107
Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 1 VANGAŢU ARODSKOLA Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 „Datorprogrammas izstrāde un īstenošana arodizglītības programmas „Metālapstrāde” metinātāju profesionālo priekšmetu teorētiskai apmācībai” METODISKAIS MATERIĀLS METINĀTĀJU DARBA TEHNOLOĢIJĀ 2006. gads

VANGAŢU ARODSKOLA - pikc.lv · Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 6 Sadurmetināšanas būtība ir tāda, ka jau iepriekš savstarpēji saspiestās detaļas

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 1

VANGAŢU ARODSKOLA

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058

„Datorprogrammas izstrāde un īstenošana

arodizglītības programmas „Metālapstrāde”

metinātāju profesionālo priekšmetu teorētiskai apmācībai”

METODISKAIS MATERIĀLS

METINĀTĀJU DARBA TEHNOLOĢIJĀ

2006. gads

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 2

Rokas elektrolokmetināšana.

Saturs.

1. Metināšanas būtība un nozīme 3

2. Izplatītāko metināšanas veidu būtība 4

3. Metināmo savienojumu tipi 7

4. Metināto šuvju klasifikācija 9

5. Elektriskais loks un tā lietošana metināšanā 12

6. Rokas lokmetināšanas posteņa metināšanas iekārta 15

7. Metināšanas transformatora uzbūve 16

8. Metināšanas taisngrieža uzbūve 17

9. Metināšana aizsargāzu vidē 19

10. Metināšanas pārveidotāja uzbūve 20

11. Metināšanas strāvas avotu apkalpošana 21

12. Metinātāja piederumi un instrumenti 22

13. Metināšanas elektrodu veidi 24

14. Metāla sagatavošana metināšanai 29

15. Metinātu šuvju veidošanas tehnika 31

16. Rokas lokmetināšanas režīma izvēle 36

17. Valnīšu un šuvju metināšana apakšējā pozīcijā 37

18. Vertikālu, horizontālu un griestu šuvju metināšana 40

19. Ar rokas lokmetināšanu metinātie punktsavienojumi 42

20. Jēdziens par tēraudu metināšanu 43

21. Konstrukciju oglekļa tēraudu metināšana 45

22. Mazleģētu un vidējleģētu tēraudu metināšana 46

23. Leģētu siltumizturīgu tēraudu metināšana 48

24. Augstleģētu tēraudu un sakausējumu metināšana 49

25. Deformācijas un spriegumi metināšanā 51

26. Galvenie pasākumi deformāciju un spriegumu samazināšanai metināšanā 54

27. Čuguna metināšana 58

28. Čuguna karstā metināšana 60

29. Čuguna aukstā metināšana 62

30. Krāsaino metālu un to sakausējumu metināšana 64

31. Cietsakausējumu uzkausēšana 69

32. Iekārtas un tehnoloģija pusautomātiskai lokmetināšanai ar kūstošiem elektrodiem 73

33. Tehnoloģija pusautomātiskajai metināšanai ar pulverstiepli un pašaizsargājošu stiepli 79

34. Metināšana ar volframa elektrodu inertās gāzēs 83

35. Kušņu metināšanas process 86

36. Izstrādājumu dažādu konstrukciju rokas un pusautomātiskās lokmetināšanas īpatnības ______87

37. Metināto savienojumu defekti un to labošana 93

38. Metināto savienojumu un izstrādājumu kvalitātes kontroles veidi 97

39. Plazmas loka un citi termiskās griešanas veidi 102

40. Darba aizsardzības prasības izpildot metināšanas darbus. 105

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 3

Rokas elektrolokmetināšana.

Metināšanas būtība un nozīme.

Metināšana ir neizjaucamu savienojumu iegūšanas process, kurā metināmās detaļas

vietējas vai vispārējas

sakarsēšanas, plastiskās

deformācijas vai arī to

kopīgas iedarbības rezultātā

starp detaļām rodas

starpātomu saites. Senākais

metināšanas veids ir

kalējmetināšana.

Kausēšanas

metināšanas (1.attēls.)

būtība ir tāda, ka metāls

metināmo detaļu 1 un 2

malās izkūst siltuma avota

iedarbībā, izkusušās

virsmas saplūst un

pārklājas ar izkausētu

metālu.

Visu veidu

kausēšanas metināšanā

izkusušais vienas malas šķidrais metāls brīvi savienojas (daļēji sajaucas) ar otras malas šķidro

metālu. Rodas šķidra metāla kopīgs tilpums, ko sauc par „metināšanas vannu”. Metināšanas

vannas metālam atdziestot, rodas šuves 4 metāls.

Vietējais siltuma avots var būt elektriskais

loks, gāzes liesma, ķīmiska reakcija, izkausēti sārņi,

elektroni starojuma enerģija, plazma, lāzera stara

enerģija.

Pirmos lokmetināšanas izmēģinājumus

pirmoreiz pasaulē veica Krievijā 1878. gadā Nikolajs

Benardoss.

Iekārtu un tehnoloģiju metāla metināšanai ar

tērauda elektrodiem izstrādāja Nikolajs Slavjanovs,

kā arī organizēja Permas rūpnīcā elektrometināšanas

cehu, lietoja paša konstruētus metināšanas automātus

un publicēja vairākus zinātniskus darbus par meti-

nāšanu. N. Slavjanovam 1890. gadā Francijā tika

izdots pirmais patents lokmetināšanai ar tērauda elektrodiem, vēlāk arī citās pasaules zemēs,

to skaitā Krievijā.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 4

Izplatītāko metināšanas veidu būtība.

Lokmetināšana. Siltuma avots metināšanā ir elektriskais loks, kuru atklāja bijušās

Sankt-Peterburgas Medicīniskās ķirurģijas akadēmijas profesors Vasilijs Petrovs. Viņš

pirmais pasaules literatūrā aprakstīja elektrisko loku, tā īpašības, proti, elektroda metāla

kausēšanu ar loku.

Par metināšanas loku sauc spēcīgu, ilgstošu izlādi, kura notiek starp diviem

elektrodiem elektriskā lauka jonizētā vidē.

Pirmos lokmetināšanas izmēģinājumus pirmo reizi pasaulē veica Krievijā 1878. gadā

Nikolajs Benardoss. Arhīvā saglabājušies N. Benardosa apraksti, rasējumi un zīmējumi rāda,

ka būtībā visi tagad lietojamie rokas un automātiskās lokmetināšanas veidi ir viņa ieteikti.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 5

Iekārtu un tehnoloģiju metāla metināšanai ar tērauda elektrodiem izstrādāja Nikolajs

Slavjanovs, kā arī organizēja Permas rūpnīcā elektrometināšanas cehu, lietoja paša

konstruētus metināšanas automātus un publicēja vairākus zinātniskus darbus par metināšanu.

Lai iegūtu loku (3.attēls.), ir vajadzīga elektriskā ķēde ar speciālu barošanas avotu.

Loka barošanai ar elektrisko strāvu maiņstrāvas gadījumā izmanto metināšanas

transformatoru, bet līdzstrāvas gadījumā metināšanas pārveidotāju, agregātu ar iekšdedzes

dzinēju vai metināšanas taisngriezi. No barošanas avota strāvu pa metināšanas vadiem caur

elektrodu turētāju pievada elektrodam un metināmajam izstrādājumam, starp kuriem deg loks.

Metinot ar kūstošiem elektrodiem, šuve veidojas no kūstošā elektroda un malu

pamatmetāla, bet, metinot ar nekustošiem elektrodiem, šuve aizpildās ar metināmo daļu

metālu.Degot lokam (3.attēls.), kūstošais elektrods kušanas laikā nepārtraukti jāpadod lokā

(metināšanas zonā) un jāuztur pēc iespējas pastāvīgs loka garums. Loka garums L ir atstatums

starp elektroda galu un krātera (padziļinājuma) virsmu metināšanas vannā. Degot lokam ar

nekustošu elektrodu, loka garums ar laiku palielinās un metināšanas process ir jākoriģē.. Loka

degšanas, metināmā un elektroda metāla kušanas laikā metināšanas vanna ir jāaizsargā pret

gaisā esošo gāzu (skābekļa, slāpekļa, ūdeņraža) iedarbību, lai tās neiekļūtu šķidrajā metālā un

nepasliktinātu šuves metāla kvalitāti. Tāpēc metināšanā loka zonu (elektrodu, pašu loku un

metināšanas vannu) aizsargā. Atkarībā no veida, kā aizsargā metālu pret gaisa iedarbību,

izšķir šādus lokmetināšanas veidus: metināšana ar pārklātiem elektrodiem un aizsarggāzē.

Pārklāts elektrods ir metāla stienis, kura virsma ir pārklāta ar pulverveida materiālu

līmes šķīdumu. Metināšana ar pārklātiem elektrodiem uzlabo šuves metāla kvalitāti. Metālu

pret gaisa iedarbību aizsargā sārņi un gāzes, kas veidojas, pārklājumam kūstot. Pārklātie

elektrodi paredzēti rokas metināšanai, t. i., kad procesa divas obligātās operācijas (elektroda

padošanu loka zonā un loka pārvietošanu pa izstrādājumu šuves veidošanai) izpilda metinātājs

ar roku. Rokas metināšanā ar pārklātiem elektrodiem šuvi var izveidot jebkurā telpiskā

stāvoklī un grūti pieejamās vietās.

Metinot aizsarggāzē, loka zonā caur elektroda turētāju pievada aizsarggāzes strūklu.

Metināt var gan ar kūstošu, gan nekustošu elektrodu, lietojot rokas, pusautomātisko un

automātisko metināšanu. Par aizsarggāzēm lieto dažādu gāzu maisījumu.

Kontaktmetināšana ir metināšanas veids, kurā lieto spiedienu un vietēju sakarsēšanu.

Izšķir kontakta punktmetināšanu, sadurmetināšanu, šuves, reljefa un šuves-saduras

kontaktmetināšanu.

Punktmetināšanas procesā izšķir trīs posmus 1. posms - iepriekšēja detaļu saspiešana

starp elektrodiem; 2. posms - saspiesto detaļu sakarsēšana līdz metināšanas temperatūrai; 3.

posms (caurkalšana) - metinātās vietas atdzesēšana, palielinot saspiešanas spēku. Katra posma

ilgumu nosaka metināšanas tehnoloģiskie apstākļi. Lai pazeminātu elektrisko pretestību

metināšanas zonā sagataves saspiež. Sagatavju saskarsmes vietā ir minimālā elektriskā

pretestība, caur kontaktvietu padod lielu strāvu kura kausē to. Tā, piemēram, ja pārāk ātri at-

brīvo detaļas, tad var pavājināties karstais metinātais punkts un metinātam savienojumam ir

zema kvalitāte.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 6

Sadurmetināšanas būtība ir tāda, ka jau iepriekš savstarpēji saspiestās detaļas līdz

metināšanas temperatūrai (1200... 1300°C mazoglekļa tēraudiem) sakarsē metālā plūstošā

strāva, pēc tam strāvu atslēdz, pie tam saspiešanas spēku metināmajā sadurā palielina.

Gāzes metināšanu (gāzmetināšanu) izgudroja 1896. gadā. Lieto pirmām kārtam čuguna

un misiņa metināšanai, retāk tērauda lokšņu (ar biezumu 1 ... 5 mm) savienošanai un remontdarbiem.

Gāzes metināšanā ir liela termiskā zona. No deggāzēm metināšanā galvenokārt lieto acetilēnu. Acetilēna-skābekļa metināšanu izpilda

ar kausēšanu (ar rokām) un ar spiedienu (ar mašīnām).

Jautājumi. Kurš ir senākais no minētajiem metināšanas veidiem ?

Kāpēc kontaktmetināšanā metāls kūst zonā kur savstarpēji saskaras metināmo metālu

sagataves nevis elektrods ar metināmo metālu ?

Kāpēc kontaktmetināšanā metāla sagataves pirms metināšanas saspieţ ?

Kuru no metināšanas veidiem uzskata par kausēšanas metināšanu ?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 7

Metināmo savienojumu tipi.

Metināts savienojums ir neizjaucams vairāku detaļu savienojums, kas izvei-

dots ar metināšanu. Ar kausēšanas metināšanu izveido sadursavienojumus (6.attēls),

leņķsavienojumus, T veida savienojumus un pārlaidsavienojumus. Lieto arī

pārlaidsavienojumus ar punktu šuvi, kas metināta ar loku.

Sadursavienojumā visi elementi novietoti vienā plaknē vai uz vienas virsmas. Šis

savienojuma veids ir visizplatītākais metinātos

izstrādājumos, jo tam salīdzinājumā ar pārējiem veidiem

ir šādas priekšrocības:

Neierobežots metināmo elementu

biezums;

vienmērīgāks spēka līniju (spriegumu)

sadalījums, pārnesot spēkus no viena elementa uz citu;

minimāls metāla patēriņš metinātā savienojuma veidošanai;

droša un ērta kvalitātes kontrole

Sadursavienojumu trūkumi salīdzinājumā ar

pārējiem savienojumu veidiem ir šādi:

nepieciešamība precīzi salikt elementus

metināšanai;

profilēta materiāla (U profila siju, T siju,

dubult-T siju) malu sarežģīta sagatavošana

sadurmetināšanai.

Leņķsavienojums (7.attēls.) ir divu taisnā leņķī novietotu elementu galu saskares

vietā sametināts savienojums

T veida savienojums (8.attēls) ir metināts

savienojums, kurā viena elementa sānu virsmai piekļaujas

leņķī tai piemetināts otra elementa gals, parasti leņķis

starp elementiem ir taisns.

Leņķsavienojumus un T veida savienojumus plaši

lieto siju, kolonnu, statņu, karkasu, kopņu un citu izstrādā-

jumu metināšanai, nodrošinot izstrādājuma palielinātu

stingrumu un samazinātu deformāciju.

Pārlaidsavienojums (9.attēls) ir metināts

savienojums, kurā metināmie elementi novietoti paralēli

un viens otru pārklāj. Šo savienojumu trūkumi ir

palielināts pamatmetāla patēriņš, kas nepieciešams

savienojuma pārlaidumam.

Metāla ekonomijas nepieciešamība ierobežo

pārlaidsavienojuma lietošanu elementiem, kuru biezums

ir lielāks par 60 mm. Pārlaidums nedrīkst būt mazāks par

trīs plānākā metināmā elementa biezumiem; nelineārs

spēka plūsmas sadalījums, tāpēc tas sliktāk iztur

mainīgas vai dinamiskas slodzes nekā sadursavienojums.

Konstrukcijās, kas pakļautas zemām temperatūrām un

mainīgam vai dinamiskām slodzēm, jāizvairās no

pārlaidsavienojumiem; mitruma iekļūšana spraugās starp

pārlaistajām loksnēm (vienpusējā metināšanā), kas izraisa metinātā savienojuma koroziju;

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 8

metinājuma defektu grūta noteikšana.

Pārlaidsavienojuma priekšrocības ir šādas:

metināšanai nav nepieciešami malu noslīpinājumi,

vienkārši salikt savienojumu (iespējams piedzīt

izmērus uz pārlaiduma rēķina).

Savienojumus ar uzliktni (10.attēls.) pašlaik vairs

nelieto. Iespējami tikai savienojumi ar uzmavu. Uzliktņi

metinātos savienojumos rada lieku metāla patēriņu, un

metinātais savienojums sliktāk iztur slodzi, sevišķi mainīgu.

Savienojumus ar punktu šuvēm (11.attēls) lieto pārlaidsavienojumos un T veida

savienojumos. Ar punktu šuvēm iegūst stiprus, bet neblīvus savienojumus. Augšējo loksni

caursit vai izurbj, bet urbumu aizmetina tā, lai daļēji būtu izkausēta apakšējā loksne (vai

profils). Ja augšējās loksnes biezums ir līdz 12 mm, tad to var neurbt, bet izkausēt ar loku, kas

deg zem kušņiem vai aizsarggāzes, pie tam var lietot nekūstošus elektrodus.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 9

Metināto šuvju klasifikācija

Metinātas šuves pēc metinātā savienojuma tipa un šuves šķērsgriezuma ģeometriskā

apveida iedala saduršuvēs un kakta šuvēs. Saduršuves lieto sadursavienojumu izveidošanai.

Kakta šuves lieto pārlaidsavienojumos, T veida savienojumos un leņķsavienojumos.

Šuves pēc ārējas virsmas formas (12.attēls) var būt normālas, izliektas vai ieliektas.

Saduršuves parasti mēdz būt normālas un izliektas, malu savstarpējā nobīde

sadursavienojumos nedrīkst būt lielāka par 0,5 mm. Kakta šuves var būt arī ieliektas. Metināti

savienojumi ar izliektām šuvēm labāk iztur statisku slodzi nekā savienojumi ar normālām vai

ieliektām šuvēm. Tomēr šuves ar lielu izliekumu nav ekonomiskas, jo tām ļoti daudz

uzkausēta metāla. Sadursavienojumi ar normālām šuvēm un leņķsavienojumi, T veida

savienojumi un pārlaidsavienojumi ar ieliektām šuvēm labāk iztur dinamiskas vai maiņzīmju

slodzes nekā savienojumi ar izliektām šuvēm. Tas izskaidrojams ar to, ka normālām un

ieliektām šuvēm nav strauju pāreju no pamatmetāla uz uzkausēto metālu, kurās ir sprieguma

koncentrācija, no kā var sākties savienojuma sagrūšana. Metinot apakšējā šuves stāvoklī,

pieļaujams līdz 2 mm izliekums, metinot pārējos stāvokļos, līdz 3 mm izliekums. Ieliekums

jebkurā gadījumā nedrīkst būt lielāks par 3 mm. Saduršuvēs nav pieļaujams ieliekums

metinot.

Pēc darbojošos spēku virziena šuves iedala:

sānšuvēs (garenšuvēs), kuru asis ir paralēlas spēka virzienam;

gala šuvēs, kuru asis ir perpendikulāras spēka virzienam; kombinētās un slīpās

šuvēs.

Pēc garuma izšķir nepārtrauktas un pārtraukumainas šuves. Pārtraukuma šuves var būt

ķēdes un šahveida šuves. Ķēdes šuve ir T veida savienojuma divpusīga pārtraukumaina šuve,

kurā metinātie posmi un starpposmi atrodas sieniņai abās pusēs viens otram pretī. Šahveida

šuve ir T veida savienojuma divpusīga pārtraukumaina šuve, kurā starpposmi sieniņas viena

pusē atrodas pretī metinātiem posmiem sieniņas otrajā pusē. Atstatumu no metinātā posma

sākuma līdz nākošā posma sākumam sauc par šuves soli. Pārtraukumainas šuves lieto

savienojumos, kuriem nav jābūt hermētiskiem, kā arī tad, ja nepārtrauktās šuves nav pilnīgi

noslogotas. Metināti savienojumi ar nepārtrauktām šuvēm labāk nekā savienojumi ar

pārtraukumainām šuvēm iztur mainīgas slodzes un mazāk pakļauti korozijai. Ļoti atbildīgiem

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 10

metinātiem izstrādājumiem parasti lieto nepārtrauktas šuves.

Šuves atkarībā no to pozīcijām iedala šādi: (13.attēls.) PA: apakšējā, PB: horizontāli

vertikālā, PD: horizontālā griestu, PE: griestu, PF: vertikālā no apakšas uz augšu, PG:

vertikālā no augšas uz apakšu. Citiem šuves elementiem

bs metināšana no abām pusēm;

lw ―kreisā‖ metināšana

mb metināšana ar paliktni;

ml daudzslāņu;

nb metināšana bez paliktņa;

rw ―labā‖ metināšana;

sl vienslāņu metināšana;

ss metināšana no vienas puses.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 11

Apakšējo šuvju metināšana ir visērtākā, un to viegli mehanizēt. Visgrūtākā un

sarežģītākā ir griestu šuve, kuras izveidošanai ir vajadzīgi speciāli treniņi. Horizontālās un

vertikālās šuves vertikālā plaknē izveidot ir grūtāk nekā apakšējās, bet vieglāk nekā griestu

šuves. Vertikālās, horizontālās un griestu šuves visvairāk lieto celtniecībā un lielu būvju

montāžā, retāk rūpnīcās, kur, izmantojot palīgierīces, var gandrīz pilnībā sametināt

konstrukciju tikai apakšējā stāvoklī. Daudzi augstas klases metinātāji vertikālās šuves metina

labākā kvalitātē nekā apakšējās, jo šajā gadījumā no metināšanas vannas vieglāk aizvadīt

netīrumus un šuves metāls kļūst tīrāks, blīvāks un stiprāks.

Pēc darba apstākļiem šuves iedala darba šuvēs, kas uzņem ārējās slodzes, un

saistšuvēs, kas paredzētas tikai izstrādājuma daļu sastiprināšanai.

Jautājumi. Kāda ir kausēšanas metināšanas būtība?

Kā notiek spiedienmetināšana?

Nosauciet kausēšanas metināšanas un spiedienmetināšanas veidus.

Nosauciet metinātu savienojumu pamattipus, to priekšrocības un trūkumus!

Pastāstiet par metinātu šuvju klasifikāciju.

Attēlojiet daţus metinātu savienojumu šuvju nosacītos apzīmējumus!

Kādās šuvēs nav pieļaujams ieliekums metinot ?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 12

Elektriskais loks un tā lietošana metināšana.

Elektriskais loks ir viens no elektriskas izlādes veidiem gāzēs. Elektriskā izlāde gāzēs

ir elektriskās strāvas plūšana gāzēs elektriskā lauka iedarbībā. Izlādes veidi atšķiras ar

potenciālu starpību, strāvas stiprumu, garumu, gāzes sastāvu, darbības laiku un citām

pazīmēm.

Brīva loka uzbūve.

Gaisā starp elektrodu un

izstrādājumu degošu loku pieņemts saukt

par brīvu loku atšķirībā no saspiesta loka,

kura šķērsgriezums piespiesti samazināts.

Brīvs loks (14.attēls.) sastāv no trim

zonām: katoda zona ar katodplankumu,

kas nepieciešams elektronu emisijai

(izejai); anoda zona ar anoda plankumu,

kuru bombardē elektronu plūsma, un loka

staba, kas ieņem starpstāvokli starp

katoda un anoda zonu. Katoda zona

atrodas starp loka stabu un katoda

(elektroda, kas pieslēgts barošanas avota negatīvajam polam) virsmu.

Loka stabā noris svarīgi procesi - jonizācija, rekombinācija un plazmas strūklu

veidošanās. Jonizācija ir elektriski lādētu daļiņu (elektronu un jonu) veidošanās process

starpelektrodu telpā. Parastos apstākļos gāzes, kas aizpilda starpelektrodu spraugu, nevada

elektrisko strāvu, tātad bez jonizācijas stabā loks nedeg.

Metināšanas loku klasifikācija. Pēc elektroda materiāla sastāva:

loks ar kūstošiem un nekustošiem elektrodiem;

pēc loka staba saspiešanas pakāpes - brīvs un saspiests loks;

pēc metināšanas strāvas pievadīšanas shēmas - tiešas un netiešas darbības loks;

pēc strāvas veida - vienfāzes un trīsfāžu maiņstrāvas loks;

līdzstrāvas un pulsējošas strāvas loks;

pēc strāvas polaritātes - tiešas un pretējas polaritātes loks;

pēc statiskās voltampēru raksturlīknes veida - loks ar krītošu, cietu un augošu

raksturlīkni.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 13

Loka aizdedzes un degšanas nosacījumi.

Loka aizdedzes un degšanas nosacījumi ir atkarīgi no strāvas veida, polaritātes,

elektrodu ķīmiskā sastāva, gāzes spraugas un tās garuma.

Līdzstrāvas loka aizdedze un degšana ir labāka.

Elektrodiem pievadāmais tukšgaitas spriegums metināšanā ar maiņstrāvu, ievērojot

drošības tehniku, nepārsniedz 80 V., bet metināšanā ar līdzstrāvu - 90 V. Parasti loka

aizdedzes spriegums maiņstrāvai ir 1,5... 2.5 reizes lielāks par loka degšanas spriegumu, bet

līdzstrāvai - 1,2... 1,4 reizes lielāks.

Lokizlādes aizdedzei no barošanas avota vajadzīgs 30 . . . 60 V liels spriegums, bet

degšanai - 20... 40 V.

Loks aizdegas, sakarstot elektrodam (16.attēls) (katodam). Kad elektrods saskaras ar

izstrādājumu, izveidojas noslēgta metināšanas ķēde, elektroda (katoda) galu sakarsē siltums,

kas izdalās, strāvai plūstot caur kontaktu, kuram ir liela pretestība, un, atraujot elektrodu 1

mm atstatumā (vai nedaudz vairāk) no izstrādājuma, loks aizdegas. Momentā, kad elektrodu

atrauj no izstrādājuma, no īssavienojumā sakarsētā katoda sākas termoelektronu emisija. Par

metināšanas loku sauc ilgstošu elektrisko izlādi starp elektrodu un metināmo detaļu.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 14

Ja elektroda materiāla pilieni, kas veidojas kustošā elektroda galā un tiek pārnesti uz

izstrādājumu, rada īssavienojumus, tad atkārtota loka aizdedze notiek spontāni, ja katoda

temperatūra paliek pietiekami augsta. Šī temperatūra ir atkarīga no katoda materiāla, strāvas

blīvuma katodā u. c.

Tātad pirmais loka aizdedzes un degšanas nosacījums ir nepieciešamība pēc speciāla

elektriska loka barošanas avota, kas dod iespēju ātri sakarsēt katodu līdz vajadzīgajai

temperatūrai. Otrais loka aizdedzes un degšanas nosacījums ir loka staba jonizācija. Kūstoša

elektroda loks galvenokārt ir loks metāla tvaikos, bet ne gāzē.

Jautājumi. Uzskaitiet galvenos lokmetināšanas veidus, ko izšķir pēc paņēmiena, ar kādu

metināšanas vannas metālu aizsargā pret gaisu?

Ko sauc par metināšanas loku ?

Loks deg starp diviem elektrodiem (detaļai strāva netiek pievadīta). Kā sauc šādu loku?

Bez kāda procesa klātbūtnes loka stabā, nav iespējama stabila loka degšana ?

Loks deg starp diviem elektrodiem un detaļu. Kā sauc šādu loku ?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 15

Rokas lokmetināšanas posteņa metināšanas iekārta

Metināšanas postenis

(17.attēls.) ir metinātāja

darbavieta, kas apgādāta ar visu

nepieciešamo metināšanas darbu

veikšanai. Metināšanas postenis ir

nokomplektēts ar barošanas avotu,

elektriskajiem vadiem, elektrodu

turētāju, salikšanas un metināšanas

ierīcēm un instrumentiem,

aizsargvairogu vai aizsargmasku.

Atkarībā no lietojamās

strāvas veida un loka barošanas

avota tipa metināšanas posteņus

iedala šādi:

līdzstrāvas posteņi ar

barošanu no vienposteņa vai

daudzposteņu metināšanas

pārveidotāja vai metināšanas

taisngrieža;

maiņstrāvas posteņi

ar barošanu no metināšanas transformatora.

Metināšanas posteņi var būt stacionāri vai pārvietojami.

Stacionāri posteņi ir no augšas vaļējas kabīnes, kas paredzētas neliela izmēra detaļu

metināšanai. Kabīnē parasti novieto vienposteņa metināšanas transformatoru vai metināšanas

taisngriezi. Ja

metināšanas postenī

baro no

daudzposteņu

taisngrieža, tad

strāvu uz kabīnēm

aizvada pa vadiem

vai kopnēm. Kabīnē

metināšanas strāvas

avota ieslēgšanai

uzstāda svirslēdzi

vai magnētisko

palaidēju. Uz

darbgalda novieto

speciālas salikšanas

un metināmo detaļu

iespīlēšanas ierīces,

kā arī kasti

elektrodiem un

instrumentiem.

Pārvietojamos posteņus lieto lielgabarīta izstrādājumu metināšanai tieši ceha

ražošanas vai celtniecības laukumos. Šajos gadījumos no loka stariem aizsargājas ar

vairogiem, bet loka barošanas avotu no lietus un sniega pasargā nojumes.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 16

Metināšanas transformatora uzbūve.

Metināšanas transformators (19.attēls.) pārveido viena sprieguma maiņstrāvu cita

sprieguma maiņstrāvā ar to pašu frekvenci, un to izmanto metināšanas loka barošanai.

Transformatoram ir tērauda serde (magnētvads) un divi izolēti tinumi. Tīklam pieslēgto

tinumu sauc par primāro, bet elektrodu turētājam un metināmajam izstrādājumam pieslēgto

tinumu - par sekundāro tinumu. Lai nodrošinātu loka iedegšanu, metināšanas transformatoru

sekundārajam spriegumam jābūt vismaz 60 . . . 65 V. Rokas metināšanā loka spriegums

parasti nepārsniedz 20 ... 30 V.

Serdes 1 apakšējā daļā atrodas

primārais tinums 3(2.attēls.). Tas

sastāv no divām spolēm, kas

novietotas uz diviem stieņiem.

Primārā tinuma spoles nostiprinātas

nekustīgi. Sekundārais tinums 2 arī

sastāv no divām spolēm, kas

novietotas ievērojamā atstatumā no

primārajām. Gan primārā, gan arī

sekundārā tinuma spoles savienotas

paralēli. Sekundārais tinums ir

kustīgs, un to var pārvietot pa serdi ar

skrūvi kas saistīta ar rokturi. Rokturis

atrodas uz transformatora apvalka

vāka.

Metināšanas strāvu regulē,

izmainot atstatumu starp primāro un

sekundāro tinumu. Metināšanas

strāvas regulēšanas robežas ir 65... 460 A. Savienojot primārā un sekundārā tinuma spoles

virknes slēgumā, var iegūt mazas metināšanas strāvas ar regulēšanas robežām 40...180 A.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 17

Metināšanas taisngrieţa uzbūve.

Dažu materiālu īpašību vadīt elektrisko strāvu vienā virzienā izmanto metināšanas

tehnikā, lai pārveidotu maiņstrāvu pulsējošā līdzstrāvā. Vairumā gadījumu metināšanas

taisngriežus izveido pēc trīsfāžu shēmas, kuras priekšrocība ir liels sprieguma pulsāciju skaits

(22.attēls.) un vienmērīga trīsfāžu tīkla noslodze.

Metināšanas taisngriezis sastāv

no trīsfāžu pazeminošā transformatora

ar kustīgu tinumu, ventiļu bloka

(21.attēls.) un metināšanas strāvas

regulēšanas iekārtas. Taisngrieža

transformatoram ir divi metināšanas

strāvas regulēšanas diapazoni: mazu

strāvu diapazons (transformatora

tinumi ir saslēgti zvaigznes, slēgumā)

un lielu strāvu diapazons (tinumi

saslēgti trīsstūra slēgumā).

Metināšana ar pulsējošu strāvu

var būt ar tiešo un pretējo polaritāti.

Metinot ar tiešo polaritāti, izstrādājumu

pievieno taisngrieža (+) spailei, bet

elektrodu – (-) spailei; metinot ar

pretējo polaritāti - pretēji.

Invertori

Invertoru iekārtas paredzētas līdzsprieguma pārveidošanai maiņspriegumā.

Metināšanas invertori, kuros palielināma 50 Hz maiņstrāva līdz 1000 – 2000 Hz atšķiras ar

krietni mazāku svaru un lielumu. Invertora pārveidotā strāva ir līdzstrāva un nav atkarīga no

loka garuma svārstībām un sprieguma, tāpēc strāvas stiprumu var vienmērīgi regulēt.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 18

Tas ļauj sametināt, ieskaitot gan „kaprīzus‖ alumīnija vai vara sakausējumus, kā arī

nerūsējošo tēraudu. Aparāta darba efektivitāti raksturo augsts lietderības koeficients.

Metināšanas strāvas stiprumu regulē, lietojot ierīces vadības orgānus metināšanas aparāta

panelī. Vienkāršākos metināšanas aparātos strāvas stiprumu var pārslēgt pakāpeniski, bet

sarežģītākos – vienmērīgi. Pārnēsājamo līdzstrāvas invertoru jauda ir līdz 300 A. Tie

paredzēti MMA, TIG un MIG metināšanai.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 19

Metināšana aizsargāzu vidē.

Metāla inertās gāzes (MIG) un metāla aktīvās gāzes (MAG) metināšana ir pasaulē visplašāk

lietotā metode. Šo metināšanas metodi tik

populāru ir padarījis tās augstais darba

ražīgums un fakts, ka šo metināšanas veidu ir

viegli automatizēt. MIG/MAG metināšanas

principa pamatā (23.attēls.) ir metāla stieple,

kas caur stieples padeves mehānismu un

metināšanas pistolei tiek padota uz metināmo

virsmu un elektriskā loka ietekmē tiek

nodrošināta gan stieples, gan metināmās

virsmas sakausēšana. Stieple darbojas gan kā

strāvu vadošs elektrods, gan kā metināmā

metāla pildījums. Elektroenerģijas padevi

nodrošina speciāls metināšanai paredzēts

barošanas avots. Aizsarggāze, kas plūst caur

gāzes sprauslu, aizsargā loku un izkusušo

materiālu. Aizsarggāze ir inerta (MIG metināšanai) vai aktīva (MAG metināšanai). Kā inertā

gāze tiek izmantots argons, hēlijs vai šo gāzu maisījumi, kas ķīmiski nepiedalās metināšanas

procesā. Savukārt aktīvās gāzes piedalās loka un izkusušā materiāla mijiedarbības procesā.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 20

Metināšanas pārveidotāja uzbūve

Metināšanas pārveidotājs (25.attēls.) sastāv no līdzstrāvas metināšanas ģeneratora un

piedziņas elektrodzinēja, kas novietoti uz kopīgas vārpstas vienā korpusā. Piedziņas

elektrodzinējs pārveido maiņstrāvas elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā, bet metināšanas

ģenerators mehānisko enerģiju pārveido līdzstrāvas elektriskajā enerģijā, kas baro

metināšanas loku. Ģeneratora griešanai metināšanas ģeneratoros izmanto trīsfāzu asinhronos

elektrodzinējus vai iekšdedzes

dzinējus (26.attēls).

Līdzstrāvas metināšanas

ģenerators sastāv no statora ar

magnētiskiem poliem un

enkura ar tinumiem un

kolektoru. Ģeneratoram

darbojoties, enkurs rotē starp

poliem radītajā magnētiskajā

laukā. Enkura tinumi šķērso

ģeneratora polu magnētiskās

līnijas, un tinuma vijumos

rodas maiņstrāva, ko kolektors

pārveido līdzstrāvā.

