típusú bevont elektródát használnak:

A – savas bevonatú elektróda SiO2-FeO-MnO tartalommal, főképpen alacsony széntartalmú, statikusan, kis mértékben igénybe vett hegesztett szerkezetek készítésére;

R – rutilos bevonatú elektróda szintén savas hatású, de rutil TiO2-MnO-FeO tartalommal, na­gyobb igénybevételű, 0,3% C tartalmú, közepesen igénybevett acélok hegesztésére;

B – bázikus típusú elektróda CaCO3-MnO-CaF2 bevonattal, mely nagyon jó minőségű varratok készítését teszi lehetővé, 0,5% C tartalmú szénacélok, ötvözött acélok, öntvények hegesztésére, nagy statikus, dinamikus, fárasztó igenybevétel esetére, kazán és nyomástartó edények, hídak, hajótestek stb. gyártására. Viszont ez a típusú elektróda drágább, vízszívó és gyenge ívstabiltást eredményez. Ezért a használat előtt az elektródákat 1500C-on szárítani kell és csak fordított polaritású egyenárammal lehet hegeszteni. Még használatosak az úgynevezett cellulóz (C), rutil-savas (AR), vastag rutilos (RR), rutil-bázikus (RB) stb. típusú elektródák is, de kisebb mennyiségben. Az öntvények, alumínium, réz és ezek ötvözetei hegesztésére speciális huzalú és bevontú ívhegesztő elektródákat használnak.

A hegesztést általában Ua= 20-50 V feszültségű árammal, Is=30-380 A áramerőséggel, Vs=5=20 m/h hegesztő sebességgel végzik. Az utobbi időben bevont elektródás ívhegesztést mind kevesebbet használják, inkább csak rövid, komplex formájú, nehezebben hozzáférhető varratok készítésére, kis­ipari, kis sorozatú szerkezetek gyártására, felrakó, vagy javító hegesztésre.

Fogyóelektródás, védőgázas ívhegesztés

Ez a hegesztési eljárás, melyet nemzetkö­zileg MÍG/MAG eljárásnak is hívnak, mind job­ban átveszi a bevont elektródás eljárás helyét, mi­vel a hegesztett kötés jobb minőségű lesz, nő a termelékenység, lehet automatizálni, robo­tizálni, nem szennyezi a környezetet és ezáltal hegeszt­hető a fémek legnagyobb része (nemötvözött és ötvözött acélok, Al, Cu, Ti, Ni, és ezek ötvözetei), úgy vékony, mint vastag anyag minőségben. Nemzetkö­zileg az összes ömlesztő eljárással gyártott hegesztett kötések 80%-a fogyóelektró­dás, védőgázas ívhegesztéssel készül. A fogyó­elektródás, védőgázas ívhegesztés egy félauto­mata hegesztési eljárás, amely egy állandó előto­lási sebességgel jövő dróthuzal és a munka- darab között létrejött elektromos ív leolvasztó hatásán alapul, úgy, hogy a huzal körűl befújt védőgáz a környező levegőt kizárja (8. ábra).

A MÍG/MAG eljárás berende­zésének rajza a 9. ábrán került bemutatásra. A készülék négy főbb egyégből áll: a. áramforrás(12), mely lehet 50-500 A-es egyenirányító, inverter, vízszintes jellegg örbével; b. hu­zalelőtoló berendezés, mely huzalcsévéből (1), fogyóelektródából (2), tológörgőkből (3), huzalvezetőből (4) és egy vál­toztatható fordulatszámú, egyenáramú motorból

8. ábra. A fogyóelektródás, védőgázas ívhegesztés elve

9. ábra MÍG/MAG hegesztő készülék

áll (Ve=2-25 m/min.); c. Hegesztő­pisztoly (6), ami a huzal bevezetést, gázbefúvást, az áram bevezetést és a távvezérlést biztosítja, (5) – vezeték köteg; d. védőgázellátó rendszer, mely egy gázpalackból és gáz­nyomás csökkentő reduktorból tevődik össze.

