ZAVARIVANJE PARAMETRI ZAVARIVANJA I NJIHOV UTICAJ NA KVALITET

I VIZUELNI IZGLED ZAVARENOG SPOJA TJ. ZAVARA

Pripremio : Srboljub Stevanović dipl. maš.inž – inženjer zavarivanja EWE

 

Koče Kapetana 25 , 35230 Ćuprija – Srbija Tel/fax : +381 35 8471196 Mob : +381 65 2771802 e‐mai : office@alatistherm.co.rs e‐mai : office@alatistherm.in.rs www.alatistherm.co.rs 

I . PRENOS DODATNOG MATERIJALA U MIG / MAG POSTUPKU ZAVARIVANJA

Kod MIG / MAG zavarivanja žičana elektroda je uvek na „ + „ polu ( indirektni polaritet ).

Postoje 3 vrste prenosa materijala u metal zavara – šava :

Kratkospojeni prenos --- orijentacionio granica struje i napona je : 70 – 160 A , 16 – 19 V

Globularni tj. krupnokapljičasti prenos – orij .granica struje i napona je : 130 – 200 , 18 – 24 V

Sprejni prenos -- orijentaciono granica struje i napona je : 180 – 250 A , 24 – 30 V

Gornji podaci su dati za žicu za zavarivanje prečnika 1,0 .Granice parametara - struja i napon - za ove 3 vrste prenosa kao što se vidi se preklapaju. Jedno je međutim sigurno a to je da se „ Sprejni „ prenos ne može dobiti u zaštiti čistog CO2 gasa. Granica gasne smeše za Sprejni prenos je po literaturi je minimum 80 – 85 % Argona u smeši.

Kratkospojeni prenos – najmanja koncenteracija toplote - za zavarivanje tankih i tanjih limova u svim položajima i za prinudne položaje zavarivanja ( naročito nadglavno ) i korene zavare na tankim i debelim limovima i cevima.

Globularni – Krupnokapljičasti – prenos : za zavarivanje limova većih debljina i eventualno za prinudne položaje.

Sprejni prenos – najveća koncentracija ( unos ) toplote i koristi se uglavnom za zavarivanje debljih limova u horizontalnom ili vertikalnom položaju.

Postoji i takozvani „ Pulsni prenos „ koji može imati prenos kao u mlazu ali sa mnjim strujama zavarivanja ali je za ovaj prenos potreban i uređaj koji ima datu mogućnost „ Pulsnog zavarivanja „ .

Smeša koju koristimo u našoj proizvodnji je 82 % Argona + 18 % CO2 i mi je zovemo „ CORGON „ ali je njen pravi naziv po literaturi „ KRYSAL „. Veći sadržaj CO2 uslovljava dublje uvarivanje. U Kratkospojenom prenosu omogućava premošćavanje većih zazora u žlebu. Koristi se najviše za nelegirane i niskolegirane čelike.

 

II . JAČINA STRUJE ZAVARIVANJA

Jačina struje zavarivanja direktno zavisi od podešavanja brzine dovođenja žičane elektrode. Znači struju zavarivanja podešavamo pomoću brzine dovođenja žičane elektrode.

 

 

Sa prejakom strujom zavarivanja pri ostalim nepromenjenim parametrima dolazi do :

- Većeg uvarivanja u osnovni materijal

- Lošijeg izgleda lica šava - zavara

- Veće nadvišenje šava – zavara

- Oštri zajedi od pregrevanja u prelaznoj zoni – tik uz zavar

- Povećanja rasprskavanja – pucni

Sa preslabom strujom zavarivanja pri ostalim nepromenjenim parametrima dolazi do :

- Nedovoljnog uvarivanja

- Nejednake širine površine šava – zavara ( usko – široko )

- Mogućnosti pojave nalepljivanja.

Kod MAG postupka zavarivanja uobičajene vrednosti struje zavarivanja se kreću od 100 do 200 A/mm2. Uzima se u obzir površina preseka elektrodne žice čiji je prečnik 1 mm , tako da je njena povrsina 0,785 mm2. Ovo znači da se struja kreće u ganicama od 78 do oko 160 A. Kada se radi sa smešom ova struja može ići do 350 A/mm2 šo praktično znači struju od oko 280 A.

                                                                       

 

                             Premala struja Prejaka struja

Zavarivanje u prinudnim polžajima se izvodi sa jačinama struje koje su manje od onih koje su preporučene za horizontalni – položeni položaj zavarivanja :

- Za prinudni položaj ( Vertikalni ) struja se umanjuje za 10 – 15 %.

