ROČNO O LOČNO VARJENJE - razvoj-upd.si · Tabela 5: Označevanje elektrod po AWS-A5.1-1991 [14] ………………………………………………………………………………….32

»Razvoj UPD 2017« - Razvojne aktivnosti na področju izpopolnjevanja oziroma usposabljanja za potrebe dela v letu 2017

Drago Keše

ROČNO OBLOČNO VARJENJE Strokovno področje: STROJNIŠTVO

Datum objave gradiva: Oktober 2017


KOLOFON

Avtorj: Drago Keše

Naslov: Ročno obločno varjenje

Lektoriranje: Barbara Škorc, prof.

Elektronska izdaja

Založil: Konzorcij šolskih centrov

Novo mesto, oktober 2017

url: http://www.razvoj-upd.si/wp-content/uploads/2017/07/8.-ROCNO-OBLOCNO-

VARJENJE.pdf

Kataložni zapis o publikaciji (CIP) pripravili v

Narodni in univerzitetni knjižnici v Ljubljani

COBISS.SI-ID=293616896

ISBN 978-961-7046-05-2 (pdf)

To delo je ponujeno pod Creative Commons

Priznanja avtorstva – Nekomercialno deljenje

pod enakimi pogoji 2.5 Slovenija licenco

http://cobiss.si/

http://cobiss6.izum.si/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=99999&rid=293616896&fmt=13&lani=si



KAZALO VSEBINE POVZETEK ............................................................................................................................................................... 1

1. O VARJENJU ................................................................................................................................................... 2

1.1. ZGODOVINA VARJENJA ............................................................................................................................... 3

1.2. VARIVOST ................................................................................................................................................ 3

2. VARILSKA TERMINOLOGIJA .......................................................................................................................... 7

3. VARNOST PRI VARJENJU ............................................................................................................................... 9

4. ZVARNI ŽLEB, SPOJ IN OZNAČEVANJE ZVAROV ........................................................................................... 9

5. LEGA VARJENJA ........................................................................................................................................... 16

6. OSNOVNE NAPAKE V ZVARIH ..................................................................................................................... 17

7. PREISKAVE IN PREIZKUŠANJE ZVAROV (ZVARNIH SPOJEV) ....................................................................... 19

7.1. NEPORUŠITVENE PREISKAVE ...................................................................................................................... 19

7.2. PORUŠITVENE PREISKAVE .......................................................................................................................... 21

7.3. KAKOVOST VARILSKIH DEL ......................................................................................................................... 21

8. ROČNO OBLOČNO VARJENJE ...................................................................................................................... 22

8.1. VARNOST PRI OBLOČNEM VARJENJU ............................................................................................................ 23

8.2. VARILNA OPREMA ZA ROČNO OBLOČNO VARJENJE .......................................................................................... 25

8.3. DODAJNI MATERIAL ZA VARJENJE ................................................................................................................ 26

8.4. PRAKTIČNE SMERNICE ZA VARJENJE ............................................................................................................. 34

LITERATURA .......................................................................................................................................................... 39


KAZALO SLIK Slika 1: Energija, potrebna za varjenje .................................................................................................................... 2

Slika 2: Parametri, ki vplivajo na varivost [7] .......................................................................................................... 4

Slika 3: Vpliv vsebnosti ogljika na trdoto pod navarkom [2] ................................................................................... 5

Slika 4: Dopustna trdota 350 HV kot funkcija povečanja debeline varjenca [7]...................................................... 6

Slika 5: Žilavost v zvaru in TVP [3] ........................................................................................................................... 7

Slika 6: Enosmerni tok in izmenični tok ................................................................................................................... 8

Slika 7: Pojmi v zvarnem spoju [12] ......................................................................................................................... 8

Slika 8: Elementi žleba pri varjenju V-vara [10] ..................................................................................................... 10

Slika 9: Poimenovanje varov, oznak in grafični prikazi [5] ................................................................................... 12

Slika 10: Oblike zvarnih spojev [12] ....................................................................................................................... 12

Slika 11: Dodatni simboli za stanje temena in korena zvara [11] ......................................................................... 13

Slika 12: Označevanje zvarov [11] ......................................................................................................................... 13

Slika 13: Označevanje položaja zvara glede na kazalno črto [11] ......................................................................... 14

Slika 14: Primer označevanja prekinjenega vara [11] ........................................................................................... 14

Slika 15: Različno označevanje debeline kotnega zvara [11] ................................................................................ 15

Slika 16: Dodatne oznake (levo - varjeno po celotnem obodu, sredina - varjeno pri montaži, desno - varjeno s

poljubnim varilnim postopkom) [11] ..................................................................................................................... 15

Slika 17: Lege varjenja na pločevini in cevi [6] ...................................................................................................... 16

Slika 18: Razpoke v sočelnem zvaru [8] ................................................................................................................. 17

Slika 19: Vključek v zvaru [8] ................................................................................................................................. 17

Slika 20: Zlep in neprevarjen koren [4] .................................................................................................................. 18

Slika 21: Oblikovne napake (zamaknitev, zajeda, previsoko teme) [4] ................................................................. 18

Slika 22: Ugotavljanje višine temena zvara ........................................................................................................... 19

Slika 23: Penetrantska preiskava (napaka desno) ................................................................................................. 20

Slika 24: Razvit film pri RTG preiskavi ................................................................................................................... 20

Slika 25: Obrus pri metalografski preiskavi [13] .................................................................................................... 21

Slika 26: Odtaljevanje elektrode pri obločnem varjenju [15] ................................................................................ 23

Slika 27: Predpasnik in rokavice za varjenje .......................................................................................................... 24

Slika 28: Delovna obutev za varjenje ..................................................................................................................... 24

Slika 29: Varilna maska ......................................................................................................................................... 25

Slika 30: Oprema za obločno varjenje ................................................................................................................... 26

Slika 31: Oplaščena elektroda [1] .......................................................................................................................... 26

Slika 32: Označbe na embalaži elektrod [14] ........................................................................................................ 29

Slika 33: Polariteta pri varjenju ............................................................................................................................. 35

Slika 34: Varjenje sočelnega vara v vodoravni legi [1] .......................................................................................... 35

Slika 35: Varjenje večvarkovnega sočelnega zvara v steni [1] .............................................................................. 36

Slika 36: Varjenje temenskega varka v legah PF [1] .............................................................................................. 37

Slika 37: Varjenje kotnega vara v različnih legah [1] ............................................................................................ 37

Slika 38: Pihalni učinek na robu varjenca [1] ......................................................................................................... 38


KAZALO TABEL Tabela 1: Snovi v plašču in njihov namen [1]……………………………………………………………………………………………………. 27

Tabela 2: Označevanje elektrode po EN ISO2560-A (EN449) [14]…………………………………………………………………….. 30

Tabela 3: Označevanje elektrode po EN ISO 3581-A (EN1600) [14]………………………………………………………………….. 30

Tabela 4: Označevanje elektrod po DIN 1913 [14] ……………………………………………………………………………………………31

Tabela 5: Označevanje elektrod po AWS-A5.1-1991 [14] ………………………………………………………………………………….32

Tabela 6: Jakost varjenja nekaterih elektrod ……………………………………………………………………………………………………34

Tabela 7: Priprava zvarnega žleba za sočelno varjenje z oplaščeno elektrodo [1] …………………………………………….38


1

POVZETEK

Gradivo je nastalo zaradi potrebe po kadrih v gospodarstvu v okviru projekta »Razvoj UPD

2017« z namenom usposabljanja odraslih oseb s področja varjenja.

Vključuje tako strokovno teoretične vsebine kot praktične napotke pri usposabljanju varilcev s

področja ročnega obločnega varjenja. V uvodnem delu so podane splošne vsebine varilskega

področja, kamor sodijo definicije, pojasnila osnovnih varilskih pojmov, vsebine s področja

zagotavljanja kakovosti varilskih del in specifični ukrepi za zagotavljanje varnosti in zdravja pri

delu ter varovanja pred požarom. V nadaljevanju so podani praktični napotki za varjenje, kamor

sodi tako priprava, kot varjenje samo. Gradivo vključuje tudi povezave na svetovni splet.