Kolektoram piespiestas ogles

sukas, caur kurām līdzstrāva

nonāk uz spailēm. Pie šim

spailēm pievieno metināšanas

vadus, kas iet uz elektrodu turētāju un izstrādājumu.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 21

Metināšanas strāvas avotu apkalpošana

Metināšanas iekārtu, to skaitā arī loka barošanas avotu apkalpošana ietilpst ceha

enerģētiķa vai cita ar uzņēmuma pavēli noteikta darbinieka pienākumos. Viņš parasti atbild

par iekārtu montāžu, apkalpojošā personāla (elektromontieru, iestatītāju u. c.) apmācīšanu,

uzrauga iekārtas pareizu ekspluatāciju un remontu. Barošanas avotu pieslēgšanu tīklam un

atslēgšanu no tā, iezemēšanu un tehnisko apkopi ar remontu veic apmācīti elektromontieri,

kam ir tiesības darīt šos darbus.

Iestatītājs uzrauga, kādos apstākļos metinātājs ekspluatē iekārtu, sastāda defektu

sarakstus iekārtu remontam un pats veic sīkus remontdarbus.

Uzņēmumos, kuros par metināšanas posteņiem neatbild speciāli iestatītāji un

elektromontieri, pieslēgt un atslēgt metināšanas vadus, caurpūst ar saspiestu gaisu

metināšanas pārveidotājus un transformatorus, tīrīt kolektorus, nostiprināt metināšanas ķēdes

kontaktus atļauts metinātājam.

Metinātāja galvenie pienākumi, apkalpojot barošanas avotu, ir šādi:

- pirms barošanas avota ieslēgšanas no tā jānotīra putekļi un netīrumi, jāpārbauda

metināšanas vadu izolācijas un pievienošanas drošums, kā arī jānožogo metināšanas vieta ar

vairogiem, aizsegiem vai brezenta aizkariem. Atklājot defektus barošanas avotā un

metināšanas vados, jāziņo par to ražošanas vadītājam, iestatītājam vai elektromontierim, lai

tos novērstu.

- jāpārliecinās par zemējuma esamību un tā drošumu. Jānodrošina iekārtas aizsardzība

pret atmosfēras nokrišņiem. Barošanas avots jāieslēdz ar magnētisko palaidēju vai svirslēdzi,

Metināšanas darbi jāveic brezenta cimdos un brezenta tērpā. Mitrā laikā vai mitrās telpās

jālieto gumijas paklājiņi.

Kāds strāvas veids un spriegums tiek padots barošanas tīklā ?

Kāds barošanas avots raţo metināšanas strāvu bez pieslēguma pie strāvas tīkla ?

Kādas ir metināšanas taisngrieţa galvenās sastāvdaļas ?

Kurās metināšanas iekārtās izmanto elektromotorus ?

Kādam nolūkam metināšanas taisngriezī kalpo transformators ?

Kuram no barošanas avotiem var mainīt raksturlīknes veidu, piemērojot to vairākiem

metināšanas veidiem ?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 22

Metinātāja piederumi un instrumenti.

Elektroda iespīlēšanai un elektriskās

strāvas pievadīšanai tam lieto elektrodu

turētāju (27.attēls.). Vispilnveidotākie ir

atsperu elektrodu turētāji. Lieto arī skrūves,

plākšņu, dakšveida un citu tipu elektrodu

turētājus.

Ražo šādu trīs tipu elektrodu

turētājus atkarībā no metināšanas strāvas

stipruma: I tips - 125 A strāvai; II tips

- 125 ....315 A strāvai; III tips – 315....

500 A strāvai.

Aizsargvairogus un

aizsargmaskas (28.attēls.) izgatavo

pēc standarta. To materiāls ir melna

fibra vai plastmasa.

Aizsargstikli (gaismas filtri)

paredzēti acu un sejas aizsargāšanai

pret loka stariem, metāla un sārņu

šļakatām.

Gaismas filtru ievieto

aizsargvairoga vai aizsargmaskas rāmītī. Gaismas filtru pret

šļakatām no ārpuses aizsargā ar parasto logu stiklu.

Caurspīdīgo stiklu maina atkarībā no tā netīrības.

Pa metināšanas vadu metināšanas strāvu no barošanas

avota pievada elektrodu turētājam un izstrādājumam.

Elektrodu turētājus pievieno pie lokana vada ar vara

dzīslām. Vara vads var izturēt triecienslodzes, kā arī berzi pret

metāla konstrukcijām, abrazīviem

materiāliem. Pie elektrodu turētāja

pievienotā lokanā vada garums parasti ir

2... 3 m. Dažādu marku vadus savieno ar

uzmavām, ar lodēšanu vai ar kabeļu vara

uzgaļiem (29.attēls.) un skrūvēm.

Vads, kas savieno metināmo

izstrādājumu ar barošanas avotu, var

būt mazāk lokans un lētāks. Lai vadu

pievienotu pie metināmā

izstrādājuma, bieži lieto no

elektrovadoša materiāla (vara,

bronzas) izgatavotas ātrdarbīgas

spailes. Spaile (31.attēls.) var būt

atsperes vai skrūves tipa.

Vadu šķērsgriezumu izvēlas

pēc noteiktiem normatīviem

elektrotehniskām iekārtām 5... 2

A/mm2, ja strāva ir 100... 300 A.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 23

Metinātāja apģērbs

(32.attēls.)ir jaka un bikses, kas

šūti no brezenta vai no

nedegoša auduma. Bikses velk

apaviem pa virsu, lai pasargātu

kājas no karstu izdedžu (kas

veidojas, mainot elektrodus) un

metāla šļakatu apdegumiem.

Visiem metinātājiem jālieto

speciāli cimdi. Veicot

metināšanas darbus noslēgtu

trauku (katlu, tvertņu,

rezervuāru u. c.) iekšpusē,

metinātāju apgāda ar gumijas

paklājiņiem, galošām,

speciāliem ceļgalu un elkoņu

aizsargiem un koka paliktņiem.

Aizsarglīdzekļu

sarakstu un to lietošanas

noteikumus nosaka to

izdošanas normas,

pamatojoties uz darba

likumdošanu.

Elektrometinātāja instrumenti.

Lokmetināšanai nepieciešami

šādi instrumenti: metāla suka šķautņu

notīrīšanai pirms metināšanas un

sārņu palieku notīrīšanai no šuves

virsmas; āmurs sārņu atdalītājs

(33.attēls.), sārņu garozas

noņemšanai, sevišķi kakta šuvēm vai

šuvēm, kas atrodas šaurā un dziļā

apdarē starp šķautnēm; cirtnis; šuves

izmēru pārbaudes šablonu komplekts

(34.attēls.); metinātāja metinātās

šuves zīmogošanas metāla zīmogs; metramērs; svērtenis; metāla lineāls; stūrenis;

aizzīmēšanas adata un kastīte instrumentu glabāšanai un pārnešanai.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 24

Metināšanas elektrodu veidi

Par lokmetināšanas elektrodu sauc

metāla vai nemetāla stieni, kas paredzēts

strāvas pievadīšanai metināšanas lokam.

Rokas lokmetināšanas elektrodi

(36.attēls.) ir apaļa šķērsgriezuma dažāda

garuma un diametra stieņi. Pusautomātiskajā

un automātiskajā lokmetināšanā par

elektrodiem lieto metināšanas stiepli,

pulverstiepli un pašaizsargājošu stiepli.

Izšķir kūstošos (no tērauda, čuguna,

alumīnija, vara un to sakausējumiem u. c.) un

nekustošos elektrodus. Nekustošos

elektrodus izgatavo no tehniskā volframa un

tā sakausējumiem, ogles un grafīta.

Kūstošos elektrodus izmanto arī kā piedevu metālu.

Tēraudu metināšanai izmanto speciālu tēraudu

stiepli (37.attēls.), ko piegādā spolēs vai rituļos, kuru masa

nepārsniedz 80 kg.

Dažas no metināšanas stieplēm:

Metināšanas stieples, bezkušņu, uz vara bāzes

Lokmetināšanas elektrodu stieples, ar gāzes

vairogu, nerūsējošā tērauda

Lokmetināšanas elektrodu stieples, ar gāzes

vairogu, vara un sakausējuma

Lokmetināšanas elektrodu stieples, ar gāzes

vairogu, alumīnija

Lokmetināšanas elektrodu stieples, automātiskās, vienkāršās

Standartā paredzētas 77 metināšanas stiepļu markas ar dažādu ķīmisko sastāvu; ražo 6

marku mazoglekla tērauda stieples (CB-08, CB-08A, CB-08AA, CB-12ГA, CB-l0ГAun CB-

12Г2), 30 marku leģēta tērauda stieples (CB-08ГC,

CB-12ГС, CВ-08Г2C, СВ-10ГH, CB-08ГСMT, CB-15ГCTKЮЦA, CB-20ГCTЮA u.

c.), 41 markas augstleģēta tērauda stieples (CB-12X11HMФ, CB-12X13, CB-10X17T U. C).

Leģētais tērauds satur 2,5... 10%, augstleģētais tērauds - vairāk par 10% leģējošo elementu.

Stiepļu marku apzīmējumā burti CB norāda, ka tā ir metināšanas stieple, pirmie divi

cipari norāda vidējo oglekļa saturu procenta simtdaļās (08 - 0,08%), burti aiz pirmajiem

diviem cipariem norāda leģējošo elementu (piemēram, Г - mangāns, cipars aiz leģējošā

elementa burta apzīmējuma norāda tā maksimālo saturu procentos (piemēram, F2 - līdz 2%

mangāna), burts A norāda uz pazeminātu, burti AA uz sevišķi pazeminātu sēra un fosfora

saturu.

Leģējošiem elementiem ir šādi nosacītie apzīmējumi: C - silīcijs, H - niķelis, M -

molibdēns, T - titāns, Ю- alumīnijs, Ц - cirkonijs, Г - mangāns, X - hroms, Ф - vanādijs, P -

bors, Б -niobijs, B - volframs, Д - varš.

Mazoglekļa tērauda stieplē oglekļa saturs pieļaujams ne vairāk par 12%. Stieples ar

marku CB-08, CB-08A, CB-08AA izgatavo no verdoša tērauda. Stieples ar marku CE-08rA,

CB-10TA un CB-10r2 izgatavo no pusmierīga tērauda. Paaugstināts oglekļa saturs stieplē

samazina šuves metāla plastiskumu, bet paaugstināts silīcija saturs rokas metināšanā ar

elektrodiem šuvē rada poras. Poras šuvē veido gāzes CO un CO2, kuras rodas reakcijā.

Ražo šāda diametra stieples, mm: 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1.6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0;

6,0; 8,0; 10,0; 12,0.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 25

Stieples ar diametru līdz 3 mm lieto metināšanā ar šļūtenes pusautomātiem; ar 1,6...

6,0 mm diametru - rokas metināšanā ar elektrodiem; ar 2... ... 5 mm diametru - automātiskajā

metināšanā zem kušņiem; liela diametra stieples lieto uzkausēšanai.

Pārklāts tērauda elektrods (38.attēls.) ir noteikta

izmēra stienis, kuram ar

appresēšanu vai iegremdēšanu uzklāts speciāls pārklājums.

Elektrodu pārklājumi metinot neļauj gaisa

skābeklim un slāpeklim piekļūt izkausētajam metālam

pārneses procesā un metināšanas vannai, ka arī stabilizē

loka degšanu, attīra metināšanas vannas metālu no

kaitīgiem piemaisījumiem un leģē šuves metālu, uzlabojot

tā īpašības.

Izkausēto metālu pret gaisa skābekļa un slāpekļa

piekļūšanu aizsargā gāzes un sārņi, kas rodas loka zonā no

pārklājuma. Lai loka zonā rastos gāzes aizsardzība,

pārklājuma sastāvā ietilpst ciete, celuloze, koka milti un

citas organiskas vielas. un sārņi, kas rodas loka zonā no

pārklājuma.

Lai loks stabili degtu, pārklājuma sastāvā ievada

vielas ar mazu jonizācijas potenciālu, galvenokārt

sārmzemju metālu sāļus: titāna dioksīdu, laukšpatu, kas

satur zināmu daudzumu sārmzemju metālu sāļu, kālija vai

nātrija šķidro stiklu u. c.

Lai paaugstinātu metināšanas procesa ražīgumu elektrodu pārklājumā pievieno dzelzs

pulveri.

Elektrodu pārklājumu sastāvā

leģējošie komponenti ir feromangāns,

ferosilīcijs, ferotitāns un citi ferosakausējumi.

Pārklātu tērauda elektrodu

klasifikācija (GOCT 9466—75).

Pārklātus tērauda elektrodus rokas

lokmetināšanai un uzkausēšanai iedala pēc to

uzdevuma:

oglekļa un mazleģētu

konstrukciju tēraudu ar pārejošo raušanas

pretestību līdz 600 MPa metināšanai, apzīmē

ar Y;

leģētu konstrukciju tēraudu ar

pārejošo raušanas pretestību virs 600 MPa

metināšanai, - Л;

leģētu siltumizturīgu tēraudu

metināšanai, - T;

augstleģētu tēraudu ar

sevišķām īpašībām metināšanai, - B;

virskārtu ar sevišķām īpašībām uzkausēšanai, - H.

Pēc pārklājuma veida izšķir elektrodus ar skābu (A), rutila (R), celulozes (C)

pārklājumu, bāziskais (pamatparklājumu) (B).

Skābie pārklājumi (AHO-2, CM-5 u. c.) sastāv galvenokārt no dzelzs un mangāna

oksīdiem (parasti rūdas veidā), silīcija dioksīda, feromangāna.

Rutila pārklājumu (AHO-3, AI 10-4, O3C-3, O3C-4, O3C-6, MP-3, MP-4 u. c.)

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 26

sastāvā pārsvarā ir rutils. Tā, piemēram, elektroda MP-3 markas pārklājums sastāv no rutila

(50%),. talka, marmora, kaolīna, feromangāna, celulozes un šķidrā stikla. Rutila pārklājumi

metinot ir mazāk kaitīgi metinātāja elpošanas orgāniem nekā pārējie.

Celulozes pārklājumi sastāv no celulozes, organiskiem sveķiem, ferosakausējumiem,

talka u. c.

Pamatparklājumi nesatur dzelzs un mangāna oksīdus. Pārklājums sastāv no marmora,

fluoršpata, kvarca smiltīm, ferosilīcija, feromangāna, ferotitāna, šķidrā stikla.

Skābie pārklājumi metinot piesātina metāla šuvi ar skābekli un ūdeņradi vairāk, nekā

metinot ar elektrodiem,, kuriem ir citi pārklājumi. Ja metināšanā lieto ar pamatpārklājumu

pārklātu elektrodu, metāla šuvei ir liela triecienstigrība, mazāka tieksme novecot un veidot

plaisas. Ar Šiem elektrodiem metina sevišķi atbildīgus mazoglekļa un leģēta tērauda

izstrādājumus.

Celulozes pārklājumi ērti metināšanai jebkurā telpiskā stāvoklī, bet rada uzkausēto

metālu ar pazeminātu plastiskumu. Tos lieto galvenokārt plānu oglekļa tēraudu metināšanai.

Izvēloties elektroda marku konstrukciju metināšanai montāžas apstākļos, jāņem vērā

tas, ka grūti uzturēt pastāvīgu loka garumu, un tā rezultātā šuvē var veidoties poras. Elektrodi

ar pamatparklājumu ļoti jutīgi pret loka garuma izmaiņām. Tāpēc montāžas metināšanai bieži

lieto elektrodus ar rutila pamatpārklājumu.

Pēc kvalitātes, t. i., izgatavošanas precizitātes, pārklājuma virsmas stāvokļa, ar doto

elektrodu izveidotās šuves metāla blīvuma, sēra un fosfora satura uzkausētajā metālā,

elektrodus iedala trīs grupās (1, 2 un 3).

Konstrukciju tērauda metināšanai elektroda tipa apzīmējums sastāv no burta 3

{elektrods) un cipara, kas norāda šuves metālu, uzkausētā metāla vai metinātā savienojuma

minimālo pārejošo pārraušanas pretestību, Pa (N/m2). Burts A pēc elektroda ciparu

apzīmējuma (tipiem Э42A, Э46A, Э50A) norāda, ka šuves metālam ir paaugstināts

plastiskums un stigrība. Katra tipa elektrodiem ir vairākas markas.

Elektroda tipa un markas izvēle atkarīga no metināmā tērauda markas, loksnes

biezuma, izstrādājuma stingruma, apkārtējā gaisa temperatūras metināšanas laikā, telpiskā

stāvokļa, metinātā savienojuma ekspluatācijas apstākļiem utt. Jāņem vērā, ka 3. izgatavošanas

kvalitātes grupas elektrodi metināšanā veido blīvāko šuves metālu ar mazāko sēra un fosfora

saturu. Elektrodiem jānodrošina uzkausētā metāla un pamatmetāla viendabīgs ķīmiskais

sastāvs.

Tehniskajā dokumentācijā (rasējumos, tehnoloģiskajās kartēs u. c.) elektrodu

nosacītais apzīmējums sastāv no markas apzīmējuma, diametra un elektrodu grupas (GOCT

9466—75).

Tā, piemēram, ja uz iesaiņojuma {kārbas, kastes, pakas) etiķetes ir šāds apzīmējums:

Э46A-YOHИИ-13/45-3,0-YД2

E 43 2(5)-Б10

tas nozīmē, ka iesaiņojumā ir Э46A tipa УOHИИ-13/45 markas elektrodi ar 3,0 mm

diametru oglekļa un mazleģētu tēraudu metināšanai (У); elektrodiem ir biezs pārklājums (Д),

tie pieder pie 2. grupas, pēc GOCT 9467—75 tiem noteikta indeksu grupa 43 2(5), kas norāda

uzkausētā metāla un šuves metāla raksturojumu; elektrodiem ir pamatpārklājums (Б), kas

paredzēts metināšanai visos telpiskos stāvokļos (1) ar pretējas polaritātes līdzstrāvu (0).

Pārklāto elektrodu klasifikācija neleģēto un smalkgraudaino tēraudu rokas

lokmetināšanai standartā EN ISO 2560:2005 Metināšanā izlietojamie materiāli - Pārklāti

elektrodi neleģētu un smalkgraudainu tēraudu rokas lokmetināšanai – Klasifikācija (ISO

2560:2002).

Saskaņā ar standartu elektrodu apzīmējums sastāv no astoņām grupām:

1. Metināšanas veida;

2. Minimālās tecēšanas robežas, stiprības robežas un minimālā

pagarinājuma;

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 27

3. Metinātā savienojuma stigrības īpašības.

4. Metinātās šuves ķīmiskā sastāva;

5. Elektroda pārklāja tipa;

6. Elektroda metāla uzkausēšanas koeficienta un strāvas tipa;

7. Metināšanas pozīcijas;

8. Ūdeņraža satura uzkausētā metālā.

Piemēram:

ISO 2560-A – E 46 3 1Ni B 54 H5, kur

ISO 2560 – standarta numurs; Burts A apzīmējumā norāda, ka minimālā stigrība 47 J ir

nodrošināta pie – 30 °C. Burts B nozīmē, ka uzkausētais metāls nodrošina norādīto stiprības

robežu un minimālo stigrību 27 J;

E – pārklāts elektrods rokas lokmetināšanai;

46 – minimālā plūstamības robeža, stiprības robeža un minimālais pagarinājums

(ReH = 460 N/mm2, Rm = 530 – 680 N/mm

2, A = 20 %);

3 – stigrības īpašības (metinātie savienojumi var strādāt pie temperatūras līdz – 30 °C);

1Ni – uzkausētā metāla ķīmiskais sastāvs (Mn = 1,4 %; Ni = 0,6 – 1,2 %);

B – elektroda pārklāja tips (bāziskais);

5 – elektroda metāla uzkausēšanas koeficients un strāvas tips (uzkausēšanas koeficients

> 125 ≤ 160 % un maiņstrāva vai līdzstrāva);

4 – metināšanas pozīcija (PA – apakšējā);

H5 – ūdeņraža saturs uzkausētā metālā (maksimāli 5 ml/100 g uzkausētā metāla).

Pārklāto elektrodu klasifikācija augstas stiprības tēraudu rokas lokmetināšanai dota

standartā EN 757:1997 Metināšanā izlietojamie materiāli - Pārklātie elektrodi augstas

stiprības tēraudu manuālai lokmetināšanai - Klasifikācija

Welding consumables - Covered electrodes for manual metal arc welding of high strength

steels - Classification

Saskaņā ar standartu elektrodu apzīmējums sastāv no deviņām grupām:

1. Metināšanas veids;

2. Minimālā tecēšanas robeža, stiprības robežas un minimālais

pagarinājums;

3. Metinātā savienojuma stigrības īpašības;

4. Metinātā savienojuma ķīmiskais sastāvs;

5. Elektroda pārklāja tips;

6. Spriegumu noņemšanas apstrāde;

7. Strāvas tips un elektroda metāla uzkausēšanas koeficients;

8. Metināšanas pozīcija;

9. Ūdeņraža saturs uzkausētā metālā.

Piemēram:

EN 757 – E 62 7 Mn1Ni B T 3 4 H5, kur

EN 757 – standarta numurs;

E – pārklāts elektrods rokas lokmetināšanai;

62 – minimālā tecēšanas robeža, stiprības robeža un minimālais pagarinājums (ReH = 620

N/mm2, Rm = 690 – 890 N/mm

2, A = 18 %);

7 – stigrības īpašības (metinātie savienojumi var strādāt pie temperatūras līdz – 70 °C);

Mn1Ni – uzkausētā metāla ķīmiskais sastāvs (Mn = 1,4 % – 2,0; Ni = 0,6 – 1,2 %);

B – elektroda pārklāja tips (bāziskais);

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 28

T –spriegumu noņemšanas apstrāde (termiskā apstrāde pie 560 – 600 °C 1 stunda);

3 – strāvas tips un elektroda metāla uzkausēšanas koeficients (maiņstrāva vai līdzstrāva,

uzkausēšanas koeficients > 155 ≤ 125 %);

4 – metināšanas pozīcija (saduršuves un kakta šuves apakšējā pozīcijā);

H5 – ūdeņraža saturs uzkausētā metālā (maksimāli 5 ml/100 g uzkausētā metāla).

Bez augstākminētiem elektrodu klasifikācijas standartiem ir vel arī šādi standarti:

EN 1599:1997 Metināšanā izlietojamie materiāli - Pārklāti elektrodi šļūdizturīgo tēraudu

rokas lokmetināšanai – Klasifikācija.

Welding consumables - Covered electrodes for manual metal arc welding of creep-resisting

steels - Classification

EN 1600:1997 Metināšanā izlietojamie materiāli - Pārklāti elektrodi nerūsējošo un

karstumizturīgo tēraudu rokas lokmetināšanai - Klasifikācija

Welding consumbles - Covered electrodes for manual welding of stainless and heat resistant

steels - Classification

EN ISO 1071:2003 Metināšanā izlietojamie materiāli - Pārklātie elektrodi, stieples, stieņi un

pulverstieples elektrodi čuguna kausēšanas metināšanai - Klasifikācija

Welding consumables - Covered electrodes, wires, rods and tubular cored electrodes for

fusion welding of cast iron - Classification

Nekūstošo elektrodu stieņus izgatavo no tīra volframa, no volframa ar torija, lantāna

vai itrija oksīdu, elektrotehniskās ogles un presēta grafīta piedevām.

Volframs ir grūti kūstošs metāls (kušanas temperatūra 3410 °C) ar pietiekami augstu

elektrovadītspēju un siltumvadītspēju. Metināšanā ar volframa elektrodu lieto tiešās

polaritātes līdzstrāvu.

Elektrodiem lieto šādu marku stieņus: ЭBM — tīrais elektrodu volframs; ЭBJI-10 un

ЭBЛ-20 — elektrodu volframs ar 1 ... 2% lantāna oksīda piedevu; ЭB-30 — elektrodu

volframs ar 1,5... 2% itrija oksīda piedevu; ЭBT-15 - elektrodu volframs.ar torija oksīda

piedevu. Piedeva volframam veicina stabilu loka degšanu, kā arī dod iespēju palielināt strāvas

blīvumu elektrodā. Lai samazinātu volframa elektroda oksidēšanos un aizsargātu metināšanas

vannu, metināšanu veic inertās gāzēs. Volframa elektrodu diametrs ir 2... 10 mm atkarībā no

metināšanas strāvas stipruma.

Jautājumi.

Kāda tipa elektroda pārklājumu apzīmē ar burtu “A” ?

Kāda tipa elektroda pārklājumu apzīmē ar burtu “B” ?

Kāda tipa elektroda pārklājumu apzīmē ar burtu “R” ?

Kāda tipa elektroda pārklājumu apzīmē ar burtu “C” ?

Kāds simbols elektroda apzīmējumā liecina par to, ka šo elektrodu var lietot metinot

visos telpiskajos stāvokļos ?

Ar kādiem simboliem apzīmē elektrodu kvalitāti ?

Kādi komponenti no pārklāja sastāva aizsargā metālu no apkārtējā gaisa iedarbības?

Kāds ir elektrodu segumu uzdevums ?

Kādi komponenti ir lielā daudzumā celulozes tipa pārklājumā ?

Kāda tipa pārklājuma elektrodus rekomendē izmantot atbildīgu konstrukciju

metināšanai?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 29

Metāla sagatavošana metināšanai

Ar taisnošanu novērš velmētā tērauda deformācijas. Loksnes un šķirnes metālu taisno

aukstā stāvoklī ar skārda un lenķtērauda taisnošanas mašīnām un presēm. Stipri deformētu

metālu taisno karsta stāvoklī.

Detaļas izmēru pārnešanu dabiskā lielumā no rasējuma uz metāla sauc par

aizzīmēšanu. Šim nolūkam lieto universālus instrumentus: mērlenti, lineālu, stūreni un

aizzīmēšanas adatu. Vienkāršāk un ātrāk aizzīmēt ar šablonu, kas izgatavots no plānas metāla

loksnes. Aizzīmējot sagatavi, jāņem vērā, ka konstrukcijas metināšanas procesā saīsinās.

Tāpēc paredz uzlaidi 1 mm uz katru šķērssaduru un 0,1... ...0,2 mm uz garenšuves 1 m.

Sagatavojot detaļas metināšanai, pārsvarā lieto termisko griešanu. Mehānisko griešanu

lietderīgi lietot, sagatavojot viena tipa detaļas galvenokārt ar taisnstūra šķērsgriezumu.

Bieži skābekļgriešanu, īpaši ar skābekļgriešanas mašīnu, apvieno ar fāzītes noņemšanu

saduršuvem. Pēc griešanas detaļu bieži vien mehāniski apstrādā, lai no termiskās ietekmes

zonas noņemtu apogļoto metālu.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 30

Detaļu salikšana metināšanai ir darbietilpīga, tā sastāda apmēram 30% no izstrādājuma

izgatavošanas kopējās darbietilpības. Tā atkarīga no vairākiem nosacījumiem (ražošanas

sērijās, izstrādājuma tipa u. c). Lai samazinātu salikšanas laiku, kā arī lai palielinātu tās

precizitāti, izmanto dažādas palīgierīces.

Salikšanu metināšanai var veikt ar šādiem paņēmieniem:

izstrādājuma pilnīga salikšana no visām tajā ietilpstošām detaļām un sekojoša

visu šuvju metināšana;

detaļu pakāpeniska pievienošana pie iepriekš sametinātas izstrādājuma daļas

(ja nevar lietot pirmo paņēmienu);

izstrādājuma mezglu iepriekšēja salikšana un sekojoša izstrādājuma salikšana

un sametināšana no mezgliem; Šis paņēmiens ir visracionālākais, un to lieto lielu un sarežģītu

konstrukciju (kuģu, vagonu tiltu u. c.) izgatavošanā.

Kolonnu, siju, sarežģīta šķērsgriezuma statņu, kā arī konstrukciju no vairāk kā 8 mm

biezām tērauda loksnēm salikšanai un metināšanai lieto ierīces, kurās konstrukcijas elementi

šuves metāla rūkšanas rezultātā var nedaudz pārvietoties. Ierīces var būt paredzētas tikai

detaļu salikšanai pirms metināšanas vai arī tikai iepriekš saliktu detaļu metināšanai. Lieto arī

kombinētas salikšanas un metināšanas ierīces. Salikšanas precizitāti pārbauda ar šabloniem un

taustiem (41.attēls.).

Saliktos mezglus un detaļas savieno ar pieķeršuvēm. Metināšanas pieķeršuves ir īsas

šuves, kuru šķērsgriezums ir 1/3 no pilnas šuves šķērsgriezuma. Pieķeršuvju garums ir no 20

mm līdz 100 mm atkarībā no metināmo lokšņu biezuma un šuves garuma. Atstatums starp

pieķeršuvem ir 500... ... 1000 mm atkarībā no šuves garuma. Peķeršuves metina ar tādiem

pašiem elektrodiem kā izstrādājumu. Salikšanu ar metināšanas pieķeršuvēm lieto neliela

biezuma (līdz 6... 8 mm) lokšņu konstrukcijās.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 31

Metinātu šuvju veidošanas tehnika

Loka aizdedzināšana. Loku starp pārklātu elektrodu un metināmo

izstrādājumu aizdedzina divos paņēmienos: saslēdzot īsi elektroda galu ar

izstrādājumu un atraujot elektrodu no izstrādājuma virsmas atstatumā, kas

apmēram vienāds ar metināšanā lietojamā pārklātā elektroda diametru.

Elektroda īssavienojums ar izstrādājumu vajadzīgs, lai sakarsētu metālu līdz

attiecīgai temperatūrai katoda plankumiņā, kas nodrošina primāro elektronu izeju un tātad

loka veidošanos.

Loka aizdedzināšanai ar

pārklātiem elektrodiem lieto divus

paņēmienus - ar pieskaršanos un

slidināšanu, švirkstināšanu

(42.attēls.). Pirmajā loka

aizdedzināšanas paņēmienā metāls

sakarst īssavienojuma punktā,

otrajā paņēmienā - vairākos

punktos, elektroda galam slīdot pa

metināmā izstrādājuma virsmu.

Metinātāji sekmīgi lieto

abus loka aizdedzināšanas

paņēmienus, pie tam pirmo

paņēmienu biežāk lieto, metinot

šaurās un neērtās vietās.

Loka garums. Tūlīt pēc

loka aizdedzināšanas sākas

pamatmetāla un elektroda metāla kušana. Izstrādājumā veidojas izkausētā metāla vanna.

Metinātājam jāuztur loka degšana tā, lai tā garums būtu nemainīgs. No pareizi izraudzīta loka

garuma ir ļoti atkarīgs darba ražīgums un metinātās šuves kvalitāte.

Metinātājam elektrods lokā jāpadod ar ātrumu, kas vienāds ar elektroda kušanas

ātrumu. Prasme uzturēt nemainīga garuma loku raksturo metinātāja kvalifikāciju.

Par normālu uzskata loka garumu, kas vienāds ar 0,5... 1,1 elektroda stieņa diametriem

(atkarībā no elektroda tipa, markas un šuves telpiskās pozīcijas). Palielinot loka garumu,

samazinās tā degšanas stabilitāte un pamatmetāla izkausēšanas dziļums, palielinās elektroda

nodeguma zudumi un metāla izšļakstīšanās, veidojas šuve ar nelīdzenu virsmu un palielinās

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 32

apkārtējās atmosfēras kaitīgā iedarbība uz izkausēto metālu.

Elektroda slīpums metinot atkarīgs no šuves telpiskās pozīcijas, metināma metāla bie-

zuma un sastāva, elektroda diametra, pārklājuma tipa un biezuma.

Metināšanas virziens var būt no kreisās puses uz labo pusi, no labās puses uz kreiso,

no sevis un uz sevi (43.att. a).

Neatkarīgi no metināšanas virziena elektrodam jāatrodas noteiktā pozīcijā, tam jābūt

noliektam pret šuves asi tā, lai metināmā izstrādājuma metāls izkustu maksimāli dziļi. Lai

iegūtu blīvu un vienādu šuvi, metinot apakšējā pozīcijā horizontālā plaknē, elektroda slīpuma

leņķim jābūt 15° pret vertikāli šuves metināšanas virzienā (43.att. b).

Parasti loks saglabā elektroda ass virzienu; ar norādīto elektroda slīpumu metinātājs panāk

maksimālu izstrādājuma metāla izkausēšanu. Pie tam labāk veidojas šuve, kā arī lēnāk

atdziest metināšanas vannas metāls, kas novērš šuvē karsto plaisu rašanos.

Metinot ar šļūtenes pusautomātu, elektroda stieples pozīcija nav analogs elektroda

pozīcijai rokas metināšanā ar pārklātiem elektrodiem.

Elektroda slīpuma leņķis rokas metināšanā šuves apakšējā, vertikālā, griestu un

horizontālā pozīcijās parādīts att.

Elektroda svārstību kustības. Lai iegūtu vajadzīgā platuma valnīti, tad ar elektrodu

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 33

šķērsvirzienā veic svārstību kustības. Ja elektrodu pārvieto tikai šuves ass garenvirzienā bez

svārstību kustībām šķērsvirzienā, tad valnīša platums ir atkarīgs no metināšanas strāvas

stipruma un tas ir 0,8... 1,5 elektroda diametri. Šādus šaurus valnīšus lieto tikai plānu lokšņu

metināšanai, pirmās kārtas (saknes) metināšanai daudzkārtu šuvēm, metinot ar atbalstīšanas

paņēmienu un citos gadījumos.

Visbiežāk lieto šuves ar platumu no 1,5 līdz 4 elektroda diametriem, kuras veido ar

elektroda šķērsvirziena svārstību kustībām.

Rokas metināšanā izplatītākie elektroda šķērsvirziena svārstību veidi ir šādi:

kustība pa taisnu lauztu līniju (44.att. a);

kustība pa pusmēnesi, kura gali vērsti uzkausētās šuves virzienā (44.att. b);

kustība pa pusmēnesi, kura gali versti metināšanas virzienā (44.att. c);

trīsstūrveida kustība (44.att. d);

cilpveida kustība ar aizturēšanu noteiktās vietās (44. att. e).

Kustības šķērsvirzienā pa lauztu līniju bieži lieto, lai iegūtu uzkausējuma valnīšus

lokšņu sadurmetināšanā apakšējā pozīcijā bez malu noslīpinājuma un tajos gadījumos, kad

nevar rasties caurdegumi metināmajās detaļās.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 34

Kustību pa pusmēnesi, kura gali vērsti uzkausētās šuves virziena, lieto saduršuvēm ar

noslīpinātām malām un kakta šuvēm, kuru katete mazāka par 6 mm, ja šuves metina jebkurā

pozīcijā un izmanto elektrodu ar diametru līdz 4 mm.