- Za prinudne položaje ( Nadglavni , Horizontalno – vertikalni ) struja se umanjuje za 15 – 20 %.

- Za unutrašnje ugaone spojeve struja je manja 5 – 10 %.

- Za zavarivanje CrNi čelika struja se umanjuje 25 – 30 %.

III . NAPON ZAVARIVANJA - VOLTAŽA

- Voltaža suviše niska ( dugačak zavarivački luk ) : zavarivački luk je nestabilan , lice šava – zavara ima grub izgled (narebren), lošija je zaštita zavara ( rastopa ),

- Voltaža suviše visoka ( prekratak zavarivački luk ) : ovaj luk se uranja u rastopljeni metal zavara tako da usled toga rastop se uzburkava i beži ispred luka na nazagrejanu površinu lima i postoji velika opasnost od NALEPLJIVANJA i ZAJEDA.

Vrednost napona zavarivanja a i struje zavarivanja direktno zavisi od veličine izvučenog dela elektrodne žice - izvučeni deo mereno od dizne.

                                                            

Preniska voltaža Previsoka voltaža

Povećanje napona – voltaže dovodi još i do :

- Povećanja širine zavara – šava

- Smanjenja dubine uvarivanja

- Lepši vizuelni izgled zavara – šava

Smanjenje napona – voltaže dovodi još i do :

- Sužavanje rastopa

- Povećanje nadvišenja zavara - šava

- Veća dubina uvarivanja

IV . BRZINA ZAVARIVANJA

Brzina zavarivanja podrazumeva brzinu kojom se električni luk pomera po liniji spajanja – zavarivanja.

Kada je brzina zavarivanja premala dobija se :

- Široki rastop ( opasnost od nalepljivanja )

- Širi zavari ; smanjuje se uvarivanje u osnovni materijal

- Lice šava –zavara je ulegnuto

- Rastop je pregrejan i svojom toplotom dovodi do vrtloženja zaštitnog gasa što slabi zaštitu i izaziva poroznost u zavaru – šavu ( rupice

Kada je brzina zavarivanja prevelika dobija se :

- Rastop je premali – preuzak

- Dubina uvarivanja ( provarivanja ) je premala

- Zavar – šav je uzak

- Dolazi do pojave zareza na prelazu zavara prema osnovnom materijalu.

Znači brzina zavarivanja direktno utiče na dubinu uvarivanja ( provarivanja ) , širinu i nadvišenje zavara ( šava ) i na količinu unešene toplote.

Manja brzina zavarivanja = Veća unešena toplota

Veća brzina zavarivanja = Manja unešena toplota

Premala brzina zavarivanja Prevelika brzina zavarivanja

Postoje tehnološke iskustvene tabele u kojima su okvirno date vrednosti za brzinu zavarivanja , struju , napon, brzinu dodavanja žice i one se uvek koriste. Međutim prave vrednosti parametara ( sa kojima se dobija najoptimalniji zavareni spoj što se tiče karakteristika i vizuelnog izgleda ) se utvrđuju na osnovu proba koje treba uraditi pre početka izrade konstrukcije – na probnim komadina tj.uzorcima – za svaki zavareni spoj. Ove probe se rade sa više kombinacija parametara zavarivanja što znači da bi jedan zavar trebalo probati uraditi sa 3 – 5 kombinacija parametara zavarivanja.

V . POLOŽAJ PIŠTOLJA ZA ZAVARIVANJE U ODNOSU NA RAVAN SPOJA I

S OBZIROM NA POLOŽAJ ZAVARIVANJA

Tehnika „ UNAPRED „ : Smanjuje se dubina uvarivanja ; Zavar postaje širi ; Zavar postaje ravniji ; Zavar ima lepši vizuelni izgled . Što je ugao nagiba veći to je dubina uvarivanja manja a širina zavara veća – preporučeni ugao je 5 -15 °. Pogodno je za zavarivanje metala manjih debljina kao i za koren zavara i zavarivanje u prinudnim položajima. Zavarivaču je olakšano vođenje elektrodne žice jer mu je linija zavarivanja pregledna ( ispred šobe je ) ali je pregled rastopa otežan jer ga pokriva šoba gorionika.

Tehnika „ UNAZAD „ : Povećava se dubina uvarivanja ; Smanjuje se širina zavara ; Nadvišenje zavara postaje veće - zavar je ispupčeniji ; Električni luk je malo stabilniji ; Malo je manje razbrizgavanje – pucne. Ugao je opet 5 – 15 ° . Pogodno je za zavarivanje većih debljina materijala – mogu se koristiti veće struje zavarivanja. Zavarivaču je teže vođenje elektrodne žice jer šoba pokriva liniju zavarivanja ali je sa druge strane bolji pregled rastopa.