Ključne besede: varjenje, varivost, varilske napake, lega varjenja, preiskave zvarov, pihalni

učinek


2

1. O VARJENJU

Definicija varjenja pravi, da je varjenje spajanje materialov: trdnih, omehčanih ali raztaljenih na

mestu varjenja s pomočjo različnih virov energije, z uporabo pritiska ali brez njega. [2]

V uporabi je veliko varilnih postopkov, ki se med seboj zelo razlikujejo. Za nobenega izmed njih

ne moremo trditi, da je kateri boljši, saj se skoraj vsak uporablja pri različnih pogojih dela.

Postopke varjenja torej delimo na tiste s taljenjem ali s pritiskom, ki ga lahko dosežemo na

različne načine. Ena izmed možnosti za delitev varilnih postopkov pa je tudi delitev glede na

energijo, ki je potrebna pri postopku varjenja, kar prikazuje spodnja slika.

Za posamezne varilske postopke se uporabljajo številske oznake in mednarodne kratice, ki jih

opredeljuje standard EN ISO 4063. V nadaljevanju je predstavljena številska oznaka z evropsko

kratico najpogosteje uporabljenih načinov varjenja:

– 111, ročno obločno varjenje z oplaščeno elektrodo, MMA; – 135, varjenje po MAG postopku, MAG; – 136, varjenje po MAG postopku s stržensko žico, MAG; – 131, varjenje po MIG postopku, MIG;

Postopek varjenja

glede na energijo

Slika 1: Energija, potrebna za varjenje


3

– 137, varjenje po MIG postopku s stržensko žico, MIG; – 141, varjenje po TIG postopku, TIG; – 311, plamensko varjenje s kisikom in z acetilenom, OFW;

1.1. Zgodovina varjenja

Začetki varjenja segajo v stari vek, ko so Sumerci že poznali način kovaškega varjenja, a se je

razvoj varjenja v pravem pomenu besede, s pomočjo električne energije, začel šele ob koncu

19. stoletja. [7]

Ruska raziskovalca Bernados in Oliševski sta z grafitno elektrodo vzpostavila električni oblok,

izkoristila nastalo toploto za varjenje ter postopek patentirala. Zvar je bil zaradi vdora zraka ter

ogljikovih delcev, ki so izhajali iz elektrode, oksidiran in nekakovosten. Za očeta sodobnih

varilnih postopkov štejemo Slavjanova, ki je namesto ogljikove elektrode uporabil kovinsko

palico in tako rešil težavo z ogljikovimi delci. Leta 1907 pa je švedski metalurg Kjellberg izboljšal

postopek varjenja s plaščem na elektrodi, ki je ščitil pred vdorom zraka na zvarno mesto,

izboljšal pa je tudi stabilnost in vžig obloka. Razvoj se je nadaljeval do leta 1941, ko se je začelo

pojavljati varjenje v zaščitnem plinu, najprej z netaljivo volframovo elektrodo, leta 1948 pa še s

taljivo elektrodo v zaščiti aktivnega plina CO2 . Tudi postopek plamenskega varjenja je star že

več kot 100 let. Postopek se uporablja tudi danes, čeprav ga izpodrivajo modernejši in bolj

avtomatizirani postopki varjenja, saj je plamensko varjenje vsestransko in energetsko

neodvisno, zato se je postopka prijel izraz »avtogeno varjenje«. [7, 9]

1.2. Varivost

Varivost materiala pomeni sposobnost materiala, da se da variti. Definicija mednarodnega

varivostnega inštituta pravi, da je kovinski material variv po nekem postopku za določeno rabo,

če lahko dosežemo kontinuiteto materiala med elementi konstrukcije s takšnimi zvarnimi spoji,

da s svojimi trajnimi karakteristikami in globalnimi posledicami zadovoljujejo predvidene

zahteve. Skrajšano bi torej lahko rekli, da varivost pomeni obnašanje materiala med varjenjem

(operativna varivost) in po varjenju (globalna ali konstrukcijska varivost), saj pri varjenju v

materialu nastanejo določene spremembe, ki so posledica toplotnih vplivov. [2]

Če kovino varimo brez bojazni, da bi v materialu nastale spremembe, ki bi porušile homogenost

zvarnega spoja, rečemo, da je kovina neomejeno variva. Na varivost vpliva več dejavnikov, kar

prikazuje slika 2. Varivostna lastnost je odvisna od kemijske sestave materiala, metalurških

lastnosti, ki jih določa postopek pridobivanja materiala, in fizikalnih lastnosti, kot so razteznost,

toplotna prevodnost, tališče, modul elastičnosti … Možnost izvajanja varjenja je odvisna od

Varjenje pomeni


4

priprave, izvedbe in obdelave po varjenju. Varnost varjene konstrukcije je zagotovljena, če

konstrukcija v svoji življenjski dobi pri normalni uporabi ne spremeni predvidenih lastnosti.

Odvisna je od konstrukcijske zasnove, stanja in vrste obremenitve, debeline materiala,

obratovalne temperature in podobno. [2, 7]

Slika 2: Parametri, ki vplivajo na varivost [7]

Kljub dokazani sposobnosti za varjenje se lahko zgodi, da se konstrukcija ob obratovanju poruši.

Vzrok za to so razpoke ali lomi. Temu se izognemo tako, da se preprečijo ostri prehodi pri

spajanju različnih debelin (zvare lahko konkavno zaoblimo), izogibamo pa se tudi

konstrukcijskim koncentracijam napetosti. Dober konstruktor se mora s svojo konstrukcijo znati

izogniti prevelikim notranjim napetostim, ki bi porušile zavarjeno konstrukcijo. [7]

Osnovni pogoj za kakovostno varjenje je kakovosten material, kar mora proizvajalec zagotavljati

s potrdili, certifikati ali atesti. Treba se je zavedati, da popolnega jamstva varivosti ne more

zagotoviti niti najboljši proizvajalec materiala, saj na varivost poleg sestave materiala vplivajo

tudi tehnološki pogoji. Osnovo za izbiro ustreznega osnovnega in dodajnega materiala dajejo

varivostni preizkusi. Glede na obseg in zahtevnost govorimo o treh vrstah preizkusov varivosti:

- Smallscale test (majhni preizkušanci) se uporablja za določanje posameznih lastnosti

materiala in spoja ter za določanje nagnjenosti k razpokam.

- Largescale test (večji preizkušanci) simulira dejansko stanje v bodoče obremenjeni

konstrukciji, pri katerem zasledujemo numerične vrednosti, ki dajejo kritično velikost napake,

ter določamo kritično temperaturo obratovanja konstrukcije ali stroja.


5

- Fullscale test (veliki preizkušanci) se izvaja na resnični velikosti, lahko tudi v pomanjšani

velikosti na modelu, kjer pod dejanskimi pogoji merimo obnašanje konstrukcije ali stroja v

obratovanju. To testiranje zaradi velikih stroškov redkeje uporabljamo, upravičeno pa pri

zahtevnih projektih, ko uvajamo novo varilno tehnologijo. [7]

Delež ogljika v jeklu je za oceno varivosti najpomembnejši, ta za oceno dobre varivosti ne sme

presegati 0,22 %, ker je to meja kaljivosti, v TVP (toplotno vplivano področje) nastajajo

mehkejše in bolj žilave mikrostrukture. Na spodnji sliki je razvidno, kako ogljik vpliva na trdoto

pod navarkom v TVP. Po standardu IIW (Mednarodni inštitut za varilstvo) je najvišja dopustna

trdota v TVP za nosilne konstrukcije iz fino zrnatih jekel 350 HV (trdota, merjena po Vickersu).

[2]

Slika 3: Vpliv vsebnosti ogljika na trdoto pod navarkom [2]

Na oceno varivosti vplivajo tudi drugi parametri (debelina, ostali legirni elementi, nečistoče …).

Za ugotavljanje varivosti je IIW predpisal način, kako na splošno ocenimo varivost jekla. To

naredimo tako, da izračunamo ogljikov ekvivalent po enačbi:

𝐶𝑒𝑞 𝐼𝐼𝑊 = 𝐶 +𝑀𝑛

6+

(𝐶𝑟 + 𝑀𝑜 + 𝑉)

5+

(𝑁𝑖 + 𝐶𝑢)

15

PRAVILA:

Če je 𝐶𝑒𝑞 𝐼𝐼𝑊 < 0,45, je jeklo dobro varivo, dovoljena je uporaba poljubnega dodajnega

materiala.

Če je C𝐶𝑒𝑞 𝐼𝐼𝑊 = 0,45 − 0,60, je potrebno predgrevanje med 100 in 200 oC in uporaba

bazičnega dodajnega materiala.