Trīsstūrveida kustība jālieto, metinot kakta Šuves, kuru katete lielāka par 6 mm, un

saduršuves ar noslīpinātam malām jebkurā telpiskā pozīcijā. Šajā gadījumā panāk labu saknes

sakusumu un apmierinošu šuves veidošanos.

Cilpveida kustības lieto tad, ja nepieciešams stipri sakarsēt metāla šuves malās,

galvenokārt metinot augstleģeta tērauda loksnes. Šiem tēraudiem ir augsta plūstamība un, lai

apmierinoši izveidotu šuvi, elektrods jāaiztur malās, tādējādi novēršot metāla caurdegšanu

šuves centrā un metāla iztecēšanu no vertikālas šuves metināšanas vannas. Cilpveida kustības

veiksmīgi var aizstāt ar pusmēness kustībām, aizturot loku šuves malās.

Paņēmieni šuves aizpildīšanai pa garumu un šķērsgriezumu. Šuves pa garumu

metina nepārtraukti vai ar atpakaļpakāpienu paņēmienu. Nepārtrauktā metināšanas paņēmiena

būtība ir tāda, ka šuvi no sākuma līdz beigām metina vienā virzienā.

Atpakaļpakāpienu paņēmienā garās šuves sadala īsākos posmos.

Pēc šuves šķērsgriezuma aizpildīšanas paņēmiena izšķir vienkārtas šuves (45.att.a),

daudzkārtu šuves (45.att.b) un daudzgājienu daudzkārtu šuves (45.att.c).

Ja kārtu skaits vienāds ar gājienu skaitu, tad šādu šuvi sauc par daudzkāartu šuvi. Ja

dažas kārtas veido vairākos gājienos, tad šādu šuvi sauc par daudzgājienu šuvi.

Daudzkārtu šuves bieži lieto sadursavienojumos, daudzgājienu šuves - leņķa

savienojumos un T veida savienojumos.

Lai vienmērīgāk sakarsētu šuves metālu visā tās garumā, šuves metina ar divkārtu,

sekciju, kaskādes, kalniņa paņēmieniem, pie tam visu šo paņēmienu pamatā ir

atpakaļpakāpienu metināšanas princips (46. att.).

Divkārtu paņēmiena būtība ir tāda, ka otro kārtu metina uz neatdzisušās pirmās

kārtas pēc metināšanas sārņu noņemšanas. Metināšanu 200 ... 400 mm garumā veic pretējos

virzienos, tādējādi novērš karsto plaisu rašanos

šuvē, metinot 15 ... 20 mm biezu stingru metālu.

Lai novērstu plaisu rašanos, metinot 20 ...

25 mm un biezākas tērauda loksnes, lieto

kaskādes vai kalniņa metināšanas paņēmienu.

Metinot sekcijām vai kaskādēm, daudzkārtu šuves

aizpilda visā metināšanas biezumā noteiktā

pakāpes garumā, kā parādīts 46. attēlā. Pakāpes

garumu izvēlas tā, lai, metinot šuvi visā biezumā,

šuves saknes metāla temperatūra nebūtu mazāka

par 200 °C. Šajā gadījumā metāls ir ļoti plastisks

un plaisas nerodas.

Metinot ar kaskādes paņēmienu, pakāpes

garums ir 200 .. . 400 mm, bet, metinot sekcijām -

lielāks. Metināšanā ar kalniņu gājienus veic visā

metāla biezumā. Metināšanas paņēmienu izvēlas

atkarībā no metāla ķīmiskā sastāva, biezuma, uzmetināmo kārtu skaita un metināmā

izstrādājuma stingruma.

Metināšana pa blokiem ir metināšana, kurā daudzkārtu šuvi metina pa atsevišķiem

blokiem, bet starpas starp tiem aizpilda pirms visas šuves aizmetināšanas. Parasti visu šuvi

sadala apmēram 1 m garos posmos. Katru posmu (bloku) metina atsevišķs metinātājs.

Metināšanu sāk no vidējā bloka tūliņ pēc pirmā gājiena veikšanas citos posmos. Gājiena

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 35

virzienu katrā posmā ieteicams mainīt. Tāda vienlaicīga daudzgājienu šuves metināšana pa

garumu un šķērsgriezumu nodrošina vienmērīgāku temperatūras sadalījumu, kas ievērojami

samazina metināmā izstrādājuma kopējās paliekošas deformācijas. Metināšanu pa blokiem

var veiksmīgi lietot pat biezu lokšņu pašrūdes tēraudu metināšanā.

Daudzkārtu metināšanai salīdzinājumā ar vienkārtas metināšanu ir šādas

priekšrocības.

Samazinās metināšanas vannas tilpums, tā rezultātā palielinās metāla atdzišanas ātrums

un samazinās graudu izmēri.

Šuves metāla ķīmiskais sastāvs tuvs uzkausētā metāla ķīmiskajam sastāvam, jo nelielais

metināšanas strāvas stiprums daudzkārtu metināšana tikai nedaudz izkausē

pamatmetālu.

Katra nākamā šuves kārta termiski apstrādā iepriekšējās kārtas metālu, un metālam ap

šuvi ir sīkgraudaina struktūra ar paaugstinātu plastiskumu un stigrību.

Katrai šuves kārtai atkarībā no metināšanas strāvas stipruma jābūt 3... ... 5 mm biezai

(metinot mazoglekļa tēraudu).

Metinot ar 100 A stipru strāvu, loks izkausē virsējās kārtas metālu apmēram 1,0 mm

dziļumā, bet apakšējās kārtas metāls (dziļāk par 1,0 mm) sakarst no 1100°C līdz 1500°C un,

strauji atdziestot, veido sīkgraudainu struktūru.

Metinot ar 200 A stipru strāvu, kārtas biezumu var palielināt līdz 5 mm, bet apakšējās

kārtas termiskā apstrāde norisēs apmēram 2,5 mm dziļumā.

Šuves saknes metāla termisko apstrādi, lai iegūtu sīkgraudainu struktūru, realizē,

uzmetinot valnīti ar 3 mm diametra elektrodu un metināšanas strāvu 100 A. Pirms valnīša

uzmetināšanas šuves sakni notīra ar termisko griešanu vai mehāniski. Valnīti uzmetina

nepārtraukti visā šuves garumā.

Metāla virskārtas termisko apstrādi veic, uzklājot atkvēlinošu (dekoratīvu) kārtu.

Atkvēlinošās kārtas biezumam jābūt minimālam (1...2 mm), lai nodrošinātu lielu atdzišanas

ātrumu un sīkgraudainu virskārtas struktūru. Atkvēlinošo kārtu atkarībā no loksnes biezuma

uzklāj ar 5... 6 mm diametra elektrodiem un 200 ... 300 A stipru strāvu.

Šuves nobeigšana. Šuves beigās nedrīkst strauji pārtraukt loku un uz metāla virsmas

atstāt krāteri. Krāteris šuvē var radīt plaisas, jo satur piemaisījumus, galvenokārt sēru un

fosforu. Metinot mazoglekļa tēraudus, krāteri aizpilda ar elektroda metālu vai novada sānis uz

pamatmetāla. Ja metina tēraudu, kuram ir nosliece veidot rūdītu mikrostruktūru, krāteri

novirzīt nedrīkst, jo var rasties plaisas. Nav ieteicams aizmetināt krāteri, vairākkārt pārtraucot

un aizdedzinot loku, jo veidojas metālu piesārņojoši oksīdi. Vislabākais šuves nobeigšanas

paņēmiens ir krātera aizpildīšana ar metālu, pārtraucot elektroda padevi un lēnām pagarinot

loku, kamēr tas pilnīgi pārtrūkst.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 36

Rokas lokmetināšanas reţīma izvēle

Izvēloties rokas lokmetināšanas režīmu, bieži vien nosaka tikai elektroda diametru un

metināšanas strāvas stiprumu. Metināšanas ātrumu un loka strāvu nosaka metinātājs pats

atkarībā no metināmā savienojuma veida, tērauda markas, elektroda markas, šuves telpiskās

pozīcijas utt.

Elektroda diametru izvēlas atkarībā no metināmā metāla biezuma, metināmā

savienojuma tipa, šuves tipa utt. Metinot sadursavienojumā līdz 4 mm biezas loksnes apakšējā

pozīcijā, elektroda diametru ņem vienādu ar metināmā tērauda biezumu. Ja metina biezāku

tēraudu, lieto 4 ... 6 mm diametra elektrodus ar noteikumu, lai pilnīgi būtu izkausēts

savienojamo detaļu metāls un pareizi veidotos šuve. Par 6 mm lielāka diametra elektrodu

lietošana ir ierobežota sakarā ar elektroda un elektrodu turētajā lielo masu. Bez tam ar liela

diametra elektrodiem metinātu savienojumu stiprība samazinās, jo var būt nepilnīgs šuves

saknes sakusums un šuves metālam liela stabiņveida mikrostruktūra.

Daudzkārtu saduršuvēs un kakta šuvēs pirmo kārtu vai gājienu metina ar 2... 4 mm

diametra elektrodu; nākamās kārtas un gājienus metina ar liela diametra elektrodu, tā diametru

izraugās atkarībā no metāla biezuma un malu noslīpinājuma formas.

Daudzkārtu šuvēs pirmo kārtu iesaka metināt ar maza diametra elektrodu, lai labāk

sakustu savienojuma šuves sakne. Tas attiecas gan uz saduršuvēm, gan kakta šuvēm.

Vertikālā pozīcijā parasti metina ar elektrodiem, kuru diametrs nepārsniedz 4 mm,

retāk 5 mm; 6 mm elektrodus var lietot tikai augstas kvalifikācijas metinātāji.

Griestu šuves parasti metina ar elektrodiem, kas nav resnāki par 4 mm.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 37

Valnīšu un šuvju metināšana apakšējā pozīcijā

Valnīšus uzkausē, atjaunojot mašīnu un mehānismu nodilušās detaļas. Līdzenu

uzkausēto virsmu panāk, vienu valnīti pārsedzot ar otru valnīti par 0,3 ... 0,5 no tā platuma.

Paplašinātu valnīšu uzkausēšanai lieto elektroda šķērsvirziena svārstību kustības.

Par normālu uzskata valnīti, kura platums ir vienāds ar 3... 4 elektroda diametriem.

Valnīšus ieteicams uzmetināt no kreisās puses uz labo pusi vai uz sevi. Šajos gadījumos

metinātājs labi pārredz loka atrašanās vietu, tā garumu, elektroda pilienu pārnešanu un valnīšu

veidošanos. Valnīšus uzkausē ar liela diametra (6 ... 12 mm) elektrodiem un lielu strāvu (250 .

. . 500 A un vairāk).

Saduršuvju metināšana (47.attēls a.). Vienpusīgas saduršuves bez malu

noslīpinājuma metina ar pārklātiem elektrodiem, kuru diametrs vienāds ar metināmo lokšņu

biezumu, ja tās nav biezākas par 4 mm. Strāvas stiprumu izvēlas atkarībā no elektroda

diametra, pārklājuma veida un biezuma. No 2 mm līdz 8 mm biezas loksnes bez malu

noslīpinājuma metina ar divpusīgu šuvi. Elektroda pozīcija un šķērskustības metinot parādīti

attēlā.

Sadursavienojumus ar divu malu noslīpinājumu atkarībā no metāla biezuma metina ar

vienkārtas, daudzkārtu un daudzgājienu šuvēm.

Šuves optimālo atvēruma leņķi nosaka pēc šādiem apsvērumiem. Liels apdares leņķis

(80 . . . 90°) rada metinātājam ērtus darba apstākļus, mazāka iespēja saknei nesakust, bet

palielinās uzkausējamā metāla tilpums, tātad samazinās darba ražīgums un palielinās

izstrādājuma deformācijas. Normālam rokas metināšanas procesam pieņemts apdares leņķis

(50±4)°.

Sprauga starp saduras elementiem un malas nenoslīpinātās daļas biezums ir no 1,5 mm

līdz 4,0 mm atkarībā no lokšņu biezuma, metināšanas režīma un metināmās konstrukcijas

rakstura.

Metināšanā visgrūtāk ir iegūt pilnu (drošu) šuves saknes sakusumu. Šeit visbiežāk

mēdz būt dažādi defekti, piemēram, nesakusums, gāzu un sārņu ieslēgumi. Tāpēc, ja tas

iespējams, šuves sakne jāsametina arī no otras puses.

No 1 mm līdz 6 mm biezu metālu bez malu noslīpinājuma metina ar vienkārtas

(viengājiena) šuvi. Vienkārtas šuves loksnēm ar divām noslīpinātām malām metina, svārstot

elektrodu šķērsvirzienā pa trijstūri (47.att. b.) bez aiztures šuves saknē (1 . . .4 mm biezām

loksnēm) un ar aizturi šuves saknē (4 ... 6 mm biezām loksnēm).

12 mm un biezākas loksnes ar diviem nesimetriskiem divu malu noslīpinājumu sadurā

savieno ar daudzkārtu vai daudzgājienu šuvēm. Daudzkārtu šuvju metināšanas ātrums ir

lielāks par daudzgājienu šuvju metināšanas ātrumu. Daudzkārtu vai daudzgājienu šuves izvēle

atkarīga no metināmā tērauda ķīmiskā sastāva un biezuma.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 38

Daudzgājienu šuvi metina tievu un šauru valnīšu veidā bez elektroda svārstībām

šķērsvirzienā. Ieteicams metināt ar elektrodiem, kuru diametrs ir no1,6 mm līdz 3 mm (retāk 4

mm) un kuri paredzēti atbalstīšanai. Visu daudzgājienu šuvi var metināt ar viena diametra

elektrodu.

Daudzkārtu šuves katrai kārtai ir vairākas reizes lielāks šķērsgriezums nekā

daudzgājienu šuves katram valnītim.

Dažreiz, lai nodrošinātu sakusumu visā metāla biezumā, metina uz 4 .. . ...6 mm bieza

vara paliktņa. Šajā gadījumā strāvas stiprumu var palielināt par 20... 30%. Ja metinātā

izstrādājuma konstrukcija un uzdevums atļauj caurkausējumu, tad var metināt uz paliekoša

tērauda paliktņa.

Sevišķi atbildīgām konstrukcijām pirms šuves metināšanas no otras puses to vispirms

notīra ar griezējdegli vai mehāniski, lai novērstu iespējamos defektus (nesakusumu, plaisas,

gāzes un sārņu ieslēgumus).

No 12 mm līdz 60 mm biezas tērauda loksnes var sametināt sadurā ar pārklātiem

elektrodiem, ja to malām ir divpusīgs simetrisks noslīpinājums. Pie tam malu sagatavošana,

noslīpinājuma leņķis, spraugas un malas nenoslīpinātās daļas lielumi, metināšanas tehnika ir

tādi paši, kā metinot loksnes ar divām noslīpinātām malām. Lai katras kārtas metāls

pietiekami sakārstu un atkvēlinātos, kārta nedrīkst būt biezāka par 4 ... 5 mm un plānāka. par

2 mm. Tā, piemēram, 12 mm biezu lokšņu sametināšanai jāliek 4... 6 kārtas, bet 40 mm biezu

lokšņu sametināšanai - 10... 16 kārtas (bez atkvēlinošās un dekoratīvās kārtas).

Biezu (vairāk par 20 mm) lokšņu sadurmetināšanai ieteicamas šuves ar divu malu

līklīnijas noslīpinājumu. Šādā veidā sagatavotu šuvju metināšanai var lietot lielāka diametra

elektrodus, kas nodrošina drošu sakusumu un vienmērīgu šuves metāla rukumu.

Šuvēm ar divu malu divpusīgu simetrisku noslīpinājumu salīdzinājumā ar divu malu

vienpusīgu noslīpinājumu ir šādas priekšrocības:

uzkausētā metāla tilpums samazinās 1,6... 1,7 reizes, tātad palielinās

metināšanas darba ražīgums.

samazinās metināšanā radušās deformācijas.

šuves saknes nesakusums iespējams neitrālā šķēlumā, un tāpēc tas ir mazāk

bīstams.

Lai samazinātu metinātā savienojuma deformācijas, ieteicams šuves metināt

pārmaiņus no vienas un otras loksnes puses. Šim nolūkam, metinot apakšējā pozīcijā, detaļas

bieži jāgroza. Tāpēc lietderīgāk izstrādājumu novietot vertikāli un metināt vienlaikus no abām

pusēm. Metināšanu šajā gadījumā veic divi metinātāji.

Kakta šuvju metināšana. Metinot kakta šuves ar slīpi novietotu elektrodu metāls

smaguma spēka ietekmē cenšas notecēt uz apakšējās plaknes. Tāpēc šīs šuves labāk metināt

«laiviņā» ar elektrodiem, kurus metinot var atbalstīt ar pārklājumu pret izstrādājuma

metināmajām malām. Līdz 14 mm biezu lokšņu kakta šuves «laiviņā» var metināt bez malu

noslīpinājuma (ar divpusīgu metināšanu} vai daļēju malu apdari un malu palielinātu

nenoslīpinātās daļas biezumu. Sprauga starp metināmajiem elementiem nedrīkst pārsniegt

10% no loksnes biezuma. Tomēr ne vienmēr metināmo izstrādājumu var nostādīt tā, lai varētu

metināt «laiviņā», - tad, metinot kakta šuves, elektrodu novieto slīpi. Šajā gadījumā var

nesakust šuves sakne un apakšējās loksnes mala. Lai rūpīgi sakarsētu metināmo detaļu malas,

elektrods jātur pret loksnes virsmu 45° leņķī un šķērsvirzienā jāizdara trīsstūrveida kustības ar

aizturi vai bez .aiztures šuves saknē. Metināšanas procesā elektrods jānoliec gan pret vienu,

gan otru loksnes virsmu. Kakta šuves apakšējā pozīcijā ar kateti līdz 10 mm metina vienā

kārtā ar elektrodiem, kuru diametrs nepārsniedz 5 mm, dažreiz bez šķērskustībām.

Kakta šuves bez malu noslīpinājuma un ar kateti, lielāku par 10 mm, var metināt vienā

kārtā, bet ar elektrodu šķērsvirzienā jāizdara trīsstūrveida kustības. Pie tam šuves sakne labāk

sakūst, ja elektrodu aiztur šuves saknē. Kakta šuves ar vienpusīgu vai divpusīgu malu

noslīpinājumu lieto sevišķi atbildīgu izstrādājumu izgatavošanā.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 39

Malu noslīpinājumu T veida sieniņai izveido (50±5)o leņķī. Ja sieniņas biezums

nepārsniedz 4 mm un tai ir noslīpināta mala, tad metina vienkārtas šuvi; ja sieniņa ir biezāka,

tad metina vairākas kārtas vairākos gājienos. Metinot daudzgājienu T veida šuves ar elektrodu

slīpā pozīcijā, uz plauktiņa un sieniņas parasti iegūst nevienādas katetes. Tāpēc, projektējot

metinātus izstrādājumus, ir atļautas kakta šuves ar nevienādām katetēm.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 40

Vertikālu, horizontālu un griestu šuvju metināšana

Vertikālas šuves (saduršuves un kakta šuves) metina no apakšas uz augšu. Iepriekšēji

ar metināšanu sagatavo horizontālu metāla laukumiņu, kura šķērsgriezums vienāds ar šuves

uzkausētā metāla šķērsgriezumu. Laukumiņu izveido, elektrodu pārvietojot šķērsvirzienā pa

trīsstūri (48.att). Šuves sakni sakausē, ja, elektrodu pārvietojot pa trīsstūri, loka degšanu aiztur

šajā vietā. Vislielāko šuves saknes sakusumu iegūst tad, kad elektrods ir perpendikulārs

vertikālajai asij. Izkausētā metāla notecēšanu novērš, noliecot elektrodu uz leju, kā parādīts ar

svītrlīniju attēlā a, b.

Vertikālu šuvju metināšana ar liela diametra elektrodiem un lielu strāvu ir apgrūtināta,

jo metāls notek un slikti veidojas šuve. Tāpēc lieto līdz 4 mm, retāk 5 mm diametra

elektrodus.

Vertikālā metināšana virzienā no augšas uz leju (48.att. c) iespējama ar elektrodiem,

kas veido plānu sārņu kārtu. Metāls metināšanas vannā sacietē ātrāk un tā notecēšana

praktiski nenotiek. Darba ražīgums, metinot no augšas uz leju, ir augstāks, nekā metinot no

lejas uz augšu. Vertikālās šuves arī ērtāk metināt, atbalstot elektrodu ar pārklājumu pret

metināmajām malām.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 41

Horizontālās un griestu šuves metināt ir sarežģītāk nekā vertikālās šuves (48.att.).

Metinot horizontālās šuves, uz augšējās loksnes bieži veidojas rievas, bet, metinot griestu

šuves, grūti sakausēt šuves sakni. Abos gadījumos jāmetina ar īsu loku un pietiekami ātrām

svārstību kustībām. Par 8 mm biezāku metālu metina ar daudzgājienu šuvēm. Pirmo valnīti

horizontālās šuves saknē metina ar 4 mm diametra elektrodu, bet nākamos - ar 5 mm diametra

elektrodu. Pirmo valnīti griestu šuves saknē metina ar 3 mm elektrodu, bet nākamos - ar

elektrodu, kura diametrs nepārsniedz 4 mm. Horizontālu un griestu (49.attēls.) šuvju valnīšus

ērti metināt, atbalstot elektroda pārklājumu. Metinot griestu šuves, gāzes, kas izdalās no

pārklātiem elektrodiem, ceļas uz augšu un var palikt šuvē. Tāpēc, metinot griestu šuves,

jālieto labi izžāvēti elektrodi, kas veido nelielu sārņu kārtu.

Jautājumi.

Kad metina bez maliņu noslīpinājuma?

Kāpēc ir vajadzīgs maliņu noslīpinājums metinot biezus (virs 4 mm) metālus?

Kāda Ø elektrodus lieto vertikālo un horizontālo šuvju metināšanai?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 42

Ar rokas lokmetināšanu metinātie punktsavienojumi

Punktu šuves parasti lieto pārlaidsavienojumos, un tās metina ar kūstošiem vai

nekustošiem elektrodiem (50.att.). Metināšanu ērti lietot konstrukciju montāžā, plānsienu

apšuvumu savienošanai ar liela izmēra profilvelmējumu konstrukcijas rāmjiem, kur nevar

lietot kontakta punktmetināšanu, kā arī elementu pakešu savienošanai un tapskrūvju

piemetināšanai.

Izveidojot ar loku metinātu punktsavienojumu, grūti nodrošināt blīvu metināmo detaļu

virsmu pieraušanos. Lai izkausētais metāls neiztecētu, sprauga nedrīkst būt lielāka par 1 mm.

Punktmetināšanā metālu izkausē ar metināšanas loku vai metina caur iepriekš izurbtu

vai izsistu caurumu. Ekonomiskāk lietot punktmetināšanu bez cauruma virsējā detaļā.

Ja lieto pārklātu kūstošu elektrodu un piespiedu caurkausēšanu un formēšanu, tad,

metinot mazoglekļa un mazleģētu tēraudu, virsējās detaļas biezums var sasniegt 12 mm.

Ja metina mazogiekļa un mazleģētu tēraudu ar kūstošu elektrodu ogļskābā gāzē un

caurumu virsējā detaļā, tad virsējās detaļas biezums var sasniegt 30 mm.

Lieto loka punktmetināšanu zem kušņiem, dažādās gāzēs, ar nekūstošiem elektrodiem

utt.

Metināšana var būt ar elektroda padevi metināšanas procesā vai bez padeves ar

speciālas konstrukcijas elektrodu turētāju, kurā loks pārtraucas pats no sevis.

Metinot ar nekustošiem elektrodiem, var iegūt šuves bez pastiprinājuma un ar lielāku

metāla caurkausēšanas dziļumu, nekā metinot ar kūstošiem elektrodiem. Ar nekustošu grafīta

elektrodu var sametināt 6 mm un biezākas loksnes ar 400 ... 700 A līdzstrāvu. Šuves metāla

aizsargāšanai metināšanā var lietot kušņus vai dažādas aizsarggāzes.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 43

Jēdziens par tēraudu metināšanu.

Mūsdienu mašīnbūve un celtniecība nav iespējama bez leģētu tēraudu lietošanas; tie

palielina konstrukciju drošumu, ilgizturību, ekonomiskumu, samazinoties to masai un

uzlabojoties ekspluatācijas īpašībām. Tas sevišķi svarīgi kombinētām konstrukcijām, kas

sastāv no dažādiem metāliem. Tomēr dažus metālus vai nu vispār nevar sametināt, vai arī to

metināšanas tehnoloģija ir ļoti sarežģīta. Tāpēc metināšanas tehnoloģijā liela nozīme ir

jēdzienam par metālu metināmību.

Metināmība ir metālu vai metālu kombināciju īpašība, lietojot noteiktu metināšanas

tehnoloģiju, veidot savienojumu, kas atbilst izstrādājuma konstrukcijai un ekspluatācijai

izvirzītām prasībām.

Tā, piemēram, oglekļa tēraudu labas metināmības rādītājs izstrādājumos, kas strādā

statiskā slodzē un ceha temperatūrā, ir iespēja iegūt metinātus savienojumus, kas

vienādizturīgi ar pamatmetālu, nelietojot speciālus tehnoloģiskus paņēmienus (iepriekšēju

sakarsēšanu, termisko apstrādi utt).

Leģētu tēraudu, kas paredzēti, piemēram, ķīmiskās aparatūras izgatavošanai,

metināmības rādītājs ir iespēja iegūt metinātu savienojumu ar speciālām īpašībām -

korozijizturību, stiprību augstās un zemās temperatūrās. Dažādu metālu metināmības rādītājs

ir spēja veidot savienojumā starpatomu saites. Vienādi metāli sametinās bez grūtībām, turpretī

daži dažādu metālu pāri savienojumā neveido starpatomu saites. Tā, piemēram, nemetinās

varš ar svinu, grūti sametināt dzelzi ar svinu, titānu ar oglekļa tēraudu, varu utt.

Svarīgi metināšanas radītāji ir metinātā savienojuma rūdīšanās, plaisas un defekti

tajos, kas slikti ietekmē metinātā savienojuma darbību.

Vērtējot termiski stiprināta tērauda metināmību, svarīgs raksturojums ir tā tieksme

metināšanā zaudēt stiprību. Parasti stiprība zūd termiskās ietekmes zonas apgabalā, kur

sakaršanas temperatūra ir 400 ... 720 °C atkarībā no atlaidināšanas temperatūras tērauda

izgatavošanas procesā rūpnīcā (rūdīšana + atlaidināšana).

Analizējot minētos metināmības rādītājus, redzam, ka metāla metināmība atkarīga no

metāla sastāva, tā fizikālajām īpašībām, metināšanas tehnoloģijas (piedevu materiāla,

metināšanas režīma u. c. izvēles), metināmā izstrādājuma konstruktīvās formas un

ekspluatācijas apstākļiem. Metālu metināmībai vienota rādītāja nav. Metālu metināmība ir

komplekss raksturs, kas atkarīgs no vairākiem rādītājiem, bet tomēr galvenokārt to raksturo

metināmā metāla īpašības.

Oglekļa tēraudu klasifikācija pēc metināmības. Visus tēraudus ar ferīta-perlīta un

beinīta struktūru pēc izturības pret plaisu veidošanos, lietojot attiecīgu metināšanas

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 44

tehnoloģiju, iedala šādās četrās grupās:

1. tēraudi, kas loka un gāzes metināšanā nerūdās un tāpēc sametinās bez sevišķiem

ierobežojumiem; labi metināmi ar oglekļa saturu līdz 0,25%.

2. tēraudi ar tieksmi veidot rūdītas mikrostruktūras, bet sametinās bez rūdīšanās, ja

pareizi izraudzīta tehnoloģija (ja metina bez uzkarsēšanas); apmierinoši metināmi ar oglekļa

saturu ar 0,25% - 0,35%.

3. tēraudi ar tieksmi metināšanā veidot rūdītas mikrostruktūras; tie iepriekš jāuzkarsē,

lai šīs struktūras nerastos; ierobežoti metināmi ar oglekļa saturu 0,35% - 0,45%.

4. tēraudi, kas metināšanā rudās un sametinās, ja tos iepriekšēji līdztekus uzkarsē un

pēc metināšanas tūlīt termiski apstrādā; slikti metināmi ar oglekļa saturu 0,45% - 0,8%.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 45

Konstrukciju oglekļa tēraudu metināšana

Mazoglekļa tēraudus ar oglekļa saturu līdz 0,2% metina, izmantojot tipveida

metināšanas materiālus.

Elektrodus E338 lieto neatbildīgu izstrādājumu izgatavošanā, elektrodus E342 -

atbildīgiem izstrādājumiem un E342A - sevišķi atbildīgiem izstrādājumiem

Mazoglekļa tēraudu savienojumu šuves, kas izveidotas ar visiem gāzes un

lokmetināšanas veidiem, ir pietiekami izturīgas pret plaisu veidošanos.

Vidējoglekļa tēraudus ar oglekļa saturu 0,25... 0,45% var sametināt, lietojot papildu

tehnoloģiskus paņēmienus, lai metināšanā nerastos plaisas. Dažādu dezoksidācijas pakāpju un

kategoriju BCT4 markas tēraudi, kā arī

markas 25 tēraudi var veidot plaisas, ja

nepareizi izraudzīts metināšanas

siltumrežīms, galvenokārt kakta šuvēs

vai daudzkārtu saduršuves pirmajā

kārta, kas sametinata ar obligāto

spraugu, stingru izstrādājumu pēdējās

šuvēs, kā arī metinot zemā apkārtējā

gaisa temperatūrā.

Metinot tēraudu CT4, šuves

metāla atdzesēšanas ātrumam jābūt

relatīvi mazam. Plaisas var rasties

uzkausētajā metālā, bet termiskās ietekmes zonā parasti to nav.

Tērauds CT5 satur oglekli no 0,29% līdz 0,37%, tāpēc tā metināmība ir sliktāka nekā

tēraudam CT4. Tērauda CT5 izstrādājumi jāmetina, tos papildus karsējot. Vislabāk

izstrādājumu papildus uzkarsēt līdz 100... 200°C temperatūrai vienlaikus no šuves uz abām

pusēm 50 . . . 70 mm atstatumā no šuves ass; līdz 15 mm biezu lokšņu uzkarsēšanas

temperatūrai jābūt 100°C, biezāku lokšņu uzkarsēšanas temperatūrai - 200°C šuves metāla

augstu izturību pret plaisu veidošanos un metināta savienojuma nepieciešamās mehāniskās

īpašības nodrošina elektrodi УOHИИ-13/45 un УOHИИ-13/15, AHO-7, AHO-8, AHO-11,

AHO-39 u. c.

Vēl sliktāka metināmība ir tēraudiem CT6 un 40. Izstrādājumus no šiem tēraudiem

metināšanā papildus sakarsē un pēc metināšanas krāsni termiski apstrādā.

No augstoglekļa tēraudiem metinātas konstrukcijas parasti neizgatavo. Šos tēraudus

lieto lietu detaļu izgatavošanai.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 46

Mazleģētu un vidējleģētu tēraudu metināšana

Leģētos tēraudus iedala mazleģētos (leģējošo elementu mazāk par 2,5%), vidējleģētos

(2,5... 10%), augstleģētos (virs 10%). Mazleģētos tēraudus iedala mazleģētos mazoglekļa

tēraudos, mazleģētos siltumizturīgos tēraudos un mazleģētos vidējoglekla tēraudos.

Mazleģētos mazoglekļa tēraudus lieto transporta mašīnbūvē, kuģu būvē,

hidrotehniskajā celtniecībā, cauruļu ražošanā u. c.

Mazleģētos vidējoglekla (ogleklis vairāk par 0,22%) konstrukciju tēraudus mašīnbūvē

parasti lieto termiski apstrādātus. Mazleģēto vidējoglekļa tēraudu metināšanas tehnoloģija ir

līdzīga vidējoglekļa tēraudu metināšanas tehnoloģijai.

Mazleģētu tēraudu metināšanas īpatnības. Mazleģētos tēraudus grūtāk metināt nekā

mazoglekļa konstrukciju tēraudus. Mazlegētie tēraudi ir jutīgāki pret siltumiedarbību

metināšanā. Atkarībā no mazleģētā tērauda markas metināšanā var veidoties rūdītas struktūras

vai pārkāršana metinātā savienojuma termiskās ietekmes zonā.

Metāla struktūra termiskās ietekmes zonā ir atkarīga no tā ķīmiskā sastāva,

atdzesēšanas ātruma un metāla atrašanās ilguma temperatūrā, kurā notiek mikrostruktūras un

graudu izmēru izmaiņas.

Ja atdzesēšanas ātrums ir mazs, tad iegūst perlīta struktūru (ferīta un cementīta

mehānisks maisījums). Ja atdzesēšanas ātrums ir liels, tad austenīts sairst relatīvi zemā

temperatūrā, veidojot struktūras sorbītu, trostītu, beinītu, bet, ja atdzesēšanas ātrums ir ļoti

liels, - martensītu. Vistrauslākā ir martensīta struktūra, tāpēc, metinot mazleģētus tēraudus,

dzesēšanā nedrīkst pieļaut austenīta pārvēršanos martensītā.

Metāla atdzišanas ātrums, īpaši metinot biezu metālu, vienmēr ievērojami pārsniedz

lējumu metāla atdzišanas ātrumu gaisā, tā rezultātā leģētu tēraudu metināšanā var veidoties

martensīts.

Lai metināšanā novērstu rūdīta martensīta struktūras veidošanos jālieto paņēmieni, kas

palēnina termiskās ietekmes zonas atdzišanu. Tie ir izstrādājuma uzkarsēšana un daudzkārtu

šuves metināšana.

Dažos gadījumos atkarībā no izstrādājuma ekspluatācijas apstākļiem pieļauj

pārkarsēšanu, t. i., palielinātus graudus mazleģēta tērauda metināta savienojuma termiskās

ietekmes zonas metālā.

Ja izstrādājuma ekspluatācijas temperatūra ir augsta, tad, lai paaugstinātu plūstamības

pretestību (izstrādājuma deformēšanos laika gaitā

augstā temperatūrā), rupjgraudaina struktūra

vajadzīga arī metinātajā savienojumā. Bet

metālam ar rupjgraudainu struktūru ir pazemināts

plastiskums, tāpēc graudu izmērus ierobežo.