A vedőgáz minőségétől függően a fogyóelektródás ívhegesztő AFI eljárásnak három változata különböztethető meg:

aktív, széndioxid (CO2>99,5% ) védőgázas, fogyóelektródás MAG (Metal Active Gas) elne­vezésű ívhegesztéses eljárás, melyet leginkább ötvözetlen szénacélok hegesztésére használnak, mert a széndioxid az elektromos ívben disszociál CO2 = CO + ½O2 reakció szerint, ahol a szénmonoxid redu­kál, de az oxigénatom oxidálja az ömledéket, amit csak 1-2% Mn és 0,3-1% Si elemekkel ötvözött hu­zal használatával lehet ellensúlyozni. A CO2-gázt acélpalackokban tárolják és szállítják, 60 bar nyomá­son, folyékony állapotban. Használata esetén a gázpalack és nyomás csökkentőreduktor közé egy gáz­melegítőt kell iktatni, hogy a nyomás csökkenés hatására ne fagyjanak be a reduktor szelepei;

semleges gázas (Ar>99,998% , vagy He) fogyóelektródás változat MÍG elnevezéssel (Metal Inert Gas), melyet ötvözött acélok, nemrozsdásodó, hőálló stb. acélok, Al, Cu, Ti stb. Xs ötvözeteik hegesztésére használnak. Az argont szürkére vagy ezüst színűre festett acél palackokban szállítják 150-200 bar nyomáson;

keverék gázas (kevertgázas) változat, melyet Ar+3-40% CO2 szénacélok és gyengén ötvözött acélok hegesztésére használnak, mivel nagyobb lesz a hegesztési sebesség, kisebb a fröcskölés, jobb a varratminőség, kisebb a porozitás és salakképződés. Szintén használnak Ar+0,1-5% O2 kevertgázat nemrozsdásodó acélok hegesztésére. A kevert gázakat úgy szállítják, mint a tiszta argont, de a palackot rózsaszínűre festik.

A huzalelektródák átmérője 0,6 és 2,4 mm között van, de leginkább a 0,8; 1,0 és 1,2 mm-es hu­zalokat használják. A felületük rézzel van bevonva a jobb áram átmenet biztosítására és a rozsdásodás megelőzésére. A huzalok minősége a hegesztendő alapanyag minőségétől függ. Az ötvözetlen és gyen­gén ötvözött Mn, Si acélokat 0,07-0,14% C és 0,8-1,6% Mn és 0,4-1,2% Si tartalmú huzalokkal he­gesztik. Melegszilárd acélokhoz a huzalok még 0,4-1,1% Mo is tartalmaznak. Az ötvözött és nemrozsdásodó acélokat hasonló összetételű huzalokkal hegesztik. Az AFI hegesztéshez még használ­nak ún. porbeles huzalelektródákat is, melyek hajlékony csőalakúak, acél burokkal és belül salakképző adalékokkal.

Volfrámelektródás, semleges gázas ívhegesztés

Ez a hegesztési eljárás (AWI hegesztés) egy nemolvadó volfrám elektródát használ az elektromos ív fenntartása céljából, amely körül argont fuvatnak semleges védő gázként.

Az ív a volfrámelektróda és a munkadarab között ég, a hozanyag lehet kézi vagy gépi ada­golású, pálca vagy huzal formájában, de bizonyos esetekben lehet hozanyag nélkül is hegeszteni. Az eljárás nemzetközi rövidítése WIG, vagy TIG (Wolfram, Tungsten Inert Gas). A volfrám­elekt­ródás, argon gázas ívhegesztés elve a 10. ábrán látható. Az áramforrás a W elektródatartó és a munkadarab közé van bekötve, a vedőgáz meg egy kerámia fúvókán keresztül jut a hegesztő zonába, védve a W elektródát, a hozanyagot, a munkadarabot és a megolvadt fémfürdőt.



10. ábra. Az AWI hegesztés elve

A volfrámelektróda nagy tisztaságú (W>99,8% ) pálca, 1-6 mm vastagsággal és 100-175 mm hos­szúsággal, melyet a befogó készülékben vízzel hűtenek. Az elektródát a nagyobb elektron kibocsátás érdekében egyes esetekben ThO2, ZrO2 vagy más oxidokkal szennyeznek 0,3-2,2% mennyiségben. A na­gyobb tartósság érdekében az elektródát 250-ra kihegyzik.