6

Če je 𝐶𝑒𝑞 𝐼𝐼𝑊 > 0,60, je potrebno visoko predgrevanje od 250 do 350 oC, uporaba

nizkovodičnih elektrod ter termična obdelava po varjenju [7].

Slika 4 prikazuje zniževanje 𝐶𝑒𝑞 ob naraščanju debeline materiala.

Slika 4: Dopustna trdota 350 HV kot funkcija povečanja debeline varjenca [7]

Na varivost vplivajo tudi drugi legirni elementi. Silicij deluje dezoksidacijsko, saj veže kisik in ga

odplavlja v žlindro. Povečuje tudi odpornost proti staranju. Jeklo ga mora vsebovati med 0,15

in 0,45 %. Kljub znižanju vsebnosti ogljika z manganom povečujemo trdnost jekla, saj tako

izboljšamo varivost in žilavost. Mangan veže nase žveplo in tako niža občutljivost za nastanek

razpok v vročem stanju. Žveplo v jeklu ni zaželeno, saj povzroča krhkost v toplem in pri varjenju

razpokljivost v vročem stanju. Običajno ga je v jeklu manj kot 0,035 %. Tudi fosfor pospešuje

krhkost v hladnem, sicer pa dviguje natezno trdnost ter mejo tečenja. Količine so primerljive z

žveplom. [7]

Pri varjenju, torej pri segrevanju in ohlajanju, pri materialu prihaja do sprememb

mikrostrukture, s tem pa tudi do sprememb lastnosti varjenega materiala. Slika 5 kaže različno

strukturo materiala v TVP pri sočelnem enovarkovnem varjenju pločevine. Zaradi različne

strukture je v TVP tudi različna žilavost. Najmanjša žilavost pri konstrukcijskem jeklu je dosežena

v področju grobozrnate strukture. Problematično je tudi medkritično področje, kjer nastajajo

MA-strukture (martenzitno-avstenitne), ki so za žilavost neugodne, ter ugodnejše MB-strukture

(martenzitno-bainitne). Po nekaterih teorijah naj bi bile ravno MA-strukture povzročitelji

krhkega loma. Krhkost povzročata prisilno raztopljeni ogljik v martenzitu in elastične napetosti

v zaostalem avstenitu. Pri večvarkovnem varjenju nastajajo MA in MB-strukture v vseh

medkritično segretih delih zvara. Zaradi večkratnega segrevanja in ohlajanja MA in MB-


7

strukture popustijo, s tem pa se spreminja tudi njihov vpliv. Pričakovati je ugodnejši vpliv na

žilavost kot pri enovarkovnem varjenju. [3]

Slika 5: Žilavost v zvaru in TVP [3]

2. VARILSKA TERMINOLOGIJA

– Osnovni material - je material, ki ga želimo variti. – Dodajni material - je material, ki ga pri varjenju dodajamo. Lahko ga dodajamo ročno ali

pa se dodaja avtomatsko. To so lahko taljive elektrode, varilne žice v obliki palice ali žice, navite na kolut.

– Oblok - je četrto agregatno stanje zraka, ko zrak zaradi ionizacije postane prevoden. Oblok zagotavlja energijo, ki je potrebna za taljenje osnovnega in dodajnega materiala. Nastane torej zaradi prehoda električnega toka skozi plinasti medij.

– Var - je material, ki je bil med varjenjem raztaljen (lahko tudi omehčan) in sestoji iz osnovnega, lahko pa tudi dodajnega materiala. Var je lahko skupek več posameznih varkov, ki nastanejo v eni potezi varjenja.

– Zvar - je var, ki spaja dva ali več elementov v nerazstavljivo celoto. – Uvar - je tisti del vara, ki sega v globino osnovnega materiala. – Navar - je var na površini osnovnega materiala z namenom dimenzijskega popravka

strojnega elementa ali z namenom spremeniti mehanske lastnosti površine osnovnega materiala.

– Teme vara - je del varka, ki nastane na tisti strani, na kateri varimo. – Koren vara - je tisti del varka, ki nastane na nasprotni strani varjenja. – Zvarni spoj - sestoji iz vsaj dveh elementov za varjenje. Oblike zvarnih spojev so odvisne

od medsebojnih leg elementov za varjenje.


8

– Toplotno vplivano področje/toplotno vplivana cona (TVP/TVC) - je področje osnovnega materiala ob varu, kjer ni prišlo do taljenja, je pa bila temperatura tako visoka, da so nastale strukturne spremembe v materialu.

– Napetost varjenja - je potencialna razlika med negativnim in pozitivnim polom na varilnem aparatu med varjenjem, ko je vzpostavljen varilni oblok. Meri se v voltih [V].

– Napetost praznega teka - je napetost, ki se pojavi takrat, ko je varilni aparat priklopljen na omrežno napetost, z njim pa ne varimo. Ta je navadno višja od napetosti pri varjenju.

– Varilni tok - steče skozi varilni oblok in ustvarja toploto za taljenje osnovnega in dodajnega materiala. Varilni tok je lahko enosmerni ali izmenični, kar prikazuje slika 6.

– Predgrevanje - je segrevanje pred varjenjem. S tem se lahko izognemo težavam med samim varjenjem ali pa preprečimo nastanek razpok po varjenju. Pri večvarkovnem varjenju je pomembna tudi vmesna temperatura med posameznimi varki (medvarkovna temperatura).

– Lega varjenja - je položaj varjenca med postopkom varjenja.

Spodnja slika predstavlja primere nekaterih pojmov v zvezi s sočelnim zvarnim spojem.

Slika 7: Pojmi v zvarnem spoju [12]

ELEK

TRIČ

NI T

OK

[A]

ČAS

ENOSMERNI TOK

-

+

ELEK

TRIČ

NI T

OK

[A]

+

-

ČAS

IZMENIČNI TOK

Slika 6: Enosmerni tok in izmenični tok


9

3. VARNOST PRI VARJENJU

Pri izvajanju varilskih del je zelo pomembno, da ne pozabimo na ustrezno izvajanje ukrepov, ki

zagotavljajo varno in zdravo delo. Pomembni so tako ukrepi kolektivne varnosti kot uporaba

osebne varovalne opreme, ki mora ustrezati posameznemu varilnemu postopku. Žal pa varilci

prepogosto pozabljajo tudi na zahtevano požarno varnost. Do največ požarov zaradi varjenja

pride na t.i. začasnih varilskih deloviščih, ko izvajalci varilskih del ne odstranijo gorljivih snovi iz

okolice varjenja (vsaj 5 metrov). Po varjenju je potrebno zagotoviti tudi požarno stražo.

Pri varilnem postopku so varilci izpostavljeni sledečim nevarnostim:

– nevarnost udara električnega toka; – opekline zaradi dotika z vročim predmetom; – opekline oziroma poškodbe zaradi sevanja obloka (obločni postopki varjenja); – zaslepitve zaradi močne svetlobe (plamenske tehnike); – zastrupitve in zadušitve; – poškodbe zaradi prekomernega hrupa; – poškodbe zaradi neergonomičnih delovnih mest; – mehanske poškodbe pri pripravi varjencev ter obdelavi zvarov …

Specifični ukrepi za varno in zdravo delo pri varjenju s praktičnimi napotki so opisani v

nadaljevanju gradiva.

4. ZVARNI ŽLEB, SPOJ IN OZNAČEVANJE ZVAROV

Pred varjenjem je pomembno pripraviti osnovni material za varjenje, kot so: priprava zvarnega

žleba ter čiščenje in razmaščevanje. Za kakovostno izvedbo varjenja mora biti varjenec na mestu

varjenja očiščen oksidov, barve, cinka, maščob in ostalih nečistoč. Postopek lahko izvedemo

mehansko (peskanje, ščetkanje, brušenje …) in/ali kemično.

Pri varjenju tankih osnovnih materialov posebne priprave zvarnega žleba (razen čiščenja) ni

potrebno izvajati, kar pa ne velja za varjenje debelejših varjencev, saj moramo poskrbeti za

dobro prevaritev korenskega varka. Koti posnetja zvarnega žleba ne smejo biti preveliki, saj se

tako povečajo stroški pri pripravi žleba in tudi varjenja samega (večja poraba energije, časa in

dodajnega materiala). Oblika zvarnega žleba je odvisna od tega, ali bomo varili enostransko ali

dvostransko, pa tudi od same oblike zvarnega spoja. Elemente žleba prikazuje spodnja slika.