Ja izstrādājumu ekspluatē zemā

temperatūrā, tad plūstamības nav un vajadzīga

sīkgraudaina metāla struktūra, kas nodrošina

palielinātu stiprību un plastiskumu.

Mazleģētu tēraudu metināšanai pārklātos

elektrodus un citus metināšanas materiālus

izvēlas tādus, lai oglekļa, sēra, fosfora un kaitīgo

elementu saturs tajos būtu mazāks salīdzinājumā ar materiāliem, kas paredzēti mazoglekļa

konstrukciju tēraudu metināšanai. Ar to panāk palielinātu šuves metāla izturību pret

kristalizācijas plaisām, jo mazleģētiem tēraudiem ir izteikta tieksme tās radīt.

Mazleģētu tēraudu metināšanas tehnoloģija. Mazleģētie mazoglekļa tēraudi 09Г2,

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 47

09Г2C, I0XCHД, 10Г2С1 un 10Г2Б, metinot tos ar pārklātiem elektrodiem, nerūdās un ļoti

nepārkarst. Šos tēraudus metina analogi mazoglekļa tēraudiem. Lai nodrošinātu

vienādizturīgu savienojumu, rokas metināšanu veic ar 350A tipa elektrodiem. Cietība un

stiprība šuves zonā praktiski neatšķiras no pamatmetāla.

Metinot mazleģētus mazoglekļa tēraudus 12ГС, 14Г, 14Г2, 14НГС, 15ХСНД,

15Г2Ф, 15Г2СФ, 15Г2АФ var veidoties rūdītas mikrostrukturas un šuves metāls un

termiskās ietekmes zona var pārkarst. Rūdīto struktūru skaits strauji samazinās, ja metina ar

relatīvi lielu pašreizējo enerģiju, kas nepieciešama metinātā savienojuma atdzišanas ātruma

samazināšanai. Tomēr metāla atdzišanas ātruma samazināšana metināšanā rada šuves metālā

un šuves zonas metālā palielinātus graudus (pārkāršanu), ko izraisa palielinātais oglekļa saturs

šajos tēraudos.

Metināšanas režīms jāizvēlas tāds, lai nerastos daudz rūdītu mikrostruktūru un metāls

stipri nepārkarstu. Tad var metināt jebkura biezuma tēraudu bez ierobežojumiem, ja apkārtēja

gaisa temperatūra nav zemāka par -10oС. Ja temperatūra ir zemāka, tad nepieciešama

iepriekšēja uzkarsēšana līdz 120... 150°C. Ja temperatūra ir zemāka par - 25 °C, izstrādājumus

no pašrūdes tēraudiem metināt aizliegts.

Vidējleģētu tēraudu metināšana. Šos tēraudus raksturo augsta izturība pret pāreju

trauslā stāvoklī, tāpēc tos lieto konstrukcijām, kas strādā zemās vai augstās temperatūrās,

triecienslodzēs vai maiņzīmju slodzēs, agresīvās vidēs un citos smagos apstākļos.

Vidējlegētie tēraudi ir ļoti jutīgi pret. karsēšanu; metinot tie var rūdīties, pārkarst,

veidot aukstās plaisas, kas apgrūtina to metināšanu. Jo lielāks oglekļa un leģējošo

piemaisījumu saturs un jo biezāks metāls, jo sliktāka ir šo tēraudu metināmība.

Vidējleģētu tēraudu metināšanā, lietojot ar pamatpārklājumu pārklātus elektrodus,

jāizmanto pretējas polaritātes līdzstrāva, daudzkārtu šuves jāmetina ar kaskādes un bloka

paņēmieniem. Metināšanas tehnoloģijai jāparedz mazs šuves metāla atdzesēšanas ātrums.

Plaisas metālā ievērojami samazinās, ja tā temperatūru paaugstina, virs 150 °C. Kaskādes

metināšanā pakāpes garums jāizvēlas atkarībā no tā, kāds ir šuves iepriekšējās kārtas metāla

sakusums pirms nākamās kārtas uzmetināšanas. Parasti pakāpes garums ir 150 ... 200 mm.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 48

Leģētu siltumizturīgu tēraudu metināšana.

Izstrādājumus, kurus ekspluatē temperatūrā virs 600°C, izgatavo no augstleģētiem

karstumizturīgiem tēraudiem.

Visus siltumizturīgos tēraudus patērētājam piegādā pēc termiskās apstrādes (rūdīšana

plus augsttemperaturas atlaidināšana, atkvēlināšana).

Jebkuras markas siltumizturīgā tērauda metināšanas tehnoloģija paredz iepriekšēju vai

līdztekus vietēju vai vispārēju metināmā izstrādājuma uzkarsēšanu, pēc iespējas šuves metāla

un pamatmetāla viendabīgas struktūras nodrošināšanu, metinātā izstrādājuma termisko

apstrādi. Metināmā izstrādājuma uzkarsēšana ir nepieciešama, lai novērstu metāla plaisas, kas

rodas metināšanā.

Šuves metāla un pamatmetala ķīmiskā viendabība vajadzīga, lai novērstu difūzijas

parādības, kas noris, metināto izstrādājumu ekspluatējot augstās temperatūrās, jo ķīmisko

elementu pārvietošanās difūzijas procesā samazina izstrādājumu ekspluatācijas ilgumu.

Visa metinātā izstrādājuma metāla mikrostruktūru var uzlabot, lietojot termisko

apstrādi. Tādam metālam ir uzlabotas mehāniskās īpašības un spēja ilgstoši strādāt augstā

temperatūrā. Tomēr, lai palielinātu izstrādājuma kalpošanas ilgumu, pareizi jāizvēlas

termiskās apstrādes režīmi. Siltumizturīgā tērauda metinātu savienojumu labākā termiskā

apstrāde ir rūdīšana un augsttemperatūras atlaidināšana. Praksē bieži lieto tikai

augsttemperatūras atlaidināšanu vai atkvēlināšanu, sakarsējot izstrādājumu līdz 780 °C

temperatūrai.

Siltumizturīgo tēraudu metināšanā ar pārklātiem elektrodiem lieto tādus pašus režīmus

kā mazleģēto konstrukciju tēraudu metināšanā. Metināšanā pilnīgi jāsakausē šuves sakne,

tāpēc pirmo kārtu metina ar 2 ... 3 mm diametra elektrodu. Elektrodu lielāko daļu lieto

metināšanā ar pretējas polaritātes līdzstrāvu.

Siltumizturīgo tēraudu metināšanas tehnika ir analoga mazoglekļa tēraudu

metināšanas tehnikai. Daudzkārtu metināšanu veic ar kaskādes paņēmienu (bez katras

uzmetinātās kārtas atdzesēšanas).

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 49

Augstleģētu tēraudu un sakausējumu metināšana

Augstleģētos tēraudus un sakausējumus klasificē pēc dažādām pazīmēm, galvenokārt

pēc legēšanas sistēmas, struktūras un īpašībām. Pēc leģēšanas sistēmas augstlegētos tēraudus

iedala, piemēram, hromtēraudos, hromniķeļa, hrommangāna, hromniķeļmangāna,

hrommangānslāpekļa tēraudos. Izplatītākie augstleģētie sakausējumi ir niķeļa, niķeļa un

hroma, niķeļa, hroma, volframa un niķeļa, hroma, kobalta sakausējumi.

Pēc īpašībām augstleģētos tēraudus. un sakausējumus iedala korozijizturīgos

(nerūsošos) tēraudos, kas ir izturīgi pret jebkuru koroziju - atmosfēras, augsnes, sārmu,

skābju, sāļu,, starpkristalītu koroziju; karstumizturīgos tēraudos, kas neoksidējas augstās

sakarsēšanas temperatūrās (līdz 1300 °C); karstumizturīgos tēraudos, kas spēj strādāt normēto

laiku, nesamazinoties stiprībai, temperatūrās virs 1000°C.

Augstleģetu tēraudu un sakausējumu metināšanas īpatnības. Salīdzinājumā ar

mazoglekļa tēraudiem lielākajai daļai augstleģēto tēraudu un sakausējumu ir mazāks. (1,5 ... 2

reizes) siltumvadītspējas koeficients un lielāks (1,5 reizes) lineārās, izplešanās koeficients.

Mazā siltumvadītspējas koeficienta dēļ metināšanā rodas siltuma koncentrēšanās un

vairāk izkūst izstrādājuma metāls. Tāpēc, lai iegūtu vajadzīgo kausējuma dziļumu,

metināšanas strāva jāsamazina par 10...20%.

Ja ir liels lineārās izplešanās koeficients, tad metināšanā izstrādājums ievērojami

deformējas, bet liela stingruma gadījumā (samērā lieli izstrādājumi, biezs metāls, starp

metināmām detaļām nav spraugu, izstrādājums stingri nostiprināts) metinātajā izstrādājumā

rodas plaisas.

Lai, metinot augstleģētus tēraudus, tajos nerastos plaisas, praksē rīkojas šādi: šuves

metālā veido divfāžu struktūru (austenīts un ferīts); šuvē ierobežo kaitīgos piemaisījumus

(sēru, fosforu, svinu, antimonu, alvu, bismutu) un ievada tādus elementus kā molibdēnu,

mangānu, volframu; lieto elektrodus ar

pamatpārklājumu un jauktu pārklājumu;

metināšana samazina izstrādājuma stingrumu.

Austenītā tēraudu metināšanas praksē ir

konstatēts, ka, palielinot stingrumu, jāpalielina

ferīta saturs no 2% līdz 10%. Sājā gadījumā

šuves metāla plastiskums salīdzinājumā ar

austenītā struktūras šuves metālu palielinās un

rūkšana pat tad, ja metinātais izstrādājums ir

stingri nostiprināts, noris bez plaisu veidošanās

uz metāla palielināto plastisko deformāciju

rēķina.

Ja lieto elektrodus ar pamatpārklājumu

vai jauktu pārklājumu un šuves metālu leģē ar

molibdēnu, mangānu vai volframu, tad šuves

metālam veidojas sīkgraudaina struktūra. Šajā

gadījumā uzlabojas metāla plastiskās īpašības

un rūkšanas procesā tajā nerodas karstās

plaisas.

Lai iegūtu metinātus savienojumus bez plaisām, metināšanas procesā ieteicams

metināmās detaļas salikt ar spraugu (53. att.) un pēc iespējas lietot šuves ar mazu sakusumu

(sakusuma formas koeficientam jābūt mazākam par 2). Šuves labāk metināt ar tieviem

elektrodiem. Stiprība metinātam savienojumam ar neviendabīgu struktūru pēc metināšanas, kā

arī pēc termiskās apstrādes ir mazāka nekā pamatmetālam. Bez tam metinātos savienojumos

augstās temperatūrās novērojama difūzija starp šuves metālu un pamatmetālu, tā rezultātā

šuves zonā un sakusuma zonā rodas aukstās plaisas. Tāpēc, metinot dažādu marku

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 50

augstleģētos tēraudus un sakausējumus, elektroda tipa izvēlei jābūt stingri pamatotai.

Uzkarsēšana (vispārēja vai vietēja) līdz 100...300°C ieteicama augstleģēto tēraudu un

sakausējumu metināšanā atkarībā no pamatmetālā mikro-struktūras, oglekļa satura,

izstrādājuma biezuma un stingruma. Izstrādājumi no martensīta tēraudiem un sakausējumiem

obligāti jāuzkarsē; austenīta tēraudus uzkarsē reti. Uzkarsēšana veicina temperatūras

vienmērīgāku sadalījumu pa izstrādājumu metināšanas procesā un mazāku atdzišanas ātrumu,

tā rezultātā metinātā savienojumā neveidojas rukuma deformāciju koncentrācija un nerodas

plaisas.

Augstleģēto tēraudu un sakausējumu metināšanā šuves metāla un šuves zonas

pārkāršana (graudu palielināšanās) atkarīga no metāla ķīmiskā sastāva un mikrostruktūras,

sakarsēšanas temperatūras un atrašanās ilguma augstā temperatūrā. Metināšanā parasti vairāk

pārkarst vienfāzes ferīta tēraudi.

Jautājumi. Kādai metināšanas grupai pieskaita mazoglekļa tēraudus ?

Cik metināšanas grupās iedala tēraudus ?

Kā novērst kristalizācijas plaisu rašanos, metinot vidēja oglekļa satura tēraudus ?

Kādam nolūkam pirms metināšanas veic metāla iepriekšējo sakarsēšanu ?

Kā noņemt šuves spriegumu ?

Kādi rādītāji ietekmē tērauda norūdīšanos termiskās ietekmes zonā ?

Kādēļ leģēto tēraudu un čuguna griešanas procesā pārsvarā izmanto elektrisko

loku ?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 51

Deformācijas un spriegumi metināšanā

Spēki, deformācijas, spriegumi un sakarības starp tiem. Par metāla stiprību sauc tā

spēju pretoties sagrūšanai spēku iedarbībā.

Spēkus iedala ārējos un iekšējos spēkos. Ārējos spēkus rada gan ārējas slodzes

(izstrādājuma svars, gāzes spiediens traukā, elementa iepriekšējs spriegojums, piemēram,

armatūras stieņi dzelzsbetonā), gan arī īslaicīgas slodzes (sniegs uz ēkas jumta, uz celtnes

sienu darbojošais vēja spēks, seismiskā

iedarbība u. c).

Iekšējie spēki rodas, izstrādājuma

ekspluatācijā mainoties temperatūrai,

mainoties metāla struktūrai ārējās slodzes

iedarbībā vai metināšanā, vai arī abu minēto

faktoru iedarbībā.

Arējās slodzes mēdz būt statiskas

(nemainīgas izstrādājuma ekspluatācijas

laikā), dinamiskas (mainīgas pēc lieluma un

virziena) un triecienslodzes. Dinamiskas

maiņzīmju slodzes sauc arī par vibrējošām

slodzēm.

Deformācija ir ķermeņa formas un

izmēru izmaiņa ārēja un iekšējā spēka

iedarbībā.

Spriegums ir spēks, kas attiecināts uz ķermeņa šķērsgriezuma laukuma vienību.

Spēku mēra ņūtonos (N), laukumu - kvadrātmetros (m2), bet spriegumu - paskalos (1 Pa=l

N/m2).

Izšķir stiepes, spiedes, lieces, vērpes un cirpes spriegumus.

Deformācijas var būt elastīgas un plastiskas. Ja ķermeņa forma un izmēri pēc spēka

iedarbības pārtraukšanas atjaunojas, tad tāda deformācija ir elastīga.

Elastīgā deformācija pēc lieluma ir niecīga. Mazoglekļa tēraudiem tā nepārsniedz

0,2%. Tātad jebkurš

spēks, kas izraisa par

0,2% mazāku relatīvo

pagarinājumu, rada tikai

elastīgo deformāciju,

kura pēc pieliktā spēka

darbības pārtraukšanas

uzreiz izzūd.

Plastiskā deformācija ir tāda, kad

pēc spēka iedarbības

pārtraukšanas ķermeņa

forma un izmēri

neatjaunojas.

Spriegumu un

deformāciju rašanās

metināšanā. Jebkurš metāls silstot izplešas, bet atdziestot saraujas. Mainot temperatūru,

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 52

mainās metāla struktūra, notiek atomu pārgrupēšanās no viena kristāliskā režģa tipa citā,

palielinās vai samazinās tilpums. Tā, piemēram, alva var pāriet no viena kristāliskā režģa tipa

citā, mainot līdz 26% tilpuma. Šī parādība izraisa ievērojamus iekšējos spriegumus, kas bieži

rada plaisas. Tā, piemēram, ja alva ilgāku laiku atrodas apmēram - 20 °C temperatūrā, tad tā

sāk grūt un spontāni plaisāt. Ķermeņa (izstrādājuma) temperatūras izmaiņas rada tā izmēru

izmaiņas. Ja metālu nevienmērīgi sakarsē, tad posmi ar augstāku temperatūru nevar brīvi

izplesties (palielināt savus izmērus) aukstāko blakus posmu dēļ. Tas izraisa izstrādājuma

metālā iekšējos spriegumus un deformācijas. Tāpēc arī lieto izstrādājuma metāla iepriekšēju

(pirms metināšanas) vai līdzteku (metināšanas procesā) sakarsēšanu, galvenokārt metinot

trauslus metālus - čugunu un augstizturīgus tēraudus.

Deformāciju veidi metināšanā. Deformācijas var būt īslaicīgas un paliekošas,

vietējas un vispārējas, metinātā savienojuma plaknē un ārpus tās. Par īslaicīgām deformācijām

sauc tādas deformācijas, kas veidojas noteiktā laika momentā, izstrādājumam sakarstot vai

atdziestot metināšanas procesā, un pēc metināšanas izzūd.

Deformācijas, kas radušās līdz momentam, kad izstrādājuma metāls pilnīgi atdzisis

līdz apkārtējās vides temperatūrai, sauc par paliekošām (beigu) deformācijām. Vietējas

deformācijas attiecas uz izstrādājuma atsevišķiem elementiem, un tās ir izliekumi, viļņainums

un citi izstrādājuma virsmas izkropļojumi. Deformācijas, kas izmaina visa izstrādājuma

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 53

izmērus, sašķoba ģeometriskās asis, sauc par vispārējām deformācijām.

Deformācijas var būt metinātā savienojuma plaknē, piemēram, garendeformācijas un

šķērsdeformācijas (56. att.), un ārpus plaknes, piemēram, sirpjveida, sēnesveida un leņķveida

deformācijas (57. att.).

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 54

Galvenie pasākumi deformāciju un spriegumu samazināšanai metināšanā

Metinot izstrādājumus, nav iespējams pilnīgi novērst paliekošās deformācijas. Ja

pilnīgi iespīlē metināmo izstrādājumu, tad atdzesēšanas beigās var panākt tikai minimālas

izstrādājuma deformācijas. Pilnīgi iespīlēt izstrādājumu praktiski ir ļoti grūti, tāpēc

metināšanā šādu paņēmienu gandrīz nelieto. Izmanto tikai tādus paņēmienus, ar kuriem var

iegūt metinātu izstrādājumu ar minimālām paliekošām deformācijām. Daži deformāciju

novēršanas paņēmieni izstrādājumā palielina iekšējos spriegumus, piemēram, metināmo

detaļu nostiprināšana pirms metināšanas.

Lai novērstu metināšanas deformācijas, lieto

konstruktīvos un tehnoloģiskos paņēmienus.

Konstruktīvie paņēmieni ir šādi. 1. Šuvju skaita un to šķērsgriezuma

samazināšana, kas samazina metināšanai nepieciešamā

siltuma daudzumu. Starp siltuma daudzumu un

deformācijas lielumu pastāv tieša sakarība. Tāpēc

konstrukcijas minimāla deformācija būs tad, ja šuvju

garumi un šķērsgriezumi būs mazāki, piemēram, pašlaik

rezervuārus izgatavo no lielām loksnēm vai no rūpnīcā

iepriekš saliktām loksnēm un plāksnēm.

2. Šuvju simetrisks novietojums de-

formāciju līdzsvarošanai (58.att). Tā, piemēram,

izgatavojot dubult T siju ar vienlaidu sienu, apakšējās

joslas šuves metināšana izraisīs sijas izlieci - sirpjveida

deformāciju, bet augšējās joslas šuves metināšana

izraisīs izlieci pretējā virzienā.

3. Stingruma ribu simetrisks novietojums.

4. Minimāla uzliktņu un rību lietošana.

5. Sadursavienojumu lietošana.

Tehnoloģiskie paņēmieni ir šādi.

1. Racionāla salikšanas un metināšanas tehnoloģija, kas paredz pareizu

metināšanas veida un režīmu izvēli, kā arī pareizu šuvju metināšanas secību. Tā, piemēram,

rokas metināšanā deformācija ir divreiz lielāka nekā automātiskajā metināšanā. Savienojumi

bez malu noslīpinājuma mazāk deformējas nekā savienojumi ar malu apdari. Arī savienojumi

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 55

ar divpusīgu malu noslīpinājumu mazāk deformējas nekā savienojumi ar vienpusīgu

noslīpinājumu.

Deformācijas lielums ir atkarīgs no metināšanas paņēmiena un pieķeršuvēm. Salikšana

detaļas sastiprina stingri, nepieļaujot nekādas nobīdes vienai detaļai pret otru, vai elastīgi,

pieļaujot detaļu nobīdi. Detaļas stingri sastiprina ar metināšanas pieķeršuvēm atsevišķās šuves

vietās (59. att.) vai ar stingrām metināšanas palīgierīcēm.

Beigu deformācijas lielumu ietekmē šuvju metināšanas secība. Tā, piemēram,

vismazākā izliece (60.att.) parādītajam mezglam būs tad, ja šuves metinās šādā secībā:

vispirms šķērsšuvi (60.2.), tad garenšuvi 1 un pēc tam vertikālo šķērsšuvi (60.3).

2. Detaļu stingra nostiprināšana.

Salikts izstrādājums pilnīgi sametinās, ja

tas ir nostiprināts uz pamata, plātnes vai

ierīcē, kuru stingrums ir vairākas reizes

lielāks par metinātā izstrādājuma

stingrumu. Pēc izstrādājuma metināšanas

un pilnīgas atdzesēšanas spīles noņem.

Pēc izstrādājuma atbrīvošanas deformācija

būs mazāka, nekā metinot brīvā pozīcijā.

Ar nostiprināšanu atkarībā no daudziem

nosacījumiem metināšanas deformācijas

var samazināt par 10... 30%. Šis

paņēmiens ir efektīvs, metinot sijas ar

mazu profila augstumu, bet nav efektīvs,

metinot sijas ar lielu profila augstumu

(1000 mm un vairāk).

Metinot loksnes, tās ieteicams

nostiprināt, lai novērstu leņķveida

deformācijas. Loksnes var piespiest šuves

tuvumā, piemēram, ar

elektromagnētiskiem piespiedējiem. Jo

plānākas. metināmās loksnes, jo

lietderīgāk tās nostiprināt, lai nerastos

izspiedumi.

Ar nostiprināšanu nevar pilnīgi novērst deformācijas, jo, atlaižot piespiedēju,

sametināto izstrādājumu turpina deformēt spēki, kas koncentrēti metāla plastiskās

deformācijas posmā.

3. Detaļu pretizliece. Metināmās detaļas pirms

metināšanas iepriekš izliec par

noteiktu lielumu (61. att.)

pretēji izliecei, ko radītu

metināšana. Šo paņēmienu

izmanto dubult T šķērsgriezuma

mezglu metināšanā. Izlieces

lielumu nosaka eksperimentāli

vai aprēķinot. Pretizlieci pirms

metināšanas izdara ar spēku

elastīgās, elastīgi plastiskās un plastiskās deformācijas robežās. Elastīgi izliektu izstrādājumu

metina speciālās spēka ierīcēs. Izstrādājumu ar plastisko izlieci metina brīvā pozīcijā. Lai

iegūtu plastisku izlieci, nepieciešama jaudīga iekārta, tāpēc šādu paņēmienu metināšanā lieto

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 56

reti. Lietojot pretizlieci, metinātiem izstrādājumiem var pilnīgi novērst beigu deformācijas.

4. Pareizs siltuma reţīms. Lai samazinātu deformācijas izstrādājumiem, it īpaši tiem,

kas izgatavoti no mazplastiskiem metāliem, piemēram, čuguna vai pašrūdes tērauda,

metināšanas zonu 40... 50 mm uz katru pusi no šuves iepriekš sakarsē. Līdz ar to samazinās

temperatūru starpība starp metināmā savienojuma posmiem, kas, metinot šuvi, pakļauti stiprai

sakaršanai, un samazinās spriegumi un beigu deformācijas. Iepriekšējās sakarsēšanas

temperatūru nosaka atkarībā no metāla ķīmiskā sastāva, biezuma un konstrukcijas stingruma,

piemēram, tēraudam tā ir 400.. .600°C, čugunam - 500... ...800°C, alumīnija sakausējumiem -

200... 270 °C, bronzai - 300...400°C. Metinot sevišķi atbildīgas par 40 mm biezāka

mazoglekja tērauda konstrukcijas, sakarsēšanas temperatūru nosaka 100...200°C; metinot par

30 mm biezākus mazleģētus tēraudus, - 150... .. . 200 °C. Iepriekšējai sakarsēšanai izmanto

gāzes degļus, elektriskos vai indukcijas sildītājus. Var lietot arī līdzteku karsēšanu.

5. Daudzkārtu un atpakaļpakāpienu šuves. Lietojot daudzkārtu šuves, secīgi

pievada mazākus siltuma daudzumus, nekā metinot vienkārtas šuves, kad siltumu pievada

vienā reizē, un tiek veicināta metinātā savienojuma vienmērīgāka sakaršana un samazinās

metināšanas spriegumi un deformācijas. Atpakaļpakāpienu paņēmiena būtība ir šāda. Visu

šuves garumu sadala atsevišķos posmos un katru posmu metina virzienā, kas pretējs kopējam

metināšanas virzienam. Šis

paņēmiens nodrošina

vienmērīgāku šuves metāla

sakaršanu visā tās garumā un

minimālas metināšanas

deformācijas un spriegumus

(62.att.). Posma garums

atpakaļpakāpienu metināšanā

atkarīgs no metāla biezuma,

formas, metināmā

izstrādājuma stingrības. To

izvēlas plašā diapazonā

(100...400 mm). Jo plānāks

metināmais metāls, jo mazāks

posma garums. Bieži

metināmā posma garumu

nosaka atkarībā no šuves garuma, kādu iegūst, metinot ar vienu vai diviem elektrodiem.

6. Piespiedu dzesēšana metināšanas procesā. Ja metinot samazina sakarsēšanas

zonu, ātri un intensīvi novadot siltumu, tad var ievērojami samazināt paliekošās deformācijas.

Siltumu novada, iegremdējot izstrādājumu ūdenī un atstājot gaisā tikai metināmo posmu. Šis

paņēmiens derīgs nerūdošiem mazoglekļa tēraudiem. Citos gadījumos var lietot zem šuves

novietotus masīvus vara vai vara sakausējumu paliktņus ar labu siltumvadāmību. Šos

paliktņus var papildus atdzesēt ar tajos cirkulējošu ūdeni. Vara paliktņi dod labus rezultātus,

metinot, piemēram, neliela biezuma nerūsošos tēraudus.

7. Metināto šuvju un šuves zonas vietēja spēkapstrāde. Metināšanas deformāciju

un spriegumu samazināšanu metinātajos savienojumos panāk ar kalšanu (triecienspēku),

piestrādi (statisku spēku), vibrospiedienu (pulsējošu spēku) un cita veida spēka iedarbību.

Kaļ ar rokas vai mehānisko āmuru, kura masa ir 0,5... 1,5 kg; auksto kalšanu veic

20...200°C temperatūrā, karsto - 450... 1000 °C temperatūrā (tēraudiem). Kalt tēraudu

200...450°C temperatūru intervālā nav ieteicams tā zemās stigrības un plaisu veidošanās dēļ.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 57

Ja metina ar roku, lietojot stieņu elektrodus, un veic karsto kalšanu, tad šuves jāveido

150... 200 mm garas un tās tūlīt pēc metināšanas jākaļ. Metinot daudzgājienu un daudzkārtu

šuves, tās jākaļ pēc katra gājiena vai uzmetinātās kārtas, izņemot pirmo un pēdējo

(dekoratīvo) kārtu. Saknes šuvi kalt nedrīkst, jo tai ir mazs šķērsgriezums un sitot var rasties

plaisas. Virsējā dekoratīvā kārta rada niecīgas deformācijas, bez tam kalšana pasliktina šuves

ārējo izskatu. Ja metina ar roku un pēc tam veic auksto kalšanu, tad šuves jāmetina

paredzētajā garumā un jākaļ temperatūrā, kas nepārsniedz 200 °C, ar 0,5... 1,5 kg smagu

āmuru.

Izgatavojot metinātas konstrukcijas, kalšanas laiks līdz 2 reizēm pārsniedz

metināšanas laiku, tāpēc kalšanu lieto reti.

Kalšanu plaši lieto metināšanas remontdarbos. Tā uzlabo metāla struktūru, noblīvē

metālu, paaugstina korozijizturību un uzlabo metinātā savienojuma mehāniskās īpašības.

Metālu vietēji sakarsējot, tas izplešas, bet aukstais blakus metāls tam pretojas, neļaujot

karstajam metālam izplesties, tā rezultātā karstajā metālā rodas plastiskie spiedes spriegumi.

Pēc sakarsētās zonas atdzesēšanas tās izmēri samazinās visos virzienos, samazinot vai

pilnīgi likvidējot deformācijas. Lai iegūtu maksimālu efektu, vienlaikus ar karsēšanu blakus

esošās zonas var dzesēt ar ūdeni.

Jautājumi.

Kādam nolūkam lieto šuves nokaldināšanu ?

Kādam nolūkam pirms metināšanas veic metāla iepriekšējo sakarsēšanu ?

Kā noņemt šuves spriegumu ?

Kur veidosies mazākās deformācijas, šuves metālam atdziestot ?

Kādi rādītāji ietekmē tērauda norūdīšanos termiskās ietekmes zonā ?

Kādā no metināšanas veidiem būs vislielākā termiskās ietekmes zona ?

Kāds leģējošais elements izsauc šuves trauslumu ?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 58

Čuguna metināšana

Čuguna īpašības. Čuguns ir dzelzs un oglekļa sakausējums ar. oglekļa saturu no

2,14% līdz 6,7%.

Visbiežāk lieto čugunu ar oglekļa saturu no 2,6% līdz 3,6%, silīciju līdz 5%, mangānu

līdz 2% un ar sēra un fosfora piemaisījumiem. Speciālajos čugunos ievada leģējošas piedevas:

niķeli, hromu, molibdēnu, vanādiju, titānu. Atkarībā no oglekļa un leģējošo piedevu

daudzuma sakausējumā izšķir balto, pelēko, kaļamo un augstas stiprības čugunu.

Baltajam čugunam lūzuma vietai ir balta vai gaiši pelēka krāsa; ogleklis tajā atrodas

ķīmiski saistītā stadijā dzelzs karbīda - cementīta Fe3C veidā. Cementīts ir trausls, ar augstu

cietību (800 HB), tāpēc baltajam čugunam ir augsta cietība un trauslums, to grūti mehāniski

apstrādāt un kā konstrukciju materiālu lieto ierobežoti.

Pelēkajam čugunam lūzuma vieta ir sudrabainā krāsā, jo daļa oglekļa ir grafīta

plāksnīšu veidā un daļa - ķīmiski saistītā stadijā - perlīta veidā.

Izkausētā čugunā ogleklis ir cementīta veidā, kas augstās temperatūrās spēj izšķīst

dzelzī.

Kausējumu lēni atdzesējot, cementīts izdalās no šķīduma, sadaloties komponentēs -

brīvā ogleklī grafīta veidā un dzelzī. Šajā gadījumā veidojas čuguns. Strauji atdzesējot,

veidojas baltais čuguns - daļēji no šķīduma izdalījies cementīts nepaspēj sadalīties

komponentēs un paliek trauslas mikrostruktūras veidā.

Kaļamo čugunu iegūst no baltā čuguna, to speciāli termiski apstrādājot, lai uzlabotu

plastiskās īpašības salīdzinājumā ar pelēko čugunu. Augstas stiprības čuguns satur grafītu

lodīšu veidā. Čugunu iegūst, pievienojot sakausējumam dažus elementus un izpūšot caur

šķidro čugunu slāpekli. Čugunu markas apzīmē šādi: СЧ12-28 (pelēkais čuguns), KЧ30-6

(kaļamais čuguns), BЧ-38-17 (augstas stiprības čuguns). Čuguni ir mazāk izturīgi un trauslāki

par tēraudiem, bet lētāki un labāk lejami formās nekā tērauds. Tāpēc čugunus plaši izmanto

lietu izstrādājumu izgatavošanā.

Čuguna metināmība. Čugunu metināt apgrūtina šādas čuguna īpašības:

Čugunam nav tecēšanas laukuma un ir zems plastiskums, tādēļ rodas plaisas, ja

spriegumi sasniedz pārejošo pretestību. Šie spriegumi var rasties, nevienmērīgi sakarsējot un

atdzesējot detaļas liešanas vai metināšanas procesā un izstrādājumu ekspluatācijā.. Plaisas var

veidoties gan pamatmetālā, gan arī šuves metālā metināšanas un izstrādājumu atdzesēšanas

procesā.

Ja čugunu strauji atdzesē, tam ir tieksme rūdīties. Rūdītajās zonās čuguns kļūst

ciets un nepakļaujas mehāniskai apstrādei. Rūdītās struktūras ir kaitīgas vēl arī tāpēc, ka, tām

veidojoties rodas spriegumi un plaisas.

Čuguna spēja balināties, strauji atdzesējot metināšanas vietu. Parasti veidojas

plāns balināts starpslānis uz robežas starp metināto šuvi un izstrādājuma metālu. Šim

balinātajam starpslānim ir zems plastiskums salīdzinājumā ar citām metinātā savienojuma

zonām, un metināto savienojumu dzesējot radušos stiepes spēku iedarbībā tas kopā ar

uzkausēto metālu atšķeļas no pamatmetāla vai rada plaisu pa balinātā starpslāņa un

pamatmetāla robežu.

Čugunam nav mīklveida stadijas, pārejot no šķidrs stadijas cietā. Šī čuguna

īpašība apgrūtina metināšanu slīpā un vertikālā pozīcijā, to nevar arī metināt griestu pozīcijā.

Tieksme veidot poras, kas izskaidrojams ar zemo kušanas temperatūru Gāzes

(galvenokārt CO un C02, kas rodas oksidējošā atmosfērā) nepaspēj izdalīties no metāla.

Čuguna izstrādājumu ķīmiskā sastāva, termiskās apstrādes un struktūras

neviendabības dēļ nepieciešama dažāda metināšanas tehnoloģija un paņēmieni.

Smalkgraudainos pelēkos čugunus var metināt labāk nekā rupjgraudainos. Slikti

metinās tā saucamie melnie čuguni, kuriem lūzumā redzama rupjgraudaina uzbūve tumšā

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 59

krāsā. Šādus čugunus sauc par grafīta čuguniem, jo tajos viss ogleklis atrodas brīva grafīta

veidā. Metinot čugunu ar šādu struktūru, nevar iegūt nepieciešamās kvalitātes metinātu

savienojumu.

Augstas izturības un kaļamie sīkgraudainie čuguni metinās labāk nekā pelēkie čuguni.