A védőgáz lehet nagy tisztaságú ar­gon (Ar>99,98% ), vagy argon-hélium ke­verék. Az AWI hegesztőkészülék váz­lata a 11. ábrán van bemutatva. A készülék szek­rényében van elhelyezve az áramforrás (transzformátor, diódás egyenirányító), nagy frekvenciás áramgenerátor az ív bein­dításához, szűrő kondenzátortelep a válta­kozó áramú hegesztéshez, víz hűtőkör,

11. ábra. A volfrámelektródás, védőgázas
ívhegesztő berendezés vázlata

gázellátókör stb. Az ábrán még látható a hegesztőpisztoly és az argont tartalmazó palack a nyomás­csökkentővel. Az alumínium és ötvözetei hegesztéséhez váltakozó áramot kell használni, hogy az egyik félperiódusban az elektromos ív melegítsen, a másikban meg az argonion bombázás következtében az olva­dék fürdőt az oxidoktól megtisztítsa. Ez esetben egy szűrőkondenzátor telepet is beiktatnak, hogy ne kelet­kezzen egy egyenirányító hatás, ami a hegesztés teljesítményét lerontja. A rozsdamentes és hőálló acélok, a réz és ötvözetei hegesztéséhez direkt polarítású (W-) egyenáramot jobb használni. Használatos még az ún. impulzusos AWI hegesztő eljárás, amely során a hegesztőáram 3-10 Hz frekvenciával lüktet, ami által a hegfürdő jobban kezelhető, az elektróda elhasználás csökken és mélyebb beolvadás érhető el.

A hegesztési paraméterek a következő értékek között szabályozhatók: hegesztőáram erősség Is=30-300 A; ívfeszültség Ua=15-30 V és a hegesztő sebesség Vs=4-12 m/h.

Fedett ívű hegesztés

A fedett ívű hegesztés leolvadó fémelektróda és a munkadarab között kel­tetett elektromos ívvel, fedőpor védelme alatt végzett automata, vagy félautomata ömlesztőhegesztés. Az eljárás elrendezése a 12. ábrán látható. A (6) huzalelektróda az (5) tároló dobról tekeredik le, és a (3) áramvezető gyűrűn jut a munkadarab kö­zelébe, úgy, hogy az elektromos ív a (10) fedőpor alatt ég. A hegesztés folyamán a (9) munka darab illesztékében a (12) varrat ke-

12. ábra. A fedettívű hegesztés elvi vázlata

letkezik, a (12) salakhernyó alatt. A (2) huzalelőtoló berendezést a (4) motor hajtja, a fedőpor pedig az (1) tartályból ömlik a varratra egy csővezetéken keresztül. A hegesztés a (8) jel irányában történik, a huzal meg a (7) előtolási irányba halad. A fedettívű hegesztéssel nagyon jó minőségű varrat készülhet, a bevont elektródájú ívhegesztéshez viszonyítva 10-20 szorosan nagyobb termelékenységgel, 5 mm lemezvastagság fölött. Az eljárás kiváltképpen egyenes, vagy kör alakú, hosszú varratok hegesztésére gazdaságos, közepes vagy nagy szériában gyártott szerkezetek számára, ötvözetlen, vagy ötvözött acél alapanyagok esetében.

A fedett ívű hegesztő berendezés elvi vázlata a 13. áb­rán van bemutatva. A fogyóelektróda huzal egy dobról csévélődik le előtológörgők hú­zása hatására és az érintkező fejen ke­resztül jut a hegesztő zonába. A huzalada­goló egység elektro­motorból, hajtóműből

13. ábra. A fedettívű hegesztőberendezés elvi vázlata

és előtoló görgőkből áll. Az áramforrás lehet transzformátor vagy egyenirányító. A fedőport egy tölcsér szerű tartályból jutattják a hegesztési zonába.