Vedno pazi na

svojo varnost!


10

Slika 8: Elementi žleba pri varjenju V-vara [10]

Glede na obliko priprave zvarnega žleba v varjeni konstrukciji nastajajo različni zvari.

Prikazovanje spojev na risbah je določeno s standardom SIST EN ISO 2553. Nekaj oblik zvarnih

spojev z oznakami in s poimenovanji zvarov je prikazanih na sliki v nadaljevanju.


11

Vzemi si čas in dobro pripravi

zvarni rob, obrestovalo se bo.


12

Slika 9: Poimenovanje varov, oznak in grafični prikazi [5]

Najpogosteje uporabljena zvarna spoja sta sočelni zvarni spoj in T-spoj (v slednjem nastaja kotni

zvar), pojavljajo pa se še vogelni, prekrovni, robni in križni spoj. Shematsko jih prikazuje slika

10.

Slika 10: Oblike zvarnih spojev [12]

Poleg omenjenega pa standard SIST EN 22553 določa tudi dodatne simbole za stanje korena in

temena zvara, kar prikazuje slika 11.


13

Slika 11: Dodatni simboli za stanje temena in korena zvara [11]

Omenjeni standard določa tudi označevanje zvarov v tehnološki dokumentaciji. Uporablja se

poenostavljeno označevanje zvarov in zvarnih spojev. Poleg poenostavljenega označevanja

lahko za »pomembnejše« zvare podrobne informacije o posameznem spoju in zvaru najdemo

v opisu varilnega postopka (WPS).

Slika 12: Označevanje zvarov [11]

Slika 13 prikazuje označevanje zvara na delovni risbi s kazalno črto s puščico. Kadar je črtkana

referenčna črta pod polno referenčno črto oziroma na nasprotni strani polne referenčne črte,


14

kot je simbol za zvar, pomeni, da mora biti teme zvara na tisti strani, kot prikazuje kazalna črta

s puščico. V nasprotnem primeru, ko je črtkana referenčna črta nad polno referenčno črto

oziroma na isti strani polne referenčne črte, kot je simbol za zvar, mora biti teme zvara na

nasprotni strani, kot jo označuje puščica.

Slika 13: Označevanje položaja zvara glede na kazalno črto [11]

Slika 14 prikazuje primer označevanja zvara, ko ta ni varjen po celotni dolžini varjenca.

Slika 14: Primer označevanja prekinjenega vara [11]

Označevanje debeline kotnega zvara lahko izvedemo na več različnih načinov. Nekaj primerov

ponazarja slika 15. Običajna zahteva za izvedbo kotnega zvara znaša:

𝒂 = (𝟎, 𝟓 − 𝟎, 𝟕) 𝒕𝒎𝒊𝒏

𝑎 – dimenzija kotnega zvara

𝑡𝑚𝑖𝑛 – debelina tanjše pločevine


15

Slika 15: Različno označevanje debeline kotnega zvara [11]

Poleg vsega naštetega lahko že omenjenim načinom označevanja zvarov dodamo še simbole za

dodatno oznako, kot prikazuje slika 16.

Slika 16: Dodatne oznake (levo - varjeno po celotnem obodu, sredina - varjeno pri montaži,

desno - varjeno s poljubnim varilnim postopkom) [11]

V nadaljevanju lahko prikazanemu simbolu (sliki 16, desno) dodamo pomembne parametre

zvara, kot so: kakovostni razred, vrsta varilnega postopka, lega varjenja, vrsta dodajnega

materiala … Primer dodatne oznake za označevanje zvara, kot ga opredeljuje standard SIST EN

287-1, je podan v nadaljevanju.

– 111; MMA, ročno obločno varjenje z oplaščeno elektrodo

– P; pločevina

– FW; kotni zvar – W01; skupina materiala

– RR; vrsta oplaščene elektrode

– t08; debelina varjenca

– PA; lega varjenja

– ss; enostransko varjenje

– nb; varjenje brez podložke

– nl; enovarkovno varjenje


16

5. LEGA VARJENJA

Standard SIST EN ISO 6947 definira delovne lege varjenja v prostoru glede na smer varjenja.

Vsako varilno lego standard poimenuje z dvočrkovno oznako. Prva oznaka »P« pomeni pozicijo,

druga črka pa ponazarja posamezno lego, začenši z »A«, ki označuje vodoravno lego. Tipične

varilne lege na pločevini in cevi ponazarja slika 17. [6]

Slika 17: Lege varjenja na pločevini in cevi [6]


17

6. OSNOVNE NAPAKE V ZVARIH

Lahko bi rekli, da popolnega zvara skoraj ni. Nepravilnosti se lahko pojavijo tako v zvaru kot v

TVP. Zato moramo ločiti med nepravilnostmi in napakami. Nepravilnosti so odstopanja od

idealnega stanja, ki so običajno še sprejemljiva, napake pa presegajo nivo sprejemljivosti

nepravilnosti v zvaru. Tako kot smo v prejšnjem poglavju govorili, da je varivost odvisna od

mnogih dejavnikov, je tudi pri napakah zelo podobno. Pojavijo se lahko zaradi slabo izbranega

postopka varjenja glede na osnovni in dodajni material, neustrezne toplotne obdelave pred in

po varjenju, slabe priprave varjencev … Pogosto se napake pojavijo zaradi neupoštevanja

predpisanega postopka varjenja. Nepravilnosti v zvarih podaja standard SIST EN ISO 6250. V

tem standardu je vsaka napaka označena s 4-številčno oznako. Prva številka pomeni skupino

napake, ostale tri pa klasifikacijo napake znotraj skupine. Napake so v osnovi razdeljene v šest

skupin. [8]

V prvo skupino spadajo razpoke, ki jih štejemo med najbolj nevarne napake v zvaru ali v TVP,

prikazuje jih slika 18. Pojavijo se pri hitrem ohlajevanju zvarjenca. Pogoste so pri materialu z

večjo vsebnostjo ogljika, lahko pa nastanejo tudi nekaj dni po varjenju, če je v zvaru večja

količina vodika. [8]

Slika 18: Razpoke v sočelnem zvaru [8]

V drugi skupini se nahajajo tako imenovane votlinice. Te se pojavljajo v zvaru zaradi ujetega

plina, ki ni uspel priti na površje pred strditvijo taline. Navadno so črvaste oblike, pri dinamični

obremenitvi obstaja nevarnost pojava razpoke [8].

V tretji skupini se nahajajo trdni vključki, ki se v zvaru lahko pojavijo kot ostanki žlindre ali pa so

posledica odtaljevanja volframove elektrode oziroma bakrene podložke. Napako prikazuje slika

19. [8]

Slika 19: Vključek v zvaru [8]

Zelo pogosta napaka je pomanjkljivost zvarnega spoja, ki jo uvrščamo v četrto skupino napak.

Med najbolj pogoste napake te skupine štejemo slabo prevarjen koren tako na sočelnem kot

na kotnem zvaru. Napaka je prikazana na sliki 20. Pomanjkljivost se lahko pojavlja med samimi


18

varki ali med varkom in osnovnim materialom. Tej napaki z drugo besedo rečemo tudi zlep in

jo štejemo med zelo nevarne varilske napake. Vzrok je pogosto nepravilna drža gorilnika ali

elektrode, lahko tudi nezadostna jakost varilnega toka pri obločnih postopkih varjenja. [8]

Slika 20: Zlep in neprevarjen koren [4]

Peto skupino varilskih napak imenujemo oblikovne napake, ki so v veliki meri odvisne od varilca

samega. Pojavijo se zaradi nepravilnega naklona gorilnika ali elektrode, slabe priprave varjenca

in varilnega aparata ipd. Mednje uvrščamo previsoko ali prenizko teme, nesimetričnost zvara,

zajede ob zvaru na osnovnem materialu, zamik varjenca, slabo nadaljevanje zvara in podobno.

Nekaj vrst oblikovnih napak prikazuje slika 21. [8]

Slika 21: Oblikovne napake (zamaknitev, zajeda, previsoko teme) [4]

V šesti skupini se nahajajo varilske napake, ki jih še nismo omenili. Zelo pogosta napaka je

čezmerno brizganje, vžig obloka izven zvarnega žleba, oksidirana površina zvara, napake zaradi

prevelikih spenjalnih zvarkov, zabrusi in zaseki ter podobno. [8]

Napaka je prekomerna

nepravilnost v zvaru.