Čugunu apstrādē lieto metināšanu, metināšanas lodēšanu un lodēšanu. Ar šiem

apstrādes veidiem var novērst ārējos defektus lējumos, remontēt čuguna izstrādājumus, kas

bojāti ekspluatācijā, un savienot čuguna daļas, izgatavojot metinātas lietas konstrukcijas, pie

tam izmanto tādus pašus metināšanas veidus kā tēraudiem.

Čuguna izstrādājumus metina, tos iepriekš uzkarsējot (karstā metināšana), vai bez

uzkarsēšanas (aukstā metināšana).

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 60

Čuguna karstā metināšana.

Karsto metināšanu var lietot izstrādājumiem ar ierobežotiem izmēriem un masu,

praktiski līdz 2,5 t, jo ir grūti metināt liela apjoma sakarsētu metālu.

Sagatavošana metināšanai. Dobumus un sārņu ieslēgumus pilnīgi likvidē parasti ar

mehānisku paņēmienu - izciršanu vai izurbšanu. Sametināmās plaisas izcērt, sagatavojot to

malas; nenocirstas atstāj 3 ... 6 mm platas joslas. Ja uzkausējamā metāla tilpums ir liels un

pārsniedz 60 cm3, tad metināšanai paredzētā vieta jāveido tā, lai varētu šo vannas daļu

aizpildīt ar šķidro čugunu.

Veidošanai izmanto grafīta

plāksnītes vai ar šķidro stiklu

sajauktas veidsmiltis. Veidojumam

jābūt tādam, lai šķidrais metāls

nevarētu iztecēt no vannas (64.att).

Izkausētās vannas tilpumam

jānodrošina vannas metāla šķidru

stadiju.

Pēc vienas sekcijas

sametināšanas un sametinātā

posma sacietēšanas veidieliktni

izņem.

Izstrādājumu uzkarsē

krāsnīs vai speciālās sakarsēšanas

bedrēs. Parasti sakarsēšanas

temperatūru gāzmetināšanā uztur 450... 600 °C robežās un lokmetināšanā - 700... 850 °C.

Čuguna izstrādājumi pirms metināšanas jāuzkarsē līdz tik augstai temperatūrai tāpēc,

lai samazinātu šuves metāla atdzišanas ātrumu un panāktu relatīvi labākas plastiskās īpašības

un iespēju apstrādāt ar griezējinstrumentiem; uzkarsēšana nepieciešama arī pēc metināšanas,

lai viss izstrādājums vienmērīgi atdzistu un nerastos plaisas. Čuguna izstrādājumu

lokmetināšanas augstā temperatūra izskaidrojama ar to, ka tekošā siltuma enerģija šajā

gadījumā ir mazāka nekā gāzmetināšanā.

Karstajā metināšanā par piedevu materiālu lieto čuguna stieņus, kuros oglekļa

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 61

grafitizāciju nodrošina paaugstināts silīcija saturs. Tā rezultātā uzkausētajam metālam

pārsvarā ir ferīta struktūra, tā stiprība ir zemāka par paša čuguna izstrādājuma stiprību.

Gāzmetināšanā izmanto normālu

liesmu. Metinot čugunus ar gāzi, obligāti

jālieto kušņi. Kušņi paredzēti oksīdu

aizvadīšanai no metināšanas vannas, tos

izšķīdinot un pārvēršot viegli kūstošos sārņos.

Bieži par kušņiem izmanto izkarsētu boraku

vai 50% nātrija karbonāta un 50% nātrija

hidrogenkarbonāta maisījumu.

Čuguna lokmetināšanu veic ar ogles

elektrodiem, lietojot čuguna piedevstieni, kā

arī ar pārklātiem čuguna elektrodiem.

Metināšanā ar ogles loku silīcija oksīdu

aizvadīšanai lieto tādus pašus kušņus kā

čuguna gāzmetināšanā.

Lokmetināšanā metināšanas vannas

metālu arī uztur šķidrā stāvoklī tik ilgi, kamēr

pilnīgi aizpildās defekts vai ieveidotais bloks.

Līdz ar to pilnīgāk

aizplūst gāzes un

nemetāla ieslēgumi no

šuves metāla, kā arī

šuves un šuves zonas

metālā veidojas

vienmērīga struktūra.

Pareizu

metināšanas procesu

raksturo ieliekta

metināšanas vannas

virsma; šķidrais

čuguns labi slapina detaļas sieniņas.

Čuguna daudzkārtu

metināšanu lieto reti, tikai tajos

gadījumos, kad nevar uzturēt visu

vannu šķidrā stāvoklī.

Ja čuguna elektroda diametrs

ir 6... ... 8 mm, tad metināšanas

strāvai jābūt 200 ... 400 A.

Metināšanai lieto gan maiņstrāvu,

gan tiešas polaritātes līdzstrāvu.

Izstrādājumu atdzesē lēni,

dažreiz 3 ... 5 diennaktis. Pēc

metināšanas šuves metāla virsmu

apber ar smalku kokogles pulvera

kārtu, bet visu izstrādājumu no visām

pusēm nosedz ar azbesta loksnēm un

sausām smiltīm.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 62

Čuguna aukstā metināšana

Lietojot dažādu sakausējumu elektrodus ar dažāda sastāva pārklājumiem, šuves metālu

var iegūt ar vajadzīgo stiprību un stigrību, bet nav iespējams izsargāties no rūdīšanās

sakusuma zonā, ja

metina bez uzkarsēšanas.

Var tikai nedaudz

samazināt rūdītā slāņa

biezumu, lietojot

daudzgājienu metināšanu

ar mazu strāvu.

Čuguna auksto

metināšanu veic ar

tērauda elektrodiem,

kombinētajiem

elektrodiem un čuguna

stieņa elektrodiem.

Metināšana ar

tērauda elektrodiem,

lietojot tapskrūves

(70.attēls.). Šo metināšanas paņēmienu plaši lieto lielgabarīta čuguna izstrādājumu remontā.

Šeit metināšanu kombinē ar mehānisku pastiprinājumu sakusuma zonā, ieskrūvējot

izstrādājumā tērauda tapskrūves, kas sasaista šuves metālu ar pamatmetālu, atslogojot trauslo

rūdīto starpslāni.

Ja lūzumi ir izstrādājumā ar sieniņu biezumu līdz 12 mm, tad tapskrūves var ieskrūvēt

bez lūzuma malu apdares. Ja sieniņas ir biezākas par 12 mm, tad lūzuma vieta jāapstrādā.

Tapskrūvju diametrs atkarīgs no metināmā izstrādājuma biezuma: ja izstrādājuma biezums

nepārsniedz 12 mm, tad tapskrūvju diametrs nedrīkst būt lielāks par 6 mm; tapskrūves, kuru

diametrs lielāks par 16 mm un mazāks par 3 mm, lietot nav ieteicams. Tapskrūvju aizņemtais

laukums nedrīkst pārsniegt 0,25 no detaļas lūzuma laukuma.

Tapskrūves augstums virs detaļas virsmas var būt 0,5... 1 tapskrūves diametrs, bet ne

vairāk par 5... ... 6 mm; ieskrūvēšanas dziļums - 1,5 tapskrūves diametri. Urbjot urbumus un

iegriežot vītni, nedrīkst lietot eļļu. Tapskrūves jāieskrūvē līdz galam.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 63

Metināšanas process. Vispirms ar gredzenveida šuvēm apmetina ieskrūvētās

tapskrūves. Lai detaļa sakārstu vienmērīgi, tapskrūves jāapmetina atsevišķi. Pēc tam aizkausē

posmus starp apmetinātajām tapskrūvēm, pie tam posmus arī metina atsevišķi. Katra valnīša

garums nedrīkst pārsniegt 100 mm. Valnīšu otru kārtu uzmetina perpendikulāri pirmās kārtas

virzienam. Pēc abu malu virsmu apkausēšanas sāk aizmetināt apdari un plaisu.

Var izvēlēties 4 mm elektrodu un 120 ... 140 A metināšanas strāvu.

Lai par 10 mm biezākā izstrādājumā ātrāk aizmetinātu plaisas, lieto tērauda papildsaites (70.

att.). Saites un starpas starp tām sakūst nepilnīgi. Metinātā savienojuma visu virspusi pārklāj

ar uzkausētu tēraudu.

Metināt ar tērauda elektrodiem, lietojot tapskrūves, var jebkurā telpiskā pozīcijā bez čuguna

izstrādājuma demontāžas.

Pusautomātiskā metināšana. Defektu metināšanai čuguna lējumos aukstā veidā

iesaka pulverstiepli. Metinot ar 3 mm diametra stiepli, ieregulē 250 .. . 280 A strāvu, 28 ... 32

V loka spriegumu.

Čuguna lodēšana. Lodēšana ir detaļu savienošanas process, kurā lodmetālu sakarsē

līdz tā kušanas temperatūrai un aizpilda ar to spraugu starp savienojamām detaļām. Lodējot

pamatmetāls nekūst. Par lodmetālu lieto speciālus čuguna materiālus, misiņa lodes alvas-svina

ātrlodes, kā arī cinka lodes.

Čugunu lodē tajos gadījumos, kad metinātam savienojumam ir nodrošināta stiprība

bez pamatmetāla kausēšanas. Lodēšanai sagatavoto virsmu sakarsē ar gāzes degļa liesmu līdz

čuguna vai misiņa lodes kušanas temperatūrai (800... 950 °C). Sākumā jāveido atsevišķi

izkausētās lodes pilieni, kas ar kušņiem plānā kārtā izplūst pa čuguna izstrādājuma malu. Lai

lodes materiāls iekļūtu čuguna porās un labāk tās saslapinātu, kušņiem pievieno aktīvas

vielas, kas veicina čuguna saslapināšanos un veido stipras saites starp lodi un pamatmetālu.

Ar čuguna lodēm lietderīgi lodēt sīkus defektus čuguna detaļu apstrādātajās virsmās,

ja uzkausētajam metālam nepieciešams iegūt čuguna struktūru.

Ar misiņa lodi lodē zemākā temperatūrā (650.. .750°C) nekā ar čuguna lodi.

Lai čuguns ar misiņu labāk saķertos, tad no malu virsmas izdedzina grafītu ar skābekļa

liesmu, kurā ir skābekļa pārākums. Pēc tam apdarē ievada kušņus, pēc kušņu izkušanas

izkausē misiņa lodi, kas veido šķidru vannu un aizpilda apdari. Uzkausēto metālu tūlīt pēc

metināšanas 600 ... 700 °C temperatūrā caurkaļ ar rokas vara āmuru. Lodēšanu ar alvas-svina

un cinka ātrlodēm defektu novēršanai čuguna detaļās lieto ierobežoti. Šo veidu lieto tikai tad,

ja nevar izmantot citus pilnveidotākus paņēmienus. Čuguna lodēšana ar ātrlodēm ir

apgrūtināta tāpēc, ka slikti saslapinās tā virsmas un savienojumam ir zema stiprība.

Jautājumi.

Kādam nolūkam pirms metināšanas veic metāla iepriekšējo sakarsēšanu ?

Kāpēc čuguni metinās sliktāk nekā tēraudi?

Kad lieto čuguna auksto metināšanu?

Kad lieto čuguna karsto metināšanu?

Kāpēc lieto kušņus čuguna metināšanā?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 64

Krāsaino metālu un to sakausējumu metināšana

Vara un tā sakausējumu metināšana. Varš metinās slikti, jo tam ir augsta

siltumvadītspēja, šķidrplūstamība, paaugstināta tieksme metināšanā veidot plaisas.

Vara siltumvadītspēja istabas temperatūrā ir 6 reizes lielāka par tehniskās dzelzs

siltumvadītspēju, tāpēc varš un tā sakausējumi jāmetina ar palielinātu tekošo siltuma enerģiju,

bet daudzos gadījumos, lietojot pamatmetāla iepriekšēju vai līdzteku uzkarsēšanu.

Varam pārejot no cietas stadijas šķidrā, izdalās daudz siltuma, tāpēc metināšanas

vanna atrodas šķidrā stadijā ilgāk nekā tērauda metināšanā. Augstās šķidrplūstamības dēļ varu

grūti metināt vertikālā, horizontālā pozīcijā un sevišķi grūti griestu pozīcijā.

Ja varu metina ar pārklātiem vara elektrodiem bez metināmā izstrādājuma

uzkarsēšanas (ar strauju atdzesēšanu), tad rodas karstās plaisas. Ūdeņradis skābekļa klātbūtnē

pasliktina vara īpašības. Paaugstinātā metināšanas temperatūrā varā iekļuvušais ūdeņradis

reaģē ar vara oksīda skābekli (Cu20+2H→H20+Cu), veidojot ūdens tvaikus, kas izplešoties

rada sīkas plaisas. Šo parādību vara metināšanā sauc par «ūdeņraža slimību».

Bet metināšanā ar sakarsēšanu šuve atdziest lēni un visbiežāk ūdens tvaiki līdz metāla

sacietēšanai izplūst ārpusē; nedaudz ūdens tvaiku paliek starp metināšanas sārņu kārtu un

šuves metāla virsmu. Tā rezultātā pēc sārņu aizvadīšanas šuves metāla virsma paliek

nelīdzena ar sīkiem padziļinājumiem, ko var novērst, šuvi lēni atdzesējot.

Vara lineārās izplešanās koeficients ir lielāks par dzelzs lineārās izplešanās

koeficientu, tāpēc vara un tā sakausējumu konstrukciju metināšanā deformācijas ir lielākas

nekā tēraudu metināšanā.

Vara metināšanas veidi. Izgatavojot metinātas vara konstrukcijas, visplašāk lieto

šādus kausēšanas metināšanas veidus: lokmetināšanu ar ogles elektrodu, kūstošu elektrodu,

lokmetināšanu zem kušņiem un aizsarggāzēs, gāzmetināšanu.

Vara lokmetināšanā

izmanto palielinātu strāvu, jo

varam ir ievērojama

siltumvadītspēja. Metināmo detaļu

malas savieno ar minimālu

spraugu, jo varam ir augsta

šķidrplūstamība. Dažreiz

metināšanā lieto tērauda paliktni.

Par 6 mm biezākas vara

loksnes jāmetina ar iepriekšēju

uzkarsēšanu līdz 150 ... 250 °C

temperatūrai. Plānas loksnes

(mazāk par 5 mm) pēc metinā-

šanas caurkaļ aukstā stāvoklī, bet

biezas (5 ... 20 mm) - 200 ... 400

°C1

temperatūrā. Nav ieteicams

sakarsēt varu caurkalšanai augstāk

par 400 °C, jo augstā temperatūrā

tas kļūst trausls. Kaļ ar āmuru,

kuram ir sfērisks belzenis.

Metināts savienojums jākaļ no

divām pusēm, sitot perpendikulāri šuvei, sākumā pa sakusuma zonām, bet pēc tam pa šuves

vidējo daļu un beigās - pa termiskās ietekmes zonu. Nedrīkst atkārtot sitienus pa vienu vietu,

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 65

jo uzkaldes dēļ var rasties plaisas.

Lai šuves metāls būtu stigrs un plastisks, pēc caurkalšanas ieteicams to sakarsēt līdz

550 ... 600 °C temperatūrai

Metina ar garu loku (10 ... 15 mm), jo tad vieglāk manipulēt ar elektrodu un

piedevstiepli. Piedevstieples galam ir jāatrodas starp elektroda galu un izkausēto vannu, tajā

neiegremdējoties. Atstatumam starp piedevmetālu un izstrādājumu jābūt nemainīgam un

minimālam. Palielinot atstatumu, metāls stipri izšķaidās un šuve veidojas sliktāk.

Metināšanā lieto tiešās polaritātes līdzstrāvu ar loka spriegumu 40... ... 50 V. Lietojot

pretējas polaritātes strāvu, loks starp ogles (grafīta) elektrodu un izstrādājumu ir nestabilāks

un pastāv tikai tad, ja tā garums ir mazs.

Metina apakšējā pozīcijā r pretējas polaritātes līdzstrāvu. Metinot par 6 mm biezākas

loksnes, pamatmetāls jāuzkarsē līdz 300 ... 400 °C temperatūrai.

Vara metināšana ar pārklātiem metāla elektrodiem dod apmierinošu kvalitāti tad, ja

metināmais varš satur skābekli ne vairāk par 0,01%. Ja varš satur skābekli vairāk par 0,03%,

tad metinātiem savienojumiem ir sliktas mehāniskās īpašības.

Misiņa metināšana. Misiņš ir vara un cinka sakausējums. Misiņa kušanas

temperatūra ir 800 ... 1000 °C.

Lokmetināšanā no misiņa intensīvi iztvaiko cinks; izkusušais metāls absorbē ūdeņradi,

kas nepaspēj izdalīties no metināšanas vannas šķidrā metāla, tam sacietējot, tā rezultātā šuvē

veidojas poras. Ūdeņradis metināšanas vannā iekļūst no elektroda pārklājuma, kušņiem vai

gaisa.

Misiņa metināšanu ar pārklātiem elektrodiem lieto ierobežoti, galvenokārt lējumu

brāķa labošanai. Tas izskaidrojams ar to, ka lokmetināšanā cinks iztvaiko vairāk nekā

gāzmetināšanā,

Misiņu var metināt ar ogles elektrodiem, lietojot tiešas polaritātes līdzstrāvu un

kušņus.

Lai samazinātu cinka iztvaikošanu un ūdeņraža absorbēšanos metināšanas vannā,

liesmas kodola galam jāatrodas no metināmā metāla atstatumā, kas 2 ... 3 reizes lielāks, nekā

metinot tēraudu.

Bronzas metināšana. Bronza ir vara sakausējums ar alvu (3... ...14% - alvas bronzas),

silīciju (līdz 1% - silīcijbronzas), mangānu, fosforu un beriliju u. c. Parasti bronzas lieto lietu

detaļu izgatavošanai.

Mangāna bronzas (0,2... 1% mangāna) metinātie savienojumi izceļas ar plastiskumu

un stiprību, kas vairākas reizes pārsniedz vara metināto savienojumu stiprību.

Metinot berilija bronzas, kas satur līdz 0,05% berilija, veidojas savienojumi ar

apmierinošu stiprību.

Ja vara sakausējumā berilija saturs ir lielāks par 0,5%, tad metināšanā berilijs

oksidējas; izveidojušos oksīdus grūti aizvadīt no metināšanas vannas. Tāpēc šādas bronzas

metinātu savienojumu kvalitāte ir zema.

Pastāv vairāki desmiti marku bronzas. Bronzu metināmība ir atšķirīga, tāpēc to

metināšanas tehnoloģija ir dažāda.

Bronzu var metināt ar ogles elektrodiem un piedevu metālu, ar pārklātiem elektrodiem

un nekustošiem (volframa) elektrodiem argona aizsargvidē. Metināšanā ar ogles elektrodiem

lieto tiešas polaritātes līdzstrāvu ar loka spriegumu 40 ... 45 V, metināšanas strāvu 25 ... 35 A

uz elektroda diametra 1 mm. Lielākoties nepieciešama uzkarsēšana līdz 300 …. 400 °C

temperatūrai.

Metināšana ar pārklātiem elektrodiem lieto pretējas polaritātes līdzstrāvu, metināšanā

ar maiņstrāvu lieto oscilatoru un palielinātu strāvu.

Parasti piedevu materiālu pēc ķīmiskā sastāva izvēlas vienādu ar metināmo metālu.

Alvas bronzas metināšanā ar ogles elektrodu lieto stieņveida piedevu metālu ar šādu

ķīmisko sastāvu: cinks 8%, alva 3%, svins 6%, fosfors, dzelzs un niķelis 0,2... 0,3% katrs,

pārējais varš. Parasti bronzas metina apakšējā vai slīpā (līdz 15°) pozīcijā.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 66

Alumīnija un tā sakausējumu metināšana. Alumīnijam ir zema stiprība, tāpēc to

lieto galvenokārt ķīmisko aparātu būvē, logu un durvju rāmjiem un dekoratīviem

izstrādājumiem celtniecībā. Tam ir mazs blīvums 2,7 g/cm3, augstāka korozijizturība un

lielāks plastiskums nekā mazoglekļa tēraudiem. Paaugstināta stiprība ir alumīnija

sakausējumiem ar mangānu, magniju, silīciju, cinku un varu.

Alumīniju un tā sakausējumus iedala lejamos un deformējamos (velmēti, presēti,

kalti). Deformējamos skausējumus iedala termiski nestiprināmos, pie kuriem pieder alumīnija

sakausējumi ar mangānu un magniju, un termiski stiprināmos, pie kuriem pieder alumīnija

sakausējumi ar varu, cinku, silīciju.

Termiski stiprinātie alumīnija sakausējumi metinot zaudē stiprību.

Alumīnija un tā sakausējumu metināmība. Alumīnijam un tā sakausējumiem ir laba

siltumvadāmība, siltumietilpība un liels latentais kušanas siltums. Alumīnija siltumvadāmība

ir trīs reizes lielāka par mazoglekla tērauda siltumvadāmību; sakarsējot no 20 °C līdz 600 °C

temperatūrai, siltumvadāmības starpība vēl vairāk pieaug. Tātad alumīnijs un tā sakausējumi

jāmetina ar relatīvi jaudīgu un koncentrētu siltuma avotu.

Alumīnija lineārās izplešanās koeficients ir divas reizes lielāks par dzelzs lineārās

izplešanās koeficientu. Tāpēc alumīnija izstrādājumu metināšanā ir lielākas deformācijas un

sagriezumi.

Metināšanas procesu apgrūtina tas, ka alumīnijam ir mazs blīvums un zema kušanas

temperatūra (660 °C). salīdzinājumā ar alumīnija oksīda lielo blīvumu un augsto kušanas

temperatūru (2050 °C). Grūti kūstošais un smagais oksīds var palikt šuves metālā un

samazināt metinātā savienojuma darbspēju. Alumīnija un tā sakausējumu metināšanā jālieto

dažādi paņēmieni oksīda ietekmes novēršanai. Visos gadījumos izstrādājuma metāla virsma

jānotīra tieši pirms metināšanas un metināšanas procesā izkausētais metāls jāaizsargā no gaisa

gāzu iedarbības.

Lieto divus alumīnija oksīda ietekmes novēršanas paņēmienus: metināšanu ar oksīdu

šķīdinātāju (elektrodu pārklājumi, kušņi) un metināšanu bez šķīdinātājiem, bet ar tā saucamo

katoda izputekļošanu.

Oksīda un citu oksīdu šķīdinātāji ir sārmu metālu un sārmzemju metālu halogēni (litija

hlorīds, fluorīds u. c), kas šķīdina oksīdus un kopā ar tiem paceļas no metināšanas vannas

metināšanas sārņos. Tā kā šķīdumam ir zemāka kušanas temperatūra, mazāks blīvums un

mazāka stigrība nekā katram komponentam atsevišķi, tad tas no metāla pāriet metināšanas

sārņos.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 67

Katoda izputekļošanas būtība ir tāda, ka, metinot argonā ar pretējas polaritātes

līdzstrāvu, oksīda kārta sasmalcinās un oksīda daļiņas izputekļojas. Plānā oksīdu kārtiņa, kas

pārklāj metināšanas vannu, sabrūk no lokam degot radušos argona (aizsarggāzes) smago

pozitīvo jonu triecieniem.

Alumīnija sakausējumiem ir paaugstināta tieksme veidot poras. Lai pat neliela

biezuma alumīnija un tā sakausējumu metināšanā iegūtu šuves bez porām, tad dažreiz

nepieciešama uzkarsēšana, kas samazina metināšanas vannas atdzišanas ātrumu un veicina

pilnīgāku ūdeņraža izvadīšanu no metāla, lēni atdzesējot. Tā, piemēram, uzkausējot uz 8 mm

biezas alumīnija loksnes, bezporu šuvi var iegūt, ja metālu uzkarsē līdz 150 °C temperaturai.

Ja metāla biezums sasniedz 16 mm, tad pat uzkarsēšana līdz 300 °C temperatūrai nenodrošina

bezporu šuvi.

Alumīnija un tā sakausējumu argonlokmetināšanā poras novērš ar oksidējošās

atmosfēras palīdzību. Labākus rezultātus iegūst, ja argonam pievieno 1,5% skābekļa.

Oksidējošā atmosfēra metināšanas vannas virsmas rajonā neļauj ūdeņradim izšķīst metālā,

tāpēc šuves atdzišanas beigās poras neveidojas.

Alumīnija un tā sakausējumu metināšanas veidi. Detaļas no alumīnija un tā

sakausējumiem var savienot gan ar kausēšanas metināšanu, gan arī ar spiedienmetināšanu.

Plaši izplatīti ir šādi metināšanas veidi: rokas un mehanizētā lokmetināšana ar nekustošiem

elektrodiem inertā aizsarggāzē; mehanizētā lokmetināšana ar kūstošiem metāla elektrodiem

aizsarggāzē; automātiskā lokmetināšana ar kūstošu metināšanas stiepli pa dozētu kušņu slāni;

saduras vai punkta kontaktmetināšana. Bez šiem alumīnija un tā sakausējumu metināšanas

veidiem var lietot metināšanu ar skābekļa liesmu; lokmetināšanu ar nekustošu ogles vai

grafīta elektrodu, ar pārklātu

alumīnija elektrodu;

elektrosārņu metināšanu un

elektronstara metināšanu.

Lai aizmetinātu

izstrādājumos lējuma defektus,

lieto 03A-2 markas pārklātos

alumīnija elektrodus.

Alumīnija

sakausējumiem malas sagatavo

metināšanai līdzīgi kā tēraudu

metināšanā. Šuves pēc iespējas

metina vienā gājienā ar lielu

ātrumu.

Metināšanā ar ogles

elektrodiem lieto tiešas

polaritātes līdzstrāvu. Līdz 3

mm biezas loksnes vēlams

metināt ar malu atlokošanu bez

piedevu materiāla. Biezāku lokšņu metināšanai malas jāapdara 60 ... 75 ° leņķī un jālieto

piedevu materiāls.

Titāna sakausējumu metināšana. Titānam ir arī augsta korozijizturība. Metinātiem

izstrādājumiem lieto tehnisko titānu un tā sakausējumus ar alumīniju, hromu, molibdēnu,

alvu, vanādiju, mangānu, cēriju.

Titāns aktīvāk nekā alumīnijs sakaršanas procesā absorbē skābekli, slāpekli un

ūdeņradi. Tāpēc tehniskā titāna metināšanā vajadzīga sevišķi droša aizsardzība pret šīm

gāzēm. Tādu aizsardzību nodrošina lokmetināšanā inertās gāzēs (argonā, hēlijā), kā arī lietojot

kušņus-pastas, kuras uzklāj uz metināmām malām. Titānam un tā sakausējumiem nelieto

lokmetināšanu ar pārklātiem elektrodiem, ogles loku, kā arī gāzes liesmu. Ar šiem

metināšanas veidiem nevar nodrošināt metinātu savienojumu augstu kvalitāti, jo titānam ir

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 68

lielāka tieksme pēc skābekļa, slāpekļa un ūdeņraža.

Tehniskā titāna savienošanai lieto argonlokmetināšanu, metināšanu zem kušņiem un

dažus spiedienmetināšanas veidus (piemēram, difūzijas metināšanu).

Magnija sakausējumu metināšana. Magnijam ir lielāka tieksme pēc skābekļa nekā

titānam. Magnijs, savienojoties ar skābekli, veido grūti kūstošu un smagu magnija oksīdu.

Magnija un magnija oksīda kušanas temperatūra attiecīgi ir 651 °C un 2150 °C.

Magnija sakausējumus metina ar volframa elektrodiem argona aizsargvidē. Gāzes

metināšanu, lokmetināšanu ar pārklātiem elektrodiem un ogles elektrodiem lieto reti.

Argonlokmetināšanu ieteicams lietot visiem magnija sakausējumiem.

Jautājumi.

Kādu materiālu metinot izmanto maiņstrāvu?

Kādu metālu metinot kā aizsarggāzi izmanto slāpekli?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 69

Cietsakausējumu uzkausēšana

Cietsakausējumu uzkausēšanas procesa būtība un klasifikācija. Uzkausēšana ir

izkausēta metāla kārtas uzklāšana uz metāla izstrādājuma virsmas. Ar uzkausēšanu uz

izstrādājuma izveido virsmas kārtu (vai kārtas) ar speciālām īpašībām (dilumizturību,

skābesizturību, karstumizturību u. c). Uzkausēšanu lieto gan remontā, gan arī jaunu detaļu

izgatavošanā.

Lieto loka, plazmas loka, vibroloka, impulsloka, elektrosārņu, indukcijas un gāzes

uzkausēšanu. Lielāko uzkausēšanas darbu apjomu veic ar elektriskās metināšanas loku.

Uzkausēšanas procesā salīdzinājumā ar metināšanu tiek izmantots tikai nedaudz

pamatmetāla, jo izkausēšanas dziļums ir neliels, tāpēc izstrādājuma iekšējie spriegumi un

deformācijas, tieksme veidot plaisas ir samērā niecīgi.

Vajadzīgās īpašības uzkausētajam slānim iegūst, ievadot tā sastāvā leģējošus

elementus. Leģēšanas paņēmieni ir dažādi: metāla un kušņu savstarpēja iedarbošanās,

elementu absorbēšana no apkārtējās gāzveida vides, leģējošu piedevu ievadīšana metināšanas

vannā. Visbiežāk lieto pēdējo paņēmienu, jo tas ir drošāks un uzkausētajai kārtai nodrošina

vajadzīgo sastāvu.

Sevišķi svarīgi ir uzkausēšanā iegūt uzkausētā metāla ķīmiskā sastāva viendabību, t. i.,

tā vienādas īpašības pa visu detaļas virsmu.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 70

Uzkausēšanas stieple. Izgatavo tērauda uzkausēšanas stiepli ar diametru no 0,3 mm

līdz 8 mm. Stiepli uzkausēšanai izvēlas atkarībā no uzdevuma un prasītās uzkausētā metāla

cietības. Parasti uzkausē zem kušņiem ar automātiem, šūtenes pusautomātiem (74.att.) un

pārklātiem elektrodiem ar roku.

Uzkausēšanas tehnika paredz uzkausēšanu ar taisniem valnīšiem, pārsedzot iepriekšējo

valnīti par 1/3 tā platuma, vai ar valnīšiem, izdarot ar elektrodu šķērssvārstības.

Pārklātie elektrodi (75.att.). Tie nodrošina uzkausētajam slānim nepieciešamo

cietību.

Kušņi. Automātiskajai un pusautomātiskajai uzkausēšanai lieto tādus pašus kušņus kā

metināšanā. Uzkausēšanai uz austenīta hromniķeļa tērauda lieto kušņus AH-26. Uzkausēšanai

uz augsthroma čuguna ieteicami kušņi AH-28. Uzkausēšanā ar elektrosārņu paņēmienu

ieteicams izmantot kušņus AH-8, AH-25.

Uzkausēšanā lieto arī keramiskos kušņus. Tā, piemēram, lai ar stiepli CB-08 un CB-

08A uzkausētu uz tilta celtņu riteņiem, atbalstveltņiem, rullīšiem, kāpurķēžu traktoru

spriegotājratiem, lieto kušņus AHK-18. Kušņus AHK-19 lieto buldozeru, skrēperu un

greideru darba virsmu uzkausēšanai. Lietojot keramiskos kušņus un mazoglekļa stiepli, var

iegūt uzkausēto metālu ar paaugstinātu dilumizturību.

Pulverstieple un pulverlente. Pulverstieplei ir no mīkstas lentes izveidots apvalks.

Tajā iepildīti leģējošie komponenti, kas aizstāj dārgu leģētu stiepli. Uzkausēšanai lieto arī

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 71

pulverlenti (77.att.).

Ar pulverstiepli var uzkausēt zem kušņiem, aizsarggāzēs un ar atklātu loku. Ir

izstrādātas daudzu marku pulverstieples. Loka uzkausēšanā ar pulverstiepli lieto mazākas

strāvas nekā metināšanā. Šajā gadījumā izstrādājuma izkausētā metāla dziļums samazinās un

uzkausētais materiāls mazāk samaisās ar pamatmateriālu, kā rezultātā uzkausēta metāla

cietība pieaug.

Lietie uzkaušēšanas stieņi. Uzkausēšanai argona aizsargvidē vai ar gāzes skābekļa

liesmu izlaiž 6...... 8 mm diametra un līdz 500 mm garus lietus stieņus. No lietajiem stieņiem

izgatavo arī pārklātos rokas loka uzkausēšanas elektrodus.

Graudainie (pulverveida) sakausējumi. Tos izgatavo, sajaucot ferohroma,

feromangāna pulveri, naftas koksu ar čuguna skaidām un oglekli saturošas piedevas. Šo

maisījumu uzkausē, piemēram, buldozeru nažiem, ekskavatora kausu darbvirsmām.

Vokars ir graudains

sasmalcināta volframa un cukura

karsēšanas produkta (oglekļa)

maisījums, ko uzkausē urbšanas

instrumentiem. To plaši lieto

lauksaimniecības mašīnbūvē

uzkausēšanai uz lemešiem, diskiem,

ecēšu zobiem u. c.

Uzkausēšanas tehnikai

jānodrošina maksimāls ražīgums,

t.i., maksimāls uzkausējamā metāla

daudzums laika vienībā. Pie tam labi

jāveidojas uzkausētajam slānim, lai

varētu samazināt uzlaides

mehāniskajai apstrādei pēc uz-

kausēšanas.

Uzkausēšanas ražīgums ir

atkarīgs no tas izpildīšanas

paņēmiena. Tā, piemēram, rokas uzkausēšanā ar pārklātiem elektrodiem ražīgums ir 0,8..... 3

kg/h, automātiskajā uzkausēšanā zem kušņiem - 2 . . . 15 kg/h, elektrosārņu uzkausēšanā ar

stieples elektrodu - 20 ... 60 kg/h, ar liela šķērsgriezuma elektrodu - līdz 150 kg/h.

Uzkausējot uz plakanām virsmām, lietderīgi lietot platus valnīšus, t. i., procesu veikt

ar elektroda svārstīšanu.

Uzkausēt var arī šaurus valnīšus vienu no otra noteiktā atstatumā, nenoņemot sārņus

no katra valnīša atsevišķi. Sārņus noņem no visiem valnīšiem, pēc tam uzkausē valnīšus

brīvajās starpās.