A fedőpor összetétele nagyjából megfelel a bevont elektródák bevonatának. A fedőporok lehet­nek savas típusú SiO2-MnO-FeO összetételűek, ötvözetlen acélok hegesztésére, 20-37% MnO tarta­lommal, vagy bázikus típusú CaCO3-MnO-CaF2 összetételű anyagok, nagy szilárdságú és ötvözött acélok hegesztésére. Ez utóbbi porok nedvesség szívók, használat előtt szárítandók és csak fordított polaritású egyenárammal biztosított az elektromos ív stabilitása.

A hegesztő huzalok lehetnek nagy tisztaságú ötvözetlen acélból készítve, esetleg 1-2% Mn tar­talommal, de az ötvözött acélokhoz megfelelően ötvözött huzalokat kell használni. Léteznek hegesztő anyagok alumínium és ötvözetei hegesztésére is.

A főbb hegesztési paraméterek a következők: huzal vastagság: 1,5-5 mm; huzal előtolási sebes­ség Ve=10=500 m/h, ív feszültség Ua=20-60 V, hegesztő áramerősség Is=100-3000 A; hegesztési se­besség Vs=6-30 m/h. A fedett ívű hegesztés fő hátránya, hogy csak vízszintesen lehet alkalmazni és a hegesztő berendezést csak könnyen hozzáférhető varratoknál lehet használni.

Lánghegesztés


gázok közül az ipari gyakorlatban az acetilén terjedt el, mert az oxigénnel alkotott keveréke adja a leg­nagyobb égési hőmérsékletet (32000C), nagy a fűtőértéke (56.800 k/m3) és legnagyobb az égési sebes­sége (11,6 m/s).

Az acetilén-oxigén lánghegesztésnél (kód szám: 311) a hegesztőlángot semleges típusúra kell beállítani, a hegesztőpisztolyt a jobbkézben a lemez felülethez képest 30-600 szögben kell tartani, úgy, hogy a primer láng kék csúcsa 3-5 mm távolságra legyen a hegesztőfürdőtől, a hegesztőpálcát meg a balkézben tartva alakítják ki az ömledékfürdőt (14. ábra).

14. ábra. A láng hegesztés elve és technikája

Megkülönböztetnek:

balra hegesztést, amikor a fémpálca halad a láng előtt, védve az alapanyagot (<3 mm alatt);

jobbra hegesztést, amikor a láng halad elől, jobb minőséget és beolvadást biztosítva a hegesz­tett kötésnek, kiváltképpen a vastagabb lemezek hegesztésekor (3 mm vastagság fe­lett).

Az acetilén-oxigén lánghegesztő be­rendezés aránylag egyszerű és jól használ­ható terepen, ahol nincs elektromos hálózat (15. ábra). A berendezés egy acetilénpalack­ból (1), egy oxigénpalackból (2) és egy he­gesztőpisztolyból tevődik össze. A palac­kokra nyomás csökkentő reduktor van sze­relve, amely speciális gumitömlőkkel van a hegesztő pisztolyhoz csatlakoztatva, egy-egy biztonsági szelepen keresztül, amely a láng­visszacsapás ellen védi a gáz­palackokat. A hegesztőpisztoly (3) biztosítja a két gáz meg­felelő keverését, a gáz­mennyiség beállítását két szelep segítségével és a láng égését a réz égőfej előtt. Az égőfej

15. ábra. A lánghegesztő berendezés vázlata.

a keverőszárral cserélhető a hegesztendő lemez vastagsága függvényében.

Oxigént ipari 99,5% tisztaságban, –198 0C-on cseppfolyósított levegő szakaszos lepárlásával gyár­tanak és általában 40 literes, 200 mm átmérőjű és 1,6 mm magasságú acél palackokban tárolnak 150 bar nyomáson. A palackban levő oxigén mennyisége 6 m3, ami a Vox= 40.pox képlettel számítható ki. A palack tetején van becsavarva a zárószelep, amelyre a használat előtt a nyomáscsökkentőt szerelik fel.