19

7. PREISKAVE IN PREIZKUŠANJE ZVAROV (zvarnih

spojev)

Nepravilnosti oziroma napake v zvarih lahko ugotavljamo na več različnih načinov. V osnovi

lahko ugotavljamo napake tako, da varjenca ne poškodujemo (neporušitvene preiskave), ali

tako, da varjenec oziroma zvar uničimo (porušitvene preiskave oziroma preizkusi).

7.1. Neporušitvene preiskave

Na ta način preiskujemo nepravilnosti in napake v zvarih oziroma neposredni okolici na površini

in v notranjosti. Ugotavljamo razpoke, pore, vključke …

Med najbolj razširjene metode štejemo t.i. VT (visual testing oz. vizualna kontrola). S to metodo

lahko seveda ugotavljamo le nepravilnosti na površini zvara. Izvaja se tako, da pogledamo zvar

z oddaljenosti največ 600 mm pod kotom največ 30°. Pomagamo si z merilniki za ugotavljanje

dimenzijske ustreznosti zvara, raznimi lupami, po potrebi pa tudi z dodatnimi osvetlitvami.

Slika 22: Ugotavljanje višine temena zvara

Zelo razširjena in relativno poceni je tudi metoda uporabe penetrantov. Preiskava poteka tako,

da varjenec najprej mehansko očistimo. Po mehanskem čiščenju na zvar nanesemo čistilo. Ko

se ta popolnoma posuši, nanj nanesemo še drugo komponento, navadno rdeč penetrant, ki ga

pustimo pronicati v morebitne nepravilnosti približno 15 min. Rdeč penetrant s krpo in z

uporabo čistila rahlo obrišemo in na zvar nanesemo še bel razvijalec, ki iz površinske napake

potegne rdeč penetrant in tako na mestu napake nastane rdeč madež na beli podlagi.

Najpogosteje penetrante najdemo v obliki spreja. Če so penetranti fluorescentni, moramo za

ugotavljanje napak uporabiti ultravijolično svetilko. S to metodo je mogoče preiskovati tudi

površinske napake na drugih materialih, ne le na zvarjencih.


20

Slika 23: Penetrantska preiskava (napaka desno)

Z radiografsko preiskavo, to je preiskava z RTG (rentgenskimi) in ϒ- žarki (gama žarki), ki

prodrejo skozi trdna telesa in tam oslabijo. Napake lahko preiskujemo na celotnem prerezu. Na

mestu napake na materialu je intenzivnost sevanja skozi material manjša. Na filmu, ki ga pri tej

preiskavi posnamemo, se napaka pokaže kot začrnitev. Za ugotavljanje položaja napake

moramo preizkušanec presvetliti z dveh smeri. Spodnja slika prikazuje napako slabe prevaritve

korena na 2 mm debeli pločevini.

Slika 24: Razvit film pri RTG preiskavi

Za materiale, debele nad 8 milimetrov, lahko uporabimo tudi ultrazvočno preiskavo. S to

preiskavo lahko napako najdemo, jo natančno lociramo in ugotovimo velikost napake v

notranjosti preizkušanca. Metoda spada med akustične metode in je primerna za preiskave

materialov, ki prevajajo zvok. Pri tej metodi napake odkrivamo tako, da s sondami vzbujamo

ultrazvočno valovanje, ki deluje na principu piezo-električnega elementa. Ob napaki se zvok v

sprejemnik vrne nekoliko oslabljen. Z analizo zvoka določimo karakteristike napake v materialu.

Ena izmed možnosti ugotavljanja napak je tudi preiskava z magnetnimi delci. S to metodo

poiščemo napake na površini preizkušanca ali tik pod njegovim površjem. Slabost metode pa

je, da lahko preiskujemo le feromagnetne materiale. Na površino, ki jo želimo preizkusiti, se

nanese tekočina z magnetnim prahom, ta se pri vzpostavitvi magnetnega polja okoli napake

odzove drugače kot pri homogenem materialu. Tako se locira in določi velikost površinske

napake na zvarjencu.

Pri varjenju cevovodov in tlačnih posod navadno izvedemo kontrolo tesnosti zvarov oziroma

celotnega elementa. Izvajanje te metode je zelo odvisno od vrste materiala in namembnosti

Napaka pri

varjenju je lahko

življenjsko

nevarna.


21

cevovoda. Ta preizkus lahko izvajamo s posebnimi črpalkami z uporabo tekočega ali plinastega

medija.

7.2. Porušitvene preiskave

Bistvo teh preiskav je, da se zvarjenec oziroma zvar poruši, s tem pa se ugotavljajo mehanske

lastnosti zvarjenca oziroma zvara. Seveda končni izdelek po preizkusu ni več uporaben. Lahko

pa se izdelajo varilski vzorci, ki so varjeni pod enakimi pogoji kot zvari v realni zvarni konstrukciji.

Tako lahko preizkušamo ustreznost varilskega postopka oziroma usposobljenost samega

varilca.

Med porušitvene preiskave spadajo:

- Natezni preizkus, ki ga izvajamo na posebnih trgalnih strojih, v katere vpnemo etalone

(narejene iz čistega vara oz. osnovnega materiala), ki jih raztegujemo do pretrganja. Pri tem

spremljamo posebni diagram napetosti v odvisnosti od raztezka.

- Tlačni preizkus, ki ga uporabljamo za krhke materiale oziroma za elemente, ki so večinoma

obremenjeni na tlak. V stiskalnici stiskamo vzorec do nastanka prvih razpok.

- Upogibni preizkus, s katerim lahko ugotovimo zlepe varjencev ali razpoke. Izdelek na podporah

s posebnim valjastim pestičem upogibamo do porušitve.

- Prelomni preizkus je zelo priročna metoda. V tem primeru zvar na določenem mestu nekoliko

oslabimo (lahko zarežemo z rezalko) in ga prelomimo. Ugotavljamo stanje ustrezne prevaritve

korena zvara, prisotnost por, vključkov in razpok.

- Metalografska preiskava je ena izmed možnosti za ugotavljanje strukture zvarnega spoja.

Potrebno je izdelati prerez varjenca, ki ga spoliramo in jedkamo. Pokaže se struktura površine,

ki jo lahko opazujemo s prostim očesom ali pa pod mikroskopom. Primer vzorca (obrusa)

prikazuje slika 25.

Slika 25: Obrus pri metalografski preiskavi [13]

7.3. Kakovost varilskih del


22

Za kakovost opravljenih varilskih del je potrebno upoštevati več dejavnikov. Zavedati se je treba,

da so slabo opravljena dela lahko zelo draga in velikokrat tudi življenjsko nevarna. Na končno

kakovost imajo zagotovo velik vpliv že sama izbira ustreznega varilskega postopka, izbira

osnovnega in dodajnega materiala ter ustrezna tehnologija dela.

Zagotavljanje kakovosti se začne že pri načrtovanju izdelka in se nadaljuje do končne kontrole.

V pomoč nam je standard ISO 9001, ki temelji na načelih vodenja kakovosti nenehnih izboljšav

in s tem povečanja zadovoljstva strank. Zahteve po kakovosti pri varjenju pa določa standard

SIST EN 729.

Natančna navodila za varjenje so praviloma podana v popisu varilnega postopka (WPS – Welding

Procedure Specification), ki izhaja iz standarda EN 288. V dokumentu najdemo navodila za izbiro

varilskega postopka, vrsto zvara in lego varjenja, podatke o osnovnem in dodajnem materialu,

pripravi zvarnih robov ter podatke o ostalih varilnih parametrih. Kadar se varilska dela opravljajo

na terenu, je potrebno voditi varilski dnevnik, kamor se vpisujejo podatki o izvedbi del. Sem

sodijo tudi zapisi o kontroli.