Uz rotācijas ķermeņiem uzkausē valnīšus veidules virzienā vai pa aploci. Uzkausējot

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 72

ar pārklātiem elektrodiem (75.att.), detaļas asi novieto horizontāli, bet, uzkausējot ar šļūtenes

pusautomāta atklātu loku - vertikāli. Uzkausēšanu pa vītnes līniju lietderīgi izpildīt detaļām,

kuru diametrs nepārsniedz 100 mm.

Uzkausējot graudainos pulverus (78.att.) lieto ogles elektrodu. No darbvirsmas

iepriekš notīra rūsu, eļļas un netīrumus. Pēc tam uz detaļas virsmas uzkaisa plānu (0,2 ... 0,3

mm) izkarsēta bora (kušņu) kārtu un 2 ... 7 mm biezu un 30 ... 40 mm platu pulverveida

sakausējuma (šihtas) kārtu. Šo kārtu izlīdzina un viegli sablīvē ar gludīklu.

Sakausējuma graudiņus un detaļas virsmu sakausē ar tiešas polaritātes līdzstrāvas

(78.att.) ogles loku. Veicot ar ogles elektrodu plūdenas šķērskustības un garenkustības, var

panākt relatīvi līdzenu uzkausētās kārtas virsmu. Var uzkausēt arī vairākas kārtas, taču, lai

ekspluatācijā nerastos plaisas un sakausējuma gabalu izdrupumi, kopējais uzkausētās kārtas

biezums nedrīkst pārsniegt 5 ... 6 mm Rokas uzkausēšanā lieto arī pulvestieples cauruļveida

elektrodus.

Jautājumi. Kādam nolūkam veic uzkausēšanu?

Kādus materiālus izmanto uzkausēšanai?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 73

Iekārtas un tehnoloģija pusautomātiskai lokmetināšanai ar kūstošiem

elektrodiem

Pusautomāta uzbūve. Metināšanas automātā mehanizētas divas galvenās metināšanas

procesa operācijas - metināšanas stieples padeve loka zonā un loka pārvietošanās pa šuves

līniju; pusautomātā

mehanizēta tikai viena

operācija - elektroda

stieples padeve lokā, bet

loku šuves veidošanai

pārvieto metinātājs ar

rokām. Stiepli (84.att.)

automātiski no spoles 1

padod padeves

mehānisms 2, kas sastāv

no maiņstrāvas vai

līdzstrāvas elektrodzinēja

M, dzenošā rullīša 6 un

piespiedēj rullīša 7

pārnesumkārbas. Stiepli

5 pa lokanas šļūtenes 3

iekšējo kanālu, turētāju 4

un uzgali 8 ar pastāvīgu

ātrumu padod rullīši.

Metinātājs tur degli un

pārvieto to pa šuvi.

Viena no

galvenajām pusautomātā

daļām ir šļūtene 3, kas

sastāv no stieples spirāles

ar appinumu un gumijas

apvalku, pa šļūtenes

iekšējo kanālu virzās

elektroda stieple.

Metināšanas strāvu,

aizsarggāzi un dzesēšanas

ūdeni pievada atsevišķi.

Kombinētajās šļūtenēs

bez elektroda stieples

vienā apvalkā ievietoti

strāvas vads, vadības

ķēdes vadi, tajās plūst

aizsarggāze un

dzesēšanas ūdens.. Gāzi

pievada pa atsevišķu

cauruli, kas pievienota

uzgalim.

Elektroda stieples pārgals (atstatums starp punktu, kurš metināšanas stieplei pievada

strāvu, un izstrādājumu) parasti ir šāds.Ja metināšanas stieples pārgals ir lielāks par norādīto,

tad palielinās elektroda metāla izšķaidīšanās un metināšanas process pārtraucas; ja pārgals ir

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 74

mazāks, tad apdeg uzgalis. Nemainīgu

pārgalu un drošu uzgaļa darbu

nodrošina kontakta «zābaciņš».

Izliektiem degļiem lieto vienu

kontakta «zābaciņu», taisniem

degļiem - divus.

Metināšanai dažādos šuves

telpiskās pozīcijās lieto dažādus

režīmus. Pārejot no apakšējām uz

vertikālām šuvēm, spriegums un

stieples padeves ātrums jāsamazina.

Bieža metināšanas režīma maiņa ar

rokām metinātājam aizņem daudz

laika, tāpēc pusautomātus komplektē

ar metināšanas režīmu distances

vadības iekārtu. Iekārta režīma

pārslēgšanai no distances padara

pusautomātu ērtu, arī veicot operācijas metināšanas beigās.

Tehnoloģija pusautomātiskajai metināšanai gāzu vidē. Metāla inertās gāzes (MIG) un

metāla aktīvās gāzes (MAG) metināšana ir pasaulē visplašāk lietotā metode. Šo metināšanas

metodi tik populāru ir padarījis tās augstais darba ražīgums un fakts, ka šo metināšanas veidu

ir viegli automatizēt.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 75

Gāzu un gāzu maisījumu apzīmējumi ir doti standartā EN 439:1994.

Rokas lokmetināšanā un griešanā izmantojamo aizsarggāzu klasifikācija.

Simbols Komponenti, procentos pēc tilpuma

Grupa Identif.

Nr.

Oksidējoša Inerta Reducējo-

ša

Nereak-

tīva

CO2 O2 Ar He H2 N2

R 1

2

Līdzsvaram

Līdzsvaram

> 0 līdz 15

> 15 līdz 30

I

1

2

3

100

Līdzsvaram

100

> līdz 95

M1

1

2

3

4

> 0 līdz 5

> 0 līdz 5

> 0 līdz 5

> 0 līdz 3

> 0 līdz 3

Līdzsvaram

Līdzsvaram

Līdzsvaram

Līdzsvaram

> 0 līdz 5

M2

1

2

3

4

> 5 līdz 25

> 0 līdz 5

> 5 līdz 25

> 3 līdz 10

> 3 līdz 10

> 0 līdz 8

Līdzsvaram

Līdzsvaram

Līdzsvaram

Līdzsvaram

M3

1

2

3

> 25 līdz 50

> 5 līdz 50

> 10 līdz 15

> 8 līdz 15

Līdzsvaram

Līdzsvaram

Līdzsvaram

C 1

2

100

Līdzsvaram

> 0 līdz 30

F

1

2

> 0 līdz 50

100

Līdzsva-

ram

MIG/MAG metināšanas principa

pamatā ir metāla stieple, kas caur stieples

padeves mehānismu un metināšanas pistolei

tiek padota uz metināmo virsmu un

elektriskā loka ietekmē tiek nodrošināta gan

stieples, gan metināmās virsmas sakausēšana.

MIG/MAG metināšanai pielieto padeves mehānismus ar četriem padeves rullīšiem, Stieple

darbojas gan kā strāvu vadošs elektrods, gan kā metināmā metāla pildījums. Elektroenerģijas

padevi nodrošina speciāls metināšanai paredzēts barošanas avots. Aizsarggāze, kas plūst caur

gāzes sprauslu, aizsargā loku un izkusušo materiālu. Aizsarggāze ir inerta (MIG metināšanai)

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 76

vai aktīva (MAG metināšanai). Kā inertā gāze tiek izmantots argons, hēlijs vai šo gāzu

maisījumi, kas ķīmiski nepiedalās metināšanas procesā. Savukārt aktīvās gāzes piedalās loka

un izkusušā materiāla mijiedarbības procesā.

Sākotnēji kā aktīvā aizsarggāze

tika lietots oglekļa dioksīds (CO2), bet

gadiem ejot to gandrīz pilnībā nomainījuši

argona/hēlija un tādu aktīvo gāzu kā

oglekļa dioksīda un skābekļa maisījumi.

CO2 zem spiediena pie + temperatūrām

atrodas balonā šķidrā veidā. Šobrīd gāzu

maisījumi kļuvuši arvien sarežģītāki,

precīzāki un kvalitatīvāki. Vienam un tam

pašam materiālam iespējams lietot

dažādus gāzu maisījumus, iegūstot

papildus priekšrocības no šuves vizuālās

kvalitātes, metināšanas ātruma,

metināšanas šļakatu un šuves mehānisko

īpašību viedokļa. Metinot varu un sudrabu

kā aizsarggāzi pielieto slāpekli.

Metināšanas aizsarggāzē

priekšrocība ir arī tā, ka ar šo procesu bez

sevišķas sagatavošanas uz metinātiem

izstrādājumiem var uzklāt izturīgus

pretkorozijas (cinka u. c.) pārklājumus.

Metināšanu aizsarggāzē lieto plānu (0,1... ... 1,5 mm) metālu savienošanai.

No visiem lokmetināšanas veidiem pusautomātiskajai metināšanai aizsarggāzēs ir

vismazākā darbietilpība.

Metinot gāzu vidē lai iegūtu kvalitatīvu šuvi, degļa leņķim attiecība pret metināmo

virsmu jāatrodas 22o leņķī. Metinot argona vidē pie sprieguma lielākam par 25 V veidojas

strūklveida loks, kā rezultātā veidojas augstas kvalitātes šuve.

Metalurģiskās

īpatnības, metinot

ogļskābā gāzē. Loka

augstās temperatūras

iedarbībā jebkuras

aizsarggāzes molekulas

sadalās atomos un jonos.

Atomarais skābeklis,

slāpeklis un ūdeņradis

ķīmiski savienojas ar

izkausētajiem metināšanas

stieples un metināmā metāla

elementiem un CO gāzi.

Gāzes CO veidošanās šuvē

rada poras. Bez tam, metinot

ogļskābā gāzē, poras var

radīt mitrums, rūsa un gaisa

slāpeklis.

Metināšanai pielieto

līdzstrāvas (+) barošanas

avotus (izņemot Al

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 77

metināšanu) ar lēzeni krītošu raksturlīkni.

Lai novērstu CO veidošanos, palielinātu mangāna un silīcija daudzumu, kas

metināšanā intensīvi izdeg no metināšanas stieples, lieto elektrodu stiepli ar paaugstinātu

mangāna un silīcija saturu. Ja mazoglekļa tērauda metināšanā šuves metālā silīcija ir vairāk

par 0,2% un mangāna vairāk par 0,4%, tad poras neveidojas. Metāla oksidēšanās pakāpi un

poru veidošanos ietekmē metināšanas tehnoloģiskie nosacījumi (loka garums, lokā padotās

gāzes daudzums, strāvas veids un polaritāte, stieples diametrs un strāvas blīvums elektrodā).

Metinot ar pretējas polaritātes līdzstrāvu, šuve mazāk oksidējas un tai ir augstāka kvalitāte,

nekā metinot ar tiešās polaritātes līdzstrāvu. Ja metina ar 0,3 .. . 1,2 mm diametra stiepli un tās

padeves ātrums lokā ir liels, elementi mazāk oksidējas nekā tad, ja metina ar 1,6... 2 mm

diametra stiepli un mazu stieples padeves ātrumu.

Strāvas blīvumam elektrodā, metinot ogļskābā gāzē, jābūt vismaz 80 A/mm2. Šādā

režīmā elektroda metāla izšķaidīšanās zudumi nepārsniedz 10... 15%.

Ja metināšanas strāva ir 400. . . ... 420 A un lielāka (stieples diametrs 2 mm, pretējas

polaritātes līdzstrāva), elektroda metāls tiek pārnests ar strūklu.

Atstatumu starp uzgali un izstrādājumu (stieples pārgals), ja strāva ir 60... 150 A un

loka spriegums 22 V, parasti pieņem 7... 14 mm; ja strāva ir 200 ... 500 A un spriegums 30 ...

...32 V, - 15.. .25 mm.

Ja metāls ir 1,5 ... 3 mm biezs, lieto parasto sadurmetināšanu bez paliktņiem, plānāku

metālu (0,8... 1,2 mm) metina uz vara vai tērauda paliekoša paliktņa.

Metinot gāzu maisījumā, uzlabojas šuves veidošanās un izkausētā elektroda metāla

šļakatas vieglāk atdalās no metināmā izstrādājuma virsmas. Tomēr, metinot šo gāzu

maisījumā intensīvāk, nekā metinot ogļskābā gāzē, no šuves metāla izdeg leģējošie elementi

un uz šuves virsmas veidojas sārņu garoza.

Ja metināšanā lieto tikai ogļskābo gāzi, tad var pareizi izvēlēties metināšanas stiepli,

lai metināto savienojumu īpašības atbilstu dotajām prasībām.

Metināšanas stieples iedala divās grupās;

monolītās stieples;

pulverstieples.

Monolīto stiepļu klasifikācija neleģēto un smalkgraudaino tēraudu metināšanai aizsarggāzu

vidū dota standartā EN 440:1994 Stieples elektrodi un uzkausējumi neleģēto un

smalkgraudaino tēraudu lokmetināšanai aizsarggāzu vidē - Klasifikācija

Wire electrodes and deposits for gas-shielded arc welding of non-alloy and fine-grain steels -

Classification

Saskaņā ar standartu monolīto stiepļu apzīmējums sastāv no piecām grupām:

1. Metināšanas veids;

2. Minimālā tecēšanas robeža, stiprības robežas un minimālais

pagarinājums;

3. Metinātā savienojuma stigrības īpašības;

4. Pielietojamā aizsarggāze;

5. Stieples ķīmiskais sastāvs.

Piemēram:

EN 440 – G 46 3 M G3Si1, kur

EN 440 – standarta numurs;

G – metināšanas stieple metināšanai aizsarggāzu vidē;

46 – minimālā plūstamības robeža, stiprības robeža un minimālais pagarinājums (ReH = 460

N/mm2, Rm = 530 – 680 N/mm

2, A = 20 %);

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 78

3 – stigrības īpašības (metinātie savienojumi var strādāt pie temperatūras līdz – 30 °C);

M – aizsarggāze (saskaņā ar standartu EN 439:1994 Metināšanā izlietojamie materiāli -

Aizsarggāzes loka metināšanai un griešanai. Welding consumables - Shielding gases for arc

welding and cutting, burts M nozīmē metināšanu gāzu maisījumā).

G3Si1 – stieples ķīmiskais sastāvs (C = 0,06 – 0,14; Si = 0,70 – 1,00; Mn =1,30 – 1,60; P =

0,025; S = 0,025; Ni = 0,15; Mo = 0,15; Al =0,02; Ti + Zr =0,15).

EN 756:2004 Metināšanā izlietojamie materiāli – Monolīta stieple, monolītās stieples–kušņu

un pulverstieples-kušņu kombinācijas neleģēto un smalkgraudaino tēraudu lokmetināšanai

zem kušņiem – Klasifikācija.

Welding consumables - Solid wire, solid wire-flux and tubular cored electrode-flux

combinations for submerged arc welding of non alloy and fine grain steels – Classification.

Saskaņā ar standartu monolītas stieples, monolītās stieples–kušņu un pulverstieples-kušņu

kombinācijas apzīmējums sastāv no piecām grupām:

1. Metināšanas veids;

2. Minimālā tecēšanas robeža, stiprības robežas un minimālais

pagarinājums;

3. Metinātā savienojuma stigrības īpašības;

4. Kušņu tips;

5. Stieples ķīmiskais sastāvs.

Piemēram:

Stieples-kušņu kombinācija EN 756 – S 46 3 AB S2, kur:

EN 756 = standarta numurs;

S = metināšana zem kušņiem;

46 = minimālā tecēšanas robeža, stiprības robežas un minimālais pagarinājums;

3 = metinātā savienojuma stigrības īpašības;

AB = kušņu tips;

S2 = Stieples ķīmiskais sastāvs.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 79

Tehnoloģija pusautomātiskajai metināšanai ar pulverstiepli un

pašaizsargājošu stiepli

Metināšana ar pildstiepli bez aizsarggāzes ir metināšanas process, kura laikā loks tiek

veidots starp pildstiepli un darba virsmu. Pildstieples kušņi rada gāzes vidi metināšanas lokā

un sārņus, kas pārklāj metināšanas savienojuma vietas.

Pulverstieple. Pulverstieplei ir tērauda čaula, kas piepildīta ar sapresētu pulveri. To

lieto gan metināšanai, gan arī uzkausēšanai.

Pulverstiepļu klasifikācija neleģēto un smalkgraudaino tēraudu metināšanai

aizsarggāzu vidū dota standartā EN 758:1996 Metināšanā izlietojamie materiāli.

Pulverstieples elektrodi neleģēto un sīkgraudaino tēraudu metināšanai ar vai bez aizsarggāzes.

Saskaņā ar standartu pulverstiepļu apzīmējums sastāv no astoņām grupām:

1. Metināšanas veids;

2. Minimālā tecēšanas robeža, stiprības robežas un minimālais

pagarinājums;

3. Metinātā savienojuma stigrības īpašības;

4. Metinātā savienojuma ķīmiskais sastāvs;

5. Stieples pildījuma tips;

6. Pielietojamā aizsarggāze;

7. Metināšanas pozīcija;

8. Ūdeņraža saturs uzkausētā metālā.

Piemēram:

EN 758 – T 46 3 1Ni B M 4 H5, kur

EN 758 – standarta numurs;

T – pulverstieple;

46 – minimālā plūstamības robeža, stiprības robeža un minimālais pagarinājums daudzkārtu

metināšanai (ReH = 460 N/mm2, Rm = 530 – 680 N/mm

2, A = 20 %);

3 – stigrības īpašības (metinātie savienojumi var strādāt pie temperatūras līdz – 30 °C);

1Ni – uzkausētā metāla ķīmiskais sastāvs (Mn = 1,4 %; Ni = 0,6 – 1,2 %);

B – stieples pildījuma tips (bāziskais);

M – aizsarggāzu maisījums;

4 – metināšanas pozīcija (saduršuves un kakta šuves apakšējā pozīcijā);

H5 – ūdeņraža saturs uzkausētā metālā (maksimāli 5 ml/100 g uzkausētā metāla

Samērā augstu šuves metāla kvalitāti iegūst, ja metina ar pulverstiepli, šuvi papildus

aizsargājot ar ogļskābo gāzi. Ar šīm stieplēm ieteicams metināt sevišķi atbildīgas

konstrukcijas, kuras ekspluatē grūtos klimatiskos apstākļos un ievērojamās dinamiskās un

maiņzīmju slodzēs.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 80

Metināšanas tehnika. Sakaršanas, pilienu veidošanās un to pārneses uz metināšanas

vannu procesi metināšanā ar pārklātiem elektrodiem un pulverstiepli ir radniecīgi, bet

kvantitatīvi atšķirīgi. Tas

izskaidrojams ar dažādu

elektroda metāla,

pārklājuma un pulvera

novietojumu elektroda

šķēlumā. Tāpēc pilienu

veidošanās, to biežums un

forma ir dažādi.

Metināšanā ar

elektrodu tiek pārnesti

pilieni, kas pārklāti ar

sārņiem. Metināšanā ar

pulverstiepli, it īpaši ar

vienkārša šķērsgriezuma

pulverstiepli, sārņi bieži

atrodas piliena iekšpusē

un ārpusē.

Metinot ar

vienkārša šķērsgriezuma

pulverstiepli (stieples

diametrs 3,2 mm, strāva

300 A, metināšanas ātrums 80 mm/min), ir novērots, ka pulverstieples gals apkūst

nevienmērīgi. Apkusušā gala forma ir tuva elipsei, pie tam elipses garā ass novietota šuves

virzienā.

Vienāda diametra pārklātam elektrodam un parasta šķērsgriezuma pulverstieplei

izkausēšanas dziļums atšķiras 2 reizes un vairāk (metinot ar vienādu strāvu). Jo mazāks

metināšanas ātrums, jo lielāka izkausētā dziļuma starpība.

Metināšanā ar parasta šķērsgriezuma pulverstiepli elektroda metāla pārnese notiek

galvenokārt elektroda ass virzienā, bet novērojama loka ievērojama svaidīšanās. Šī īpatnība

metināšanā ar pulverstiepli rada rievas T veida savienojuma vertikālajā elementā.

Lai, metinot vienāda biezuma detaļas T veidā, vertikālajā elementā samazinātu rievu,

vienkārša šķērsgriezuma pulverstieple jāuzstāda 55 . .. 60° leņķī pret horizontu (metināšanā ar

pārklātiem elektrodiem parasti 45° leņķī).

Metināšanas tehnika, lietojot sarežģīta šķērsgriezuma pulverstiepli (92. att.), ir tuva

metināšanas tehnikai, lietojot pārklātus elektrodus

Loks jāaizdedz, ja stieples pārgals nav lielāks par 25 mm. Metināšanas procesā

stieples pārgals jāuztur nemainīgs; tāpēc loka garumam jābūt iespējami nemainīgam, ko var

panākt, ja pareizi izvēlas metināšanas režīmus un uzmanīgi seko loka degšanai, metināšanas

vannas izmēriem un šuves veidošanās procesam. Nedrīkst pārmērīgi saliekt lokano šļūteni

(liekuma rādiuss, nedrīkst būt mazāks par 200 mm). Saduršuvju metināšanā stiepli padod

perpendikulāri šuves virzienam. Stieples gala kustībai jābūt ritmiskai gan šuves garenvirzienā,

gan arī šķērsvirzienā. Stieples kustības shēmas šļūtenes metināšanā ir analogas kustības

shēmām metināšanā ar pārklātiem elektrodiem.

Bez priekšrocībām atklāta lokmetināšanai ar pulverstiepli ir arī trūkums - blīvu

bezporu uzkausēto metālu var iegūt samērā ierobežotā metināšanas režīmu diapazonā.

Poru rašanās galvenais iemesls tēraudu metināšanā ar pulverstiepli ir paaugstināts

slāpekļa un gaisa ūdeņraža saturs uzkausētajā metālā. Metināšanā ar pulverstiepli uzkausētais

metāls šīs gāzes var vairāk absorbēt nekā metināšanā ar pārklātiem elektrodiem.

Lai šuves metālā samazinātu slāpekļa daudzumu, jāsamazina loka garums un tajā pašā

laikā jāmetina ar palielinātu strāvu, tā samazinot gaisa saskares virsmu ar izkausētā metāla

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 81

masas vienību noteiktā laika sprīdī.

Lai samazinātu ūdeņraža saturu šuves metālā, pulverstieple jākvēlina attiecīgā

temperatūrā un jāiztur tajā noteiktu laiku. Tā, piemēram, stiepli ar rutila karbonāta pildījumu

ieteicams kvēlināt 250°C temperatūrā 1,0... 1,5 h.

Atklāta lokmetināšana ar pulverstiepli elektroda pārgalu var palielināt. Šajā gadījumā

stieple papildus sakarst un izžūst mitrums, kas palicis pēc sākotnējās kvēlināšanas (stieples

izgatavošanas procesā), kā arī mitrums no tehnoloģiskās ziedes un daļēji no šihtas.

Metināšanas stieples uzkarsēšana palielina arī metināšanas ražīgumu.

Tomēr jāņem vērā, ka, palielinot elektroda pārgalu, palielinās stieples oksidēšanās

intensitāte. Mainot elektroda pārgalu, noteiktās robežās var regulēt slāpekļa, ūdeņraža un

dažādu oksīdu saturu.

Loka barošanai metināšanā ar pulverstiepli un pašaizsargājošu stiepli izmanto

metināšanas pārveidotājus un metināšanas taisngriežus ar cietu ārējo raksturlīkni.

Armatūru tēraudu rokas un pusautomātiskā metināšana celtniecībā. Armatūra ir

atbildīga dzelzsbetona sastāvdaļa. Armatūras stieņus parasti savieno ar kontaktmetināšanu un

lokmetināšanu.

Celtniecībā montāžas apstākļos ir izplatīta metināšana ar šļūtenes pusautomātiem un

rokas metināšana ar pārklātiem elektrodiem.

Līdz 20 mm diametra armatūras stieņus savieno ar uzliktņiem. Stieņus, kuru diametrs

ir lielāks par 20 mm, savieno sadurā visbiežāk ar vannas metināšanu. Vannas metināšanā

veidojas šķidra metāla vanna? kuru saduras spraugā notur teknes veida formējošs paliktnis.

Vannas metināšanas būtiska īpatnība ir tāda, ka stieņu malas izkūst šķidrās vannas siltuma

ietekmē, bet ne tiešā loka iedarbībā. Vannas metināšanā vannas apakšējie slāņi pakāpeniski

sacietē, bet augšējie (līdz 15 mm dziļumā) visā procesā paliek šķidrā stāvoklī. Metināšanas

procesā lieto paaugstinātu strāvu. Elektrodiem ar 6 mm diametru metināšanas strāva ir 450 A,

turpretī, ar šiem elektrodiem metinot loksnes, - 320 A. Metinot armatūras salā, strāvu palielina

par 10%.

Spraugu starp armatūras stieņiem izvēlas tādu, lai elektrods vai stieple varētu brīvi

sasniegt saduras apakšējo robežu. Parasti sprauga nepārsniedz 1,5... 2 elektroda vai

metināšanas stieples diametrus.

Visizplatītākais vannas metināšanas defekts ir nesakusums sakusuma zonā un

piesārņojums šuves saknes apakšējā daļā.

Vannas metināšanu klasificē šādi: pēc loka barošanas shēmas - vienfāzes un daudzfāžu

metināšana; pēc mehanizācijas pakāpes - rokas un pusautomātiskā metināšana; pēc šuves

metāla aizsardzības paņēmiena - pusautomātiskā metināšana ar pašaizsargājošu stiepli,

metināšana ogļskābā gāzē, metināšana ar pulverstiepli ogļskābā gāze, rokas metināšana ar

pārklātiem

elektrodiem; pēc

formējošā paliktņa tipa

- metināšana ar

paliekošu tērauda pa-

liktni, ar noņemamu

vara, keramisku,

čuguna, grafīta paliktni.

Augstu saduras

kvalitāti (stiprību)

iegūst, metinot vannu

ar noņemamu vara

paliktni. Lietojamās

vara formas var

izmantot daudzkārt:

vertikālu saduru metināšanā vienu formu (štancētu vai mehāniski apstrādātu) var lietot līdz

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 82

100 sadurām, horizontālu saduru metināšanā — līdz 50 . .. 60 sadurām. Lai armatūras stieņus

sametinātu vertikāli, lieto metināšanu ar uzliktņiem, vannas un daudzkārtu metināšanu.

Daudzkārtu vertikālu armatūras saduru metina ar pazeminātu (salīdzinājumā ar vannas

metināšanu) strāvu. Tad izkausētais metāls nenotek lejā, tāpēc saduršuvi var metināt kārtām

bez loka pārtraukšanas. Metinot ar 5 ... 6 mm diametra elektrodiem, metināšanas strāva

daudzkārtu metināšanā ir 175... 210 A (pretējas polaritātes līdzstrāva) un 200 .. . 300 A (maiņ-

strāva). Tādā režīmā šuve nav jāveido (nav vajadzīgas formas). Tomēr, lai uzlabotu sakusumu

šuves saknē, lietderīgi lietot pagaidu vai paliekošu paliktni.

Vannas metināšanas tehnika, metinot ar pārklātiem elektrodiem stieņus horizontālā

pozīcijā, ir analoga vannas metināšanai ar pulverstiepli, lietojot šļūtenes pusautomātu.

Armatūras stieņu pusautomātiskā vannas metināšana ar pulverstiepli ir 3 ... 4 reizes

ražīgāka par rokas metināšanu ar elektrodiem; tā dod ievērojamu elektrodu metāla ekonomiju

uz šuves šķērsgriezuma samazināšanās rēķina.

Jautājumi. Kuru no minētajiem metināšanas paņēmieniem sauc par pusautomātisko ?

Kāda barošanas avota voltampēru raksturlīkne ir piemērota MIG/MAG

metināšanai?

Kāds konstruktīvais mezgls ir raksturīgs tikai MIG/MAG metināšanas iekārtām,

salīdzinot ar citiem rokas lokmetināšanas veidiem ?

Kāpēc metinot CO2 vidē lieto stieples ar paaugstinātu mangāna un silīcija saturu ?

Kādos apstākļos veidojas strūklveida loks ?

Kāda aizsarggāze atrodas šķidrā stāvoklī pie 20oC temperatūras un zem liela

spiediena ?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 83

Metināšana ar volframa elektrodu inertās gāzēs Volframa inertās gāzes metināšana tika izstrādāta 1940. gadā alumīnija sakausējumu

metināšanai. Papildus alumīnija metināšanai TIG metināšana tiek izmantota arī nerūsējošā

tērauda, ka arī oglekļa un maz leģētu tērauda metināšanai. Galvenokārt TIG metode tiek

lietota relatīvi plānu metālu (< 6 mm) metināšanai. Metināšanas strāvai virs 160 A lieto

degļus ar ūdens dzesēšanu.

Šajā metināšanas procesā elektriskais loks veidojas starp nekūstošu volframa elektrodu

un metināmo detaļu. Aizsarggāzes (parasti argona) atmosfēra aizsargā metināšanas vannu.

Aizsarggāzes galvenais uzdevums TIG metināšanā ir aizsargāt karstās un izkusušās metināmā

metāla daļas, kā arī pildmateriālu un elektrodu pret nevēlamo atmosfēras gaisa ietekmi.

Turklāt aizsarggāze ietekmē loka īpašības un šuves izskatu un mehāniskās īpašības.

Aizsarggāzes TIG metināšanā

parasti sastāv no argona, hēlija un to

maisījumiem. Noteiktos apstākļos

aizsarggāzei var būt ieteicams

pievienot ūdeņradi un slāpekli.

Metināšanu iespējams veikt, vienkārši

izkausējot detaļu malas vai arī

pievienojot metināmo papildmateriālu

(izmantojot vienlaikus ar

pamatmateriālu tāda paša materiāla

papildpamatni, kas izkūst elektriskajā

lokā). Metināšanas loks tiek iegūts,

aizskarot metināmo detaļu ar elektrodu

un paceļot to par dažiem milimetriem

(kontaktaizdedzināšana un

aizdedzināšana paceļot vai arī attālināti

ar HF (augstas frekvences aizdedzināšana) augstsprieguma palīdzību.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 84

TIG metināšana parasti tiek izmantota cauruļu, spiediena tilpņu un siltummaiņu

metināšanai. Tā kā TIG metināšanu var pielietot plānu metālu un nelielu priekšmetu

metināšanai, šī metode tiek izmantota arī elektronikas nozarē.

TIG metināšanas priekšrocības: ļoti augsta metinājuma kvalitāte, nav sārņu un praktiski nav

šļakatu. Šī metode ir ļoti daudzpusīga, jo TIG metināšanu var izmantot daudzu materiālu

metināšanai un ir iespējamas dažādas metināšanas

pozīcijas un šuvju konfigurācijas.

Elektrodi. Par nekustošiem elektrodiem

lieto volframa, retāk - ogles vai grafīta elektrodus.

Volframa stieņus 3B markas elektrodiem ražo ar

0,5 mm līdz 10 mm diametru. Izturīgāki ir

volframa stieņi ar torija oksīda, lantana oksīda vai

itrija oksīda piedevu. Cipari volframa elektroda

apzīmējumā norāda galvenās piedevas daudzumu

procenta desmitdaļās. Elektrodi, kas satur lantānu,

pieļauj nedaudz pazeminātus metināšanas režīmus

un ir mazāk toksiski nekā elektrodi ar torija

saturu.

Volframa elektrodu patēriņš darbā ar tiešas polaritātes 300 A strāvu ir apmēram 0,5 g

uz 1 m šuves.

Plānu nerūsošā un karstumizturīgā austenīta tērauda lokšņu metināšana. Pirms

metināšanas metināmo malu virsmas ar tērauda suku notīra līdz spīdumam, bet pēc tam

nomazgā ar šķīdinātāju (dihloretānu, acetonu, avio benzīnu), lai aizvāktu taukus (tauki rada

poras šuvē un samazina loka stabilitāti). Pirms metināšanas detaļas sastiprina ar pieķersuvēm

ik pēc 50... 75 mm.

Plānu nerūsošā tērauda lokšņu metināšanas tehnika, lietojot nekustošus vai kūstošus

elektrodus, ir analoga plānu mazoglekja tērauda lokšņu metināšanas tehnikai. Metina no labās

uz kreiso pusi. Sķērskustības ar stieni un elektrodu nav pieļaujamas, lai izvairītos no metāla

šuves oksidēšanās.

Alumīnija sakausējumu metināšana. Detaļu malu sagatavošana metināšanai analoga

nerūsošā tērauda lokšņu sagatavošanai. Alumīnija detaļām malas var notīrīt, kodinot

hromskābes šķīdumā. Pirms kodināšanas malas attauko ar šķīdinātāju vai siltu nātrija

hidroksīda šķīdumu. Pēc tam apmazgā ar karstu ūdeni un rūpīgi noslauka. Metināšana jāveic

ne vēlāk kā 2... 3 h pēc kodināšanas, citādi atkal veidojas oksīdu plēve.

Rokas metināšanā līdz 5 mm biezu detaļu malas neslīpina. Alumīnijs absorbē

ūdeņradi, tāpēc mitruma saturs argonā nedrīkst būt lielāks par pieļaujamo.

Par piedevu materiālu parasti lieto stiepli ar tādu pasu sastāvu kā pamatmateriālam.

Lai izveidotu šuvei no otras puses valnīti, nerūsošā tērauda paliktnī izveido rievu. Metina bez

elektroda un stieņa šķērssvārstībām. Lai alumīnija loksnes malas nepārkarstu, metina ar lielu

ātrumu vienā gājienā.

Titāna metināšana. Par aizsarggāzi lieto argonu vai hēliju. Gāzi obligāti padod arī

šuves pretējā pusē un uz visiem metāla posmiem, kas sakarsēti augstāk par 400 °C

temperatūru.

Titāna un tā sakausējumu argonlokmetināšanā ar volframa elektrodu izmanto

līdzstrāvu un tēraudu metināšanas iekārtu.

Titānam un tā sakausējumiem argonlokmetināšanā ar volframa elektrodu nerodas

karstās plaisas. Dažos gadījumos metinātos savienojumos novērojamas aukstās plaisas; tās

rodas dažas stundas vai vairākus mēnešus pēc metināšanas.

Metinot T veida savienojumus un pārlaidsavienojumus, tos no visām pusēm aizsargā

ar argonu.

Drošāku metinātā savienojuma aizsardzību panāk, metinot detaļas ar argonu pildītās

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 85

hermētiskās kamerās.

Plānu lokšņu (līdz 2,5 mm) metināšanā par piedevu materiālu lieto BT-1 markas

tehnisko titānu. Metinot biezas loksnes un titāna sakausējumus, kuru pārejošā pretestība

lielāka par 900 MPa, lieto piedevu materiālu, kas pēc sastāva tuvs pamatmateriālam vai leģēts

ar alumīniju (marka BT5) un citiem elementiem.