Az acetilént (disszugáznak is hívják) modern ipari körülmények között speciálizált gyárban ál­lítják elő és szintén acélpalackokban szállítják 15 bar nyomáson., hogy a nagy nyomáson az acetilén ne robbanjon, a palackban 25% -ban porózus anyag, 40% aceton a gáz oldására és 5% biztonsági tér van. Egy 40 l palackban kb. 7,3 m3 acetilén van és, hogy a gáz az acetont ne ragadja magával a fogyasztás nem lehet nagyobb mint 1000 l/óra. Régebben az acetilént karbid töltetű vizes fejlesztő készülékekben állítoták elő, ami nem gazdaságos, de nagyon veszélyes üzem.

A hegesztőpálcák 1,6-6,3 mm átmérővel, 1000 mm hosszúsággal készülnek, kis széntartalmú (<0,1% C) ötvözetlen, vagy Mn-al gyengén ötvözött acélokból. Alumínium hegesztéséhez AlSi ötvöztű pálcákat használnak, folyósítószer hozzáadásával.

A lánghegesztést 0,1-0,6 bar nyomású acetilénnel, 2-5 bar nyomású oxigénnel végzik, 0,5-10 (30) mm vastagságú ötvözetlen, vagy gyengén ötvözött acélkötések készítésére, 0,5-10 m/h hegesztési sebességgel. Rövid, nehezen hozzáférhető varratok készítésére használják, a szerelőiparban csövek he­gesztésére és autokarosszéria javításoknál. Alkalmazható még erősen ötvözött acélok, öntöttvas, alumí­nium, réz és nikkel és ötvözeteik hegesztésére is.

Villamos salakhegesztés

A villamos salakhegesztés egy automatizált, nem ívhegesztési eljárás, amit vastag acélleme­zek (60-600 mm) egy menetben történő függőleges felfelé hegesztése számára fejlesztettek ki. A fogyó huzalelektróda és az alapanyag széleinek leolvadásához szükséges hőt az olvadt salak elektromos ellenállása szolgáltataja a Joule-törvény alapján, úgy, hogy az elektromos áramkör az elektróda és a munkadarab között az olvadt salakon keresztül záródik.

A salakhegesztő berendezdezés (16. ábra) egy árramforrásból (1), huzaltároló dobból (2), huzalelőtoló mechanizmusból (4), varrathatároló csúszó rézgyámból (6) áll. A huzalelektróda (3) bemerül a olvadt salakba (10), a rézgyámok vízhűtésesek, a hegesztést egy kezdőlemezen (7) indítják és egy kifutó lemezen (5) fejezik be. Az árramforrás általában transzformátor, eső karakterisztikával, a fogyóelektróda ala­csony széntartalmú, ötvözetlen, vagy Mn, Si, vagy Ti ötvözetű 3,25-5 mm átmérőjű huzal,

16. ábra. A villamos salakhegesztés és berendezés elvi vázlata

a salakfürdő meg hegesztő fedőpor olvadék. A hegesztési paraméterek a következők: áramerősség 200-1200 A, feszültség 26-50 V, huzalelőtolási sebesség 50-300 m/h, hegesztési sebesség meg 1-30 m/h. Az illesztés I varratnak felel meg 20-50 mm hézaggal. Vastagabb lemezeket 3 huzal elektródával hegesztenek, amelyek nagy vastagságnál a lemezfelületre merőleges lengést is végeznek.

Plazmaívhegesztés

A plazmasugarat nagy hőmérséklete (10.000-20.000 K) és energia sűrűsége mi­att használják 1-10 mm vastagságú acél, nikkel, réz, titán vagy alumínium és ötvö­zetei hegesztése céljából, nagyon jó minő­séggel és nagy hegesztési sebességgel. A plazmasugarat a munkafejben állítják elő, argon plazmagáz használatával, úgy, hogy az elektromos ív egy 1-6 mm átmérőjű volfrám elektróda és a réz ötvözetű plazma­fúvóka belső fala között ég.