Pri zagotavljanju kakovostne izvedbe varilskih del ne moremo govoriti le o preiskavah in

preizkušanju varjencev, ampak tudi o zagotavljanju sposobnosti in preizkušanju varilcev. Varilci

se morajo usposabljati za varilska dela in za varjenje zahtevnih zvarov, periodično pa tudi

preverjati usposobljenost za opravljanje varilskih del. V procesu preverjanja (certificiranja)

morajo varilci dokazati ustrezni nivo teoretičnega in praktičnega znanja. Praktična znanja se

preverjajo z varjenjem predpisanih testnih varilskih vzorcev, ki se skladno s standardi tudi

preiskujejo in/ali preizkusijo. Varilcu, ki izpolnjuje pogoje, akreditirani certifikacijski organ izda

certifikat kvalifikacije varilca, na katerem so podatki njegove kvalifikacije. Kvalifikacijo mora

varilec periodično potrjevati vsakih šest mesecev pod pogojem, da je varilec v preteklem

obdobju opravljal varilska dela, skladna z njegovo kvalifikacijo. Kvalifikacija se podaljša za dve

leti, če sta v zadnjem šestmesečnem obdobju potrjevanja sprejemljivo ocenjena dva zvara (RT

ali UT). Kvalifikacija je pod posebnimi pogoji (zagotavlja jih proizvajalec) veljavna toliko časa,

dokler je potrjena. Potrjuje se vsakih šest mesecev. Varilec lahko podaljša kvalifikacijo tudi s

ponovnim opravljanjem celotnega postopka na vsaka tri leta. Eden izmed certifikatov, ki

dokazuje usposobljenost za varjenje, je certifikat nacionalne poklicne kvalifikacije, ki ima trajno

veljavo, velja pa za določen način varjenja (MIG/MAG varilec, TIG varilec, plamenski varilec …).

8. ROČNO OBLOČNO VARJENJE


23

Pri tem načinu varjenja gori oblok med konico elektrode in osnovnim materialom. Postopek

spada med talilne postopke varjenja z uporabo dodajnega materiala. Elektroda na konici pri

neposrednem kratkem stiku zažari in prične oddajati elektrone, ki potujejo od minusa k plus

polu. Ostanku atoma, ki je oddal elektron, pravimo pozitivni ion. Ta ni več nevtralen, ampak je

postal pozitiven in polni prostor med poloma. Elektroni se lahko pri trku z nevtralnimi atomi z

njimi spojijo, pravimo jim negativni ioni, in prav tako polnijo prostor obloka. V obloku so torej

molekule, atomi, elektroni, pozitivni in negativni ioni. Prostor med konico elektrode in

osnovnim materialom zaradi termične emisije elektronov postaja električno prevoden, pojav

imenujemo tudi plinsko razelektrenje. Električni tok steče skozi ta prostor v obliki obloka, v njem

pa nastaja temperatura, potrebna za taljenje osnovnega in dodajnega materiala.

Slika 26: Odtaljevanje elektrode pri obločnem varjenju [15]

V obloku nastaja temperatura od 4000 – 6000 °C. Zaradi visoke temperature se na elektrodi

(gola žica, oplaščena ali strženska elektroda) začne tvoriti kapljica, ki jo elektrodinamične sile

potiskajo proti talilni kopeli. Kapljico oblikuje tudi t.i. Pinch efekt, ki zaradi magnetnega polja

okoli vodnika (elektrode) stiska kapljico in jo še dodatno potisne proti osnovnemu materialu.

Če teh dodatnih sil ne bi bilo, bi na kapljico delovala le sila gravitacije, ki bi povzročila zelo grob

kapljični prehod dodajnega materiala v zvar.

Oblok oziroma talino je potrebno zaščititi pred vdorom zraka iz okolja. Pri varjenju z oplaščeno

elektrodo to nalogo opravi plašč na elektrodi. Kadar varimo z golo žico, pa moramo v ta namen

dovajati zaščitni plin.

8.1. Varnost pri obločnem varjenju

Tako kot vsako delo tudi varjenje predstavlja določeno mero tveganja za nastanek poškodb pri

delu oziroma za razvoj poklicnih bolezni. Pri postopku obločnega varjenja z oplaščeno elektrodo

je varilec izpostavljen nevarnostim udara električnega toka, sevanju obloka, dimnim plinom,

požaru … Potrebno je upoštevati določene varnostne ukrepe, da tveganja ne povzročijo

poškodb ali bolezni. Najpomembnejši ukrep za varovanje zdravja je zmanjšanje tveganja


24

oziroma nevarnosti samem mestu. Kljub ukrepom, ki zmanjšujejo tveganje, je potrebno

uporabljati ustrezno osebno varovalno opremo, ki je posebej prilagojena za postopke

obločnega varjenja. Sem sodijo:

– Varilska delovna obleka, ki je skladna s standardom varilne zaščite (EN ISO 11611) in toplotne zaščite (EN ISO 11612). Kot dodatek varilske obleke pa štejemo še usnjen predpasnik, usnjene narokavnike in gamaše, pri nadglavnih varilskih legah pa še ognjeodbojno kapuco oziroma naglavno varilsko ruto. Predvsem pa ne smemo pozabiti na zaščito rok, zato uporabljamo dolge varilske rokavice v skladu z EN 12477, EN 388 in EN 407.

Slika 27: Predpasnik in rokavice za varjenje

– Zelo pomembni so tudi varovalni delovni čevlji, ki naj bodo skladni s standardom CE EN ISO 20345:2011 S3 SRC HRO. Priporočljivo je, da je obutev iz usnja in ima temperaturno obstojni podplat, ki ne drsi. Prav tako je priporočljivo, da je obutev nekoliko višja, s pokritimi vezalkami, z možnostjo hitrega sezuvanja ter da ima kovinsko ali kompozitno kapico za zaščito prstov.

Slika 28: Delovna obutev za varjenje

– Za zaščito oči in obraza pred ultravijoličnim sevanjem uporabljamo varilno masko z ustrezno zatemnitvijo, skladno s standardom: »Oprema za varovanje oči in obraza pri varjenju in podobnih postopkih (EN 175)«. Uporabljajo se lahko maske z vložnimi mineralnimi stekli ali pa avtomatske varilne maske z možnostjo nastavljanja stopnje zatemnitve, pri čemer višja številka pomeni večjo zatemnitev. Za ročno obločno varjenje z oplaščeno elektrodo se uporabljajo zatemnitve od 9 do 13. Poleg ultravijoličnega sevanja, ki je nevidno in prodre v globino tkiva ter povzroči pekočo bolečino v očeh, se pri varjenju pojavi tudi infrardeče toplotno sevanje, ki je prav tako nevidno, povzroča pa toploto, ob kateri se koža poti in pordeči, zelo nevarno pa je tudi za oči, saj lahko povzroči odmiranje mrežnice ali celo oslepitev. Utrujajoče za oči je tudi svetlobno sevanje. Pomembna je tudi zaščita oči pri pripravi zvarnih robov in obdelavi zvarov (odstranjevanje žlindre in brušenje), v tem primeru uporabimo varovalna prosojna očala.


25

Slika 29: Varilna maska

– Za zaščito pred dimnimi plini lahko uporabljamo respiratorje kot samostojno varilno varovalno opremo ali v kombinaciji z naglavnimi varilnimi maskami. Pri stalnih varilnih mestih je potrebno dimne pline odsesavati. Priporočljivo je odsesavanje navzdol, kar je nekoliko manj učinkovito, ali na stran, da preprečimo prehod dimnih plinov mimo glave.

– Za zaščito sluha pred prekomernim hrupom, zlasti pri pripravi zvarnega robu in obdelavi zvarov z brušenjem, je potrebno uporabljati opremo za varovanje sluha. Sem sodijo ušesni čepki ali naušniki.

Poleg uporabe osebnih varovalnih sredstev je potrebno upoštevati tudi ostale varnostne ukrepe

kolektivne varnosti. Zaradi nevarnosti udara električnega toka je potrebno preprečiti mokroto

na delovnem mestu, izogibamo pa se tudi stiku elektrode z golo kožo. Poškodovane električne

vodnike in držala elektrode je potrebno nemudoma popraviti. Električno popravilo na varilni

opremi ali inštalaciji lahko odpravi le pooblaščena oseba. Zavedati se je potrebno, da je

izmenični tok nevarnejši od enosmernega. Dopustne napetosti prostega teka za izvore

električnega toka podaja standard EN 60 974-1. Te napetosti naj bodo pri transformatorjih nižje

od 50 V in pri usmernikih nižje od 100 V.

Zaradi poškodb z dimnimi in ostalimi plini se je potrebno izogibati varjenju v zaprtih in

utesnjenih prostorih. V kolikor je to neizogibno, je potrebno zagotoviti nadzor nad varjenjem

ter prostor intenzivno prezračevati. Velja pravilo, da varilec v varilnici nikoli ni sam.