Metināšanas kvalitāti var uzskatīt par apmierinošu, ja uz šuves virsmas nav

atlaidināšanas krāsu. Tumšas atlaidināšanas krāsas, pat līdz zilai, liecina par nepietiekamu

metāla aizsardzību metināšanā.

Ar rokas argonlokmetināšanu iegūtie savienojumi termiski jāapstrādā.

Argonlokmetināšanu ar volframa elektrodu lieto 0,5... 10 mm bieza metāla

savienošanai; līdz 3 mm biezu metālu metina sadurā bez piedevu materiāla.

Vara metināšanā ar volframa elektrodu izmanto slāpekli, kas attiecībā pret varu ir

inerta gāze,

Bronzas metināšanai slāpekli nelieto; aizsarggāze šajā gadījumā var būt tikai argons.

Jautājumi.

Kur metināšanā lieto argonu?

Kāda materiāla metināšanai ar TIG paņēmienu lieto maiņstrāvu?

Kāds mezgls TIG metināšanas iekārtā atvieglo loka ierosināšanu?

Kā var ierosināt loku, nepieskaroties ar elektrodu metināmajam materiālam?

Kurš no defektiem nav raksturīgs TIG metināšanā ?

Sākot no kāda strāvas stipruma TIG metināšanā lieto degļus ar ūdens

dzesēšanu?

Kādu aizsarggāzi TIG metināšanā lieto metinot alumīniju ?

Kādēļ TIG metināšanā pielieto volframa elektrodus ?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 86

Kušņu metināšanas process.

Kušņu metināšanas process (SAW): Gan metināšanas loks, gan metināmais metāls tiek

pārklāti ar kušņiem. Šis slānis aizsargā metināmo metālu no gaisa un koncentrē karstumu

metināšanas savienojumā.

Izkausētie kušņi paceļas

caur metināšanas vannu,

dezoksidējot un iztīrot

izkausēto metālu. Līdz

metināšanas vannai

pacēlušies kušņi veido

aizsargājošu sārņu slāni,

kas nosedz vēl karsto šuvi

līdz tās atdzišanai.

Kušņu metināšanu

var izmantot dažādu

detaļu metināšanai, kas

biezākas par 2 mm.

Maksimālā biezuma

ierobežojuma nav. Kušņu

metināšana ir viens no

daudzveidīgākajiem

metināšanas procesiem.

Ar to var metināt dažādus

tērauda veidus, sākot no

neleģētajiem līdz augsti leģētajiem, ieskaitot sakausējumus uz niķeļa bāzes. Var izmantot

sekojošu sistēmu: viena stieple – viens barošanas avots vai līdz pat kombinācijai no četriem

barošanas avotiem, no kuriem ikviens padod divas stieples.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 87

Izstrādājumu daţādu konstrukciju rokas un pusautomātiskās

lokmetināšanas īpatnības

Rokas un pusautomātisko lokmetināšanu lietderīgi lietot īsām, līklīnijas un grūti

pieejamām šuvēm gan sērijveida, gan arī izstrādājumu individuālā ražošanā.

Šādas šuves ir raksturīgas pirmām kārtām režģveida konstrukcijām (kopnes, 98. att.),

siju savienošanai savā starpā, siju savienošanai ar statņiem, kolonnu pamatu konstrukcijām,

armatūru režģu, metinātu rāmju, reduktoru korpusu, plātņu, hidroturbīnu mezglu, metinātu

zobratu, skriemeļu un līdzīgām konstrukcijām.

Šos mezglus un izstrādājumus galvenokārt izgatavo no fasonvelmējumiem -

leņķtērauda, U profila sijas, dubult-T veida sijas, kā arī no štancētiem elementiem, kurus

savieno ar īsām šuvēm. Īpaši tas attiecas uz telpiskām konstrukcijām (rāmjiem, mastiem,

ekskavatoru izlicēm, radiotorņiem, elektropārvades līniju balstiem u. c).

Reţģveida konstrukciju metināšana. Kopņu un

citu režģveida konstrukciju izgatavošanai lieto līdz 10 mm

biezu metālu; summārais biezums reti pārsniedz 40 ... 60

mm. Šuvju garums parasti ir relatīvi mazs, ne vairāk par 200

... 400 mm; šuves ir dažādi orientētas telpā. Tāpēc šādas

konstrukcijas parasti metina ar šļūtenes pusautomātu

aizsarggāzē, ar pulverstiepli vai pašaizsargājošu stiepli vai

ar roku, lietojot elektrodus.

Lietot automātisko metināšanu režģveida

konstrukciju izgatavošanā nav ekonomiski izdevīgi

neatkarīgi no ražošanas veida (masveida, sērijveida,

individuālā). Režģveida konstrukciju sērijveida ražošanā

lietderīgi lietot spiedienmetināšanu (punktmetināšanu), kas

ir ekonomiskāka par kausēšanas metināšanu. Stieņus,

piemēram, leņķtēraudu režģiem, ar citiem elementiem

savieno, apmetinot pa kontūru, dažreiz ar sānšuvēm vai gala

šuvēm. Nav ieteicams lietot pārtraukumainas šuves, kā arī

šuves ar kateti, kas mazāka par 3 mm, un par 60 mm īsākas

šuves. Sānšuvju galus izvada 20 mm garumā uz pieme-

tināmā elementa galavirsmas (99. att.), kas garantē metinātā

savienojuma stiprību. Vispirms jāmetina saduršuves, bet pēc

tam - kakta šuves (100. att.). Tā, ka lielākais metāla rukums

ir sadursavienojumā un mazākais - leņķsavienojumā, tad,

ievērojot šādu šuves metināšanas kārtību, metinātā mezglā

metāls ir mazāk saspriegts. Šuves, kas atrodas tuvu cita

citai, nedrīkst metināt uzreiz; jāatdzesē tas pamatmetāla apgabals, kurā metinās otru tuvu

novietoto šuvi (sk. 100. att.). Tas jāparedz tāpēc, lai metināšanā samazinātu metāla pārkāršanu

un plastiskās deformācijas zonas lielumu; tā rezultātā metinātā mezgla darbspēja pieaug.

Kopnes saliek un metina pēc aizzīmējuma, kopiera, kā arī konduktoros, stendos un

sastatņos, kas nodrošina ģeometrisko izmēru precizitāti un savienojamo elementu asu

krustošanos vienā punktā - dotā mezgla šķēluma smagumcentrā (sk. 98. att.).

Kopnes mezglus metina secīgi no centra uz balstiem, kas vairāk padodas nekā kopnes

vidus. Šajā gadījumā metāla spriegumi kopnes mezglos ir minimāli. Ja metina dažāda

šķērsgriezuma šuves, tad sākumā metina lielākā šķērsgriezuma šuves, bet pēc tam - mazākā

šķērsgriezuma šuves.

Režģu konstrukcijās katru elementu šuvju atrašanās vietās pieķer no abām pusēm ar

vismaz 30... 40 mm garām šuvēm, kuru katetes nav īsākas par 5 mm (ne vairāk kā 2/3 no īstās

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 88

šuves katetes). Montāžas pieķeršuves metina ar tādu pašu marku metināšanas materiālu kā

pašu konstrukciju.

Siju konstrukciju metināšana. Sijas plaši lieto civilo un rūpniecības ēku, tiltu,

estakāžu, hidrotehnisko

un citu būvju

konstrukcijās.

Sijas ar vienlaidu

sieniņām izgatavo no

lokšņu metāla. Lieto

galvenokārt dubult-T

sijas, retāk kārbveida

sijas.

Individuālajā

ražošanā sijas montē pēc

aizzīmējuma un metina ar

roku, lietojot pārklātus

elektrodus, vai ar

pusautomātiem.

Masveida un sērijveida

ražošanā sijas montē

konduktoros, bet metina

ar pusautomātiem zem

kušņiem vai aizsarggāzē,

ja šuves katete ir 3 ... 6 mm.

Rokas vai pusautomātisko

lokmetināšanu lieto arī stinguma ribu

uzstādīšanai sijās. Tā kā šīs operācijas

veikt nav ērti, tad nevar lietot

automātisko metināšanu.

Siju pagarināšanai, sadurā

savienojot īsas sekcijas, lieto rokas

lokmetināšanu ar pārklātiem

elektrodiem. Masveida ražošanā šai

operācijai lieto automātisko

lokmetināšanu.

Siju montāžā pirmām kārtām

metina saduršuves, bet pēc tam -

kakta šuves. Velmētu siju montāžas

saduru metināšanas kārtība parādīta

101. attēlā a.. Vispirms saduršuvē

metina biezo metālu, bet pēc tam -

plāno. Parasti dubult-T sijas plauktiņi

ir biezāki par sieniņu. Lai saduras

metālā būtu minimālie spriegumi,

vispirms jāmetina saduršuves

plauktiņos un pēc tam sieniņas

saduršuve.

Metinātās sijas montāžā

saduru savieno ar savietošanu (101.

att. b) vai nobīdi (101. att. c).

Metināšanas secība šajos gadījumos ir analoga velmētu siju metināšanai sadurā:

vispirms metina biezākā plauktiņa saduršuvi (ja dubult-T sijai plauktiņu biezums ir dažāds),

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 89

pēc tam metina otra plauktiņa

saduršuvi, kā trešo metina sieniņas

saduršuvi (pati plānākā dubult-T sijai)

un pēdējās - T veida savienojuma kakta

šuves (101. att.). Garenšuves parasti

nemetina līdz sijas galam, atstājot

viena plauktiņa platumu (mazoglekļa

tērauda sijām) vai divus plauktiņa

platumus (leģēta tērauda sijām). Šajos

gadījumos sijas sadursavienojumos

deformācijas un spriegumi ir minimāli.

Kakta šuves montāžas sadurā metina

pašas pēdējās. Pie tam vēlams, lai

kakta šuves metinātu uzreiz divi

metinātāji no galiem uz saduras vidu.

Stinguma ribas var piemetināt

gan pie sieniņas, gan arī pie sijas

plauktiņa jebkurā secībā, vispirms tās

pieķerot. Pieķeršuves izvieto šuvju

atrašanās vietās. Pieķeršuvju augstums

nedrīkst būt lielāks par 2/3 no šuves

augstuma, lai turpmākajā metināšanā

šuve tās pārklātu. Ja stinguma ribu

biezums ir 6 mm un vairāk,

pieķeršuvju augstumam jābūt vismaz

3... 6 mm. Katras pieķeršuves

garumam jābūt vienādam ar 4 ... 5

pieķeramo elementu biezumiem, bet ne

mazākam par 30 mm un ne lielākam

par 100 mm, atstatumam starp pieķeršuvēm - 30... 40 reižu lielākam par metināmā metāla

biezumu.

Cauruļu konstrukciju metināšana. Izgatavo metinātas un vilktas caurules. Metinātu

cauruļu ar dažādu diametru un sieniņu biezumu izgatavošanai lieto kontaktmetināšanu,

indukcijas spiedienmetināšanu un lokmetināšanu gan ar maiņstrāvu, gan arī ar līdzstrāvu.

Cauruļvadus, kas sastāv no sadurā sametinātām caurulēm, lieto šķidrumu un gāzu

pārvadīšanai. Tās strādā dažādos spiedienos un sakaršanas temperatūrās. Par 0,07 MPa

lielākam spiedienam paredzēto cauruļvadu saduras drīkst metināt tikai šiem darbiem atestēti

metinātāji.

Tērauda cauruļu galu pieļaujamā malu nobīde, saliekot sadurā metināšanai, ir šāda.

Sieniņas biezums mm. 3....4 5....6 7....8 9....14 15 un vairāk

Nobīde mm, ne vairāk kā: 1 1,5 2 2,5 3

Metināšanai tērauda cauruļu malas sagatavo šādi: caurulēm ar sieniņas biezumu 2... 4

mm rokas lokmetināšanai un ar sieniņas biezumu 1 ... 3 mm gāzmetināšanai malas neslīpina;

caurulēm ar sieniņas biezumu 3 ... 20 mm rokas lokmetināšanai un ar sieniņas biezumu 4... 7

mm gāzmetināšanai malas slīpina vienpusēji (30+3)° leņķī.

Atkarībā no cauruļu sieniņu biezuma starp malām atstāj šādas spraugas.

Sieniņas biezums mm. 2....3 3....8 8...20

Sprauga starp malām mm. 0,5 1 2

Cauruļu saduršuves pakļauj dažāda veida kvalitātes kontrolēm un obligāti

caurstarošanai izlases veidā 5... 10% (pirmā pārbaude) un 10... 25% (otrā pārbaude) no saduru

skaita, kuras sametinājis katrs metinātājs.

Cauruļvadus dzīvojamo, sabiedrisko un ražošanas ēku gāzes tīkliem, kuri strādā līdz

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 90

1,2 MPa spiedienā, izgatavo atbilstoši Celtniecības normu un noteikumu prasībām.

Saskaņā ar šīm normām cauruļvadus savieno ar 30 ... 40 mm garām un l/2 no sieniņas

biezuma augstām pieķeršuvēm. Cauruļvadu sadurmetināšanas tehniku izvēlas atkarībā no

caurules diametra, tās sieniņas biezuma un metāla ķīmiska sastāva. Ar dažādiem

tehnoloģiskiem paņēmieniem metina pagriežamas un nepagriežamas cauruļvadu saduras.

Cauruļu rokas sadurmetināšanu ar pārklātiem elektrodiem lieto, uzmetinot saknes šuvi

bez paliktņu gredzeniem, kā arī cauruļvadu izgatavošana un montāžā, kur mehanizēta

lokmetināšana nav ērta: līkumota liekta cauruļvada saduras, saduras cauruļvadam, kas iet

cauri dabiskiem šķēršļiem (ūdenim, kalniem u.c.), sekciju savienojumi garās cilpas, atloki,

noslēgu piemetināšana u. c.

Saknes šuvi metina ar 1,6... 3 mm

diametra elektrodu atkarībā no caurules

sieniņas biezuma, bet pārējās šuves var

metināt ar ražīgākiem metināšanas veidiem

(ar automātu vai pusautomātu).

Metinot ar roku visu saduru, lietderīgi

veidot vairākas kārtas; ja sieniņas biezums ir

4... 5 mm, tad - divas kārtas (neskaitot saknes

šuvi), ja 10 ...12 mm - četras kārtas ar 3 ... 4

mm diametra elektrodu.

Cauruļvadu rokas loka

sadurmetināšanu veic ar diviem paņēmieniem:

no augšas uz leju un no apakšas uz augšu.

Metināšana no augšas uz leju notiek ar

lielu ātrumu un mazāku valnīša šķērsgriezumu

(ar mazāku sārņu daudzumu). Šājā gadījumā

iegūst labāku struktūru un lielāku šuves

metāla stigrību, kas īpaši svarīgi, strādājot

salā. Metināšanas paņēmiena no augšas uz

leju pārējās priekšrocības ir mazāks šuves

pastiprinājums, mazāks laiks sārņu notīrīšanai

un tas, ka nav nepieciešams aizmetināt krāteri.

Cauruļu rokas sadurmetināšanas

režīmus izvēlas atkarībā no elektroda markas un diametra un šuves kārtas.

Caurules savieno sadurā un T veidā. Cauruļu ar nosacīto diametru 15... 50 mm

metināšanā apmierinošus rezultātus iegūst, ja metina ar 0,6 ... 1 mm diametra stiepli. Spraugas

starp malām, saliekot caurules metināšanai, var mainīties no 0 līdz 3 mm.

Cauruļu ar diametru virs 200 mm grozāmu saduru rokas lokmetināšanas kārtība

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 91

parādīta 102. attēlā. Cauruļu saduru savieno ar trīs simetriski novietotām pieķeršuvēm (102.

att. a).

Saduras aploci sadala metināšanai četros posmos. Ar svītriņām atzīmēti šuves sākuma

un beigu punkti, bet ar bultiņām - metināšanas virzieni. Pirmo kārtu metina ar 4 mm diametra

elektrodu un 120... 150 A strāvu, veidojot šauru valnīti virzienā no apakšas uz augšu (102. att.

b), bet pēc tam, pagriežot caurules par 90°, aizmetina pēdējo pretēji novietoto posmu pirmās

kārtas (102. att. c). Pēc tam ar 5 mm diametra elektrodu un 200 . ... .. 250 A strāvu vienā

virzienā uzmetina otru kārtu (102. att. d) un otrai kārtai pretējā virzienā uzmetina trešo kārtu

(102. att. e). Grozāmu cauruļvadu metināšanas mehanizācijā perspektīvas ir speciālas iekārtas.

Negrozāmu cauruļu ar diametru 250 . . . 500 mm rokas lokmetināšanas secība ir

parādīta 103. attēlā. Pirmo kārtu uzmetina trīs posmos, otro un trešo kārtu - divos posmos, tos

nobīdot par 50 . . . 100 mm. Šādā secībā var metināt saduru no augšas uz leju, lietojot

elektrodus ar celulozes pārklājumu jo tie veido maz sārņu.

Caurulēm ar diametru virs 500 mm saduras sadala pa aploci 6... 8 posmos un

metināšanas tehnoloģiju sastāda tā, lai pēc iespējas vienmērīgāk nodrošinātu saduras metāla

atdzišanu, panākot spriegumu samazināšanos sadursavienojuma metālā. Ja nevar metināt

sadurā ar pagriešanu, ne arī griestu pozīcijā, tad lieto metināšanu ar jumtiņu, kā parādīts 104.

attēlā. Vispirms metina tikai saduršuves apakšējo daļu no iekšpuses, bet pēc tam - augšējo

daļu un tad jumtiņu tikai no ārpuses.

Caurules, ko lieto kopņu, statņu, kolonnu, balstu un citu konstrukciju izgatavošanai,

metina dažādos leņķos (105. att.). Šajos gadījumos sarežģīta un atbildīga ir malu sagatavošana

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 92

salikšanai un metināšanai. Pieķeršuves

izvieto savienojuma ērtākās vietās. Šuves

pa cauruļu elementu savienojuma kontūru

ērtāk metināt pēc atpakaļpakāpienu

metināšanas principa.

Augstleģētu tēraudu un

sakausējumu cauruļu mezglu

izgatavošanai lieto lokmetināšanu ar

nekustošiem elektrodiem aizsarggāzē. Bez

rokas lokmetināšanas var lietot pusautomātisko metināšanu. Caurules, kuru sieniņu biezums ir

mazāks par 1 mm, lietderīgi savienot ar impulslokmetināšanu.

Šuves pamatu aizsargā, pūšot gāzi no caurules iekšpuses. Šajā gadījumā (106.att.) gāze

veicina pretējās puses valnīša veidošanos. Pūšanai izmanto argonu. Šādu paņēmienu pielieto

metinot caurules izgatavotas no titāna un tā sakausējumiem, jo titāns sakarstot virs 400oC sāk

strauji reaģēt ar gaisā esošajām gāzēm un izveido porainu trauslu struktūru.

Jautājumi.

Cik garas šuves visbieţāk pielieto reţģveida konstrukcijās?

Ar kādiem metināšanas paņēmieniem izgatavo reţģveida konstrukcijas?

Kas jāievēro metinot siju konstrukcijas?

Kāda Ø elektrodus pielieto sakņu šuvei metinot caurules?

Kā var sametināt cauruļvadu, ja nav brīva pieeja no visām pusēm?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 93

Metināto savienojumu defekti un to labošana.

Galvenie defektu veidi. Savienojumiem, kurus metina ar kausēšanu izšķir šādus

iekšējo defektu veidus: plaisas, kas neparādās uz metinātā savienojuma virsmas; iekšējas

poras, nesametinājumi un nesakusumi, sārņu un oksīdu ieslēgumi šuves metālā (piemēram,

pārkausētu kušņu daļiņas vai metināšanā norisošo ķīmisko reakciju produkti, kā arī

metināšanā ar volframa elektrodu šuves metālā paliekošās volframa daļiņas).

Defektu rašanās cēloņi. Plaisas (107.attēls.) iedala pēc metāla temperatūras - karstās

(veidojas, kad šuves metāla temperatūra ir 800 °C un augstāka) un aukstās plaisas; pēc

virziena - gareniskās, šķērsvirziena un sazarotās plaisas; pēc izmēra - mikroplaisas (dažu

mikrometru garas) un

makroplaisas.

Visas plaisas rodas,

ja neievēro izstrādāto

metinātā izstrādājuma

izgatavošanas tehnoloģiju.

Plaisas izstrādājumos nav

pieļaujamas, tāpēc, ka

izstrādājuma ekspluatācijā

tās var attīstīties un

izstrādājums sagrūt.

Rukuma dobumi

(vai savilkumi) metinātā

šuvē vērojami reti: tikai

biezu lokšņu

lokmetināšanā un ja

metināšanas vannā ir liela

metāla masa. Tad šuvē, no

virsmas izplatoties noteiktā

dziļumā, veidojas liela

pora, kuru dažreiz sauc par

metinātās šuves rukuma

dobumu. Dobumi rodas arī

metinātās šuves iekšpusē.

Tie visi rodas gadījumos,

ja metināšanas vannā

metāls piesārņojas ar viegli kūstošām vielām, kuru pamatā ir sērs, fosfors un citi elementi, pie

tam izdalās gāzes CO, CO2, H2. Metinātā izstrādājumā dobumi nav pieļaujami.

Šuves saknes ieliekums var veidoties gadījumos, ja savienojumu metina ar gāzes

pūšanu vai ar kušņu paliktni un ja ir palielināta sprauga starp detaļas metināmajām malām.

Šuves saknes ieliekums nav pieļaujams izstrādājumos, kas pakļauti dinamiskai slodzei vai tiek

ekspluatēti zemās temperatūrās.

Dobums metinātajā šuvē

ir liela konusveida pora, kas

parādās uz šuves virsmas.

Līdzīgi rukuma dobumam vai

savilkumam tas nav pieļaujams

metinātā savienojumā. Tas

veidojas, ja metāla sacietēšanas

momentā no metināšanas

vannas metāla izdalās daudz

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 94

gāzu, un visbiežāk ir novērojams gadījumos, kad metināmās malas atsevišķās vietās pārklātas

ar rūsu vai eļļu.

Virsmas poras metināta šuvē novērojamas, metinot ar mitriem (neizžāvētiem)

pārklātiem elektrodiem vai ar elektrodiem, kuru derīguma laiks izbeidzies. Šādi defekti

jāizlabo.

Elektrodu metāla šļakatas (108.attēls.) metināšanas procesā pielīp pie šuves zonas

metāla virsmas, bet, metinot ar kailu stiepli, pielīp arī pie šuves virsmas un pasliktina metāla

kvalitāti, bez tam uz izstrādājuma neturas krāsa. Tāpēc metāla šļakatas ir nepieļaujams

defekts.

Efektīvs līdzeklis, lai metāla šļakatas nepieliptu pie šuves zonas metāla virsmas, ir

dažāda veida pārklājumi.

Metinātā savienojuma virsmas oksidēšanās novērojama tad, ja metina viegli

oksidējamus metālus (alumīniju, titānu, magniju un to sakausējumus). Virsmas metāls

oksidējas, metālam metināšanas procesā sakarstot, ja detaļu virsmas ap šuvi nav aizsargātas

pret gaisa piekļūšanu.

Palielināts metinātās šuves pastiprinājums pasliktina izstrādājuma darbu dinamiskās

slodzēs, tāpēc šāds defekts nav pieļaujams. Automātiskajā metināšanā defekta cēlonis var būt

nepareiza iekārtas iestatīšana dotajā metināšanas režīmā, rokas metināšanā - zema metinātāja

kvalifikācija.

Rievas sakusuma zonā metināšanā ar pārklātiem elektrodiem un pusautomātiskajā

metināšanā veidojas, ja nepareizi izdara elektroda gala šķērskustības (zema metinātāja

kvalifikācija); rievas padziļinās, palielinot strāvu. Tas ir bīstams defekts tāpēc, ka rada

spriegumu koncentrāciju kas, izstrādājumam strādājot dinamiskās slodzēs sagrauj metālu.

Metinātās šuves nelaidens salaidums, palielināts pastiprinājums, metāla uzplūdumi

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 95

visbiežāk veidojas, ja nepareizi izvēlas metināšanas režīmus. Metināto malu nobīde

(109.attēls.) rodas, ja nepareizi saliek metināmās detaļas.

Poras metinātajā (108.attēls.) šuvē rodas, ja metināšanā izdalās daudz gāzu, kas

nepaspēj izplūst no metāla šuves sacietēšanas momentā. Sevišķi tas novērojams, metinot

dziļas šuves.

Nesakusumi novērojami starp šuves kārtām, ja nākošos valnīšus vai kārtas metina pa

iepriekšējo, metāla kārtu bez metināšanas sārņu notīrīšanas.

Sārņu vai nemetālu (108.attēls.) ieslēgumi metinātā šuvē ir oksīdu, sulfīdu, fosforu

saturoši un nitrīdu ieslēgumi. Tie atkarīgi no metināšanas metalurģijas un galvenokārt ir

oksīdu un sulfīdu summa, kas šuves metāla sacietēšanas momentā nav paspējuši pacelties

metināšanas sārņos. Parasti tie novērojami metināšanā ar palielinātu ātrumu. Metālu ieslēgumi

metinātā šuvē visbiežāk ir volframa daļiņas, kas iekļuvušas šuvē, metinot ar volframa

elektrodu un pretējas polaritātes strāvu, kā arī ar lielu strāvu.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 96

Defekta ietekmi uz metinātā savienojuma darbspēju nosaka pēc defekta formas,

garuma un stāvokļa attiecībā pret iedarbības spēka virzienu. Bīstamāki ir izstieptas formas

defekti (plaisas, nesakusumi), mazāk bīstami - noapaļotas formas defekti (gāzes savrupas

poras, sārņu ieslēgumi). Spēka līnijām paralēli vērsti defekti ir mazāk bīstami statiskā slodzē

strādājošai konstrukcijai. Nesakusums, kas sastāda 25% no metāla biezuma, pazeminoties

temperatūrai līdz - 45 °C, izraisa metinātā savienojuma stiepes pārejošās pretestības

samazināšanos 2 reizes, plastiskuma samazināšanos vairāk nekā 2 ... 4 reizes. Saduršuves

nesakusums mazoglekļa tēraudiem pieļaujams tikai līdz 5% no metāla biezuma, bet leģētiem

tēraudiem vēl mazāks. Savrupas poras (ne vairāk kā 5... 6 uz 1 cm2 šuves šķēluma)

pieļaujamas mazoglekļa tēraudu metinātos savienojumos.

Metināto savienojumu defektu labošana. Metinātu savienojumu defektus (rievas,

virsmas poras līdz 3 mm dziļumā, šuves ieliekumus, samazinātus šuves šķērsgriezuma

izmērus) labo aizmetinot, iepriekš mehāniski vai termiski vietēji atsedzot defektu un pēc tam

aizmetinot defekta vietas (plaisas, šuves rukuma dobumus, savilkumus un dobumus

metinātajā šuvē, sārņu ieslēgumus, nesakusumus šuves saknē un iekšējus nesakusumus, poras)

un defektu pakāpeniski apstrādājot visā metinātā savienojuma garumā (metināto malu nobīdi,

uzplūdumus metinātā savienojumā, palielinātu šuves pastiprinājumu, metinātās šuves

nelaidenu salaidumu).

Lai noteiktu plaisas garumu, metāla virsmu notīra, slīpē un kodina ar 20%

slāpekļskābes šķīdumu. Defektus labo, vispirms ieurbjot urbumus plaisas malās, izkausējot

vai izcērtot metālu gareniski un dziļumā un aizmetinot šo vietu. Pēc tam šuvi atkārtoti

pārbauda.

Mikroplaisas atklāj ar lupu (līdz piecdesmitkārtīgs palielinājums). Plaisas var

parādīties arī dažas dienas un nedēļas pēc metināšanas. Parasti tas attiecas uz tēraudiem, kas

metinot rūdās.

Rievas pieļaujamas bez labošanas, ja to dziļums nepārsniedz 0,5 mm līdz 10 mm

biezam mazoglekļa tēraudam un 1 mm tēraudam, kas biezāks par 10 mm. Rievas labo,

uzmetinot tievu šuvi visā rievas garumā.

Virsmas poras, kuru diametrs ir lielāks par 2 mm, izkausē vai izcērt un aizmetina. Uz

1 m garu šuvi pieļaujamas ne vairāk kā 4 poras, ja atstatums starp tām nav mazāks par 10 mm

un poru diametrs nepārsniedz 1 mm, un ne mazāks par 25 mm, ja poru diametrs ir 2 mm.

Šuvju krāterus aizmetina; metinot tēraudus, kas nerūdās, krāterus var novirzīt uz

sāniem no šuves ass 20 mm, atstatumā.

Izdedzinājumi šuvēs novērojami reti, tie jānotīra un jāaizmetina. Metāla šļakatas notīra

mehāniski. Uzplūdumu virsmu apskatot grūti noteikt, to atklāj pētot metalogrāfiski. Dobumu

notīra un defekta vietu aizmetina.

Virsmas oksīdi dažu metālu (titāna sakausējumu u. c.) metināšanā metinātos

savienojumos nav pieļaujami. Tos likvidē, visbiežāk mehāniski slīpējot.

Metinātu mezglu un izstrādājumu deformācijas (saīsināšanās, izliekumu u. c.) mēra ar

dažādiem instrumentiem ( ruleti, lineālu un transportieri u. c.). Metināto savienojumu

deformācijas vislabāk labot, mehāniski iztaisnojot.

Metinātu savienojumu un izstrādājumu kvalitāte ir atkarīga no šuvju formas un

izmēriem, kādi paredzēti rasējumā un izstrādājuma izgatavošanas tehniskajos noteikumos.

Šuves formas un izmēru pārbaudei lieto šablonus.

Jautājumi.

Kā var izlabot metinātu savienojumu ar defektu?

Kādi ir metināšanas defektu rašanās cēloņus!

Kāds no defektiem metinātajos savienojumos vispār nav pieļaujams?

Iegriezumu rašanās galvenais cēlonis ir:

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 97

Metināto savienojumu un izstrādājumu kvalitātes kontroles veidi

Ultraskaņas defektoskopija. Metinātu šuvju kontroles ar ultraskaņu rašanās,

priekšrocības un trūkumi. Sākumā materiālus pārbaudīja, nepārtraukti izstarojot ultraskaņas

viļņus. Tomēr prakse rādīja, ka ar nepārtrauktu izstarojumu metinātās šuvēs nevar atklāt pēc

izmēra nelielus iekšējus defektus. Vajadzēja jaunu aparatūru ar impulsu starojumu.

Metinātu šuvju kontrolei ar ultraskaņu ir šādas priekšrocības:

ultraskaņas viļņu augstā jutība ļauj relatīvi ātri atklāt defektus, to izmērus un

atrašanās vietu metinātā savienojumā;

ultraskaņas viļņiem ir liela iespiešanās spēja;

kontroles ekonomiskums (relatīvi lēta iekārta, ātra kontrole).

Ultraskaņas kontroles trūkumi: sarežģīta defektu atšifrēšana, ierobežota lietošana

izstrādājumiem no austenīta tērauda, čuguna un metāliem ar rupjgraudainu struktūru; nevar

pārbaudīt 4 mm biezus un plānākus metinātus savienojumus.

Ultraskaņas svārstību starošanai un reģistrēšanai lieto ultraakustiskos pārveidotājus.

Ultraskaņu svārstību iekļūšana kontrolējamā izstrādājumā notiek tad, kad aizvadīts gaiss, kas

atrodas starp izstarotajā un izstrādājuma kontaktvirsmām. Šim nolūkam starp izstarotāju un

izstrādājumu panāk akustisku kontaktu, pārklājot kontrolējamā izstrādājuma virsmu ar

minerāleļļas, tehniskā glicerīna, ūdens vai cita materiāla slāni.

Kontrole ar atbalss impulsu un ēnu metodēm. Lai izskaņotu metinātus

izstrādājumus, lieto galvenokārt atbalss impulsu kontroles, retāk - ēnu metodi u. c.

Ar atbalss impulsu kontroles metodi defektu izstrādājumā nosaka pēc stara, kas

atstarojas no defekta un ko fiksē uz defektoskopa ekrāna. Ēnu kontrolē defekta pazīme ir

ultraskaņas svārstību signāla amplitūdas samazināšanās.

Atbalss impulsu metode ir izstrādājuma izskaņošana ar īsiem ultraskaņas impulsiem

un no defekta atstaroto atbalss signālu reģistrācija uztvērējā. Defekta pazīme ir impulsa

parādīšanās uz ekrāna .

Ēnu metodē defekta pazīme ir signāls, kas nonāk no izstarotajā uz uztvērēju,

amplitūdas samazināšanās. Ēnu metodē var izmantot ne tikai impulsu, bet arī nepārtrauktu

starojumu. Defekta pazīme ir signāla amplitūdas samazināšanās.

Labākajos mūsdienu defektoskopos ir iemontēta iekārta ar defekta automātisku

signalizāciju. Ir arī defektoskopi ar skaņas vai gaismas indikatoriem un defektoskopi ar ciparu

iespiedierīci.

Metinātiem izstrādājumiem atbalss impulsu kontroles metodi lieto biežāk nekā ēnu

metodi, tāpēc, ka to realizē kontrolējamam izstrādājumam no vienas puses.

Kontroles veida trūkums ir sarežģīta to defektu atšifrēšana, kurus atklāj ar atstaroto

staru atkarībā no metinātā savienojuma darba virsmas stāvokļa.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 98

Kontrole pa kārtām nozīmē, ka atbalss signālu fiksē tikai no noteiktas izskaņošanas

vietas (punkta). Kontroles veids ir stabilāks pret traucējumiem, to lieto par 50 mm biezākām

loksnēm.

Atbalss spoguļa («tandēma») kontroles veidā šuvi vienlaikus izskaņo ar diviem

meklētājiem, kas novietoti šuves vienā pusē un sinhroni pārvietojas uz abām pusēm no

simetrijas ass. Sājā kontroles veidā ērti ir lietot sapārotus meklētājus, kas nostiprināti ierīcē.

Spoguļa ēnu un ēnu kontroles veidus lieto rupju defektu atklāšanai.

Metinātu savienojumu atbalss kontroles tehnika, lietojot apvienotus slīpos meklētājus.