17. ábra. A plazmaívhegesztés elvi vázlata

A hegesztéshez inkább az ún. plazmaívet használnak, amikor az elektromos ív a W elektróda és a mun­kadarab között jön létre, ezáltal jelentősen növelve a hegesztés gazdaságosságát. A 17. ábrán a wolfrám elektróda (1) az áramforrás negatív polusára van kötve, a (10) munkadarab meg a pozitívra. A plazma­képző gáz (6) a plazmagázfúvókán (5) keresztül alakítja a plazmaívet (11), ami mellett még befújnak egy Ar alapú (+5-8% H2 vagy 10-40% CO2) védőgáz keveréket (4) a (3) külső fúvóka segítségével. A hozanyag (7) pálca vagy huzal formában kerül a (13) ömledékfürdőbe, elősegítve a (14) varrat képző­dését. Az elektromos áram 50-500 A erősségű, 20-80 V feszültségű, a hegesztősebesség meg 12-60 m/h. A plazmaívhegesztést általában tompa varratok készítésére használják, az alapanyag I alakú hézag nélküli illesztésénél, specifikus kulcslyuk hegesztési technológiát alkalmazva. 8 mm-nél vastagabb anyagok esetében használatos az Y és U alakú illesztés is, amikor is nem kulcslyuk eljárást alkalmaz­nak. Nagyon vékony lemezek hegesztésére (0,1-1,5 mm) az úgynevezett mikroplazma eljárást dolgoz­ták ki. A hegesztőpisztoly a plazmaégőt tartja, olyan mint az AFI hegesztésnél, kézzel vagy gépi veze­tés alkalmazásával.

Lézersugaras hegesztés

A lézersugár egy nagy energia sűrűségű (104-105 W/mm2), monokro­matikus, koherens, erősen fókuszált fénnyaláb, amely nagy sebességgel elnyelődve olvasztja meg, úgy az alapanyagot, mint a hozanyagot. He­gesztési célra a CO2 – gáz, valamint Nd-YAG szilárd lézerek terjedtek el, amelyekkel 0,1-5 kW kimenő teljesít-

18. ábra.. Szilárdtest lézer hegesztés vázlata

ménynél 30-300 m/h hegesztési sebesség biztosítható. Egy szilárdtest lézersugaras hegesztő berendezés el­rendezése a 18. ábrán látható, ahol a (2) lézerkristály a (6) villanólámpával van gerjesztve, a (4) vízzel hű­tött megvilágító kamrában (5), a (7) sugár meg az (1), (3) és (8) tükrök segítségével a (9) lencsén keresztül van fókuszálva a (12) munkadarab felületére. A (10) egy fényelzáró és a (11) meg egy megfigyelő optika. A lézersugárral minden fém hegeszthető, még nemfémes anyagok (kerámia, üveg, stb.) is.

Elektronsugaras hegesztés

Az elektronsugaras hegesztést vákuumban (10-5 MPa), nagy feszültséggel (20-150 kV) ger­jesztett, elektromágneses úton fókuszált, nagy energia sűrűségű nyalábbal végzik.

A hegesztő készülék (19. ábra) egy elekt­ronsugár ágyúból (1) és egy hegesztő vákuum­kamrából (4) áll. Az elektronsugárt egy volfrám izzókatód és egy nagy feszültségű lyukas anód állítja elő, (2) elektromágneses tekercs (2) fóku­szálja és állítja be, az (5) munkadarab felületére. Általában tompa varratot vagy átlapolt

19. ábra. Elektronsugár hegesztés elve és készülékének vázlata

kötést hegesztenek 1-100 mm vastagsággal, illesztési hézag és hozanyag nélkül. Elektron­sugárral min­den anyag hegeszthető, de főképpen ötvözött, szerszám, nemrozsdásodó, nukleáris vagy hőálló acélok­ból, vagy Ni, Cu, Co, Mo, W, stb. ötvözetekből készült alkatrészek készíthetők nagyon jó minőséggel.

Könyvészet

Gáti József: Hegesztési zsebkönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1996.

Artinger István–Csikós Gábor–Králics György–Németh Árpád–Palotás Béla: Fémek és kerámiák technológiája, Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1999.

Gyovai Ernő: Mezőgazdasági gépműhelyek hegesztési kézikönyve, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest 1987.


Találat: 8725