Že v uvodu je bilo omenjeno, da je pri varjenju zelo pomembna tudi požarna varnost. Zavedati

se je potrebno, da varjenje spada med požarno nevarna dela, prav tako tudi rezanje in brušenje,

kar je pogosto opravilo pri pripravi zvarnih robov in obdelavi zvarov. Iz prostora, kjer se vari, je

torej potrebno umakniti vnetljive snovi ter zagotoviti prisotnost gasilnih sredstev na mestu

varjenja. Po varjenju na premičnih gradbiščih je potrebno zagotoviti požarno stražo, ki jo

opredeljuje Zakon o varstvu pred požarom (Uradni list RS, št. 3/07). Požarno stražo moramo

začeti izvajati pred pričetkom del, trajati pa mora, dokler traja povečana požarna nevarnost oz.

vsaj pol ure po končanem delu. Izvajajo jo gasilci.

8.2. Varilna oprema za ročno obločno varjenje


26

Za obločne postopke varjenja potrebujemo nizke napetosti in visoke jakosti varilnega toka. Pri

ročnem obločnem varjenju uporabimo vire toka s strmo padajočo karakteristiko, kar pomeni,

da se pri relativno veliki spremembi napetosti (20 V) jakost varilnega toka le malo spremeni

(cca. 30A). Za varjenje lahko uporabljamo transformatorje, ki nam dajo izmenični tok, ali

usmernike oziroma agregate, ki nam dajo enosmerni tok. V sodobnem času se namesto

klasičnih transformatorskih usmernikov uporabljajo inverterski izvori (elektronske naprave), ki

imajo veliko prednosti v primerjavi s klasičnim usmernikom (majhna teža, stabilnejši oblok,

boljši vžig elektrode …).

Poleg varilnega izvora, ki ga sestavljajo priključni vodnik, masni vodnik ter vodnik z držalom za

elektrode, varilno opremo navadno sestavlja še varilna miza, ki je lahko v izvedbi z različnimi

prijemali, ter sistem za odsesavanje dimnih plinov. K pomožni varilni opremi oziroma orodju

spadajo tudi šablone, prijemala, klešče, kladivo, žična ščetka, magneti za pričvrstitev varjencev

…

Slika 30: Oprema za obločno varjenje

8.3. Dodajni material za varjenje

Pri ročnem obločnem varjenju najpogosteje uporabljamo oplaščene elektrode, ki so narejene

iz varilne žice v obliki palice, obdane pa so z mineralno oblogo iz osnovnih žlindrotvornih

komponent (oksidi z bazičnimi ali kislimi lastnostmi). Označba na embalaži glede premera

elektrode govori o premeru elektrodne žice brez plašča.

Slika 31: Oplaščena elektroda [1]

Elektrode vedno

shranjuj v suhem

prostoru!


27

Elektrode lahko delimo na več načinov. Ena izmed delitev je glede na stopnjo legiranja. Delijo

se na malo, srednje in močno legirane elektrode. Glede na debelino plašča jih delimo na tanko,

srednje in debelo oplaščene. Za označevanje kemičnih lastnosti plašča na elektrodi govorimo o

bazičnosti le-tega, tako določimo razmerje med bazičnimi in kislimi oksidi. Plašč na elektrodi

ima torej zelo pomembno nalogo, saj mora vzpostaviti dobre varilno tehnične lastnosti,

zagotavljati mora stabilen oblok, poleg elektrodne žice lahko dodatno legira zvarno talino,

povečuje produktivnost varjenja (dodatni kovinski prah v plašču, ki povzroči, da je teža zvara

večja od teže elektrodne žice), predvsem pa mora tvoriti pline, ki ščitijo oblok in talino pred

vplivi zraka. Pri sami izdelavi srednje in močno legiranih elektrod ima legiranje iz plašča zelo

velik pomen, saj lahko uporabimo isto elektrodno žico za veliko vrst elektrod, katerih stopnjo

legiranja izvedemo iz plašča. Poleg tega pa pri legiranju iz plašča preprečimo tudi odgorevanje

legirnih elementov med varjenjem. Tudi žlindra, ki nastaja med varjenjem, ima pomembno

vlogo, saj iz zvara odstranjuje žveplo in fosfor.

V spodnji tabeli so navedene snovi, ki so sestavni del plašča na elektrodi, ter njihov namen.

Tabela 1: Snovi v plašču in njihov namen [1]


28

Elektrode ločujemo tudi glede na kemijsko sestavo plašča na:

– Bazične elektrode, ki imajo hidroskopičen plašč in jih je potrebno pred varjenjem sušiti dve uri pri 350 °C, vendar zvari, narejeni s to elektrodo, vsebujejo zelo malo vodika. Z njimi varimo zahtevna jekla, ker pa se odtaljujejo v obliki velikih kapljic, lahko polnimo tudi velike špranje. Varimo z enosmernim tokom, s plus polom na elektrodi.

– Rutilske elektrode imajo plašč iz kislih komponent (rutil in kremen), ki zagotavljajo dobre varilne lastnosti. Varimo lahko z izmeničnim ali enosmernim tokom s minus polom na elektrodi. Med seboj se razlikujejo glede na vsebnost rutila, celuloze in debelini oplaščenja.

– Kisle elektrode vsebujejo okside železa, mangana in kremena, ker se odtaljujejo v obliki drobnih kapljic, niso primerne za varjenje širokih špranj. Varimo z istim tokom kot pri rutilskih elektrodah.

– Oksidne elektrode so podobne kislim, le da žlindra povzroča veliko odgorevanje legirnih elementov.


29

– Celulozne elektrode so tanko oplaščene, vsebujejo veliko celuloze, ki pri varjenju izgori v CO2, kar zadržuje talino v žlebu zvara. Primerne so za varjenje v prisilnih legah. [1]

Na embalaži elektrod slovenskega proizvajalca Elektrode Jesenice, d.o.o., se nahajajo označbe,

ki so pojasnjene na spodnji sliki.

Slika 32: Označbe na embalaži elektrod [14]

V nadaljevanju je predstavljeno označevanje elektrod glede na različne standarde.


30

Tabela 2: Označevanje elektrode po EN ISO2560-A (EN449) [14]

Tabela 3: Označevanje elektrode po EN ISO 3581-A (EN1600) [14]


31

Tabela 4: Označevanje elektrod po DIN 1913 [14]


32

Tabela 5: Označevanje elektrod po AWS-A5.1-1991 [14]


33

Več podatkov o dodajnih materialih za varjenje lahko najdemo na spletni strani slovenskega proizvajalca dodajnih materialov za varjenje Elektrode Jesenice, d. o. o., oziroma na njihovi spletni strani: http://elektrode.demo.sij.si/sl/produkti/oplascene-elektrode/oplascene-elektrode/

http://elektrode.demo.sij.si/sl/produkti/oplascene-elektrode/oplascene-elektrode/


34

8.4. Praktične smernice za varjenje

Prvo pravilo pri varjenju z oplaščeno elektrodo je izbira ustrezne elektrode za varjenje. To

zagotovo ni lahka naloga. Velja pravilo, da mora biti dodajni material čim bolj podoben

osnovnemu. Pri postopkih navarjanja pa po navadi izbiramo dodajne materiale, ki imajo boljše

mehanske in druge tehnološke lastnosti od osnovnega materiala, na primer boljša obstojnost

pri obrabi ali boljša korozijska obstojnost. Na izbiro ustrezne elektrode poleg vrste osnovnega

materiala vpliva tudi lega varjenja. Navadno za prisilne lege izbiramo tanjše oplaščene in

nekoliko gosteje tekoče elektrode. V spodnji tabeli je nekaj orientacijskih vrednosti nekaterih

najpogosteje uporabljenih elektrod pri izbiri ustrezne jakosti varjenja glede na debelino

elektrode. Res pa je, da tudi tukaj lega varjenja odigra pomembno vlogo. Pri varjenju v prisilnih

legah jakost nekoliko zmanjšamo.