Ja meklētāju novieto uz metinātā savienojuma virsmas tuvu šuvei, tad izstarojums iziet cauri

metinātās šuves apakšējai daļai (111. att. a). Ja starotajā galviņu novieto uz šuves virsmas, tad

ultraskaņas stars atstarojas no izstrādājuma apakšējās virsmas samērā lielā atstatumā no

metinātā savienojuma un iziet cauri šuves augšējai daļai (111. att. b). No šejienes var secināt,

ka labākus rezultātus var sasniegt, pārvietojot meklētāju turp un atpakaļ perpendikulāri

metinātās šuves ass līnijai. Šajā gadījumā ultraskaņa pārvietojas pa šuves augstumu (111. att.

b).

Meklētajā pārvietošanu pa kontrolējamā izstrādājuma virsmu pieņemts saukt par

notaustīšanu.

Aparatūra metinātu šuvju kontrolei ar ultraskaņu. Kontrolei ar ultraskaņu lieto

ultraskaņas impulsu defektoskopu, standarta paraugus (etalonus) un palīgierīces.

Ultraskaņas defektoskops komplektēts ar slīpu meklētāju komplektu. Bez slīpiem

meklētājiem ir arī taisnie un atsevišķi apvienotie meklētāji. Taisnajiem un slīpajiem

meklētājiem galvenokārt lieto apvienoto shēmu. Defektoskopam ir defektu automātisks

skaņas signalizators (DAS).

Jebkuras konstrukcijas meklētāju pārvieto uz izstrādājuma virsmas pa

kontaktšķidruma slāni.

Kontaktšķidruma slānis var būt dažāds: kontaktslānis, kura biezums ir mazāks par

viļņa garumu; spraugas slānis 1 ... 3 mm biezs; imersijas slānis, kuram kontaktslānis ir biezs

(kontrole ūdenī).

Kontaktšķidruma slāņa izvēle ir atkarīga no kontrolējamā izstrādājuma virsmas

raupjuma un protektora materiāla (pjezoelektriskās plāksnītes aizsargkārtas) plastiskajām

īpašībām.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 99

Ultraskaņas defektoskopijas rezultāti ir atkarīgi no defektoskopa kontroles jutības

iestatīšanas, pasīvās zonas, izšķiršanas spējas u. c.

Defektoskops ir samontēts no pusvadītāju ierīcēm. Tas strādā pēc šādas shēmas: no

sinhronizatora paaugstināta sprieguma impulss nonāk zondēšanas impulsu ģeneratorā.

Zondēšanas impulsi pjezopārveidotājā ierosina attiecīgas frekvences ultraskaņas svārstības.

No sinhronizatora pozitīvs impulss tiek padots arī uz izvērses ģeneratoru. Izvērses

ātrumu var regulēt atkarībā no metāla caurskaņošanas biezuma. Defektoskops paredzēts

defektu atklāšanai līdz 1200 mm biezā tēraudā.

Impulsu svārstību frekvenci 200 . . . 1000 Hz intervālā var regulēt. Zondēšanas

impulsu frekvenci regulē atkarībā no kontroles nosacījumiem (metinātā izstrādājuma

izmēriem un formas). Tā, piemēram, no loksnēm metinātu celtniecības konstrukciju

savienojumus pārbauda ar 600...800 Hz frekvences impulsiem.

Defektoskopam ir dažādas palīgierīces (koordinātu lineāli un šabloni, planšetes-

nomogrammas defekta izmēru noteikšanai pēc atbalss signāla amplitūdas, meklētāja

pārvietojuma ierobežotāji u. c).

Atbalss impulsu kontroles tehnoloģijas pamati. Metinātus savienojumus ultraskaņas

kontrolei sagatavo, ja šuvē nav ārēji defekti. Šuves zonas formai un izmēriem jābūt tādiem, lai

varētu meklētāju pārvietot robežās, kas nodrošina kontrolējamā šuves šķēluma izskaņošanu.

Savienojuma virsmā, pa kuru pārvieto meklētāju, nedrīkst būt iespiedumu un

nelīdzenumu, no virsmas jānotīra metāla šļakatas un netīrumi.

Metinātus savienojumus marķē tā, lai varētu atzīmēt defekta atrašanās vietu pa šuves

garumu.

Stara ievadīšanas leņķi un meklētāja pārvietošanas robežas izvēlas tādas, lai varētu

šuves šķēlumu izskaņot ar tiešu un vienreiz atstarotu staru vai tikai ar tiešu staru (pēc

speciālas metodikas atļauts lietot daudzkārt atstarotus starus).

Ja nav ierīces, kas ierobežo meklētāja pārvietošanās robežas, tad uz metinātā

savienojuma šuves zonas virsmas novelk ierobežotājlīnijas.

Defektoskopa izvērsuma ilgumu iestata tā, lai lielākā izvērsuma daļa atbilstu

ultraskaņas impulsa ceļam šuves metālā.

Sadursavienojumu šuves izskaņo ar tiešu staru, ar tiešu un vienkārt atstarotu staru,

vairākkārt atstarotu staru.

Līdz 600 mm biezu metinātu sadursavienojumu kvalitātes kontrolē izmanto slīpos

meklētājus ar tiešu un vienkārt atstarotu staru no izstrādājuma virsmas vienas puses. Katru

šuvi kontrolē no šuves uz abām pusēm.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 100

Izskaņošanas shēma ar vienu meklētāju ir pati vienkāršākā, bet ar vismazāko drošumu.

Lai noteiktu defektu biezā (200 mm un vairāk) izstrādājumā un kakta šuvēs, ieteicams lietot

sapārotus meklētājus.

Pie radiācijas kontroles veidiem pieder metinātu savienojumu caurstarošana ar

rentgenstariem vai gamma stariem.

Iekšēju defektu atklāšana metinātos savienojumos pamatojas uz rentgenstaru un

gamma staru īpašību iet caur dažādiem cietiem materiāliem, to skaitā arī caur metāliem. Ejot

cauri materiālam, jebkuram starojumam samazinās intensitāte.

Atkarībā no kontrolējamā materiāla ķīmiskā sastāva, biezuma un starojuma enerģijas

starojuma intensitāte samazinās pēc noteikta likuma. Caurstarojamam objektam cauri izgājušā

starojuma nevienādo intensitāti fiksē pētāmā posma pretējā pusē ar detektoru - radiogrāfisku

filmu, elektronu optisko sistēmu - televizoru, elektronu skaitītāju.

Starojuma intensitāte, ejot cauri metinātam savienojumam ar defektiem (gāzes pora,

sārņu ieslēgums, plaisas u. c), samazinās mazāk nekā viendabīgā metālā. Reģistrējot defektu

ar radiogrāfisku filmu, starojums ķīmiski iedarbojas uz filmas vielu, kas izpaužas tā, ka

defektu vietās filma nomelnē. Šajās vietās starojuma intensitāte ir maksimāla. Defekti atklājas

kā melni plankumi un melnas līnijas uz šuves gaišā fona.

Bez tam ar šiem staru avotiem ir lietderīgi caurstarot, piemēram, tēraudu, kura

biezums ir no 70 mm līdz vairākiem simtiem milimetru (ar betatroniem - līdz 500 mm).

Metāla magnētiskā kontrole pamatojas uz to, ka, magnētiskajām spēka līnijām ejot

pa pārbaudāmo materiālu, defektu vietās rodas

izkliedes lauki (116. att.). Ja uz metāla virsmas uzklāj feromagnētisku pulveri, tad virs defekta

atrašanās vietām pulveris sakrājas pareizi orientēta magnētiskā spektra veidā.

Magnetizēšanās notiek, laižot pa detaļu strāvu vai radot ap detaļu magnētisko lauku ar

dabisko magnetu vai elektromagnētu. Magnētiskā lauka nevienmērīgumu nosaka ar

meklētāju, t. i., ar magnētisko pulveri, kas norāda defekta atrašanās vietu un garumu detaļā.

Ērts magnētiskas plūsmas radīšanas paņēmiens ir strāvas ar blīvumu 15... 20 A/mm2

laišana pa trīs līdz sešiem metināšanas vada vijumiem, kas uztīti uz detaļas (114. att.).

Magnetizēšanai labāk lietot līdzstrāvu.

Ar magnētisko pulveri var atklāt

jebkuru iekšēju defektu. Šo kontroles

veidu lieto, lai atklātu šādus defektus:

virsmas plaisas, kas nav

redzamas ar neapbruņotu aci;

plaisas metāla iekšienē

(jo platākas plaisas, jo vieglāk tās

atklāt);

metāla slāņošanos.

Var atklāt arī lielus gāzes dobumus, poras un sārņu ieslēgumus, kas atrodas ne dziļāk

par 3... 5 mm.

Kontrolē ar magnētisko pulveri izšķir sauso un slapjo paņēmienu. Pirmajā gadījumā

magnētiskais pulveris ( okers, mīnijs un dzelzs zāģskaidas utt.) atrodas sausā veida; otrajā

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 101

gadījumā magnētiskais pulveris atrodas suspendētā stāvoklī; šķidrumā {petrolejā, ziepju

šķīdumā, ūdenī). Ar sauso paņēmienu var atklāt gan virsmas, gan arī iekšējos defektus; ar

slapjo paņēmienu labāk var atklāt virsmas defektus.

Šuves necaurlaidības kontrole. Kontroli, kuras pamatā ir gāzes (gaisa, gaisa

maisījuma ar amonjaku un citiem indikatoriem) un šķidruma (ūdens, petrolejas) caurlaidība,

plaši lieto trauku un cauruļvadu hermētiskuma pārbaudei.

Hidrauliskajai pārbaudei pakļauj dažādus traukus, katlus un cauruļvadus, kas strādā

zem spiediena. Ar hidraulisko pārbaudi kontrolē ne tikai metinātu savienojumu blīvumu, bet

arī visas metinātās konstrukcijas stiprību. Hidrauliskajā pārbaudē trauku piepilda ar ūdeni; lai

izplūstu gaiss, virsējā daļā vienu caurumu atstāj atvērtu. Šo caurumu noslēdz tikai pēc visa

trauka piepildīšanas ar ūdeni. Pēc tam ar hidraulisko presi rada spiedienu, kas vienāds ar

darba spiedienu. Ja defektu nav, spiedienu palielina par 25% traukiem un 50% cauruļvadiem.

Šajā spiedienā trauku vai cauruļvadu iztur 5 min, pēc tam spiedienu samazina līdz darba

spiedienam un savienojumus apklaudzina ar sfēriskas galviņas āmuriņu 15 . . . 20 mm

atstatumā no šuves malas. Pēc tam šuves apskata. Ja pārbaudi veic salā, tad ūdens vietā lieto

antifrīzu.

Pneimatiskās pārbaudes lieto metinātu savienojumu blīvuma kontrolei, šim nolūkam

noslēgtā traukā iesūknē gaisu līdz darba spiedienam. No ārpuses visas šuves apslapina ar

ziepju šķīdumu. Saspiestais gaiss neblīvās vietās veido ziepju burbuļus. Atkarībā no ziepju

burbuļu veidošanās daudzuma un intensitātes var spriest par defekta raksturu un lielumu.

Metinātu savienojumu pneimatisko kontroli plaši lieto maza tilpuma trauku pārbaudei, jo tā ir

ērta un pieejama rūpnīcās ar masveida ražošanu. Sājā gadījumā pārbaudāmo trauku iegremdē

vanna ar ūdenī un neblīvās vietas nosaka pēc gaisa burbuļiem. Liela tilpuma trauki ar

saspiestu gaisu jāpārbauda ļoti uzmanīgi, jo šuvju defektu gadījumā var sprāgt viss trauks.

Visvienkāršākais hermētiskuma pārbaudes veids ir manometriskā kontrole. Ja trauks

nav hermētisks, tad tajā iepildītās gāzes (gaisa) spiediens krītas un to fiksē ar manometru.

Hermētiskuma pārbaudē ar gaisu, kā arī manometriskajā kontrolē atklāj metināto izstrādājumu

relatīvi lielus defektus.

Pārbaudot ar petroleju, izmanto petrolejas īpašību caurplūst sīkiem neblīvumiem:

plaisām, porām un metālu caurejošiem nesakusumiem. Šuves no pārbaudāmās puses nokrāso

ar ūdenī izšķīdinātu krītu, pievienojot līmi, bet no šuves saknes puses savienojumu saslapina

ar petroleju. Petroleja izplūst caur neblīvumiem un uz izžuvušās krīta krāsas rada tumšus

plankumus, pēc kuriem var spriest par neblīvuma raksturu un atrašanās vietu. Ja 30. . . 60 min

laikā šādi plankumi neparādās, tad šuve ir apmierinoša. Petrolejas izplūdes ātrumu caur

metālu nosaka metinātā savienojuma biezums un defekta novietojuma raksturs. Atbildīgām

detaļām izturēšanas laiku petrolejā nosaka līdz 12 stundām apkārtējā gaisa temperatūrā, kas

augstāka par 0°C, un līdz 24 stundām temperatūrā, kas zemāka par 0°C.

Pārbaude ar petroleju ir ekvivalenta 0,3 . . . 0,4 MPa hidrauliskajam spiedienam, ko

lieto slēgta tipa metinātu trauku pārbaudei.

Jautājumi.

Kāda ir metinātu šuvju kontroles būtība pārbaudot ar ultraskaņu?

Kāda ir metinātu šuvju kontroles būtība ar rentgenstariem un gammas stariem?

Nosauciet šuves necaurlaidības kontroles veidus?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 102

Plazmas loka un citi termiskās griešanas veidi

Plazmas loka griešana. Ja elektriskajā lokā ievirza kādas gāzes plūsmu, laižot to

cauri nelielam plazmu veidojošas sprauslas urbumam (sk, 117. att.), tad loka stabs ir saspiests,

pie tam radusies plazma ir koncentrēts augstas temperatūras (līdz 5000. . . 20 000°C) siltuma

avots. Gāzi, kas saspiež loka stabu, sauc par plazmas veidotāju. Par plazmas veidotājām

gāzēm lieto vai nu vienatoma gāzes (piemēram, argonu), vai divatomu gāzes (ūdeņradi,

slāpekli). Lieto arī divu vai vairāku gāzu maisījumu un gaisu (117.attēls.).

Plazmu veidojošās divatomu gāzes rada plazmas loku, izdalot vairāk siltuma uz anoda

nekā vienatoma gāzes. Tas izskaidrojams ar to, ka divatomu gāzes izstrādājumam atdod

vairāk siltuma no loka staba, jo, veidojoties gāzes molekulām, izdalās papildus siltums.

Temperatūru sadalījums vienatoma gāzes (argona) plazmas strūklā, ja strāva ir 400 A

un gāzes patēriņš 0,6 m3/h, parādīts 118. attēlā.

Saspiests loks var būt analogs tiešās un netiešās darbības metināšanas lokam. Pirmajā

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 103

gadījumā viens no elektrodiem ir apstrādājamais metāls, otrajā - loks ierosinās starp

neatkarīgiem elektrodiem. Ja saspiestais loks. iegūts pēc pirmās shēmas, tad to nosauc par

plazmas loku, ja pēc otrās shēmas - par plazmas strūklu.

Metālu sadalošajai griešanai lietderīgāk lietot plazmas loku, jo ir konstatēts, ka tam ir

lielāks lietderības koeficients un plazmas deglis mazāk nodilst.

Plazmas loka griešanu plaši lieto tādu metālu un sakausējumu apstrādē, kurus nevar

griezt ar skābekli - augstlegētu tēraudu, alumīnija, titāna un tā sakausējumu, vara griešanai.

Plazmas loka griešana ir metāla izkausēšana šaurā posmā pa griezuma līniju un

izkausētā metāla aizvadīšana ar lokā radušos plazmas strūklu.

Plazmas loka griešanas iekārta. Iekārtas komplektā ir griezējdeglis (plazmotrons),

procesa vadības pults, loka barošanas elektriskās strāvas avots, baloni ar plazmas veidojošām

gāzēm un mehānisms plazmotrona pārvietošanai gar griezuma līniju. Griezējdeglis sastāv no

elektroda mezgla un sprauslas mezgla. Izšķir plazmotronus ar plazmu veidojošās gāzes

aksiālo padevi un virpuļpadevi loka saspiešanai. Plazmu veidojošās gāzes aksiālo padevi lieto

platām sprauslām.

Ar virpuļpadevi plazmas veidojošo gāzi ievada katoda un loka staba zonā pa kanāliem,

kas novietoti pa plazmotrona loka kameras sienu pieskarēm. Kamerā rodas gāzes

virpuļplūsma ar spirālveida kustību. Plazmas veidojošās gāzes virpulpadeve nodrošina gāzes

sajaukšanos loka stabā un vienmērīgu gāzes apvalku ap stabu.

Aksiālajā padevē elektroda galam (līdz 100... 1500 mm garš volframa stienis ar 2 ... 6

mm diametru) ir 20 ... ...30° leņķī nosmailināta stieņa forma, bet virpuļpadevē elektroda galā

ir maināmi čaulu katodi. Plazmotronu dzesēšanai lieto ūdeni, bet nelielas jaudas plazmotronu dzesēšanai -

saspiestu gaisu.

Volframa (vai ar lantāna, itrīja, torija oksīdu piemaisījumu) elektrodus lieto darbam

inertās gāzēs; griežot oksidējošās gāzēs, elektrods katoda zonā jāaizsargā ar neaktīvu gāzi.

Katoda ieliktņu un elektrodu dilšanas intensitāte ir atkarīga no darba strāvas stipruma.

Jo stiprāka strāva, jo ātrāk nodilst ieliktnis. Plazmotroniem ar cirkonija ieliktņiem un

caurplūstoša ūdens dzesēšanas sistēmu maksimālā darba strāva ir 250 . . . 300 A. Šādu

plazmotronu katodu darba ilgums parasti nepārsniedz 4 ... 6 h.

Liela nozīme plazmotronos ir sprauslas konstrukcijai. Jo mazāks sprauslas diametrs un

lielāks tās garums, jo lielāka enerģijas koncentrācija, loka spriegums un lielāks plazmas

plūsmas ātrums un palielinās tā griešanas spēja. Tomēr sprauslas diametrs un garums ir

atkarīgs no darba strāvas stipruma un gāzes patēriņa. Ja sprauslas diametrs ir ļoti mazs un tās

garums ļoti liels, tad var rasties tā saucamais dubultloks. Viens loks starp katodu un sprauslas

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 104

iekšējo daļu, bet otrs starp sprauslas ārējo virsmu un griežamo izstrādājumu. Dubultloks var

sabojāt veiduzgaļa sprauslu. Visbiežāk dubultloks rodas griešanas loka ierosināšanas

momentā. Griešanas loku ierosina ar oscilatoru vai kondensatoru ierīci. Lai griešanas loka

aizdedzināšanā novērstu dubultloku, darba strāva, jāpalielina laideni. To panāk ar

magnētiskām, tiristoru vai citām ierīcēm. Plazmas loka griešana loka barošanai lieto

līdzstrāvas avotus ar strauji krītošu ārējo statisko raksturlīkni.

Plazmas loka griešanu lietderīgi lietot galvenokārt griešanai ar mašīnām, jo lielais

griešanas ātrums ļoti apgrūtina procesa vadīšanu. Tā, piemēram, ar 50 kW jaudas aparātu 1,5

mm biezu tēraudu griež ar ātrumu 20 m/min, bet 10 mm biezu tēraudu - ar ātrumu 3... 4

m/min. Palielinot plazmas elektrisko jaudu, griešanas ātrums vel vairāk palielinās.

Loka griešanu var veikt ar loku zem kušņiem, ar pārklātiem tērauda elektrodiem un

kādā gāzē. Labu kvalitāti un augstāku ražīgumu nekā citi veidi nodrošina automātiskā loka

griešana ar stiepli zem kušņiem. Ja lieto 4 mm diametra stiepli, loka spriegums ir 42... 44 V

un darba strāva 1200 A, tad var griezt 20 mm biezu tēraudu ar ātrumu 30 m/h.

Ar pārklātiem tērauda elektrodiem var griezt līdz 15 mm biezu tēraudu. Gāzes - loka

griešanā loks izkausē metālu, bet gāzes strūkla aizvada to no griezuma zonas. Kā gāzi lieto

saspiestu gaisu, slāpekli, skābekli, argonu un to maisījumus. Šim paņēmienam pielieto

speciālus grafīta elektrodus ar vai bez centrālā urbuma.

Argonloka griešanu ar nekustošu elektrodu izdevīgi lietot līdz 5 mm bieza alumīnija,

vara un to sakausējumu, nerūsošo tēraudu un citu metālu lokšņu apstrādei.

Zemūdens griešana. Lai pārdalītu metāla daļas zem ūdens, visplašāk lieto rokas

skābekļa - loka griešanu un benzīna - skābekļa griešanu. Bez šiem veidiem zem ūdens lieto

griešanu ar pārklātiem kūstošiem elektrodiem, gāzes - loka pusautomātisko griešanu ar

tieviem kūstošiem elektrodiem, plazmas loka griešanu.

Skābekļa - loka griešanu veic ar speciālu elektrodu, kas izgatavots no tērauda caurules

ar izmēriem 7x2,5 mm un pārklāts ar biezu ūdensnecaurlaidīgu kārtu. Ar speciālu turētāju no

balona pa šļūteni caurulē padod skābekli ar spiedienu 0,15 . . . 0,35 MPa. Loks sakarsē

metālu, bet skābeklis to oksidē, tāpat kā parastajā skābekļgriešanā, Vienkāršības dēļ šo

griešanas veidu lieto ļoti plaši.

Zemūdens griešanas process notiek šādi: pēc darba strāvas ieslēgšanas virs ūdens un

komandas saņemšanas griezējs uzspiež uz skābekļa vārsta sviras.un ierosina loku, pēc tam sāk

virzīt elektrodu pa griezuma līniju. Ja griež biezu metālu, griezējs iedziļina elektrodu metālā,

lai griezuma zonā ievadītu vairāk siltuma. Griešanas ātrums vertikālā pozīcijā (no augšas uz

leju) ir lielāks nekā apakšējā pozīcijā, jo pirmajā gadījumā pilnīgāk tiek izmantots griešanas

skābeklis.

Ar šo paņēmienu var griezt līdz 420 mm biezu metālu.

Pusautomātiskajai skābekļa - loka griešanā ar tievu stiepli loks deg aizsarggāzē, ko

padod pa speciālu šļūteni (kopā ar stiepli). Šajā šļūtenē ievietots arī strāvas kabelis. Skābekli

padod pa atsevišķu šļūteni.

Pusautomātiskās skābekļa - loka griešanas ražīgums ir ievērojami lielāks par rokas

griešanas ražīgumu; tas sevišķi svarīgi dziļūdens darbos, kad griezēja atrašanās laiks zem

ūdens ir ierobežots.

Benzīna - skābekļa griešanai lieto speciālu griezējdegli, kura darbības princips

pamatojas uz benzīna izsmidzināšanu. Griezējdeglim pievadītas trīs šļūtenes: uzkarsēšanas

skābeklim, griešanas skābeklim un izsmidzinātam (ar slāpekli) benzīnam. Uzkarsēšanas

liesmu zem ūdens aizdedzina ar speciālu elektrošķiltavu. Skābekļa un izsmidzinātā benzīna

pievadšļūtenes ietver metāla pinums, kas dod iespēju strādāt līdz 30 m dziļumā.

Jautājumi. Kāpēc plazmas loka griešana tiek pielietota visās metālu un nemetālu apstrādes

nozarēs?

Kādus elektrodus lieto griešanā ar plazmu?

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 105

Darba aizsardzība prasības izpildot metināšanas darbus.

1.Vispārīgās prasības izpildot metināšanas darbus

1.1. Strādāt ar elektrometināmām iekārtām drīkst personas, kas sasniegušas 18 gadu

vecumu, apmācītas elektrometināšanā, izgājušas pārbaudi un ieguvušas 2. kvalifikācijas grupu

elektrodrošībā.

1.2. Elektrometinātājam darbā jālieto speciāls nedegošs apģērbs - jaka, bikses, zābaki,

cimdi, priekšauts, cepure un citi individuālie aizsardzības līdzekļi - vairogs vai maska sejas un

acu aizsargāšanai - stikli jāizvēlas atkarībā no metināšanas režīma.

1.3. Elektrometināšanas iekārtām jābūt ar tehnisko dokumentāciju, kur paskaidrota

agregātu, aparatūras un ierīču nozīme un uzdevums, ar pievienotu elektrisko shēmu.

1.4. Elektrometināšanas iekārtas un palaišanas aparatūras apskate un tīrīšanas darbi

jāizdara ne retāk kā reizi mēnesī.

1.5. Primārās ķēdes /kabeļa/ garums no barošanas avota līdz pārvietojamai

metināšanas iekārtai nedrīkst pārsniegt 10 m, vadu izolācijai jābūt aizsargātai pret

mehāniskiem bojājumiem. pagaidu metināšanas vietās, lai veiktu metināšanas darbus, kas

saistīta ar biežu metināšanas iekārtu pārvietošanu, jālieto mehāniski izturīgi kabeļi.

Aizliegts lietot metināšanas strāvas avota pieslēgšanai pie elektrosadales tīkla jebkuras

markas vadus.

1.6. Lai novērstu elektrisko vadu un metināšanas iekārtas aizdegšanos pareizi jāizvēlas

vadu šķērsgriezums pēc stāvas stipruma, vadu izolācija pēc darba sprieguma un elektriskie

drošinātāji pēc pieļaujamās nominālās strāvas.

1.7. Metināšanas vadu dzīslas jāsavieno ar sapresēšanu, metināšanu, lodēšanu vai

speciālām spailēm-žņaugiem.

1.8. Elektrometināšanas vadiem, kas pieslēgti metināšanas aparātiem, elektrosadalēm,

darba vietām, jābūt labi izolētiem un aizsargātiem pret mehāniskiem bojājumiem, augstas

temperatūras un ķīmisku iedarbību.

1.9. Elektrometināšanas kabeļi jānovieto no skābekļa cauruļvadiem ne mazāk kā 0,5

m, bet no acetilēna un citu deggāžu cauruļvadiem l m attālumā. Ja gāzes cauruļvadi ievietoti

metāla aizsargcaurulē attālumā var samazināt uz pusi.

1.10. Kā atpakaļejošu vadu, kas metināmo priekšmetu savieno ar strāvas avotu, var

izmantot jebkura profila tērauda kopnes, metināšanas plates, statņu un pašu metināmo

konstrukciju, ja tās šķērsgriezums nodrošina konstrukciju pret silšanu. Atsevišķie elementi,

kurus izmanto kā atpakaļvadu, savā starpā savienojami ar skrūvju vai žņaugu palīdzību .

1.11. aizliegts kā atpakaļvadus iemantot sliežu ceļus, iezemēšanas tīklus, kā arī lūku,

komunikāciju un to analoģisko iekārtu metāla konstrukcijas. Metināšana jāizdara lietojot

divus vadus.

1.12. Elektrodu turētājam ar rokas metināšanu jābūt vieglam un tādu konstrukciju, kas

nodrošina elektrodu ātru nomaiņu, izslēgtu īssavienojumu. Elektrodu turētāju rokturim jābūt

izgatavotam no nedegoša dielektriska un siltumizolācijas materiāla.

1.13. Elektrodiem, kurus izmanto metināšanai, jāatbilst ES standartiem un

piemērotiem metināmās strāvas nominālajam stiprumam.

2. Pienākumi pirms darba sākuma.

2.1. Saņemot darba uzdevumu jāiepazīstas ar darba vietu un tās atbilstību

ugunsdrošības noteikumiem.

2.2. Jāpārbauda metināšanas aparāta tehniskais stāvoklis un metināšanas kabeļu un

elektrodu turētāja atbilstība noteikumu prasībām.

2.3. Ja metināšana jāveic telpā kur strādā citas profesijas strādnieki jāuzstāda

aizsargvairogi, lai pasargātu tos no metināšanas elektriskā loka gaismas iedarbības.

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 106

2.4. Metinot metāla konstrukcijas katlos vai rezervuāros, kā arī metāla konstrukcijas

ārpus telpas pēc nokrišņiem /sniega, lietus/ metinātājam bez speciāla apģērba jālieto

dielektriskie cimdi, gumijas apavi un paklājs.

2.5. Veicot metināšanas darbus tvertnēs, katlos un citos slēgtos objektos darbā

jāpiedalās metinātājam un palīgam, kuram jābūt vismaz II elektrodrošības kvalifikācijas

grupai. Palīgam jāatrodas ārpus metināšanas objekta un jāuzmana metinātāja drošība tvertnē.

Šajos gadījumos metinātājam jāapliek drošības josta ar glābšanas virvi.

3. Pienākumi darba laikā.

3.1. Veicot elektrometināšanu, ugunsnedrošā telpās un mitrās vietās, atpakaļvadam no

metināmā priekšmeta līdz strāvas avotam izmantojams tikai izolēts vads, kura izolācijas

kvalitāte nedrīkst būt sliktāka kā tiešajam, pie elektroda turētāja pievienotajam vadam.

Darba laikā metināšanas iekārtai jābūt sazemētai. Obligāti jāsazemē metināšanas

ģeneratora rāmis, metināšanas agregāta korpuss, transformators, palaišanas pogas,

metināšanas galds, metināmā detaļa un sekundārais tinums transformatora.

3.3. Metināšanas ģeneratoriem un transformatoriem, kā arī visām palīgierīcēm, kuras

uzstādītas atklātā laukā, jābūt pasargātām no mitrumu, vai novietotām zem nojumēm.

Aizliegts strādāt atklātā laukā nokrišņu laikā.

3.4. Atsevišķu metināšanas agregātu daļas /transformatoru, gultņu, suku, sekundārās

ķēdes kontaktu u.c./ sakāršanas temperatūra nedrīkst pārsniegt 75°C.

3,5. Metināšanas ķēdes strāvu vadošo daļu izolācijas pretestība nedrīkst būt zemāka

par 0,5 megomiem. Izolācija jāpārbauda ne retāk kā l reizi 3 mēnešos.

3.6. Lai ievērotu ražošanas kultūru pie elektrodu nomaiņas, to atlikumus iemest

speciālā metāla tvertnē.

4.Aizliegts veikt metināšanas darbus:

4.1. Slēgtās tilpnēs, ja tās atrodas zem sprieguma, vai tajās bijušos viegli

uzliesmojušas vai sprāgstošas vielas;

4.2. Griezt un metināt tukšās tvertnes un mucas drīkst pēc to iztvaicēšanas un atļaujas

saņemšanas no atbildīgus personas par darba aizsardzību.

4.3. Aizliegts remontēt metināmās iekārtas, ja tās ir zem sprieguma.

5.Aizsardzība pret elektriskas strāvas iedarbību

5.1.Visu metināšanas un citu iekārtu un aparatūru korpusiem, kuriem pievada

elektrisko strāvu, jābūt kārtīgi iezemētiem.

5.2.Visiem elektriskajiem vadiem, kuri nāk no sadales skapjiem uz darba vietām, jābūt

rūpīgi izolētiem un aizsargātiem no iespējamiem mehāniskiem bojājumiem.

5.3.Elektroiekārtu montāža, remonts un to tehniskā apkalpe jāveic tikai

elektroatslēdzniekiem. Metinātājiem kategoriski aizliegts izlabot bojātās elektriskās ķēdes.

5.4.Atrodot elektrisko ķēžu bojājumus, darbs jāpārtrauc, jāizslēdz slēdzis un

nekavējoties jāziņo par to meistaram vai iecirkņa vadītājam.

6.Ugunsdrošības pasākumi

6.1.Tuvu vietām, kur veic apstrādi ar gāzes liesmu, nedrīkst uzglabāt viegli

uzliesmojošus vai degošus materiālus (petroleju, benzīnu, pakulas u. tml.), kā arī nedrīkst

strādāt telpās, kurās atrodas eļļainas lupatas, papīri, koka skaidas u. c.

6.2.Izpildot īslaicīgus darbus, koka grīdām un dažādām sastatnēm jābūt aizsargātām ar

nedegoša materiāla loksnēm, lai tās nevarētu aizdegties. Ir atļauts grīdu aizsargāt arī ar biezu

Projekts Nr. 2006/0202/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.1./0008/0058 107

smilts kārtu, ko nober, iepriekš labi saslapinot grīdu ar ūdeni.

6.3.Lai izpildītu īslaicīgus darbus, jābūt izdotai speciālas formas atļaujai, ko paraksta

atbildīgs vadītājs un kura jāsaskaņo ar vietējo ugunsdzēsības nodaļu.

6.4.Pastāvīgi jāseko, lai ugunsdzēsības līdzekļi (ugunsdzēšamie aparāti, smilšu kastes,

lāpstas, ūdens mucas, spaiņi, ugunsdzēsības šļūtenes utt.) būtu kārtībā.

6.5.Darbus nobeidzot, jāatslēdz visas gāzu padeves ierīces, elektroiekārtas, kā arī

jāpārliecinās, vai nav palikuši degoši un kvēlojoši priekšmeti.

6.6.Jāatceras, ka, dzēšot petroleju, benzīnu, naftu, elektriskos vadus un telpas, kur

atrodas kalcija karbīds, aizliegts lietot ūdeni un putu ugunsdzēšamos aparātus. Šajos

gadījumos jālieto smiltis, ogļskābās gāzes vai sausie ugunsdzēšamie aparāti.

7. Pienākumi avārijas situācijās.

7.1. Ja radusies strāvas noplūde, aizdegšanās gadījums jārīkojas sekojoši:

iekārta jāatslēdz no sprieguma;

pie aizdegšanās radušās liesmas jāapslāpē ar smiltīm, ķīmiskiem putu

dzēšamiem aparātiem.

7.2. Ja cietis cilvēks, viņam jāsniedz pirmā medicīniskā palīdzība un jānogādā līdz

medicīniskā personāla aprūpei.

7.3. Par visiem negadījumiem jāziņo darba vadītājam, kurš devis darba uzdevumu.

8. Pienākumi darbu beidzot.

8.1. Darbu beidzot elektrometināšanas iekārta jāatslēdz no sprieguma un jānovieto

parastajā stāvvietā.

8.2. Darba vieta jāsakārto, jāsatīra un jāsavāc darba rīki.

8.3. Atkārtoti metināmā vieta jāpārbauda no ugunsdrošības viedokļa, ja nepieciešams,

jāaplaista bīstamās vietas ar ūdeni.

Jautājumi.

Vai metinātājam ir tiesības patstāvīgi pieslēgt rūpnieciskās metināšanas iekārtu

pie strāvas tīkla ?

Kāds lielums ir pamatā izvēloties metināšanas kabeļa šķērsgriezuma laukumu?

Vai drīkst metināt tilpnes, kur ir bijis glabāts benzīns ?

Vai drīkst izmantot metināšanas kabeļus, kuriem ir bojāta izolācija ?