         UNAPRED           UNAZAD 

         SMER  ZAVARIVANJA 

             UNAPRED               POD 90 °           UNAZAD 

             

              

             POD 90 ° 

Radni komadi malih debljina ( do 5 mm ) najbolje se zavaruju u poluvertikalnom ( nagnutom ) ili vertikalnom položaju zavarivanja ODOZGO – NADOLE , jer se tim načinom unosi najmanje toplote i dobija zavar lepog vizuelnog izgleda sa potpuno provarenim korenskim zavarom. Pištolj za zavarivanje bi trebao da zauzima približno položaj od 90 ° u odnosu na ravan spoja ( liniju zavara ).

Radni komadi srednjih i većih debljina mogu da se zavaruju u svim položajima s tim što se zavarivanje u vertikalnom položaju izvodi ODOZDO – NAGORE vrednostima struje koje su 10 – 15 % manje.

NJIHANJE VRHA ELEKTRODNE ŽICE

Vođenje pištolja pri zavarivanje osim pravolinijskog može biti različito pa da napomenemo neka :

1 2 3 4

1 . PRAVOLINIJSKO KRETANJE BEZ NJIHANJA : primenjuje se kod delova manjih debljina u horizontalnom položaju i za sve slučajeve zavarivanja ODOZGO – NADOLE . Takođe se primenjuje pri zavarivanje višezavarnim načinom ( vezanim zavarima ) i u određenim slučajevima kod korenskih zavara.

2 i 3. USKO NJIHANJE ( 15 – 40 mm širina ) : se primenjuje za zavarivanje u svim položajima i za zavarivanje ugaonih spojeva u prinudnim položajima.

4. POMERANJE U OBLIKU PETLJE ( ponavljajući krugovi ) ( širina nihanja 3 – 16 mm - prečnik kruga 3 – 20 mm ) : u slučaju kada je potrebno naneti veće količine dodatnog materijala a može se primeniti i pri korenskom zavaru u oštrom uglu u horizontalnom položaju.

Poprečnim klaćenjem vrha elektrodne žice povećava se širina zavara – šava i smanjuje se brzina zavarivanja.

Prevelika amplituda njihanja vrha dovodi do grešaka nalepljivanja tj. nepotpunog stapanja sa osnovnim materijalom ( limom ). Rastop pri prevelikom amplitudi njihanja i pri velikoj struji može pobeći ispod luka na osnovni materijal ( lim ) što dovodi do nalepljivanja.

Pri širem poprečnom njihanju treba primenjivati zavarivanje „ UNAZAD „ a pri užem njihanju treba primenjivati zavarivanje „ UNAPRED „.

VI . POLOŽAJ ŠOBE I VELIČINA IZVUČENOG DELA ELEKTRODNE ŽICE

Dužina izvučenog dela žičane elektrode „ Die „ se računa od kraja dizne do vrha elektrodne žice. Samo taj deo žice ( žičane elektrode ) je u strujnom kolu. Od toga koliki je izvučeni deo zavisi i struja zavarivanja jer duži izvučeni deo znači i veći otpor a to povlači za sobom slabiju struju zavarivanja.

Orijentaciono uzeto kao dobra dužina izvučenog dela žičane elektrode se smatra :

- Za prenos u kratkom spoju 6 – 13 mm

- Za ostale oblike prenosa 13 – 20 ( 25 ) mm

Na kraju da rezimiram da je neka granica za Die = 6 – 20 mm gledajući raspone struja 70 – 280 A.

Položaj dizne u odnosu na šobu je :

- Za jačine struje zavarivanja 50–150 A tj. za najmanje pečnike žičanih elektroda – izvučena 5 mm

- Za jačine struje zavarivanja 150–350 A tj. za srednje pečnike žičanih elektroda – ravna sa šobom

- Za jačine struje zavarivanja preko 350 A tj. za najveće pečnike žičanih elektroda – uvučena 5 mm

Položaj šobe u odnosu na radni komad je :

- Za jačine struje zavarivanja 50 – 150 A tj. za najmanje pečnike žičanih elektroda – slika „a“

- Za jačine struje zavarivanja 150 – 350 A tj. za srednje pečnike žičanih elektroda – slika „b“

- Za jačine struje zavarivanja preko 350 A tj. za najveće pečnike žičanih elektroda – slika „c“

Die 

VII . TEMPERATURNE DEFORMACIJE KOD ZAVARIVANIH ELEMENATA