Tabela 6: Jakost varjenja nekaterih elektrod

premer elektrode [mm]

vrsta elektrode

2

2,5

3,25

4

RUTILEN 13 (za splošna konstrukcijska

jekla, odlične varilne sposobnosti)

50-70 A 65-90 A 100-140 A 140-160 A

JADRAN S (za varjenje konstrukcij v vseh

legah)

50-60 A 65-85 A 110-135 A 140-170 A

EVB 50 (bazična elektroda za varjenje

zahtevnih konstrukcij)

50-70 A 65-95 A 110-140 A 140-180 A

E DUR 600 (bazična elektroda za zelo trdo

navarjanje, legirano z Mn in Cr)

/ 70-90 A 100-135 A 140-160 A

SUPER Ni (za hladno varjenje sive litine in

temprane litine)

/ 50-80 A 80-110 A 110-150 A

Po izbiri ustrezne elektrode moramo poleg jakosti paziti tudi na pravilno polariteto oziroma

vrsto toka. Nekatere elektrode niso primerne za varjenje z izmeničnim tokom, v takem primeru

moramo uporabiti usmernik oziroma invertor (prepoznamo ga po tem, da lahko vodniku za

maso in držalo elektrode zamenjamo pol +/-, transformator ima omenjena vodnika v aparatu

fiksna), Na njem izberemo obratno polariteto, kar pomeni, da je elektroda priključena na + pol.

Pri večini elektrod na usmerniku izbiramo normalno polariteto, - pol na elektrodi. Informacijo,

katera polariteta je primerna za posamezno elektrodo, dobimo na embalaži elektrode ali v

katalogu proizvajalca. Spodnja slika prikazuje načine označevanja polaritete pri elektrodi (levo:

primerno za varjenje z izmeničnim tokom ali – polom na elektrodi, sredina: pogojno primerno


35

za varjenje z izmeničnim tokom ali + polom na elektrodi, desno: ni primerno za varjenje z

izmeničnim tokom).

Slika 33: Polariteta pri varjenju

Elektrodo vedno vžgemo rahlo in hitro. S konico se za trenutek dotaknemo čistega osnovnega

materiala, pri čemer se vzpostavi oblok, ki začne odtaljevati konico elektrode. Ker se elektroda

med varjenjem odtaljuje, se z držalom stalno približujemo osnovnemu materialu. Dolžino

obloka prilagajamo občutku, običajno ta je enaka, kot je premer elektrode, pri elektrodah za

varjenje sive litine pa je ta razdalja nekoliko krajša. Za začetnika pa je še bolj zahteven ponovni

vžig elektrode, saj je zaradi odtaljevanja v obliki kraterja kovinsko jedro umaknjeno nekoliko v

plašč. Potreben je rahel udarec s konico elektrode po varjencu, da odkrušimo rob kraterja.

Pri varjenju je elektroda nagnjena v smeri varjenja za kot med 45° in 75°, nad talino nastaja

žlindra, ki lahko zaradi nepazljivosti zateče tudi pred elektrodo, v oblok. V tem primeru oblok

ugasne. Temu se izognemo tako, da popravimo dolžino obloka oziroma nagib elektrode. Pri

varjenju ozkih špranj navadno varimo brez nihanja elektrode, pri varjenju širših temenskih

varkov pa lahko izvajamo tudi nihanje. Pri varjenju sočelnih varkov je elektroda vedno

postavljena pravokotno glede na obe pločevini (𝛽) in nekoliko nagnjena v smeri varjenja (𝛼),

kar prikazuje slika v nadaljevanju.

Slika 34: Varjenje sočelnega vara v vodoravni legi [1]

Posebnost je varjenje v prisilnih legah, kar prikazuje slika spodaj. Najprej je prikazan položaj

elektrode pri varjenju sočelnega vara v steni, varilna lega PC.

= - ~ = + ~ = +

Pazi, da elektrode ne prižigaš

izven mesta varjenja!


36

Posebno zahtevno pa je tudi vertikalno varjenje. Varjenje od zgoraj navzdol (PG) je slabo, saj

lahko žlindra zateče pred elektrodo, ta način varjenja pa povzroča tudi slabe zvare. Pri varjenju

navzgor (PF) moramo preprečiti zatekanje zvarne taline, predvsem na temenskih zvarih, to

naredimo z nekoliko zmanjšano jakostjo in s posebnim nihanjem elektrode, kar prikazuje

naslednja slika.

Slika 35: Varjenje večvarkovnega sočelnega zvara v steni [1]


37

Slika 36: Varjenje temenskega varka v legah PF [1]

V nadaljevanju je predstavljeno še nekaj varilskih leg pri varjenju kotnega zvara.

Slika 37: Varjenje kotnega vara v različnih legah [1]

Pri varjenju z enosmernim tokom prihaja do odklona obloka smeri magnetnega polja z nižjo

gostoto. Pojav se z drugo besedo imenuje pihalni učinek. Težava se torej lahko pojavi na robu

varjenca, kar prikazuje slika 38. Odklon nekoliko izničimo z nagibom elektrode v smeri odklona


38

obloka. Pihalni učinek se lahko pojavi tudi v bližini večje mase ali pri varjenju zelo širokih špranj.

Posledica pihalnega učinka se ne kaže le kot estetska napaka na zvaru, pač pa povzroča tudi

slabe prevaritve korena in plitke uvare.

Slika 38: Pihalni učinek na robu varjenca [1]

Pihalni učinek pri močno legiranem jeklu in nemagnetnih materialih je usmerjen v nasprotno

smer kot pri splošnem konstrukcijskem jeklu. Pri varjenju s transformatorjem oziroma z

uporabo izmeničnega toka za varjenje pihalnega učinka ni.

Tabela 7: Priprava zvarnega žleba za sočelno varjenje z oplaščeno elektrodo [1]


39

LITERATURA [1] Begeš J. (1989). Tehnologija spajanja in rezanja. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije. [2] Čretnik D. (2003). Tehnologija spajanja in preoblikovanja. Ljubljana: Tehniška založba

Slovenije. [3] Gruden V., Godec B. (2002). Neugodne mikrostrukturne sestavine v zvarnih spojih

konstrukcijskih jekel. Materiali in tehnologije. [4] Köveš A. (2009). Osnovne napake v zvarih. Varilna tehnika (vol 59, 2010-3. str. 20-23).

Glasilo društev za varilno tehniko. [5] Köveš A. (2008). Varilna tehnika (vol 57, 2008-4). Glasilo društev za varilno tehniko. [6] Köveš A. (2009). Varilna tehnika (vol 58, 2009-1). Glasilo društev za varilno tehniko. [7] Rak I. (2008). Tehnologija varjenja. Ljubljana: Modrijan. [8] Šprajc P. (2009). Napake pri varjenju ter njihovo ugotavljanje. Varilna tehnika (vol 58,

2009-4. str. 21-23). Glasilo društev za varilno tehniko. [9] Splet Pridobljeno 1. 8. 2017 iz http://www2.sts.si/arhiv/tehno/varjenje/var17.htm [10] Splet Pridobljeno 3. 8. 2017 iz http://egradivo.ecnm.si/SIV/varjenje.html [11] Splet Pridobljeno 3. 8. 2017 iz

http://studentski.net/gradivo/ulj_fst_st2_ogt_vaj_risanje_varjencev_01?r=1 [12] Splet Pridobljeno 7. 8. 2017 iz

http://studentski.net/gradivo/ulj_fgg_gr1_jkk_sno_sola_varjenja_01?r=1 [13] Splet Pridobljeno 12. 8. 2017 iz

http://www.imk.si/dejavnosti/preskusanje/metalografske-preiskave/ [14] Splet Pridobljeno 13. 8. 2017 iz http://elektrode.demo.sij.si/assets/magazine-

files/Elektrode-dodajni-materiali-za-varjenje.pdf [15] Splet Pridobljeno 16. 8. 2017 i

https://sl.wikipedia.org/wiki/Ro%C4%8Dno_oblo%C4%8Dno_varjenje

http://www2.sts.si/arhiv/tehno/varjenje/var17.htm

http://egradivo.ecnm.si/SIV/varjenje.html

http://studentski.net/gradivo/ulj_fst_st2_ogt_vaj_risanje_varjencev_01?r=1

http://studentski.net/gradivo/ulj_fgg_gr1_jkk_sno_sola_varjenja_01?r=1

http://www.imk.si/dejavnosti/preskusanje/metalografske-preiskave/

http://elektrode.demo.sij.si/assets/magazine-files/Elektrode-dodajni-materiali-za-varjenje.pdf

http://elektrode.demo.sij.si/assets/magazine-files/Elektrode-dodajni-materiali-za-varjenje.pdf

https://sl.wikipedia.org/wiki/Ro%C4%8Dno_oblo%C4%8Dno_varjenje

Documents

ROČNO O LOČNO VARJENJE - razvoj-upd.si · Tabela 5: Označevanje elektrod po AWS-A5.1-1991 [14] ………………………………………………………………………………….32